聚焦传统公路梁场相关设备的改造、制造和研发上，计划实现对传统梁场的自动化、数字化和智能化改造升级，实现传统梁场制梁工艺的产线流水化，真正将传统梁场打造成为“智慧工厂”。

智控需求

（一）总体技术需求

针对目前公路箱梁传统预制工艺，就实现智能化控制和数字化管理而言，需要进行一系列的改造和升级，总体技术需求包括以下两个方面：

1、一体化智能建造管理平台。在剖析箱梁预制工艺的基础上，构建以工序和流程为基础的生产过程动态调控系统。并以此为基础，开发箱梁一体化智能建造管理平台，包括多机动态协作智能控制系统、智能生产线管控与集成系统、基于协作机器人的钢筋骨架智能装配控制系统、智能张拉控制系统、智能压浆控制系统、液压行走伺服模具智能控制系统、混凝土智能蒸养温控系统、自密实混凝土智能布料系统、多功能检测及预应力质量一体化智能控制系统、起移梁智能化控制系统等。

2、数据驱动技术体系。所有以上智控系统的有效运行都离不开现场的监测控制和数据采集。我们期望通过数据共享、数据驱动和数据的实时处理实现梁场各工序环节的互通协同，从而有效地促进通用化与标准化。该数据驱动技术体系应具备以下特点：

（1）统一数据标准，规范数据接口。以数据的标准、模型、类型、接口统一为基础，采用数据共享机制，通过数据感知、数据传输和数据集成构成规范数据源。

（2）可通过物联网丰富数据来源，采用云计算技术实现大量数据的分布式存储，实现异地多方协同实时工作。

（3）围绕梁场的工艺流程（钢筋骨架—模板组装—混凝土布料与振捣—模具拆除—蒸养—预应力筋张拉—梁体提吊等），运用云技术，对感知信息进行共享整合、智能分析和处理控制，从而为后期运维数据的挖掘与分析提供基础。

（二）具体技术需求

1、多机动态协作智能控制系统

针对梁场内多类型智能装备，如机器人、数控加工中心、移动平台等多机动态协作控制方面的需求，研发基于边缘计算的具有实时网络接入、统一信息模型、模块化控制、智能化特征的智能控制系统；剖析分解箱梁预制工艺流程业务逻辑，确定交互的通讯方式及协议；并根据各子模块间工艺流程关键节点的检测形式及通信方式，制定组态机制。

2、智能生产线管控与集成系统

建立箱梁的制备过程报表数据库，搭建实验硬件平台，显示子模块工位的工作状态、现场关键节点的视频等以及各种故障显示和处理机制，接口层支持多种通信协议和接口。其中，箱梁制备过程主要节点信息，包括梁体制作及养护、预应力加载、成品梁检验、入库的全过程，实现系统的综合自主控制，形成工业网络环境下的箱梁制作成型工艺设计、生产组织、过程控制和质量检测的协同运行与反馈溯源体系及智能生产线管控与集成技术。

3、基于协作机器人的钢筋骨架智能装配控制系统

研发智能骨架装配控制系统，针对人—机协同装配、多机器人协同装配和柔性作业等工艺开展协同研究，实现自动智能定位、自动3D轮廓扫描识别、自动构件抓取，以及自动连接钢筋施工。

4、智能张拉控制系统

针对传统智能张拉系统存在设备故障隐患和同步控制质量风险问题，基于现代信息技术，研发基于伺服控制技术的智能预应力张拉设备。在动力方面，实现压力和流量的精确伺服控制，满足高压时低速控制的要求，解决油泵的稳定控制问题；在智能传感技术方面，开发新型夹片回缩量传感器，实现回缩量自动测量，加卸载速度和时间的精确动态调控；在控制系统方面，通过张力传感器及拉线位移传感器精确测量应力及伸长量，实时比对，采用PID闭环控制实现精确控制。提高张拉控制精度、通过对传感数据的挖掘实现故障实时自诊断。

5、智能压浆控制系统

分别在管道的进浆口（具体位置？）和出浆口（具体位置？）设置精密传感器对相关的参数进行实时的监测，通过智能控制，准确控制压力，调节流量，确保压浆饱满和密实；通过无线传输将数据实时反馈，实现预应力管道压浆的远程监控。

6、液压行走伺服模具智能控制系统

采用网络分布式同步控制系统，将多个单缸液压油顶组合成智能液压动力系统，实现模板在轨道平台上的精确定位；针对液压模板合模时易造成梁体损害的情况，开发基于力—位移的精确控制算法，避免开合模的施工风险。

7、混凝土智能蒸养温控系统

在蒸汽养护设备中布置一定数量的温度传感器，实时监测设备的蒸汽温度，并将温度测量值，及流量计测得的回路实时流量数据反馈至温控系统子模块中，与给定温度指令求得温度偏差；运动控制系统根据控制目标，通过伺服电机控制流量智能调节阀控制蒸汽调节，实现PID闭环控制，采用并联校正策略，提高温控系统的准确性和调节的快速性。

移动蒸养设备，自己设计制作。

8、自密实混凝土智能布料系统

通过传感器（温度传感器、定位仪、激光测距仪等），智能布料机可实现混凝土自动布料、密实检测、自动浇筑以及浇筑速度控制。

9、多功能检测及预应力质量一体化智能控制系统

对每一榀箱梁均进行强度和弹性模量等材料参数检测，并将检测参数上传至采集系统，判断是否满足性能要求。

开发预应力质量检测一体化控制系统，满足实时监控结构张拉施工过程数据，及时判断和评价张拉施工质量的需求。

针对梁体及预应力管道脱空缺陷检测技术难点，开发基于阵列式超声波法的检测控制设备，对预应力管道内的灌浆情况进行检测，同时可实现精准检测缺陷脱空位置、脱空面积、脱空高度，可视化处理形成二维或三维图像。

10、起移梁智能化控制系统

起移梁智能化控制系统主要包括吊具自动化安拆设备、摄像头、测距传感器等硬件设备以及设备健康监测运维系统等。实现一人在操控室内完成轮胎提梁机的自动走行操作；并可对提吊设备进行实时状态监测和险情预警。