箱梁預(yù)應(yīng)力張拉自動(dòng)控制系統(tǒng)(論文)

1、箱梁預(yù)應(yīng)力張拉自動(dòng)控制系統(tǒng)研究與應(yīng)用作者：葉劍波、郝金杰單位：河北益鐵機(jī)電科技有限公司引言高速鐵路無砟軌道由于其良好的軌道平順性和持久可靠的穩(wěn)定性及高效率的運(yùn)能、極少的線路維修量、社會經(jīng)濟(jì)效益顯著等優(yōu)點(diǎn)，在國內(nèi)外受到高度重視，已成為國內(nèi)外客運(yùn)專線、高速鐵路建設(shè)的發(fā)展方向，越來越多的國家都在致力應(yīng)用和發(fā)展無砟軌道工程技術(shù)。由于無砟軌道橋梁具有占有量大、加工精度高的特點(diǎn)，快速、有效的進(jìn)行橋梁預(yù)制是無砟軌道施工的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。橋梁預(yù)應(yīng)力張拉是橋梁制作過程中一個(gè)重要環(huán)節(jié)，預(yù)應(yīng)力張拉涉及到預(yù)應(yīng)力損失、溫度效應(yīng)等諸多因素的影響，是一個(gè)復(fù)雜的非線性的力的分配和傳遞過程。預(yù)應(yīng)力張拉精度是決定預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)安全與正

2、常運(yùn)營的首要條件，一旦預(yù)應(yīng)力張拉精度失控，輕則會引起結(jié)構(gòu)出現(xiàn)錨固端的縱向裂紋、反拱過大，重則會引起結(jié)構(gòu)出現(xiàn)橫向裂縫、預(yù)應(yīng)力筋拉斷等事故，由于預(yù)應(yīng)力張拉精度失控造成預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)失效、破壞以及生命財(cái)產(chǎn)巨大損失的事故時(shí)有發(fā)生。當(dāng)前高速鐵路橋梁為無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線束后張法施工工藝。張拉過程中涉及到預(yù)應(yīng)力損失、張拉系統(tǒng)摩阻、張拉系統(tǒng)精度、操作人員熟練度等諸多因素的影響，難以保證精度。預(yù)應(yīng)力張拉精度是決定預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)安全與長期穩(wěn)定性的重要條件之一。傳統(tǒng)的后張法工藝為由人工看壓力表手動(dòng)操作泵站完成張拉。在測量技術(shù)上，通過讀取液壓系統(tǒng)的壓力，并按照液壓系統(tǒng)與張拉力的對照表，換算出張拉力；使用直尺等量具人工測量出張

3、拉的伸長值。這種張拉過程摻入了大量的人工干預(yù)，操作過程繁雜，測量精度低，難以保證張拉的質(zhì)量，張拉效率低下。并且，由于后張法傳統(tǒng)工藝的特殊性，張拉后的預(yù)應(yīng)力鋼筋進(jìn)行錨封，張拉結(jié)果由人工填寫表格，對張拉質(zhì)量無法進(jìn)行檢測，張拉過程不可回溯分析。在信息化管理高速發(fā)展的現(xiàn)今，生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息自動(dòng)化采集已成為現(xiàn)代管理的重要組成，原始的張拉方法已不能滿足現(xiàn)代生產(chǎn)的需要。由于高速鐵路建設(shè)的特殊性，建設(shè)單位為臨時(shí)組建單位，主要精力用于組織建設(shè)，進(jìn)度及質(zhì)量監(jiān)督等方面的工作，無暇組織新技術(shù)新產(chǎn)品的研發(fā)，大西客專股份有限公司針對大西鐵路工程建設(shè)提出“百年工程”的口號，按照工程施工質(zhì)量是由施工準(zhǔn)備、工序操作質(zhì)量決定的，或者

4、說工程施工質(zhì)量是在施工過程中形成的，而不是最后檢驗(yàn)出來的質(zhì)量管理理念，要保證工程施工質(zhì)量，就必須加強(qiáng)施工過程控制。工欲善其事，必先利其器，研發(fā)能夠保證預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量的箱梁預(yù)應(yīng)力張拉自動(dòng)控制施工設(shè)備是預(yù)應(yīng)力施工環(huán)節(jié)質(zhì)量保證的關(guān)鍵。預(yù)應(yīng)力張拉自動(dòng)控制系統(tǒng)的核心技術(shù)是超高壓電液控制及配套測量技術(shù)，在傳統(tǒng)的流體傳動(dòng)與控制基礎(chǔ)上，吸收和融合當(dāng)代超高壓電液控液壓油路開關(guān)技術(shù)、PLC、傳感測量、計(jì)算機(jī)等新技術(shù)形成的技術(shù)結(jié)合體。在高速鐵路CRTS-型軌道板和CRTS-型軌道板預(yù)應(yīng)力張拉施工中已經(jīng)有成熟應(yīng)用。箱梁預(yù)應(yīng)力張拉自動(dòng)控制系統(tǒng)1系統(tǒng)簡介YL-01型箱梁預(yù)應(yīng)力張拉自動(dòng)控制系統(tǒng)主要是為解決傳統(tǒng)橋梁張拉工藝中

5、存在人為控制、手動(dòng)測量、人工計(jì)算、人工記錄、精度低、不可控的問題而研制的程序控制全自動(dòng)化張拉設(shè)備，由2對千斤頂（4個(gè)），4臺電動(dòng)液壓站、8個(gè)高精度壓力傳感器、4個(gè)非接觸式高精度位移傳感器、PLC控制器、主機(jī)（一體化工作站）、無線網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和1套標(biāo)準(zhǔn)力校準(zhǔn)系統(tǒng)等組成，可同時(shí)控制2對千斤頂同步工作，構(gòu)成平衡的雙向張拉，同時(shí)根據(jù)張拉工藝不同也可單側(cè)2錨或4錨張拉。微電腦預(yù)設(shè)張拉工藝，一鍵操作實(shí)現(xiàn)張拉過程的自動(dòng)化控制，伸長值顯示，張拉數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)曲線采集及校核報(bào)警，張拉結(jié)果記錄存儲、無線數(shù)據(jù)傳輸以及網(wǎng)絡(luò)傳輸，信息化管理。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下，其中液壓站采用超高壓電液控液壓油路開關(guān)專利技術(shù)，高壓、超高壓液壓油路的

6、通、斷控制實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定可靠的電動(dòng)控制。在每臺電動(dòng)液壓站連接千斤頂?shù)拇驂憾撕突赜投朔謩e安裝液壓傳感器，減小了油壓低頻振動(dòng)對壓力的干擾。同時(shí)在每臺千斤頂上安裝非接觸式位移傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測張拉伸長值的變化。本系統(tǒng)的特點(diǎn)是可靠性好，操作簡單，伸長值自動(dòng)測量和記錄，張拉控制精度可達(dá)到1%要求。集成了計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制技術(shù)、無線傳輸技術(shù)、數(shù)據(jù)監(jiān)控分析技術(shù)于一體。把梁場橋梁的張拉、數(shù)據(jù)傳輸、監(jiān)控、管理等一系列功能緊密地結(jié)合起來，從張拉現(xiàn)場到梁場信息化管理中心甚至甲方客專信息化管理中心通過寬帶信息網(wǎng)實(shí)現(xiàn)高速實(shí)時(shí)互聯(lián)，達(dá)到信息的快速流通，實(shí)現(xiàn)橋梁張拉的現(xiàn)代化管理。采用分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)，后臺安全傳輸模式，網(wǎng)絡(luò)斷開時(shí)單機(jī)

7、可以正常工作。2 工作原理首次使用時(shí)，操作人員要通過主機(jī)（一體化工作站）進(jìn)行系統(tǒng)的標(biāo)定，將隨機(jī)配套的標(biāo)準(zhǔn)力校準(zhǔn)系統(tǒng)與張拉設(shè)備配套安裝到校準(zhǔn)工裝上，如下圖：啟動(dòng)液壓泵站，用標(biāo)定系統(tǒng)對張拉系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定，主機(jī)自動(dòng)對壓力傳感器信號數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理，使主機(jī)張拉力值顯示與標(biāo)準(zhǔn)儀表的示值一致，可標(biāo)定16點(diǎn)。標(biāo)定結(jié)束后，系統(tǒng)直接顯示標(biāo)準(zhǔn)張拉力值，自動(dòng)剔除千斤頂磨阻等環(huán)節(jié)對張拉力的影響，形成液壓系統(tǒng)的壓力與張拉力的線性關(guān)聯(lián)曲線。系統(tǒng)完成標(biāo)定后，操作人員按橋梁張拉工藝圖規(guī)定張拉工藝通過主機(jī)的觸摸屏手寫輸入或虛擬鍵盤設(shè)定輸入初張拉力值、初張持荷時(shí)間、終張拉力值、終張持荷時(shí)間、伸長校核目標(biāo)值等參數(shù)，然后一鍵啟動(dòng)自動(dòng)完

8、成張拉過程。在張拉過程中，系統(tǒng)自動(dòng)跟蹤采集4臺千斤頂相應(yīng)的張拉力值和伸長值控制液壓站的高壓電磁換向閥組平衡同步張拉。即主機(jī)實(shí)時(shí)通過系統(tǒng)PLC擴(kuò)展AI/DO模塊讀取4臺千斤頂?shù)膲毫鞲衅餍盘柡臀灰苽鞲衅餍盘枺?jīng)運(yùn)算處理為標(biāo)準(zhǔn)預(yù)應(yīng)力鋼束張拉力值和伸長值，然后判斷當(dāng)前預(yù)應(yīng)力鋼束的張拉力值和伸長值是否同步，然后對控制4臺千斤頂?shù)母邏弘姶艙Q向閥組發(fā)出相應(yīng)的控制指令，保證4臺千斤頂?shù)膹埨χ岛蜕扉L值同步平衡增長。預(yù)應(yīng)力鋼束的伸長值作為系統(tǒng)的參考和張拉工藝的輔助參數(shù)，當(dāng)伸長值變化量過大，即張拉速度過快時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)控制油泵高壓電磁換向閥組調(diào)節(jié)千斤頂?shù)膹埨俣?。?dāng)張拉力值和伸長值對應(yīng)數(shù)據(jù)發(fā)生異常時(shí)，報(bào)警提示進(jìn)行

9、人工干預(yù)，處理后再繼續(xù)自動(dòng)張拉。當(dāng)采集張拉力值達(dá)到初張張拉目標(biāo)值后，關(guān)閉電磁換向閥組停止打壓，進(jìn)入初張持荷計(jì)時(shí)，在持荷過程中由于預(yù)應(yīng)力鋼束持續(xù)伸長張拉力值會減小，低于目標(biāo)張拉力值1%時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)控制液壓泵站補(bǔ)壓，保持張拉力在目標(biāo)值±1%以內(nèi)。從而保證張拉精度。初張持荷完成后，自動(dòng)記錄張拉數(shù)值，然后繼續(xù)下一過程的張拉，系統(tǒng)仍然自動(dòng)跟蹤采集4臺千斤頂相應(yīng)的張拉力值和伸長值控制液壓站同步張拉。當(dāng)采集張拉力值達(dá)到終張張拉目標(biāo)值后，停止打壓，進(jìn)入終張持荷計(jì)時(shí)，在持荷過程中張拉力值低于目標(biāo)張拉力值1%時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)控制液壓泵站補(bǔ)壓，保持張拉力在目標(biāo)值±1%以內(nèi)。終張持荷完成后，記錄并計(jì)算張拉

10、結(jié)果值。系統(tǒng)打開緩釋閥組，千斤頂在預(yù)應(yīng)力鋼束回縮力作用下開始緩慢卸荷過程，同時(shí)跟蹤采集張拉力值，當(dāng)張拉力值變化為0后，記錄并計(jì)算預(yù)應(yīng)力鋼束回縮值。然后控制液壓站使千斤頂回位，整個(gè)單次自動(dòng)張拉控制過程結(jié)束。張拉過程中系統(tǒng)通過無線網(wǎng)絡(luò)將張拉采集曲線及張拉控制結(jié)果傳輸給梁場信息化管理中心計(jì)算機(jī)。再經(jīng)專用網(wǎng)絡(luò)將所有數(shù)據(jù)信息傳送給大西客專信息中心。3 系統(tǒng)各組成部分設(shè)計(jì)說明3.1鐵路梁專用自動(dòng)張拉油泵液壓站的工作壓力70 Mpa，流量2L/min。采用超高壓電液控液壓油路開關(guān)技術(shù)，用于高壓、超高壓液壓油路的通、斷控制。液壓系統(tǒng)高于31.5Mpa為超高壓系統(tǒng)，鐵路箱梁預(yù)應(yīng)力張拉系統(tǒng)壓力在34Mpa以上，系

11、統(tǒng)的穩(wěn)定性及長期使用可靠性是決定系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵。本液壓站核心技術(shù)是采用超高壓電液控液壓油路開關(guān)技術(shù)，它能有效地自動(dòng)控制液壓油路的通斷及轉(zhuǎn)換，并且適用工作環(huán)境范圍廣，不僅能在31.5Mpa以下的工作環(huán)境下長時(shí)間工作，而且還能在40-80Mpa的超高壓環(huán)境下長時(shí)間工作，基本不會產(chǎn)生內(nèi)泄，從而可有效地提高工作油路的壓力及控制的可靠性，提高產(chǎn)品的使用壽命，實(shí)現(xiàn)電液控自動(dòng)控制液壓油路。由于液壓系統(tǒng)經(jīng)常工作在超高壓力環(huán)境下，故油路設(shè)計(jì)時(shí)采取了相應(yīng)的安全保障措施，油管采用耐壓超過60MPa帶鋼絲層的高壓膠管，防止管路崩斷而造成安全事故。另外油路設(shè)計(jì)時(shí)采用溢流閥保持工作壓力在規(guī)定安全壓力以下，超出則溢流保護(hù)。

12、3.2 YDC3000型千斤頂YDC3000型千斤頂是預(yù)應(yīng)力錨固體系中通用系列液壓穿心式千斤頂?shù)囊环N，額定張拉力3000kN。根據(jù)用戶需要配置相應(yīng)的限位板、工具錨等附件?？捎糜赬M、XYM、QM、OVM及其他系列錨固體系的張拉。頂上安裝高精度非接觸式位移傳感器，千斤頂?shù)囊簤河凸懿捎每焖俳宇^與液壓站連接。系統(tǒng)也可在梁場原有千斤頂上增加安裝高精度非接觸式位移傳感器機(jī)械固定裝置進(jìn)行改造，加裝位移傳感器測量系統(tǒng)后可在系統(tǒng)中一樣使用。節(jié)約了梁場購買新千斤頂?shù)闹С觥?.3 高精度壓力測量傳感器高精度壓力傳感器安裝在每臺電動(dòng)液壓站連接千斤頂?shù)拇驂憾撕突赜投?。測量范圍為050MPa，對應(yīng)的輸出為420mA電流

13、信號，激勵(lì)電源為24V直流電源，綜合精度0.2%FS，線性度達(dá)到0.5%。信號線采用3芯屏蔽電纜連接到14位PLC擴(kuò)展AI/DO模塊。系統(tǒng)通過AI/DO模塊實(shí)時(shí)獲取壓力傳感器數(shù)據(jù)，運(yùn)算處理后得出實(shí)時(shí)測量的張拉力值。3.4 專用位移測量裝置張拉過程中由于預(yù)應(yīng)力鋼束自身的應(yīng)力變化或釋放，張拉千斤頂?shù)捻敵龌钊才c外缸體之間會發(fā)生切向角度偏移，使用普通拉桿式位移傳感器的拉桿會因此而變形損壞，造成系統(tǒng)無法正常工作。所以采用專用位移測量裝置測量千斤頂頂出活塞筒相對于油缸的位移，即預(yù)應(yīng)力鋼絞線的拉伸長度。系統(tǒng)選用的非接觸式位移傳感器量程為50400mm，測量精度為0.1mm，其輸出信號為420mA電流信號，

14、激勵(lì)電源為24 V直流電源。信號線連接至到系統(tǒng)PLC擴(kuò)展AI/DO模塊，系統(tǒng)通過AI/DO模塊來實(shí)時(shí)獲取位移傳感器的伸長量。3.5 主控PLC設(shè)計(jì)其硬件結(jié)構(gòu)框圖 ：2路標(biāo)準(zhǔn)位移信號4路標(biāo)準(zhǔn)壓力信號主控PLC6路AI/DO擴(kuò)展模塊高壓電磁閥組2路標(biāo)準(zhǔn)位移信號4路標(biāo)準(zhǔn)壓力信號從控PLC6路AI/DO擴(kuò)展模塊高壓電磁閥組嵌入式主機(jī)（組態(tài)軟件系統(tǒng)）程序設(shè)計(jì)流程圖： 返回轉(zhuǎn)人工轉(zhuǎn)人工選擇張拉工作方式設(shè)置張拉參數(shù)選擇張拉千斤頂組合啟動(dòng)監(jiān)測壓力到持荷、點(diǎn)動(dòng)補(bǔ)壓保存結(jié)果寫入終張參數(shù)張拉完成手動(dòng)處理初始化3.5.1 自動(dòng)平衡同步張拉編程設(shè)計(jì)原理首先設(shè)定張拉自動(dòng)平衡條件參數(shù)，如張拉力最大差值和伸長值最大差值，張拉

15、過程中系統(tǒng)通過PLC擴(kuò)展AI/DO模塊來實(shí)時(shí)獲取位移傳感器的伸長量和壓力傳感器的數(shù)據(jù)計(jì)算的張拉力值，判斷4臺千斤頂?shù)膶?shí)時(shí)伸長值或張拉力值中的最大和最小值之差如果大于或等于自動(dòng)平衡條件中的張拉力或伸長值參數(shù)，調(diào)節(jié)最大值對應(yīng)的千斤頂?shù)拇驂核俣?，?臺千斤頂同步平衡張拉。3.5.2 PLC對張拉力的閉環(huán)控制預(yù)應(yīng)力自動(dòng)張拉過程的閉環(huán)控制方式是控制張拉力、液壓系統(tǒng)壓力等連續(xù)變化的模擬量，控制電磁換向閥使系統(tǒng)壓力始終與負(fù)載所需壓力相等，實(shí)現(xiàn)負(fù)載傳感檢測控制。當(dāng)前系統(tǒng)選用的PLC本身具有PID控制功能指令， PID控制原理框圖如下圖所示。閉環(huán)控制的預(yù)應(yīng)力張拉系統(tǒng)PID控制程序流程圖如下圖所示。3.6標(biāo)準(zhǔn)力校

16、準(zhǔn)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)力校準(zhǔn)系統(tǒng)由1個(gè)環(huán)形高精度測力傳感器和1臺專用測力儀表組成，此系統(tǒng)在出廠前經(jīng)國家省級計(jì)量檢測部門在標(biāo)準(zhǔn)測力機(jī)校準(zhǔn)合格并出具檢定合格證書。用于自動(dòng)張拉設(shè)備初始使用前和使用中周期性對千斤頂摩阻、液壓系統(tǒng)等環(huán)節(jié)的壓力校準(zhǔn)為標(biāo)準(zhǔn)拉力。4 主要功能及技術(shù)指標(biāo)4.1主要設(shè)計(jì)功能4.1.1自動(dòng)平衡同步張拉張拉過程中自動(dòng)控制預(yù)應(yīng)力鋼束兩端伸長量保持一致，同步張拉，最終以設(shè)計(jì)張拉力為控制目標(biāo)，嚴(yán)禁張拉不到位或超張拉。4.1.2方便的輸入功能可方便地輸入箱梁編號、型號、張拉力目標(biāo)值及伸長量校核值、持荷時(shí)間等張拉技術(shù)參數(shù)，也可在管理計(jì)算機(jī)上分梁型設(shè)定張拉技術(shù)參數(shù)通過無線通訊或U盤下發(fā)。4.1.3聲光報(bào)警功

17、能具有在張拉不同階段進(jìn)行聲光提示功能，提示操作人員進(jìn)行初始和控制階段工具夾片外露量的測量，系統(tǒng)工作異?；驈埨瓟?shù)據(jù)超差時(shí)自動(dòng)報(bào)警。4.1.4斷點(diǎn)恢復(fù)功能 工作過程中停電系統(tǒng)自動(dòng)保存當(dāng)前數(shù)據(jù)，重新上電后可由斷點(diǎn)處繼續(xù)完成自動(dòng)張拉過程。4.1.5標(biāo)定功能可連接標(biāo)準(zhǔn)測力環(huán)系統(tǒng)對系統(tǒng)張拉力進(jìn)行標(biāo)定和檢測。4.1.6 直接顯示拉力值及自動(dòng)測量張拉伸長值系統(tǒng)標(biāo)定完成由壓力傳感器測量并直接顯示張拉力值，由位移傳感器測鋼絞線伸長量，直接在觸摸屏上顯示。4.1.7打印功能張拉完成，打印張拉記錄表。4.1.8 數(shù)據(jù)傳輸功能張拉實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通過通訊接口以無線方式傳入信息化管理系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)顯示張拉數(shù)據(jù)、張拉力曲線及伸長量

18、曲線，并保存記錄，張拉數(shù)據(jù)可導(dǎo)出為Excel電子表格文件。同時(shí)通過網(wǎng)絡(luò)可以上傳。4.2設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)4.2.1張拉系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)測力系統(tǒng)精度 1%F.S位移測量精度 0.2mm雙頂對拉不平衡度 20KN液壓站工作電壓 380±10%控制系統(tǒng)工作電壓 220±10%使用溫度 20504.2.2標(biāo)定系統(tǒng)滿量程 2744KN準(zhǔn)確度 0.3%F.S使用電壓 220±10%使用溫度 2050 4.2.3液壓站最大油壓 50MPa流量 2L/min電機(jī)功率 4.5KW使用電壓 380V4.2.4拉千斤頂公稱張拉力 3000KN公稱油壓 52MPa張拉面積 57727mm2理論張拉

19、力 3035KN穿心孔徑 145mm張拉行程 200mm 主機(jī)重量 260kg外形尺寸 375×380mm5箱梁預(yù)應(yīng)力張拉自動(dòng)控制信息化系統(tǒng)客運(yùn)專線建設(shè)總的目標(biāo)是達(dá)到世界一流客運(yùn)專線水平。這就需要線路基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)現(xiàn)中的設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、工程管理達(dá)到一流，使工程質(zhì)量達(dá)到國際客運(yùn)專線建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)得起運(yùn)營的檢驗(yàn)、歷史的檢驗(yàn)。橋梁更是客運(yùn)專線重要的基礎(chǔ)設(shè)施，在橋梁生產(chǎn)中加強(qiáng)信息化建設(shè)，提高現(xiàn)代信息化管理水平顯得尤為重要。實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息化標(biāo)準(zhǔn)管理，建立信息化服務(wù)平臺，把每天的工作要求和工作進(jìn)展情況通過信息服務(wù)平臺提交給上級主管領(lǐng)導(dǎo)，領(lǐng)導(dǎo)根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況合理安排各項(xiàng)施工工序，從而保證了施工生產(chǎn)的有序

20、推進(jìn)。預(yù)應(yīng)力張拉是橋梁質(zhì)量保證的關(guān)鍵工序，為了很好控制質(zhì)量，使主管領(lǐng)導(dǎo)可以實(shí)時(shí)查看到現(xiàn)場張拉情況，特開發(fā)該信息化系統(tǒng)。箱梁預(yù)應(yīng)力張拉自動(dòng)控制信息化系統(tǒng)需要在大西客專、梁場和現(xiàn)場張拉設(shè)備之間組建網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖如下：本系統(tǒng)有以下幾大功能特點(diǎn)：在硬件選擇上 根據(jù)施工現(xiàn)場情況采用無線網(wǎng)絡(luò)信息傳輸技術(shù)代替有線網(wǎng)絡(luò)傳輸。 采用高速率無線數(shù)傳電臺，它是一種遠(yuǎn)距離無線數(shù)據(jù)傳輸產(chǎn)品，它體積小，金屬外殼，屏蔽性能好，抗干擾性強(qiáng)，內(nèi)部采用集成功放，TCXO等高可靠性器件，內(nèi)置看門狗，產(chǎn)品的穩(wěn)定性及可靠性極高。采用先進(jìn)的GFSK調(diào)制方式，提高了頻率資源的利用率和產(chǎn)品的抗干擾能力，半雙功的通訊方式，能方便為用戶提供雙

21、向的數(shù)據(jù)信號傳輸、檢測和控制。收發(fā)時(shí)間小于18mS（9600bps通訊數(shù)率），適時(shí)性強(qiáng)。在軟件設(shè)計(jì)上 采用多種開發(fā)軟件混合編程技術(shù)，發(fā)揮各自優(yōu)勢提高了系統(tǒng)的整體功能，使性能達(dá)到最優(yōu) 軟件操作簡單，采用Windows資源管理器的操作界面，醒目直觀 網(wǎng)絡(luò)傳輸采用滑動(dòng)窗口式通訊協(xié)議，數(shù)據(jù)傳輸速度快、性能穩(wěn)定 通訊校驗(yàn)采用CRC校驗(yàn)，糾錯(cuò)能力強(qiáng)，防止了通訊錯(cuò)誤產(chǎn)生的影響 全雙工通訊方式，網(wǎng)絡(luò)連通后可以進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送和接收5.1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及工作原理5.1.1、硬件組成本系統(tǒng)以張拉控制平板電腦為核心，配以無線高速數(shù)傳電臺、中心服務(wù)器。其結(jié)構(gòu)框圖如下：5.1.1.1 張拉控制設(shè)備該部分是全系統(tǒng)控制與管理的核

22、心，采用性能穩(wěn)定、抗震性好、處理速度快、硬盤空間大、具有觸摸功能的工業(yè)平板電腦；配備高性能、響應(yīng)速度快、性價(jià)比高的PLC。5.1.1.2傳輸設(shè)備高速數(shù)傳電臺，采用具有體積小、金屬外殼，屏蔽性能好，抗干擾性強(qiáng)、壽命長的設(shè)備。5.1.2工作原理大西客專各梁場張拉系統(tǒng)統(tǒng)一編號，通訊時(shí)根據(jù)編號來識別各張拉設(shè)備，每臺張拉控制系統(tǒng)配備，用于實(shí)時(shí)打包、發(fā)送現(xiàn)場張拉數(shù)據(jù)，梁場數(shù)據(jù)服務(wù)器實(shí)時(shí)接收各張拉設(shè)備的張拉數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)解包、處理后在管理界面上實(shí)時(shí)顯示現(xiàn)場各梁張拉情況，并把張拉數(shù)據(jù)通過梁場至大西總部的寬帶網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)發(fā)送到大西數(shù)據(jù)服務(wù)器，供領(lǐng)導(dǎo)查詢。5.1.3性能指標(biāo)（1）、壓縮率：3048%（2）、平均傳輸率：9.6kBytes/s （3）、工作頻率：400 - 470MHz，也可提供868/915MHz等頻率（4）、傳輸距離：0 8Km（5）、低功率：接收電流<30mA，發(fā)射電流<1.5A，休眠時(shí)電流<1mA5.2軟件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)張拉控制系統(tǒng)是用組態(tài)軟件加PLC執(zhí)行機(jī)構(gòu)開發(fā)的，上位機(jī)管理軟件是用Visual Basic開發(fā)的，壓縮算法用C語言編制的。組態(tài)軟件便于工業(yè)控制，界面直觀，方便操作； Visual Basic是微軟的開發(fā)軟件，適用于數(shù)據(jù)通訊軟件的開發(fā)；C語言方便靈活，功能強(qiáng)大，便于開發(fā)低層功能控件或動(dòng)態(tài)庫。程序設(shè)計(jì)采用了模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)