发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足,提供一种涡喷消防车的智能控制方法,本发明根据涡喷发动机的启动点火逻辑顺序,进行编程控制,解决操作复杂、人员短时间内难以掌握的缺点,使操作步骤简单、方便,有利于操作人员进行灭火战斗作业。
本发明是以如下技术方案实现的:一种涡喷消防车的智能控制方法,由以中央处理模块为核心的控制器,控制涡喷消防车的核心装置--涡喷发动机的启动、使用、停车(或应急停车),其特征在于,步骤如下:
⑴. 涡喷发动机处于停车状态,开启涡喷发动机燃油供油系统,进入待机状态;
⑵. 涡喷发动机燃油系统压力达到设定压力,开启启动系统;
⑶.涡喷发动机由启动系统带动达到点火转速时,开启工作油路,持续加大油门,提高涡喷发动机转速;
⑷.涡喷发动机,达到自行运转转速时,关闭启动系统;
⑸.涡喷发动机,达到慢车运转转速时,涡喷发动机启动完毕;
以上步骤⑴-步骤⑸构成启动程序;
⑹.涡喷发动机转速达到暖机转速时,停止增大油门,保持一段时间进行暖机后,继续增大油门;
⑺.涡喷发动机达到作业转速时,打开灭火剂阀门,经涡喷发动机换能后,进行喷雾灭火作业;
以上步骤⑹、步骤⑺构成工作程序;
⑻.在涡喷发动机作业转速时,先关闭灭火剂阀门,再减小涡喷发动机油门。
⑼.当降至冷机转速时,停止减小油门,冷机一段时间后,将油门恢复到最小位置。
⑽.当排气温度由下降变为回升时,关闭工作油路及燃油供油系统,涡喷发动机停车,直至达到停车状态。
以上步骤⑻-步骤⑽构成停车程序。
本发明的优化方案中,还设有应急停车的工作步骤:
⑾.同时关闭燃油供油系统及工作油路,油门恢复到最小位置,关闭启动系统,涡喷发动机应急停车,直至达到停车状态。
以上步骤⑾构成应急停车程序。
所述的步骤⑴涡喷发动机的停车状态,是涡喷发动机的转速为0转/分。
所述的步骤⑵燃油系统压力设定值为0.03~0.11MPa。
所述的步骤⑶启动系统包括启动液压马达(以下简称启动马达)、启动油泵以及点火线圈,启动马达带动涡喷发动机转动,启动油泵向点火喷嘴供油,由点火线圈点燃燃油。
所述的步骤⑶涡喷发动机的点火转速为1100±100转/分。
所述的步骤⑷涡喷发动机的自行运转转速为2000±100转/分。
所述的步骤⑵-⑷的启动系统的开启至关闭的时间为0~60秒,超过要求时间,且涡喷发动机转速未达到自行运转转速,即2000±100转/分时,涡喷发动机进入应急停车步骤。
所述的步骤⑸涡喷发动机的慢车运转转速为2500±100转/分。
所述的步骤⑸涡喷发动机慢车运转时,即转速为2500±100转/分时,涡喷发动机的排气温度不大于540℃,超过要求温度时涡喷发动机进入应急停车步骤。
所述的步骤⑹涡喷发动机暖机转速为5000±300转/分。
所述的步骤⑹,暖机时间气温在-10℃以上时1~2分钟,气温在-10℃以下时暖机时间为2~3分钟。
所述的步骤⑹时,涡喷发动机的瞬时排气温度不大于680℃, 气温在-10℃以下时不应超过720℃,超过要求温度时,涡喷发动机进入应急停车步骤。
所述的步骤⑺涡喷发动机作业转速为8000~10500转/分。
所述的步骤⑺在进行喷雾时,涡喷发动机的排气温度大于720℃,,超过要求温度时,先关闭灭火剂阀,涡喷发动机再进入应急停车步骤。
所述的步骤⑺在进行喷雾时,消防车罐体内灭火剂液位低于1/5时系统自动声光报警。
所述的步骤⑺在进行喷雾时,涡喷发动机转速低于8000 转/分时,自动关闭灭火剂阀门。
所述的的步骤⑼,冷机时间气温在-10℃以上时1~2分钟,气温在-10℃以下时暖机时间为2~3分钟。
所述步骤⑷~⑺时,涡喷发动机润滑油温度超过90℃,涡喷发动机进入应急停车步骤。
所述步骤⑷~⑹时,润滑油压力小于0.02 MPa时,涡喷发动机进入应急停车步骤。
所述步骤⑺时,润滑油压力小于0.14 MPa或大于0.35 MPa时,涡喷发动机进入应急停车步骤。
完成上述发明步骤的设备结构如下:一种涡喷消防车智能控制系统,设有以中央处理模块为核心的控制器,其特征在于,输入装置、检测装置与摄像装置的输出,均连接到该控制器;该控制器的输出,连接到显示装置与执行单元;同时,该控制器的输出还连接到所述的摄像装置。
所述的控制器包括中央处理模块、开关量输入接口、数字量输入接口、电压型模拟量输入接口、电流型模拟量输入接口、视频信号电路、输入电路、ADC芯片、电源处理电路、复位电路,输出电路、CAN通信电路、RS232通信电路、RS485通信电路、RJ45通信电路、场效应管、继电器、PWM接口,中央处理模块分别与复位电路、模拟量输入1接口、CAN通信电路、RS232通信电路、RS485通信电路连接,通过系统总线分别与输入电路、ADC芯片、输出电路相连;输入电路与开关量输入接口连接;ADC芯片与模拟量输入2接口连接;输出电路分别与场效应管、继电器、PWM接口连接。
所述的中央处理模块,包含控制信号输入模块、控制信号输出模块、错误诊断及处理模块、动作控制模块、发动机启动控制模块;其中发动机启动控制模块,包括操作优先级处理、点火控制处理、速度控制处理及点火信号输出。
所述的的检测装置包括,涡喷发动机的润滑油温度传感器、燃油压力传感器、润滑油压力传感器、排气温度传感器、转速传感器、燃油箱液位传感器以及车辆的液压系统压力传感器、水泵压力传感器、水罐液位传感器、泡沫罐液位传感器、底盘发动机转速传感器,可检测涡喷发动机的润滑油温度、燃油压力、润滑油压力、排气温度、转速、燃油箱液位以及车辆的液压系统压力、水泵压力、水罐液位、泡沫罐液位、底盘发动机转速等参数。
所述的检测装置可以与控制器直接连接,通过控制器处理后在显示装置上进行参数显示,也可与润滑油温度表、燃油压力表、润滑油压力表、排气温度表、转速表、燃油箱液位表以及车辆的液压系统压力表、水泵压力表、水罐液位表、泡沫罐液位表、底盘发动机转速表连接进行直接显示。
所述的控制器分别与输入装置、显示器、摄像装置、检测装置进行连接,连接方式可以为模拟量、开关量、数字量等信号,也可采用CAN总线、Profibus现场总线等总线形式。
所述的执行单元为涡喷发动机的输油泵、总开关(防火开关)、启动油泵、点火线圈、供油泵、油门开关、油量开关、启动马达,车辆液压系统,涡喷发动机的回转、俯仰的电磁阀组或电磁比例阀组,摄像探头的变焦、对焦装置,摄像探头支架的升降、俯仰及旋转装置,消防水泵启闭装置、水路启闭电磁阀,和/或泡沫启闭电磁阀。
本发明有益效果如下:解决了涡喷发动机的启动复杂,人员难以短时间掌握的问题,开发了涡喷发动机智能启动控制软件系统,简化了操作,具有较高的安全性,可靠性,提高了作战人员及设备的使用安全性。程序中预设作业参数,超过预定数值时,还可进行光电报警,保障了作战安全性,提高了作战效率,降低了作战人员劳动强度。
具体实施方式
参照图1,涡喷消防车智能控制方法,由涡喷消防车的核心装置,涡喷发动机的启动、使用、停车、应急停车等各步骤组成,
启动步骤如下:
⑴.涡喷发动机处于停车状态,输入启动信号,控制器开启涡喷发动机燃油供油系统,即启动输油泵、总开关(防火开关),进入准备状态。
如发动机未处于停车状态,输入启动信号无效。
⑵.涡喷发动机燃油系统压力达到0.03MPa时,控制器开启启动系统,该系统包括启动马达、启动油泵以及点火线圈,启动马达带动涡喷发动机进行转动,启动油泵向点火喷嘴供油,由点火线圈在点火喷嘴处点燃燃油。
如压力无法达到0.03MPa时,控制器关闭燃油供油系统,并发出燃油系统异常报警。
⑶.涡喷发动机达到点火转速,即1000转/分时,控制器开启涡喷发动机工作油路,向工作喷嘴油路供油,燃油在工作喷嘴处被点火喷嘴火焰引燃,引燃后控制器持续增大工作喷嘴供油量,提高涡喷发动机转速稳步上升。
⑷.启动系统自开启到涡喷发动机达到自行工作转速时,即转速达到2000转/分,时间小于30秒时间,控制器自动关闭涡喷发动机启动系统,即关闭启动油泵、点火线圈、启动马达。
如启动系统自开启时间超过30秒,涡喷发动机未达到自行工作转速时,控制器强制关闭涡喷发动机启动系统,进入应急停车步骤,发出启动超时报警;如涡喷发动机润滑油温度超过90℃,控制器控制涡喷发动机进入应急停车步骤,发出润滑油超温报警;如润滑油压力小于0.02 MPa时,控制器控制涡喷发动机进入应急停车步骤,发出润滑油压力异常报警。
⑸.通过增大油门涡喷发动机达到慢车工作转速,即转速达到2500 转/分左右时,涡喷发动机启动完毕,控制器输出提示信息。
如涡喷发动机的排气温度大于540℃时,控制器控制涡喷发动机进入应急停车步骤,发出排气超温报警;如涡喷发动机润滑油温度超过90℃,控制器控制涡喷发动机进入应急停车步骤,发出润滑油超温报警;如润滑油压力小于0.02 MPa时,控制器控制涡喷发动机进入应急停车步骤,发出润滑油压力异常报警。
工作步骤如下:
⑹.涡喷发动机达到暖机转速,即转速达到5000转/分时,控制停止增大涡喷发动机油门,暖机1-2分钟后(气温大于-10℃),继续增大涡喷发动机油门。
如涡喷发动机的瞬时排气温度大于680℃(气温大于-10℃),控制器控制涡喷发动机进入应急停车步骤,发出排气超温报警信号。如涡喷发动机润滑油温度超过90℃,控制器控制涡喷发动机进入应急停车步骤,发出润滑油超温报警。如润滑油压力小于0.02 MPa时,控制器控制涡喷发动机进入应急停车步骤,发出润滑油压力异常报警。
⑺.涡喷发动机转速达到8000转/分以上,不超过10500转/分,控制器允许打开灭火剂阀门,输入灭火剂阀门开启信号,灭火剂经涡喷发动机换能后,进行喷雾灭火作业。
在喷雾过程中,如消防车罐体内灭火剂液位低于1/5时,控制器发出低水位报警;如涡喷发动机转速低于8000转/分时,自动关闭灭火剂阀门,控制器发出提示;如涡喷发动机的排气温度大于720℃,控制器先关闭灭火剂阀,再控制涡喷发动机进入应急停车步骤,并发出排气超温报警信号。如涡喷发动机润滑油温度超过90℃,控制器控制涡喷发动机进入应急停车步骤,发出润滑油超温报警。如润滑油压力小于0.14 MPa或大于0.35 MPa,控制器控制涡喷发动机进入应急停车步骤,发出润滑油压力异常报警。
停车步骤如下:
⑻.喷雾作业时,输入停车信号,控制器关闭灭火剂阀门,控制器减小涡喷发动机油门。
⑼.当转速降至5000转/分时,冷机1-2分钟后(气温大于-10℃),油门恢复到最小位置。
⑽.当排气温度由下降变为回升时,控制器关闭工作油路及燃油供油系统,涡喷发动机停车,直至达到停车状态。
应急停车步骤:
发生故障和有可能损害人员、设备的安全情况时,操作人员输入应急停车信号,或控制器自动采取此种方式以保障人员、设备的安全,步骤如下:
⑾.同时关闭燃油供油系统及工作油路,油门恢复到最小位置,关闭启动系统,涡喷发动机应急停车,直至达到停车状态。