CN102705214A - 一种消防泵的控制系统 - Google Patents

Abstract

一种消防泵的控制系统，属于消防控制技术领域。包括供电与保护单元、触摸屏 HMI 、可编程控制器 PLC1 以及模拟量采集模块 PLC2 ，所述的可编程控制器 PLC1 与触摸屏 HMI 和模拟量采集模块 PLC2 连接，所述的供电与保护单元将 220V 交流电转换成直流电，且与触摸屏 HMI 、可编程控制器 PLC1 和模拟量采集模块 PLC2 连接进行供电。优点：在硬件方面具有很强的扩展性，控制功能采用软件实现，具有较强的可定制性，各组成部件可独立安装于消防泵的配电控制柜中，具有图形化的人机界面供用户操作，其同外部设备的数据交换采用 RS485 串口通信的方式实现，方便远程集中控制和状态监测，减少了大量布线，可降低生产成本。

Description

一种消防泵的控制系统

技术领域

本发明属于消防控制技术领域，具体涉及一种消防泵的控制系统。

背景技术

消防泵是一种广泛应用于医院、商场、写字楼和住宅楼等建筑物的补水装置，主要作用是保证火灾发生时，使建筑物内供水系统的水压达到灭火装置所需的水压。消防泵对灭火起着相当大的作用。目前国内市场上现有的消防泵控制器要么功能过于单一、智能化程度不高，如一些老设备，它们采用落后的继电接触器控制方式，中间继电器和定时继电器太多，功能少，线路复杂，接点多，这样会造成控制系统故障多、可靠性差、维修困难、无法满足用户的控制要求；要么例如一些创新产品，它们采用大量集成电路或组合多种控制电路进行实现，功能复杂、价格昂贵，大大提高了生产厂家的生产成本和用户的使用成本。

因此设计一款功能可根据用户需求定制的、成本相对低廉的消防泵的控制系统非常有必要，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种消防泵的控制系统，它不需要设置太多的中间部件或更多的接口，可靠性高、维护方便、价格低、寿命长，节省用户的时间和成本，并且可以根据不同需求进行扩展。

本发明的目的是这样来达到的，一种消防泵的控制系统，包括供电与保护单元、触摸屏HMI、可编程控制器PLC1以及模拟量采集模块PLC2，所述的可编程控制器PLC1与触摸屏HMI和模拟量采集模块PLC2连接，所述的供电与保护单元将220V交流电转换成直流电，且与触摸屏HMI、可编程控制器PLC1和模拟量采集模块PLC2连接进行供电。

在本发明的一个具体的实施例中，所述的消防泵的控制系统还包括一个或一个以上的开关K，所述的可编程控制器PLC1通过开关K和供电与保护单元连接，用来控制泵配电回路接触器或断路器的通断。

在本发明的另一个具体的实施例中，所述的供电与保护单元包括电源进线断路器QF、交流/直流开关电源PS和无源滤波器DL。

在本发明的又一个具体的实施例中，所述的触摸屏HMI用来显示管路压力值、主/备消防泵和主/备稳压泵的运行情况，还能够用来设定泵的自动起、停压力值。

在本发明的再一个具体的实施例中，所述的模拟量采集模块PLC2用来采集泵和管路的相关信息，并将这些信息发送给可编程控制器PLC1处理。

在本发明的还有一个具体的实施例中，所述的可编程控制器PLC1用来处理开关量和模拟量信号，向外部设备发送采集到的泵及管路的相关信息以及接收来自外部设备的控制信号，实现远程控制泵的起停。

本发明由于采用了上述结构，在硬件方面具有很强的扩展性，控制功能采用软件实现，具有较强的可定制性，各组成部件可分别独立安装于消防泵的配电控制柜中，并且具有图形化的人机界面供用户操作，其同外部设备的数据交换采用RS485串口通信的方式实现，方便远程集中控制和状态监测，减少了大量布线，同时可大大降低消防泵配电柜的生产成本。

附图说明

图1为本发明的原理框图。

图2为应用于某消防泵配电控制柜中的本发明的控制系统电路原理图。

具体实施方式

为了使公众能充分了解本发明的技术实质和有益效果，申请人将在下面结合附图对本发明的具体实施方式详细描述，但申请人对实施例的描述不是对技术方案的限制，任何依据本发明构思作形式而非实质的变化都应当视为本发明的保护范围。

请参阅图1，一种消防泵的控制系统，包括供电与保护单元、触摸屏HMI、可编程控制器PLC1以及模拟量采集模块PLC2，在本发明中，所述的触摸屏HMI采用西门子公司的TP177A 5.7"，所述的可编程控制器PLC1采用西门子公司的S7-200，所述的模拟量采集模块PLC2采用西门子公司的EM231。所述的可编程控制器PLC1与触摸屏HMI和模拟量采集模块PLC2连接，所述的供电与保护单元将220V交流电转换成直流电，且与触摸屏HMI、可编程控制器PLC1和模拟量采集模块PLC2连接进行供电。所述的各组成部件可分别独立安装于消防泵的配电控制柜中，所述的消防泵的控制系统通过由控制柜上的转换开关送达的自动控制信号，即可根据总管压力信号自动控制各消防泵和稳压泵的起停。所述的消防泵的控制系统还具备一个或一个以上的开关K，所述的可编程控制器PLC1通过开关K和供电与保护单元连接，用来控制泵配电回路接触器或断路器的通断。

请参阅图2，为应用于某消防泵配电控制柜中的本发明的控制系统原理图。在该实施例中，所述的供电与保护单元包括电源进线断路器QF、交流/直流开关电源PS和无源滤波器DL，保证供电的可靠性；所述的触摸屏HMI可以用来显示管路压力值、主/备消防泵、主/备稳压泵的运行情况等内容，还可用来设定泵的自动起、停压力值等参数。所述的模拟量采集模块PLC2用来采集泵和管路的相关信息，并将这些信息发送给可编程控制器PLC1处理。所述的可编程控制器PLC1用来处理开关量和模拟量信号，利用RS485串口通信向外部设备发送采集到的泵及管路的相关信息以及接收来自外部设备的控制信号，实现远程控制泵的起停。所述的开关K为中间继电器，设置有10个，分别为K1～K10，用于对应5台泵的起动和停止命令，本实施例的控制对象为稳压泵两台（一用一备），消防泵三台（两用一备）。所述的可编程控制器PLC1和模拟量采集模块PLC2均采用西门子公司产品，可编程控制器PLC1具有两个RS485通信端口，其中一个用来与触摸屏HMI通信，另一个用来连接外部设备（DCS主控机）。由于触摸屏HMI也采用西门子公司产品，因此可编程控制器PLC1与触摸屏HMI的通信基于西门子公司专门的通信协议，而与外部设备（DCS主控机）的通信基于标准的Modbus协议（一种用于工业现场的总线协议）的远程终端单元（RTU）控制模式，可编程控制器PLC1作为Modbus从站向外部设备（DCS主控机）发送采集到的数据并接收外部设备（DCS主控机）反馈回来的控制信号，再驱动外接的中间继电器实现对应的控制功能。另外，模拟量采集模块PLC2可以同时采集4路4～20mA电流信号，分别为三台消防泵的额定电流值和消防主管网的压力值。此处需注意为了提高模块抗干扰能力，所有模拟量采集端口为共地连接。以上设备供电均为直流24V，控制系统的供电可靠性是其稳定工作的基础。本实施例选用施耐德公司的C65N微型断路器作为系统的总电源分断器，同时为整个控制系统提供短路和过载保护功能。交流/直流开关电源PS加无源滤波器DL的组合，为整个控制系统提供可靠的直流24V隔离电源。

外部设备（DCS主控机）能够远程起停现场任何一台泵。当控制柜转换开关调整到自动时，形成自动稳压控制，控制顺序如下：当管网压力下降到设定值0.9MPa（压力可调）时，自动起动一台稳压泵；管网压力上升到设定值0.95MPa（压力可调）时，稳压泵自动停止工作。当管网压力下降到设定值0.85MPa（压力可调）时，自动起动一台消防泵，如果该泵自动起动15秒（时间可调）后管网压力仍小于设定值0.80MPa（压力可调），自动起动另一台消防泵，延时15秒（时间可调）后管网压力仍小于设定值0.80MPa（压力可调），自动起动另一台消防泵，当管网压力上升到设定值0.95MPa（压力可调）时，消防泵自动停止工作。在本实施例中，触摸屏HMI显示管网实时压力及所有泵的运行情况，同时可以对所有压力设定值进行调整，并可以对延时时间进行调整。

综上所述，本发明提供的技术方案克服了现有技术中的欠缺，达到了发明目的，体现了申请人所述的技术效果。

Claims (6)

1.一种消防泵的控制系统，其特征在于包括供电与保护单元、触摸屏HMI、可编程控制器PLC1以及模拟量采集模块PLC2，所述的可编程控制器PLC1与触摸屏HMI和模拟量采集模块PLC2连接，所述的供电与保护单元将220V交流电转换成直流电，且与触摸屏HMI、可编程控制器PLC1和模拟量采集模块PLC2连接进行供电。

2.根据权利要求1所述的一种消防泵的控制系统，其特征在于还包括一个或一个以上的开关K，所述的可编程控制器PLC1通过开关K和供电与保护单元连接，用来控制泵配电回路接触器或断路器的通断。

3.根据权利要求1所述的一种消防泵的控制系统，其特征在于所述的供电与保护单元包括电源进线断路器QF、交流/直流开关电源PS和无源滤波器DL。

4.根据权利要求1所述的一种消防泵的控制系统，其特征在于所述的触摸屏HMI用来显示管路压力值、主/备消防泵和主/备稳压泵的运行情况，还能够用来设定泵的自动起、停压力值。

5.根据权利要求1所述的一种消防泵的控制系统，其特征在于所述的模拟量采集模块PLC2用来采集泵和管路的相关信息，并将这些信息发送给可编程控制器PLC1处理。

6.根据权利要求1所述的一种消防泵的控制系统，其特征在于所述的可编程控制器PLC1用来处理开关量和模拟量信号，向外部设备发送采集到的泵及管路的相关信息以及接收来自外部设备的控制信号，实现远程控制泵的起停。

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