阅读说明：本技术 液压扳手泵站及其控制系统和方法 (Hydraulic wrench pump station and control system and method thereof ) 是由 丛长林 陈兴志 谭昌春 谭洪 于 2020-05-07 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种液压扳手泵站及其控制系统和方法,其中液压扳手泵站包括油箱,油箱的上方设有电机,电机驱动液压泵,液压泵通过第一油路与电磁换向阀连接,电磁换向阀还与第四油路的一端连接,第四油路的另一端连接油箱,第四油路上连接有冷却装置,还包括继电器、PLC控制模块、螺栓紧固扭矩传感器和无线通讯模块,继电器与PLC控制模块连接,PLC控制模块与电机连接,螺栓紧固扭矩传感器与无线通讯模块连接。本发明还包括上述液压扳手泵站的控制系统和方法。其目的是为了提供一种能够自动收集数据并传输到数据库从而实现自动控制的液压扳手泵站及其控制系统和方法。(The invention discloses a hydraulic wrench pump station and a control system and method thereof, wherein the hydraulic wrench pump station comprises an oil tank, a motor is arranged above the oil tank and drives a hydraulic pump, the hydraulic pump is connected with an electromagnetic directional valve through a first oil path, the electromagnetic directional valve is also connected with one end of a fourth oil path, the other end of the fourth oil path is connected with the oil tank, a cooling device is connected onto the fourth oil path, the hydraulic wrench pump station further comprises a relay, a PLC control module, a bolt fastening torque sensor and a wireless communication module, the relay is connected with the PLC control module, the PLC control module is connected with the motor, and the bolt fastening torque sensor is connected with the wireless communication module. The invention also comprises a control system and a control method of the hydraulic wrench pump station. The hydraulic wrench pump station and the control system and method thereof can automatically collect data and transmit the data to a database so as to realize automatic control.)

液压扳手泵站及其控制系统和方法

技术领域

本发明涉及液压泵站领域，特别是涉及一种用于驱动液压扳手的液压扳手泵站及其控制系统和方法。

背景技术

如今越来越多的石油炼化、风电、重型设备等大型法兰的螺栓紧固采用液压扳手来紧固，液压扳手使用液压扳手泵站作为动力源。传统液压扳手泵站仅能提供动力源，不能对法兰螺栓的紧固数据进行采集并上传到后台云端数据库管理。现有的液压扳手泵站通常采用纸笔来记录螺栓的紧固数据，之后再录入到数据库。现有简单一些的智能扳手泵站，可以使用U盘作为传输介质，来拷贝数据，再录入到数据库中，但是操作不易，并且需要手动拷贝数据，尤其是工况现场条件不允许，不能使用电脑等。这就造成传统的液压扳手泵站不能实现自动控制。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够自动收集数据并传输到数据库从而实现自动控制的液压扳手泵站及其控制系统和方法。

本发明中的液压扳手泵站，包括油箱，所述油箱的上方设有电机，所述电机驱动位于油箱内的液压泵，所述液压泵通过第一油路与电磁换向阀连接，所述电磁换向阀用于连接第二油路和第三油路的一端，所述第二油路和第三油路的另一端用于连接液压扳手，所述电磁换向阀还与第四油路的一端连接，所述第四油路的另一端连接油箱，所述第四油路上连接有冷却装置，

还包括继电器、PLC控制模块、螺栓紧固扭矩传感器和无线通讯模块，所述继电器与PLC控制模块连接，所述PLC控制模块与电机连接，所述继电器用于接收状态信号并向PLC控制模块输出第一控制信号，所述PLC控制模块用于受控向电机输出第二控制信号，所述螺栓紧固扭矩传感器与无线通讯模块连接，所述螺栓紧固扭矩传感器用于采集螺栓紧固扭矩数据并向无线通讯模块输出采集到的螺栓紧固扭矩数据，所述无线通讯模块用于将螺栓紧固扭矩数据转换为无线数据上传至数据库。

本发明中的液压扳手泵站，其中所述第一油路和第四油路之间分别连接有第五油路和第六油路，所述第五油路上连接有溢流阀，所述第六油路上连接有比例溢流阀，所述第五油路与第一油路和第四油路的连接处分别为第一连接处和第二连接处，所述第六油路与第一油路和第四油路的连接处分别为第三连接处和第四连接处，所述第一油路上沿着液压泵到电磁换向阀的方向依次设有所述第一连接处和第三连接处，所述第二连接处和第四连接处位于电磁换向阀与冷却装置之间，所述第四油路上沿着电磁换向阀到冷却装置的方向依次设有所述第四连接处和第二连接处。

本发明中的液压扳手泵站，其中所述第三油路和第四油路之间连接有第七油路，所述第七油路上连接有安全阀，所述第七油路与第四油路的连接处为第五连接处，所述第五连接处位于第四连接处和电磁换向阀之间。

本发明中的液压扳手泵站，其中所述第一油路上连接有压力传感器，所述压力传感器连接于第三连接处。

本发明中的液压扳手泵站，还包括一框架，所述框架上设有所述油箱，所述油箱的盖板上设有所述电机、电磁换向阀、压力传感器、冷却装置、安全阀、溢流阀和比例溢流阀。

本发明中的液压扳手泵站，其中所述电磁换向阀与阀块连接，所述阀块与过渡块连接，所述过渡块上连接有快插接头，所述阀块和过渡块内均设有油通道，所述电磁换向阀和快插接头通过所述油通道连通，所述快插接头用于连接第二油路和第三油路。

本发明中的液压扳手泵站，其中所述框架的上方设有液晶显示屏，所述框架的中部相对两侧各设有一侧板，所述框架的底部设有滚轮，所述油箱的盖板上还设有电器盒。

本发明中的液压扳手泵站，其中所述冷却装置为风冷装置。

本发明中的上述液压扳手泵站的控制系统，包括依次连接的第三方物联网模块、法兰智能管理子系统和法兰智能紧固子系统，所述第三方物联网模块分别与液压扳手泵站的无线通讯模块和继电器连接，所述第三方物联网模块用于接收无线通讯模块上传的无线数据并将其上传至法兰智能管理子系统，所述第三方物联网模块还用于接收法兰智能管理子系统下达的第一指令并将其翻译成可识别的状态信号后下达至继电器，所述法兰智能管理子系统用于将第三方物联网模块上传的无线数据进行计算并将计算结果上传至法兰智能紧固子系统，所述法兰智能管理子系统还用于接收法兰智能紧固子系统下达的第二指令并将其转换为第一指令下达至第三方物联网模块，所述法兰智能紧固子系统用于接收法兰智能管理子系统上传的计算结果并根据计算结果进行判断后向法兰智能管理子系统下达第一指令。

本发明中的上述液压扳手泵站的控制方法，包括以下步骤：

使用螺栓紧固扭矩传感器采集螺栓紧固扭矩数据并将其输出至无线通讯模块，

使用所述无线通讯模块将所述螺栓紧固扭矩数据转换为无线数据，

将所述无线数据通过第三方物联网模块上传至法兰智能管理子系统，

使用所述法兰智能管理子系统对所述无线数据进行计算并将计算结果上传至法兰智能紧固子系统，

使用所述法兰智能紧固子系统根据所述计算结果进行判断后向法兰智能管理子系统下达第二指令，

使用所述法兰智能管理子系统将所述第二指令转换为第一指令并下达至第三方物联网模块，

使用所述第三方物联网模块将所述第一指令翻译成可识别的状态信号并下达至继电器，

使用所述继电器将所述状态信号转换为第一控制信号并输出至PLC控制模块，

使用所述PLC控制模块将所述第一控制信号转换为第二控制信号并输出至电机，控制所述电机的工作状态。

本发明液压扳手泵站及其控制系统和方法与现有技术不同之处在于本发明中的螺栓紧固扭矩传感器用于采集螺栓紧固扭矩数据并向无线通讯模块输出采集到的螺栓紧固扭矩数据，无线通讯模块用于将螺栓紧固扭矩数据转换为无线数据上传至数据库，经过数据库处理后产生的状态信号输出至继电器，继电器向PLC控制模块输出第一控制信号，PLC控制模块用于受控向电机输出第二控制信号，控制电机的工作状态，从而实现泵站的自动控制。在本发明中，数据库处理数据的过程为：将无线数据通过第三方物联网模块上传至法兰智能管理子系统，法兰智能管理子系统对无线数据进行计算并将计算结果上传至法兰智能紧固子系统，法兰智能紧固子系统根据计算结果进行判断后向法兰智能管理子系统下达第二指令，法兰智能管理子系统将第二指令转换为第一指令并下达至第三方物联网模块，第三方物联网模块将第一指令翻译成可识别的状态信号并下达至继电器。

下面结合附图对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明中液压扳手泵站的立体图；

图2为本发明中液压扳手泵站的主视图；

图3为本发明中液压扳手泵站的右视图；

图4为本发明中液压扳手泵站的后视图；

图5为本发明中液压扳手泵站的左视图；

图6为本发明中液压扳手泵站的立体图(隐去油箱和侧板)；

图7为本发明中液压扳手泵站的主视图(隐去油箱和侧板)；

图8为本发明中液压扳手泵站的右视图(隐去油箱和侧板)；

图9为本发明中液压扳手泵站的后视图(隐去油箱和侧板)；

图10为本发明中液压扳手泵站的左视图(隐去油箱和侧板)；

图11为本发明中液压扳手泵站的原理图(电磁换向阀换向前)；

图12为本发明中液压扳手泵站的原理图(电磁换向阀换向后)；

图13为本发明中液压扳手泵站的控制系统结构示意图。

具体实施方式

如图11所示，并结合图12所示，本发明中的液压扳手泵站包括油箱1，所述油箱1的上方设有电机3，所述电机3驱动位于油箱1内的液压泵2，所述液压泵2通过第一油路5与电磁换向阀6连接，所述电磁换向阀6用于连接第二油路7和第三油路9的一端，所述第二油路7和第三油路9的另一端用于连接液压扳手的液压缸8，所述电磁换向阀6还与第四油路10的一端连接，所述第四油路10的另一端连接油箱1，所述第四油路10上连接有冷却装置11。

本发明中的液压扳手泵站还包括继电器、PLC控制模块、螺栓紧固扭矩传感器和无线通讯模块，所述继电器与PLC控制模块连接，所述PLC控制模块与电机3连接，所述继电器用于接收状态信号并向PLC控制模块输出第一控制信号，所述PLC控制模块用于受控向电机3输出第二控制信号，所述螺栓紧固扭矩传感器与无线通讯模块连接，所述螺栓紧固扭矩传感器用于采集螺栓紧固扭矩数据并向无线通讯模块输出采集到的螺栓紧固扭矩数据，所述无线通讯模块用于将螺栓紧固扭矩数据转换为无线数据上传至数据库。

如图11、12所示，本发明中的液压扳手泵站，其中所述第一油路5和第四油路10之间分别连接有第五油路13和第六油路27，所述第五油路13上连接有溢流阀14，所述第六油路27上连接有比例溢流阀16，所述第五油路13与第一油路5和第四油路10的连接处分别为第一连接处28和第二连接处29，所述第六油路27与第一油路5和第四油路10的连接处分别为第三连接处30和第四连接处31，所述第一油路5上沿着液压泵2到电磁换向阀6的方向(即供油方向)依次设有所述第一连接处28和第三连接处30，所述第二连接处29和第四连接处31位于电磁换向阀6与冷却装置11之间，所述第四油路10上沿着电磁换向阀6到冷却装置11的方向(即回油方向)依次设有所述第四连接处31和第二连接处29。

如图11、12所示，本发明中的液压扳手泵站，其中所述第三油路9和第四油路10之间连接有第七油路15，所述第七油路15上连接有安全阀12，所述第七油路15与第四油路10的连接处为第五连接处32，所述第五连接处32位于第四连接处31和电磁换向阀6之间。

如图11、12所示，本发明中的液压扳手泵站，其中所述第一油路5上连接有压力传感器4，所述压力传感器4连接于第三连接处30。

下面结合图11、12说明一下液压油是如何在电磁换向阀6内实现换向的，如图11所示，在电磁换向阀6换向前，液压油经第一油路5进入电磁换向阀6，之后再通过第二油路7进入到液压缸8的活塞下方的缸体内，同时活塞上方缸体内的液压油经第三油路9进入电磁换向阀6，之后再经过第四油路10返回油箱1，此时液压缸8的活塞杆伸出。如图12所示，在电磁换向阀6完成换向后，液压油经第一油路5进入电磁换向阀6，之后再通过第三油路9进入到液压缸8的活塞上方的缸体内，同时活塞下方缸体内的液压油经第二油路7进入到电磁换向阀6，之后再经过第四油路10返回油箱1，此时液压缸8的活塞杆缩回。通过活塞杆的伸缩运动能够驱动液压扳手工作。

如图1所示，并结合图2-10所示，本发明中的液压扳手泵站，还包括一框架25，所述框架25上设有所述油箱1，所述油箱1的盖板22上设有所述电机3、电磁换向阀6、压力传感器4、冷却装置11、安全阀、溢流阀和比例溢流阀16。

本发明中的液压扳手泵站，其中所述电磁换向阀6与阀块21连接，所述阀块21与过渡块20连接，所述过渡块20上连接有快插接头19，所述阀块21和过渡块20内均设有油通道，所述电磁换向阀6和快插接头19通过所述油通道连通，所述快插接头19用于连接第二油路7和第三油路9。

本发明中的液压扳手泵站，其中所述框架25的上方设有液晶显示屏17，液晶显示屏17通过安装板18设在框架25上，所述框架25的中部相对两侧各设有一侧板24，所述框架25的底部设有滚轮26，所述油箱1的盖板22上还设有电器盒23。液晶显示屏17与PLC控制模块连接，用于显示和设置PLC控制模块的参数及状态。电器盒23用于容纳电器元件。

本发明中的液压扳手泵站，其中所述冷却装置11为风冷装置。安全阀和溢流阀设置于阀块21内。

如图13所示，本发明中的上述液压扳手泵站的控制系统，包括依次连接的第三方物联网模块、法兰智能管理子系统和法兰智能紧固子系统，所述第三方物联网模块分别与液压扳手泵站的无线通讯模块和继电器连接，所述第三方物联网模块用于接收无线通讯模块上传的无线数据并将其上传至法兰智能管理子系统，所述第三方物联网模块还用于接收法兰智能管理子系统下达的第一指令并将其翻译成可识别的状态信号后下达至继电器，所述法兰智能管理子系统用于将第三方物联网模块上传的无线数据进行计算并将计算结果上传至法兰智能紧固子系统，所述法兰智能管理子系统还用于接收法兰智能紧固子系统下达的第二指令并将其转换为第一指令下达至第三方物联网模块，所述法兰智能紧固子系统用于接收法兰智能管理子系统上传的计算结果并根据计算结果进行判断后向法兰智能管理子系统下达第一指令。

本发明中的上述液压扳手泵站的控制方法，包括以下步骤：

使用螺栓紧固扭矩传感器采集螺栓紧固扭矩数据并将其输出至无线通讯模块，

使用所述无线通讯模块将所述螺栓紧固扭矩数据转换为无线数据，

将所述无线数据通过第三方物联网模块上传至法兰智能管理子系统，

使用所述法兰智能管理子系统对所述无线数据进行计算并将计算结果上传至法兰智能紧固子系统，

使用所述法兰智能紧固子系统根据所述计算结果进行判断后向法兰智能管理子系统下达第二指令，

使用所述法兰智能管理子系统将所述第二指令转换为第一指令并下达至第三方物联网模块，

使用所述第三方物联网模块将所述第一指令翻译成可识别的状态信号并下达至继电器，

使用所述继电器将所述状态信号转换为第一控制信号并输出至PLC控制模块，

使用所述PLC控制模块将所述第一控制信号转换为第二控制信号并输出至电机3，控制所述电机3的工作状态。

本发明中的螺栓紧固扭矩传感器用于采集螺栓紧固扭矩数据并向无线通讯模块输出采集到的螺栓紧固扭矩数据，无线通讯模块用于将螺栓紧固扭矩数据转换为无线数据上传至数据库，经过数据库处理后产生的状态信号输出至继电器，继电器向PLC控制模块输出第一控制信号，PLC控制模块用于受控向电机3输出第二控制信号，控制电机3的工作状态，电机3带动液压泵2形成启动、加载、停止等工作，从而实现泵站的自动控制。在本发明中，数据库处理数据的过程为：将无线数据通过第三方物联网模块上传至法兰智能管理子系统，法兰智能管理子系统对无线数据进行计算并将计算结果上传至法兰智能紧固子系统，法兰智能紧固子系统(手机APP)根据计算结果进行判断后向法兰智能管理子系统下达第二指令，法兰智能管理子系统将第二指令转换为第一指令并下达至第三方物联网模块，第三方物联网模块将第一指令翻译成可识别的状态信号(0/1信号)并下达至继电器。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。