CN106422146A - 一种智能消防控制巡检组合柜 - Google Patents

Abstract

本发明提出种智能消防控制巡检组合柜，包括消防控制室、电源模块、数据处理模块、变频器模块和消防泵工、变频控制电路；消防泵工、变频控制电路包括消防泵、第一接触器和第二接触器；消防泵设有两个驱动输入端，第一驱动输入端通过第一接触器与变频器模块相连，第二驱动输入端通过第二接触器与电源模块相连，第二接触器同时与变频器模块相连；数据处理模块根据消防控制信号和巡检控制信号控制变频器模块向消防泵工、变频控制电路输出两个不同频率的驱动信号，启动消防泵进入相应工作流程。本发明结构简单、电路元器件高度复用，性能可靠，可确保消防泵及控制设备全日制正常工作。

Description

一种智能消防控制巡检组合柜

技术领域

本发明涉及消防设备的控制检测领域，尤其是一种智能消防控制巡检组合柜。

背景技术

目前，对消防泵的使用多数单位仅是配置了控制柜，随着公安部颁布的《GA30.2固定消防给水设备的性能要求和试验方法》行业强制性标准的实施，实情虽有所改观，但大多数的做法都是采用“控制柜+消防巡检柜”这种分体模式执行系统，并且多数不是一个厂家生产配套。

从巡检柜的功能来说，单独的消防巡检柜只是可以对消防泵工作的状态进行检测，以确保着火时消防泵能够正常转动，但无法对消防泵的控制柜进行检测。大家知道，消防泵的控制柜很难得使用，且多数存放于地下室内，通风透气差、空气湿度大，柜内配套最多的是电子电器产品，这类产品如果长时间处于非工作状态，触点氧化、灰尘积压、老鼠破坏等原因都有可能导致电气元件的工作失常，直接影响到对消防泵的有效控制，当灾情来临时就很难保证消防泵的有效工作，从而错过最佳灭火时间酿成大灾。

现有消防泵控制、巡检柜大部分为分体式，这类产品存在以下缺点：消防泵的控制柜只能用于正常控制消防泵，在火灾发生时控制消防泵的启动，提供消防灭火所需水源；消防巡检柜只能作周期性的检测消防水泵性能，以保证消防泵在火灾发生时能正常运行；由于控制、巡检这二项功能不能同时兼容，从实际成效方面来说并不能达到最佳效果。

消防巡检柜仅对消防泵进行相关检测，能确保火灾发生时消防泵能正常转动，可无法对消防泵的控制柜进行检测，消防控制柜内基本为电子产品，在火灾发生时，可能因为消防控制柜内电气元件损坏而导致消防泵无法启动，错过最佳救灾时间而酿成大灾。

现有技术中出现的集消防控制和消防巡检功能于一体的一体柜，有如下的不足，例如公开号为CN 102694422A的“智能仿真型巡检电控(配电)柜”公开有三种技术方案：1、消防时通过软启动启泵+周期变频巡检；2、消防时为直接启动+周期变频巡检；3、消防时为直接启动+周期工频巡检+泄压阀。

在第1个技术方案中，消防泵是属于“一用一备、互为备用”式，采用的是软启动控制、周期变频巡检方式，包括互相独立的软启动工频启动电路和变频巡检电路，电路结构复杂，由于各功能间相互独立平时巡检时无法检测控制电路正常与否。

在第2个技术方案中，消防泵是属于“一用一备、互为备用”式，采用的是直接起动控制、周期变频巡检方式，包括互相独立的工频启动电路和变频巡检电路，电路结构仍较为复杂，且由于各功能间相互独立平时巡检时无法检测控制电路正常与否。

在第3个技术方案中，消防泵是属于“一用一备、互为备用”式，采用的是直接启动控制、周期工频巡检、另加管道泄压阀的方式，该方案虽然解决了上述元器件互通，巡检时可以对整机进行检测，但只能用于小功率设备的消防控制/巡检，当功率超过30KW以上时，电机的启动电流会给电网造成瞬间的大电流冲击，即存在主断路器过载跳闸、变压器过载等诸多不利因素，因此不能满足大功率消防设备的工作需求。

发明内容

发明目的：为解决上述技术问题，本发明提出一种智能型消防控制/巡检组合柜。

技术方案：本发明提出的技术方案为：一种智能消防控制巡检组合柜，所述智能消防控制巡检柜实时与消防控制室进行交互，消防控制室实时监测所在区域的火情信息，根据火情信息向智能消防控制巡检柜发送消防控制信号或巡检控制信号，启动智能消防控制巡检柜进入相应工作流程；

所述智能消防控制巡检柜包括：电源模块、数据处理模块、变频器模块和消防泵工、变频控制电路；

消防泵工、变频控制电路包括消防泵、第一接触器和第二接触器；消防泵设有两个驱动输入端，第一驱动输入端通过第一接触器与变频器模块相连，第二驱动输入端通过第二接触器与电源模块相连，第二接触器同时与变频器模块相连；

数据处理模块根据消防控制信号和巡检控制信号控制变频器模块向消防泵工、变频控制电路输出两个不同频率的驱动信号，启动消防泵进入相应工作流程：

发生火灾时，变频器输出工频驱动信号，并吸合第一接触器，驱动消防泵启动；当消防泵启动至工频运转时，变频器断开第一接触器，同时吸合第二接触器，使消防泵通过第二接触器与电源模块相连，维持工频运转状态；

未有火情时，变频器输出巡检驱动信号，吸合第一接触器，驱动消防泵进行自巡检，并将巡检结果反馈给数据处理模块。

进一步的，所述巡检驱动信号的频率范围为15～25Hz。

进一步的，变频器、接触器和消防泵在启动消防工作流程或巡检工作流程的同时，向数据处理模块反馈自身运行状态信息：

当正常运行时，向数据处理模块发送正常运行信号；当出现电路故障时，发生故障的模块向数据处理模块发送故障信号；数据处理模块根据故障信号判断故障源并将故障源信息上传至消防控制室；所述电路故障包括：缺相、过压、欠压、消防水泵锈蚀、消防水泵损坏、消防水泵堵转、消防水泵过载。

进一步的，所述智能消防控制巡检组合柜还包括断路器模块，所述断路器模块连接在电源模块与变频器模块之间，为变频器提供电源和过/欠压保护；断路器模块通过内置的过/欠压保护器采集电源模块运行状态信息，当供电电路出现缺相、欠压、过压情况时，断路器模块自动切断供电电路并向数据处理模块反馈电源故障信号，数据处理模块将电源故障信号上传至消防控制室。

进一步的，所述智能消防控制巡检组合柜还包括通讯模块，所述通讯模块与数据处理模块相连，数据处理模块通过通讯模块将各模块反馈的故障信号发送给检修人员；通讯模块同时与消防控制室相连，实现数据处理模块与消防控制室之间的信息交互。

进一步的，所述智能消防控制巡检组合柜还包括消防泵手动控制模块，所述消防泵手动控制模块与数据处理模块相连，用于手动启动消防工作流程。

进一步的，所述智能消防控制巡检组合柜还包括备用消防泵、第三接触器和第四接触器；备用消防泵设有两个驱动输入端，一个驱动输入端通过第三接触器与变频器模块相连，另一个驱动输入端通过第四接触器与电源模块相连，第四接触器同时与变频器模块相连；当电路中的消防泵出现故障时，数据处理模块通过变频器模块启动备用消防泵。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优势：

1、本发明的仅通过变频器与接触器形成的控制回路即可完成消防泵在火灾时的软启动、工频运行和正常状态下的变频巡检，电路结构简单，实现了元器件的高度复用。

2、本发明中，电路中所有元器件均具有自检和故障警报功能，便于检修人员及时维护，可确保在火灾发生时，消防泵的控制系统能够正常运转。

3、本发明中巡检控制共用元器件，在对消防巡检的同时，也对自身进行了检测，在检测巡检时所用元器件均产于自检，当任何部件出现故障时，均会触发警报，告知检修人员及时维护修理，可确保在火灾发生时，消防泵的控制系统能够正常运转。

4、本发明填补了大功率消防泵控制巡检及控制柜内元器件检测组合柜的市场空白。

5、本发明从消防泵控制系统整体造价来算，节约了整体造价，同时减少了施工成本。

附图说明

图1为本发明一实施例中的原理结构框图；

图2为实施例中电源模块的、消防泵的消防、巡检控制电路；

图3为实施例中二次控制电源模块的电路图；

图4为实施例中PLC模块的管脚功能示意图；

图5为消防泵箱内电路结构图；

图6为两个消防泵工、变频切换控制电路图；

图7为实施例中的故障检测电路图；

图8为现有技术中软启动与变频巡检方案电路图；

图9为现有技术中直接启动与变频巡检方案电路图；

图10为现有技术中直接启动、工频巡检并加装泄压阀方案的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作更进一步的说明。

实施例：附图1所示为本发明一实施例的原理结构框图，在本实施例中，数据处理模块采用型号为DVP40ES200R的PLC芯片实现，PLC芯片的管脚功能如图4所示；本实施例中设有两个消防泵，一用一备，互为备用关系。

附图2所示为实施例中消防泵的消防、巡检控制电路，在该实施例中消防泵一用一备互为备用，在图2中所示实施例中，L1、L2、L3为三相电源线，N为零线，QF、1QF、2QF均为低压断路器，BP为变频器，KM1、KM2、1KM、2KM均为接触器，QF用于控制主供电电路，1QF,2QF用于控制分供电电路。

变频器为主驱动，在消防控制时为工频运行，巡检控制时为低频控制，实现一元器件多用功能，主要实现方案如下：

未有火情时，PLC控制变频器低频运转，依次吸合KM1，KM2实现周期逐台巡检；

当火灾发生时：当选择旋钮处于用一备二位置时，PLC控制变频器运转，启动主消防泵吸合KM1，主消防泵在变频器驱动下运转至工频时，变频器停止工作后断开KM1，并延时0.3秒吸合1KM以维持主消防泵工频运转。当主消防泵发生故障时，PLC控制变频器运转，启动备用消防泵，吸合KM2，待备用消防泵在变频器驱动下运转至工频时，变频器停止后断开KM2，延时0.3秒吸合2KM维持待备用消防泵工频运转。

当选择旋钮处于用用二备一位置时，PLC控制变频器运转，启动主消防泵，吸合KM2，待主消防泵在变频器驱动下运转至工频时，变频器停止工作后断开KM2，延时0.3秒吸合2KM满足主消防泵工频运转，当主消防泵发生故障时，PLC控制变频器运转，启动备用消防泵，吸合KM1，待备用消防泵在变频器驱动下运转至工频时，变频器停止后断开KM1，延时0.3秒吸合1KM，维持备用消防泵消防工频运转。

上述技术方案中：用一备二是指1#泵为常用泵(KM1，1KM)，2#泵为备用泵(KM2，2KM)；用二备一是指2#泵为常用泵(KM2，2KM)，1#泵为备用泵(KM1，1KM)。

在本实施例中，在平时巡检时不仅对消火栓泵进行了检测，还对消防控制柜内的主要元器件进行了检测，由于巡检控制共用主元器件，这样真正的保证了有火情时，消火栓泵及控制设备都能正常投入使用，在巡检过程如出现了电源故障，变频故障，接触器故障，消火栓泵故障时，故障都会触发报警，并将故障内容通过PLC处理后通过通讯模块传送给消防总控室和维修人员手机，以便及时处理相关故障，保证消防系统的正常使用。

附图3～7为此消火栓泵一用一备、互为备用，工频启动，变频巡检的控制电路，其中部分功能由PLC来实现。

图8至图10为现有技术中三种方案的电路原理图分别为：1、软启动与变频巡检方案电路；2、直接启动与变频巡检方案电路；3、直接启动、工频巡检并加装泄压阀方案电路。

1、软启动与变频巡检方案电路：消防泵是属于“一用一备、互为备用”式，采用的是软起动控制、周期变频巡检方式，其实质仅是将传统所用的消防泵控制柜和消防巡检柜的功能组合成一体的箱柜式，各电器元件仍处于相互独立状态，而不能将消防控制和消防巡检二大功能进行合二为一、互为利用。

2、直接启动与变频巡检方案电路：消防泵是属于“一用一备、互为备用”式，采用的是直接起动控制、周期变频巡检方式，其实质意义也是将传统所用的消防泵控制柜和消防巡检柜的功能组合成一体的箱柜式，各电器元件还是处于相互独立状态，仍然不能将消防控制和消防巡检二大功能进行合二为一、互为利用。

3、直接启动、工频巡检并加装泄压阀方案电路：消防泵是属于“一用一备、互为备用”式，采用的是直接起动控制、周期工频巡检、另加管道泄压阀的方式，虽然能够将消防控制和消防巡检二大功能进行合二为一、互为利用，但只能用于小功率设备的消防控制/巡检，当功率超过30KW以上时，原因是由于电机的启动电流会给电网造成瞬间的大电流冲击，即存在主断路器过载跳闸、变压器过载等诸多不利因素，因此不能满足大功率消防设备的工作需求。

与上述现有技术相比较，本发明仅通过一个变频器和数据处理模块之间的相互数据交换，便可对消防泵实现工频启动消防模式、变频启动巡检模式，同时也可以对控制柜内相关元件进行周期检测，对于元器件的检测，都是通过各元器件自带的功能模块来完成，例如断路器中自带的过/欠压保护器、接触器内置的热继电器等，无需在电路中增加专门的故障检测模块，结构简捷、经济实用、便于实现、易于操控。

另外，由于消防水泵控制柜大多数是安装在潮湿阴暗的环境下，故本发明在外壳的设计上采用了IP54的防护等级，以防水汽、灰尘腐蚀消防泵控制/巡检箱体内的电路，在进一步保护系统正常工作的同时又大大延长了柜体的使用寿命，经济效益得到明显提高。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种智能消防控制巡检组合柜，其特征在于,所述智能消防控制巡检柜实时与消防控制室进行交互，消防控制室实时监测所在区域的火情信息，根据火情信息向智能消防控制巡检柜发送消防控制信号或巡检控制信号，启动智能消防控制巡检柜进入相应工作流程；

所述智能消防控制巡检柜包括：电源模块、数据处理模块、变频器模块和消防泵工、变频控制电路；

消防泵工、变频控制电路包括消防泵、第一接触器和第二接触器；消防泵设有两个驱动输入端，第一驱动输入端通过第一接触器与变频器模块相连，第二驱动输入端通过第二接触器与电源模块相连，第二接触器同时与变频器模块相连；

数据处理模块根据消防控制信号和巡检控制信号控制变频器模块向消防泵工、变频控制电路输出两个不同频率的驱动信号，启动消防泵进入相应工作流程：

发生火灾时，变频器输出工频驱动信号，并吸合第一接触器，驱动消防泵启动；当消防泵启动至工频运转时，变频器断开第一接触器，同时吸合第二接触器，使消防泵通过第二接触器与电源模块相连，维持工频运转状态；

未有火情时，变频器输出巡检驱动信号，吸合第一接触器，驱动消防泵进行自巡检，并将巡检结果反馈给数据处理模块。

2.根据权利要求1所述的一种智能消防控制巡检组合柜，其特征在于，所述巡检驱动信号的频率范围为10～45Hz。

3.根据权利要求1所述的一种智能消防控制巡检组合柜，其特征在于，变频器、接触器和消防泵在启动消防工作流程或巡检工作流程的同时，向数据处理模块反馈自身运行状态信息：

当正常运行时，向数据处理模块发送正常运行信号；当出现电路故障时，发生故障的模块向数据处理模块发送故障信号；数据处理模块根据故障信号判断故障源并将故障源信息上传至消防控制室；所述电路故障包括：缺相、过压、欠压、变频器故障、消防水泵锈蚀、消防水泵损坏、消防水泵堵转、消防水泵过载。

4.根据权利要求3所述的一种智能消防控制巡检组合柜，其特征在于，还包括断路器模块，所述断路器模块连接在电源模块与变频器模块之间，为变频器提供电源和过/欠压保护；断路器模块通过内置的过/欠压保护器采集电源模块运行状态信息，当供电电路出现缺相、欠压、过压情况时，断路器模块自动切断供电电路并向数据处理模块反馈电源故障信号，数据处理模块将电源故障信号上传至消防控制室。

5.根据权利要求4所述的一种智能消防控制巡检组合柜，其特征在于，还包括通讯模块，所述通讯模块与数据处理模块相连，数据处理模块通过通讯模块将各模块反馈的故障信号发送给检修人员；通讯模块同时与消防控制室相连，实现数据处理模块与消防控制室之间的信息交互。

6.根据权利要求1所述的一种智能消防控制巡检组合柜，其特征在于，还包括消防泵手动控制模块，所述消防泵手动控制模块与数据处理模块相连，用于手动启动消防工作流程。

7.根据权利要求1所述的一种智能消防控制巡检组合柜，其特征在于，还包括备用消防泵、第三接触器和第四接触器；备用消防泵设有两个驱动输入端，一个驱动输入端通过第三接触器与变频器模块相连，另一个驱动输入端通过第四接触器与电源模块相连，第四接触器同时与变频器模块相连；当电路中的消防泵出现故障时，数据处理模块通过变频器模块启动备用消防泵。