本文關(guān)鍵詞： 預(yù)應(yīng)力張拉 主次控制 無線通信 無線同步控制　出處：《廣西科技大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：目前預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)已應(yīng)用于土木工程界各個領(lǐng)域,而在預(yù)應(yīng)力的施工過程中預(yù)應(yīng)力筋的張拉是一個很重要的部分。預(yù)應(yīng)力筋的張拉過程很復(fù)雜,需要專用設(shè)備進(jìn)行操作。現(xiàn)階段設(shè)計(jì)的預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備大都采用PLC或PC機(jī)作為張拉控制系統(tǒng)的主控制器,主控制器通過有線或無線的通信方式對兩端張拉設(shè)備進(jìn)行控制。然而現(xiàn)有設(shè)備只保證預(yù)了應(yīng)力筋張拉應(yīng)力、張拉伸長量的控制精度以及雙端張拉時起步階段的同步性,隨著張拉的進(jìn)行,兩端張拉設(shè)備的后期同步性將很難保持。對此,本文研究一種基于nRF401無線通信模塊的預(yù)應(yīng)力張拉控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)采用主次控制模式,首先完成的工作是次控機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),包括次控機(jī)控制系統(tǒng)各個功能模塊的硬件電路和軟件程序的設(shè)計(jì)。其次針對預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)無線同步張拉以及無線通信模塊的設(shè)計(jì)進(jìn)行了重點(diǎn)研究,包括兩端次控機(jī)同步張拉的實(shí)現(xiàn)方式、張拉同步電壓補(bǔ)償算法研究,即在預(yù)應(yīng)力筋張拉時兩端張拉儀會相互通信,進(jìn)行張拉同步判斷,若不同步則采用同步電壓補(bǔ)償算法,針對不同步的位移量對位移量小的一端進(jìn)行相應(yīng)的控制電壓補(bǔ)償,實(shí)現(xiàn)同步張拉控制;無線通信模塊的設(shè)計(jì)包括:硬件電路、PCB天線、軟件研究設(shè)計(jì)。然后對控制系統(tǒng)主控機(jī)進(jìn)行了簡單的設(shè)計(jì),即主控機(jī)的硬件選型設(shè)計(jì)及用戶界面設(shè)計(jì)。最后在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件下,搭建了預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備的模擬液壓系統(tǒng),對本套預(yù)應(yīng)力張拉控制系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證,主要分為張拉設(shè)備主次控制對預(yù)應(yīng)力筋壓力和位移的張拉精度以及兩端同步控制精度的驗(yàn)證。并將實(shí)驗(yàn)采集到的張拉壓力和位移數(shù)據(jù)制成圖表,直觀的反應(yīng)本套預(yù)應(yīng)力張拉控制系統(tǒng)的張拉精度。本套預(yù)應(yīng)力張拉系統(tǒng)利用無線通信模塊在保證張拉應(yīng)力、張拉伸長量的控制精度以及張拉起步階段同步性的前提下,也能夠很好的處理張拉不同步現(xiàn)象。張拉不同步時采用的同步電壓補(bǔ)償算法核心在于能夠根據(jù)不同步的位移大小確定比例溢流閥的控制電壓增量,從而進(jìn)行液壓系統(tǒng)的壓力補(bǔ)償,實(shí)現(xiàn)兩端同步。本文對后續(xù)預(yù)應(yīng)力張拉控制系統(tǒng)和無線同步控制的研究都將起到借鑒和指導(dǎo)意義。
[Abstract]:At present, prestressed concrete technology has been applied in various fields of civil engineering, and the tensioning of prestressed tendons is a very important part in the process of prestress construction. The process of tensioning of prestressed tendons is very complex. Most of the prestressed tensioning equipments designed at this stage use PLC or PC as the main controller of the tensioning control system. The main controller controls the tensioning equipment at both ends by wired or wireless communication. However, the existing equipment only guarantees the tension stress of the stress tendons. The control precision of tensioning elongation and the synchronism in the initial stage of two-end tensioning will be difficult to maintain with the development of tensioning. In this paper, a prestressing tensioning control system based on nRF401 wireless communication module is studied. The primary and secondary control mode is adopted in the control system. The first work is the design of the secondary control system. It includes the design of hardware circuit and software program of each function module of the secondary control system. Secondly, the design of wireless synchronous tensioning and wireless communication module of prestressing system is studied emphatically. It includes the realization of synchronous tension of the secondary control machine and the research of tension synchronous voltage compensation algorithm, that is, when the prestressing tendons are tensioning, the two ends of the tensioning instrument will communicate with each other to judge the tension synchronization. If it is not synchronous, the synchronous voltage compensation algorithm is used to compensate the control voltage of the small displacement for the non-synchronous displacement, and the synchronous tension control is realized. The design of wireless communication module includes: hardware circuit PCB antenna, software research and design. That is, the hardware selection and user interface design of the main control machine. Finally, under the existing experimental conditions, the simulation hydraulic system of the prestressed tensioning equipment is built, and the experimental verification of this set of pre-stressed tensioning control system is carried out. It is mainly divided into tensioning equipment primary and secondary control of the tension and displacement of the prestressed tendons tension accuracy and the accuracy of synchronous control at both ends of the verification. And the tension pressure and displacement data collected from the experiment is made into a chart. The tension accuracy of the prestressing tension control system is intuitively reflected. The wireless communication module is used to ensure the tensioning stress in this prestressing tensioning system. The control precision of tensioning elongation and the synchronism of tensioning start stage. The core of the synchronous voltage compensation algorithm is that the control voltage increment of proportional relief valve can be determined according to the out-of-sync displacement. In order to compensate the pressure of hydraulic system and realize the synchronization of both ends, this paper will play a reference and guide significance to the study of the subsequent prestressing tension control system and wireless synchronous control.
【學(xué)位授予單位】：廣西科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TU757

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