阅读说明：本技术 液压拉伸器泵站及其控制系统和方法 (Hydraulic stretcher 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拉伸器泵站及其控制系统和方法,其中液压拉伸器泵站包括油箱,油箱的上方设有电机,电机驱动液压泵,液压泵与电磁换向阀连接,电磁换向阀与增压器连接,增压器与快插接头连接,电磁换向阀通过油路连接油箱,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拉伸器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拉伸器泵站及其控制系统和方法。(The invention discloses a hydraulic stretcher pump station and a control system and method thereof, wherein the hydraulic stretcher pump station comprises an oil tank, a motor is arranged above the oil tank, the motor drives a hydraulic pump, the hydraulic pump is connected with an electromagnetic directional valve, the electromagnetic directional valve is connected with a supercharger, the supercharger is connected with a quick connector, the electromagnetic directional valve is connected with the oil tank through an oil path, the hydraulic stretcher pump station also 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 stretcher pump station. The hydraulic stretcher 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.)

液压拉伸器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拉伸器的液压拉伸器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拉伸器来紧固，液压拉伸器使用液压拉伸器泵站作为动力源。传统液压拉伸器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。现有的液压拉伸器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拉伸器泵站，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拉伸器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拉伸器泵站及其控制系统和方法。

本发明中的液压拉伸器泵站，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，所述电磁换向阀通过第二油路和第三油路与增压器的低压侧连接，所述电磁换向阀出来的液压油能够经第二油路流入增压器进行增压，所述电磁换向阀出来的液压油能够经第三油路流至增压器的单向阀处，所述增压器的高压侧经过第四油路与快插接头连接，所述快插接头用于连接液压拉伸器，所述电磁换向阀还与第五油路的一端连接，所述第五油路的另一端连接油箱，所述第五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。

本发明中的液压拉伸器泵站，其中所述液压泵的进油口处设有进油过滤器，所述第五油路上连接有回油过滤器，所述回油过滤器位于电磁换向阀与冷却装置之间，所述第四油路上连接有高压过滤器。

本发明中的液压拉伸器泵站，其中所述第一油路和第五油路之间连接有第六油路，所述第六油路上连接有安全阀，所述第六油路与第五油路的连接处为第一连接处，所述第一连接处位于电磁换向阀和回油过滤器之间。

本发明中的液压拉伸器泵站，其中所述第五油路与第二油路之间连接有第七油路，所述第七油路上连接有比例溢流阀，所述第七油路与第五油路的连接处为第二连接处，所述第二连接处位于第一连接处和电磁换向阀之间。

本发明中的液压拉伸器泵站，其中所述第一油路和第四油路上均连接有压力传感器，所述第四油路与油箱之间还连接有第八油路，所述第八油路上连接有手动阀，所述油箱上设有液位计。

本发明中的液压拉伸器泵站，其还包括一框架，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、增压器、高压过滤器、快插接头、手动阀、进油过滤器、回油过滤器、冷却装置、压力传感器、安全阀和比例溢流阀。

本发明中的液压拉伸器泵站，其中所述框架上设有前面板、侧板和顶板，所述前面板上设有液晶显示屏，所述油箱的盖板上还设有电控箱。

本发明中的液压拉伸器泵站，其中所述冷却装置为风冷装置。

本发明中的上述液压拉伸器泵站的控制系统，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拉伸器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拉伸器泵站的控制方法，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。

本发明液压拉伸器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为本发明中液压拉伸器泵站的立体图；

图2为本发明中液压拉伸器泵站的主视图；

图3为本发明中液压拉伸器泵站的俯视图；

图4为本发明中液压拉伸器泵站的左视图；

图5为本发明中液压拉伸器泵站的立体图(隐去油箱、顶板和侧板)；

图6为本发明中液压拉伸器泵站的主视图(隐去油箱、顶板和侧板)；

图7为本发明中液压拉伸器泵站的俯视图(隐去油箱、顶板和侧板)；

图8为本发明中液压拉伸器泵站的左视图(隐去油箱、顶板和侧板)；

图9为本发明中液压拉伸器泵站的原理图(电磁换向阀未换向时)；

图10为本发明中液压拉伸器泵站的原理图(电磁换向阀第一次换向时)；

图11为本发明中液压拉伸器泵站的原理图(电磁换向阀第二次换向时)；

图12为本发明中液压拉伸器泵站的控制系统结构示意图。

具体实施方式

如图9所示，并结合图10、11所示，本发明中的液压拉伸器泵站包括油箱1，所述油箱1的上方设有电机4，所述电机4驱动位于油箱1内的液压泵6，所述液压泵6通过第一油路11与电磁换向阀12连接，所述电磁换向阀12通过第二油路13和第三油路22与增压器14的低压侧连接，所述电磁换向阀12出来的液压油能够经第二油路13流入增压器14进行增压，所述电磁换向阀12出来的液压油能够经第三油路22流至增压器14的单向阀15处，所述增压器14的高压侧经过第四油路16与快插接头18连接，所述快插接头18用于连接液压拉伸器的液压缸19，所述电磁换向阀12还与第五油路9的一端连接，所述第五油路9的另一端连接油箱1，所述第五油路9上连接有冷却装置24。

本发明中的液压拉伸器泵站还包括继电器、PLC控制模块、螺栓紧固扭矩传感器和无线通讯模块35，所述继电器与PLC控制模块连接，所述PLC控制模块与电机4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4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35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35输出采集到的螺栓紧固扭矩数据，所述无线通讯模块35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9所示，并结合图10、11所示，本发明中的液压拉伸器泵站，其中所述液压泵6的进油口处设有进油过滤器3，所述第五油路9上连接有回油过滤器23，所述回油过滤器23位于电磁换向阀12与冷却装置24之间，所述第四油路16上连接有高压过滤器17。液压泵6为齿轮泵，电机4与液压泵6之间设有钟罩5。

如图9所示，并结合图10、11所示，本发明中的液压拉伸器泵站，其中所述第一油路11和第五油路9之间连接有第六油路7，所述第六油路7上连接有安全阀8，第六油路7设为两条，每条第六油路7上分别连接有一安全阀8。所述第六油路7与第五油路9的连接处为第一连接处28，所述第一连接处28位于电磁换向阀12和回油过滤器23之间。

如图9所示，并结合图10、11所示，本发明中的液压拉伸器泵站，其中所述第五油路9与第二油路13之间连接有第七油路25，所述第七油路25上连接有比例溢流阀26，所述第七油路25与第五油路9的连接处为第二连接处27，所述第二连接处27位于第一连接处28和电磁换向阀12之间。

如图9所示，并结合图10、11所示，本发明中的液压拉伸器泵站，其中所述第一油路11和第四油路16上均连接有压力传感器10，所述第四油路16与油箱1之间还连接有第八油路20，所述第八油路20上连接有手动阀21，所述油箱1上设有液位计2。油箱1上设有进油口和放油口32。

下面结合图9-11说明一下液压油是如何在电磁换向阀12内实现换向的，如图9所示，此时电磁换向阀12处于未换向状态，如图10所示，在电磁换向阀12完成第一次换向后，液压油经第一油路11进入电磁换向阀12，之后再通过第二油路13流入到增压器14进行增压，增压后的液压油经过第四油路16到达快插接头18(快插接头18通过油路与液压缸19相连)处，再经快插接头18进入到液压缸19的活塞下方的缸体内，此时活塞杆伸出。如图11所示，在电磁换向阀12完成第二次换向后，液压油经第一油路11进入电磁换向阀12，之后再经第三油路22流至增压器14的单向阀15处，打开单向阀15，液压缸19的活塞下方缸体内的液压油经快插接头18、第四油路16流至增压器14的高压侧，之后高压侧的液压油再经单向阀15流至增压器14的低压侧，低压侧的液压油经第二油路13进入到电磁换向阀12内，之后液压油再经第五油路9流回油箱1，此时液压缸19的活塞杆缩回。通过活塞杆的伸缩运动能够驱动液压拉伸器工作。其中增压器14为现有技术，在此对其具体结构和工作原理不予赘述。

如图1所示，并结合图2-8所示，本发明中的液压拉伸器泵站，其还包括一框架37，所述框架37上设有所述油箱1，所述油箱1的盖板39上设有所述电机4、电磁换向阀12、增压器14、高压过滤器17、快插接头18、手动阀21、进油过滤器3、回油过滤器23、冷却装置24、压力传感器10、安全阀8和比例溢流阀26。增压器14通过增压器套31设在油箱1的盖板39上。冷却装置24为风冷装置。

框架37上设有前面板29、侧板34和顶板38，所述前面板29上设有液晶显示屏30，所述油箱1的盖板39上还设有电控箱36。液晶显示屏30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。电控箱36用于容纳电器元件。

油箱1的盖板39上设有阀块33，阀块33上设有安全阀8、比例溢流阀26和电磁换向阀12。阀块33为现有技术，在此对其具体结构和工作原理不予赘述。

如图12所示，本发明中的上述液压拉伸器泵站的控制系统，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拉伸器泵站的无线通讯模块35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35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拉伸器泵站的控制方法，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35，

使用所述无线通讯模块35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4，控制所述电机4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35(Wi-Fi模块)输出采集到的螺栓紧固扭矩数据，无线通讯模块35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4输出第二控制信号，控制电机4的工作状态，电机4带动液压泵6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。