微機控制自動巡檢消防給水設備控制櫃的製作方法
2023-05-27 08:50:51 1
專利名稱：微機控制自動巡檢消防給水設備控制櫃的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種由微機控制的對水泵實施自動巡檢的消防給水設備控制櫃。
近年來，消防給水設備在技術水平、設備成本、設備的佔地面積、自動化程度和節能效益等方面都有了長足的發展。但是對於各類消防給水設備來說，不論是早期的水塔、高位水箱，還是後來的氣壓給水方式或近期發展起來的變頻調速恆壓變量給水方式等等均普遍存在著2個問題1、對於某一臺設備來說，由於消防事件發生的概率很低，因此設備中的消防泵組在平時往往是不運轉的，這樣只要時間不長，大約幾個月左右，這些泵的泵軸或葉輪就會生鏽，甚至「鏽死」，一旦設備啟動時，水泵卻不能運轉，此情況在我國南方尤為突出。2、在上述各類消防給水設備中大都沒有運行記錄和故障記錄的功能，這對於設備的維護，特別是火災調查造成困難。以上2點。特別是前者，已成為消防給水設備的一大隱患，其危害不難想像。
根據以上情況，本實用新型將提出由微機控制的對水泵採取自動巡檢的並帶有運行工況記錄及故障記錄的一種消防給水設備控制櫃。其目的是針對消防給水設備的特點，徹底解決泵組的鏽蝕問題，消除設備的故障隱患並把運行工況及故障記錄下來。本控制櫃也具有一般所配有的雙電源轉換線路和低壓驅動迴路，因此，本控制櫃可以適合各類消防給水方式的控制，從而成為一種完全適應消防給水特點的通用性強的，控制準確、簡捷，運行安全可靠和節能的新型消防給水設備專用控制櫃。
本實用新型的目的是這樣實現的在雙電源轉換線路、低壓驅動迴路的連接結構和控制櫃前面板上的電流表、電壓表、若干指示燈和若干按鈕的結構外還包括了一個可編程序控制器9，其內的系統程序在自動巡檢的周期時鐘啟動後使微機控制器8執行自動巡檢程序，並把變頻調速器10的頻率輸出設置為一個低頻常數，在執行消防程序時可編程序控制器9又控制與工頻電源連接的繼電器組的閉合，使消防水泵以額定轉速運行；一個微機控制器8，在自動巡檢時，控制變頻調速器10的上電、啟動、和停止，並控制與變頻調器10輸出端相連的繼電器組逐一閉合、關斷，一個變頻調速器10，其低頻輸出信號通過此繼電器組逐一驅動消防水泵進行低速轉動完成自動巡檢。具體過程和具體連接是這樣的由可編程序控制器9給出巡檢周期，巡檢時間一到，此巡檢時鐘啟動了巡檢程序，則微機控制器8控制繼電器11閉合，使變頻調速器上電。變頻調速器的頻率設定控制端20通過可編程序控制器9的連接給定為10HZ，變頻調速器的啟/停控制端21通過微機控制器8的連接給出運行指令，微機控制器8連接繼電器組(2、3、4、)並按程序依次使它們閉合、關斷，這樣，變頻調速器10輸出的低頻交流電就可依次去驅動水泵做低速轉動，依程序控制使每臺水泵轉動10分鐘，之後，微機控制器8通過它的輸入輸出接口的一隻微型印表機列印出此次巡檢的運行記錄。記錄內容有巡檢啟動時間、巡檢水泵臺數、消防管網的壓力值。倘若在巡檢時發生故障，可編程序控制器9會通過電鈴和警燈給出聲光指示。倘若在巡檢期間發生消防事件，可編程序控制器不論接到手動25或自動26消防命令後，會立即進入消防運行程序，使相應的繼 電器組(5、6)閉合，用工頻驅動消防水泵投入全速運行，完成消防給水。若正在消防給水運行時自動巡檢時間也到了，則可編程序控制器9不會響應此時鐘信號，只有待下一個巡檢時間到來，且無消防運行情況時，才開始又一次自動巡檢。
由於採用了上述方案，有效防止了消防水泵鏽蝕現象，確保消防給水設備時時處於常備不懈，而且控制簡捷、可靠，以無人值守的自動方式運行，又由於巡檢時水泵是低速轉動的，不會給給水管網增壓，巡檢時只有較小的驅動功率，節能顯著。又由於有了運行記錄，這對日常維護和火災調查有極大的便利。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
圖1是本實用新型的電連接結構圖。
圖2是微機控制器的電連接結構圖。
圖3是實施例的示意圖。
圖中1、雙電源轉換線路 2、3、4、5、6、7、11、28、繼電器8、微機控制器9、可編程序控制器10、變頻調速器12、22、23、24、27、三相空氣開關13、電源指示燈14、互感器15、16、19導線開關17、電壓表18、電流表20、變頻調速器頻率設定控制端21、變頻調速器啟/停控制端25、手動消防命令26、自動消防命令29、火災報警手動按鈕30、消火栓或自動噴淋系統IC1、單片計算機IC2、程序存儲器IC3、輸入輸出接口IC4、IC6、地址/數據鎖存器IC5、激勵器件XS、數碼管SSR、固態繼電器Print、微型印表機ZX、總線QY、氣壓罐M1、M2壓力控制器M3壓力傳感器V-1、V-2、V-3、V-4、V-5、V-6、V-7、V-8、V-10、V-12、手動閥V9、水位控制閥V-11、安全閥SC、水位傳感器Z-1、Z-2、Z-3、Z-4止回閥I、電源1II、電源2、P-1、P-2、消防泵P-3、備用泵，P-4、穩壓泵。
在
圖1中，雙電源轉換線路1在電源I或電源II任一路斷電時，另一路自動投入，以確保消防給水設備的供電電源。電源指示燈13在控制柜上電後給出指示。三相空氣開關12連接在雙電源轉換線路之後是本設備的總電源開關。供電電源線的任一相穿過電流互感器14，與互感器14相接的電流表18給出運行總電流指示。導線開關15、和導線開關16連接在三相電源的任兩相上，它們閉合後與電壓表17給出供電電源的相電壓指示。設備上電後，可編程序器9的內部程序給出巡檢周期，周期時間可從數小時至數百小時由程序設定。巡檢時鐘把巡檢程序啟動後，微機控制器8控制繼電器11閉合，這樣就使變頻調速器10上電，同時可編程序控制器9使變頻調速器頻率設定控制端20設定為10HZ。微機控制器8的控制步驟是首先閉合繼電器2，再給出變頻調速器的啟/停控制端21啟動命令，則變頻調速器10輸出的低頻交流電就通過繼電器2饋至水泵P-1，水泵在這種驅動下做低速轉動，轉速為300轉/分，這樣運行10分鐘後，微機控制器8又給出以下動作給出變頻調速器的啟/停控制端21停止命令，並同時關斷繼電器2，計時3秒後，又使繼電器3閉合，同時又給出變頻調速器的啟/停端21啟動命令，則另一隻消防泵P-2，開始了上述的低速轉動。依此類推，直到巡檢完畢備用泵P-3。然後，微機控制器8給出變頻調速器10停止命令，同時使繼電器4關斷，之後，微機控制器8內部的微型印表機列印出此次巡檢運行記錄。記錄內容有巡檢運行的啟動時間、巡檢消防泵的臺數和消防給水管道的壓力值。另外，在巡檢期間內，微機控制器8的數碼管XS始終顯示出消防給水管道的壓力值。最後，微機控制器8使繼電器11關斷，也就是關斷變頻調速器10的電源。至此，一次巡檢過程就結束了。在消防事件發生時，無論是手動消防命令25或是自動消防命令26送到可編程序控制器9後，使消防運行程序啟動，它首先隔離巡檢程序的執行，同時使繼電器5、6閉合，這樣，用工頻驅動消防泵P-1、P-2投入全速運行，完成消防給水。通常泵P-3作為設備的備用泵。
圖2是本實用新型內的微機控制器8的電連接結構圖。由單片計算機IC1通過總線ZX和程序存儲器IC2、地址/數據鎖存器IC4和IC6及輸入輸出接口IC3相連接，時鐘發生器T的頻率選用6MHZ，並直接饋到單片計算機IC1。輸入信號通過光電耦合器Photo進入輸入輸出接口IC3，這是抗幹擾措施之一。輸出信號通過激勵器件IC5去驅動固態繼電器SSR，輸出信號也送到三位7段LED數碼管XS去顯示。巡檢運行的工況由微型印表機Print列印輸出。
圖3是一個實施例的示意圖。它是本實用新型用於消防氣壓給水設備控制的一個實例。
運行情況介紹。
1、非消防時的待機狀態。此時，消防給水管道靜壓力由氣壓罐QY和穩壓泵P-4維持。當由滴漏造成的壓力下降到壓力控制器M1設定的下限值時，它給出信號到可編程序控制器9，則可編程序控制器9使繼電器28閉合啟動穩壓泵P-4，穩壓泵P-4啟動後，使壓力回升到壓力控制器M1設定的上限值時再給出信號關閉穩壓泵P-4。通常管道滴漏的流量較小，所以總是選擇流量小的水泵做穩壓泵。
2、自動巡檢運行情況。由可編程序控制器9內的巡檢時鐘啟動巡檢程序，巡檢開始後微機控制器8使繼電器11閉合，可編程序控制器9使變頻調速器的頻率設定控制端20設定為10HZ。繼電器11閉合後把電源饋至變頻調速器10。微機控制器8給出的動作是給出變頻調速器的啟/停控制端21啟動命令，同時使繼電器2閉合。這樣，變頻調速器10的低頻交流電就通過繼電器2饋至消防泵P-1，使該泵以300轉/分運行，微機控制器8的程序計時10分鐘後又給出以下控制動作給出變頻調速器10的停止命令，關斷繼電器2，再計時3秒後，使繼電器3閉合，同時給出變頻調速器10啟動命令。則消防泵P-2開始了巡檢運行。依次類推，直至使備用泵P-3巡檢完畢。之後，微機控制器8給出變頻調速器10停止命令，同時關斷繼電器4，然後它內部的微型印表機列印出此次巡檢的運行記錄，記錄內容有巡檢運行的啟動時間、巡檢消防泵的臺數、消防給水管道的壓力值。另外，由於壓力傳感器M3安裝於氣壓罐上，並隨時把消防管道上的壓力值以電信號送到了微機控制器8，這樣，在巡檢期間內，它的數碼管XS始終顯示出消防管道上的壓力值。在微型印表機列印完之後3秒鐘微機控制器8使繼電器11關斷，至此，一次巡檢過程就結束了。
3、消防給水工作情況。當消防事件發生時，首先由氣壓罐QY和穩壓泵P-4給出滅火水頭，由消火栓或自動噴淋系統30給出消防流量，由於消防用水量較大，穩壓泵不能滿足此大的流量要求，所以供水管網的壓力必然跌落，當壓力下降到壓力控制器M2所設定的控制值時，壓力控制器M2會向可編程序控制器9給出自動消防命令26，則可編程序控制器9進入消防運行程序，其控制動作是使繼電器5和6接通，消防泵P-1和消防泵P-2由工頻驅動投入全速運行，完成消防給水。若在消防事件發生時，使用火災報警手動按鈕或把啟動信號送到手動消防命令25，則控制過程如上述相同。通常消防泵P-3是設備的備用泵。
如上所述，本實用新型具有如下特點。
1、從適應消防給水特點出發，用自動巡檢的方式解決了消防給水設備中普遍存在的鏽蝕問題。
2、使消防給水設備有了運行工況記錄，對於日常維護特別對火災事故的調查提供了原始記錄。
3、可以適用於各類消防給水設備的控制。
權利要求1.一種消防給水設備控制櫃，在雙電源轉換線路、低壓驅動迴路的連接結構和櫃體前面板上的電壓表、電流表、若干指示燈和按鈕的結構外，其特徵是包括一個可編程序控制器9，其內的系統程序在自動巡檢的周期時鐘啟動後使微機控制器8執行自動巡檢程序，並把變頻調速器10的頻率輸出設置為一個低頻常數，在執行消防程序時可編程序控制器9又控制與工頻電源連接的繼電器組的閉合使消防水泵以額定轉速運行；一個微機控制器8，在自動巡檢時，控制變頻調速器10的上電、啟動和停止，又控制與變頻調速器10輸出端相連的繼電器組逐一閉合、關斷；一個變頻調速器10，其低頻輸出信號通過此繼電器組逐一驅動消防水泵進行低速轉動完成自動巡檢。
2.根據權利要求1所述的控制櫃，其特徵是變頻調速器10的頻率設定控制端20通過可編程序控制器9的連接給定，變頻調速器的啟/停控制端21通過微機控制器8的連接控制，微機控制器8與繼電器(2、3、4、11)連接，變頻調速器10輸出的低頻交流電通過繼電器(2、3、4、)去驅動水泵，可編程序控制器9與繼電器(5、6、7)連接。
3.根據權利要求1所述的控制櫃，其特徵是微機控制器8由單片計算機IC1通過總線ZX和程序存儲器IC2、地址/數據鎖存器IC4和IC6、輸入輸出接口IC3相連接，時鐘發生器T直接饋到單片計算機IC1，輸入信號通過光電耦合器Photo進入輸入輸出接口IC3，輸出信號通過激勵器件IC5去驅動固態繼電器，輸出信號也送到數碼管XS和微型印表機Print。
專利摘要一種由微機控制的對水泵實施自動巡檢的消防給水設備控制櫃，它是在一般控制櫃所配備的雙路電源轉換線路、低壓驅動迴路的結構中增加了可編程序控制器、微機控制器、變頻調速器和相應的繼電器組並順序電連接。控制程序周期性地使變頻調速器輸出低頻去逐一驅動泵組做低速轉動，解決了消防給水設備中普遍存在的水泵鏽蝕問題。微機控制器還連接了一隻微型印表機，給出設備運行的記錄，解決了日常維護特別是火災調查時無原始記錄的問題。
文檔編號A62C37/00GK2251403SQ9520768
公開日1997年4月9日 申請日期1995年4月8日 優先權日1995年4月8日
發明者王統浚, 孫青格 申請人:北京科進電子技術開發公司