CN113359416A - 基于plc的多输入单输出压缩空气泡沫系统及控制方法 - Google Patents
基于plc的多输入单输出压缩空气泡沫系统及控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113359416A CN113359416A CN202110654958.2A CN202110654958A CN113359416A CN 113359416 A CN113359416 A CN 113359416A CN 202110654958 A CN202110654958 A CN 202110654958A CN 113359416 A CN113359416 A CN 113359416A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- foam
- air
- pipeline
- valve
- water flow
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000006260 foam Substances 0.000 title claims abstract description 204
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 94
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 34
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 35
- 239000011550 stock solution Substances 0.000 claims description 8
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 5
- 230000036632 reaction speed Effects 0.000 claims description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 3
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000003584 silencer Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B11/00—Automatic controllers
- G05B11/01—Automatic controllers electric
- G05B11/36—Automatic controllers electric with provision for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral, differential
- G05B11/42—Automatic controllers electric with provision for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral, differential for obtaining a characteristic which is both proportional and time-dependent, e.g. P. I., P. I. D.
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Fire-Extinguishing By Fire Departments, And Fire-Extinguishing Equipment And Control Thereof (AREA)
- Accessories For Mixers (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于PLC的多输入单输出压缩空气泡沫系统，包括水流量检测单元，水流量检测单元还与泡沫回路控制算法单元和空气回路控制算法单元连接，水流量检测单元、泡沫回路控制算法单元、空气回路控制算法单元均与PLC控制器连接，PLC控制器还与报警器连接。本发明还公开了一种基于PLC的多输入单输出压缩空气泡沫系统的控制方法。本发明解决了现有技术中存在的压缩空气泡沫装置的控制方法不成熟、控制不稳定，结果不可靠，灭火效果不明显、泡沫质量不稳定的问题。
Description
技术领域
本发明属于工业自动化消防技术领域，涉及一种基于PLC的多输入单输出压缩空气泡沫系统，具体涉及一种基于PLC的多输入单输出压缩空气泡沫系统的控制方法。
背景技术
压缩空气泡沫系统(CAFS,Compressed Air Foam System)是近年来在国外发展比较迅速的一种新型灭火系统.它具有灭火效率高,自重轻,用水量少等优点.本文介绍压缩空气泡沫灭火的原理及特点,同时介绍压缩空气泡沫灭火系统的设计要求,按照压缩空气泡沫系统设计的要求,进行系统的简单概述.以及相应的控制思路。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于PLC的多输入单输出压缩空气泡沫系统，解决了现有技术中存在的压缩空气泡沫装置的控制方法不成熟、控制不稳定，结果不可靠，灭火效果不明显、泡沫质量不稳定的问题。
本发明的另一目的是提供一种基于PLC的多输入单输出压缩空气泡沫系统的控制方法。
本发明所采用的第一技术方案是，基于PLC的多输入单输出压缩空气泡沫系统，包括水流量检测单元，水流量检测单元还与泡沫回路控制算法单元和空气回路控制算法单元连接，水流量检测单元、泡沫回路控制算法单元、空气回路控制算法单元均与PLC控制器连接，PLC控制器还与报警器连接。
本发明第一技术方案的特点还在于，
水流量检测单元具体结构为：包括混合室，水路管道一端与水源连接，水路管道另一端连接至混合室，水源与混合室之间的水路管道上依次设置有手动蝶阀、水路止回阀、水流量计、混合室压力传感器，水流量计和混合室压力传感器之间的水路管道上还通过管道与所述泡沫回路控制算法单元连通，连通管道上还设置有泡沫路止回阀，混合室伸出的水路管道末端还设置有电动蝶阀；其中水流量计、混合室压力传感器、电动蝶阀均与PLC控制器电性连接。
泡沫回路控制算法单元具体结构为：包括泡沫原液贮存罐，泡沫原液贮存罐的底部通过泡沫管路与泡沫泵连通，泡沫泵又通过管道与所述水流量检测单元的泡沫路止回阀连接，泡沫泵与泡沫路止回阀之间的管路上依次设置有泡沫泵止回阀、泡沫流量计、三通球阀，泡沫泵与泡沫原液贮存罐的管道上还设置有音叉传感器，泡沫原液贮存罐底部还通过循环泡沫管路与三通球阀直接连接，三通球阀还通过管道与空气回路控制算法单元连通。其中，泡沫泵、泡沫流量计、三通球阀、音叉传感器均与PLC控制器电性连接。
空气回路控制算法单元具体结构为：包括3个空气压缩机，每个空气压缩机均与供气电机连接，其中两个空气压缩机的输出管道上分别设置有电动球阀A，两个电动球阀A所在管道汇合后通过一根管道连接至所述水流量检测单元的混合室内，电动球阀A与混合室之间的管道还依次设置有减压阀、空气路压力传感器、气动蝶阀、空气路止回阀，电动球阀A与减压阀之间的管道上还设置有电动球阀B，电动球阀B后端连接有消音器，减压阀还通过管道与第三个空气压缩机连接，减压阀与第三个空气压缩机之间的管道上依次设置有空气比例阀和过滤器B，过滤器B与第三个空气压缩机之间还通过管道连接至所述泡沫回路控制算法单元的三通球阀，第三个空气压缩机与三通球阀之间的管道上还设置有过滤器A，其中，空气压缩机、空气路压力传感器、气动蝶阀、空气比例阀均与PLC控制器电性连接。
本发明所采用的第二技术方案是，基于PLC的多输入单输出压缩空气泡沫系统的控制方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1、当设备待机运行时，实时监测每个部位是否正常，如果出现问题则立即报警，若此时产生火警信号报警则优先启动设备进行灭火，如果没有问题则等待火警信号；
步骤2、火警信号到来后，依次启动执行水流量检测单元、泡沫回路控制算法单元、空气回路控制算法单元；此时总出口的电动蝶阀继续保持常闭，立即启动导通气路的气动蝶阀、导通泡沫路的气动三通球阀以及空气压缩机，以保证整个设备的高反应速度；
步骤3、完成步骤2后，设备通过水流量检测单元中水流量计检测水流是否有变化，当检测到水流有变化后迅速进入泡沫回路控制算法单元启动泡沫泵并通过PLC控制器中的泡沫路PID算法跟进水路的流量值；
步骤4、在完成步骤3的情况下，设备通过水流量检测单元检测混合室前端的混合室压力传感器的压力信号，然后利用的空气回路控制算法单元中的空气路PID算法调控气路的空气比例阀，以保证气路和空气路的压力比值保持恒定；
步骤5、在完成步骤4的情况下，设备通过水流量检测单元中混合室压力传感器检测混合室的压力达到4bar以上时开启总出口的电动蝶阀，电动蝶阀打开后，预先在混合室中混合好的泡沫液从总出口喷出，产生大量的泡沫；
步骤6、当灭火完成后，结束火警模式进入巡检模式，即将空气路的电动球阀B打开，空气压缩机运行一段时间后，气动蝶阀关闭，泡沫路三通球阀关闭，总出口电动蝶阀关闭，泡沫泵运行一段时间后关闭，空气压缩机运行一段时间后关闭电动球阀A，结束。
本发明第二技术方案的特点还在于，
步骤3中泡沫路PID算法具体如下：
依据泡沫混合比RFW将泡沫流量与水流量按照泡沫原液的性质分为1％、3％、6％等比例混合如下公式：
其中，QF为泡沫流量，QW为水流量。
步骤4中空气路PID算法具体如下：
依据气液比RAH将一定比例的空气与泡沫混合液混合产生灭火所需要的泡沫质量，其中灭火要求的气液比一般为4:1/3:1/6:1，
其中，气液比RAH是气体流量和液体流量的比值，QA为空气流量，QH为泡沫原液与水叠加流量，气液比RAH即空气流量QA与混合液流量QH的比值；
通过空气路压力传感器(18)、混合室压力传感器(11)检测压力的比值：
PA＝KPH
其中，PA是空气压力，PH是水和泡沫混合液的叠加压力；
由上述得出可以通过调节K值调节气液比，其中
1.0≤K≤1.15
利用该关系可以保证空气与泡沫混合液充分混合，由此可以通过改变K值来产生适合各种火灾场景的的高质量泡沫。
本发明的有益效果是，一种基于PLC的多输入单输出压缩空气泡沫系统及控制方法，可以很快将当前的水流量和泡沫流量以及空气流量和压力等数据呈现在操作面板上，给人以直观的易操作的感受，并且可以准确达到想要的输出，完全符合灭火的需求，与此同行还具有上位机监测系统以及人为手动系统，这样不仅可以及时远程监测火灾是否发生，还可以在机器无法正常运行时起到灭火的效果。
附图说明
图1是本发明的硬件结构三路结构拓扑图；
图2是本发明的控制逻辑拓扑图；
图3是本发明的内部自检程序逻辑框图；
图4是本发明的核心PID控制逻辑介绍框图；
图5是本发明的测试模式框图；
图6是本发明中泡沫路PID原理框图。
图中，1.泡沫原液贮存罐；2.音叉传感器；3.泡沫泵；4.泡沫泵止回阀；5.泡沫流量计；6.三通球阀；7.泡沫路止回阀；8.手动蝶阀；9.水路止回阀；10.水流量计；11.混合室压力传感器；12.混合室；13.电动蝶阀；14.空气压缩机；15.电动球阀A；16.消音器；17.减压阀；18.空气路压力传感器；19.气动蝶阀；20.空气路止回阀；21.供气电机；22.过滤器A；23.空气比例阀，24.泡沫管路，25.循环泡沫管路，26.水路管道，27.空气管路，28.原液控制管路，29.空气控制管路，30.电动球阀B，31.过滤器B。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明基于PLC的多输入单输出压缩空气泡沫系统，结构如图1所示，包括水流量检测单元，水流量检测单元还与泡沫回路控制算法单元和空气回路控制算法单元连接，水流量检测单元、泡沫回路控制算法单元、空气回路控制算法单元均与PLC控制器连接，PLC控制器还与报警器连接。
其中，水流量检测单元具体结构为：包括混合室12，水路管道26一端与水源连接，水路管道26另一端连接至混合室12，水源与混合室12之间的水路管道26上依次设置有手动蝶阀8、水路止回阀9、水流量计10、混合室压力传感器11，水流量计10和混合室压力传感器11之间的水路管道26上还通过管道与所述泡沫回路控制算法单元连通，连通管道上还设置有泡沫路止回阀7，混合室12伸出的水路管道26末端还设置有电动蝶阀13；其中水流量计10、混合室压力传感器11、电动蝶阀13均与PLC控制器电性连接。
泡沫回路控制算法单元具体结构为：包括泡沫原液贮存罐1，泡沫原液贮存罐1的底部通过泡沫管路24与泡沫泵3连通，泡沫泵3又通过管道与所述水流量检测单元的泡沫路止回阀7连接，泡沫泵3与泡沫路止回阀7之间的管路上依次设置有泡沫泵止回阀4、泡沫流量计5、三通球阀6，泡沫泵3与泡沫原液贮存罐1的管道上还设置有音叉传感器2，沫原液贮存罐1底部还通过循环泡沫管路25与三通球阀6直接连接，三通球阀6还通过管道与所述空气回路控制算法单元连通。其中，泡沫泵3、泡沫流量计5、三通球阀6、音叉传感器2均与PLC控制器电性连接。
空气回路控制算法单元具体结构为：包括3个空气压缩机14，每个空气压缩机14均与供气电机21连接，其中两个空气压缩机14的输出管道上分别设置有电动球阀A15，两个电动球阀A15所在管道汇合后通过一根管道连接至所述水流量检测单元的混合室12内，电动球阀A15与混合室12之间的管道还依次设置有减压阀17、空气路压力传感器18、气动蝶阀19、空气路止回阀20，电动球阀A15与减压阀17之间的管道上还设置有电动球阀B30，电动球阀B30后端连接有消音器16，减压阀17还通过管道与第三个空气压缩机14连接，减压阀17与第三个空气压缩机14之间的管道上依次设置有空气比例阀23和过滤器B31，过滤器B31与第三个空气压缩机14之间还通过管道连接至所述泡沫回路控制算法单元的三通球阀6，第三个空气压缩机14与三通球阀6之间的管道上还设置有过滤器A22，其中，空气压缩机14、空气路压力传感器18、气动蝶阀19、空气比例阀23均与PLC控制器电性连接。
本发明在泡沫回路中前端设置一个音叉传感器2，保证流过的泡沫量满足泡沫泵3的运作。在泡沫回路中设置泡沫流量计5主要是为了将当前的泡沫流量值传送回PLC控制器中进行运算，以及输出口的三通球阀6，左右是当不需要泡沫溶液时，可以快速将泡沫回路的泡沫关闭掉。
在水路中同样也放置了水流量计10，此流量计可以将当前水流量以模拟量的形式送给PLC控制器。同时在水路前端必要时需要外加稳压泵，以保证进水口的压力。
在空气回路中放置了气动蝶阀19作为执行机构，通过控制蝶阀的开度来控制空气气量的开启与关闭，必要时需要加上空气流量计装置。
图2是本发明的控制思路中的主干流程图，即关于PLC中的算法思路。首先开机，第一步系统自检，第二步，一方面自检不通过则检测是否存在火灾信号，如果存在火灾信号那么将进入故障模式，如果不存在混在信号则进行报错停机。另一方面，自检通过则继续下一步。第三步，查询是否存在检测信号，如果有检测信号则进入检测模式，如果没有检测信号则进入待机模式待机并检测火警信号是否来到，如果没有到来则返回至自检模式继续监测形成自检循环，保证机器无故障。如果到来的话则进入正常模式。第四步，进入正常模式后则检测是否有手动关机信号，有信号则表明灭火已经完成，关机，如果没有信号，则等待。
基于PLC的多输入单输出压缩空气泡沫系统的控制方法，基于基于PLC的多输入单输出压缩空气泡沫系统，具体按照以下步骤实施：
步骤1、当设备待机运行时，实时监测每个部位是否正常，如果出现问题则立即报警，若此时产生火警信号报警则优先启动设备进行灭火，如果没有问题则等待火警信号；
步骤2、火警信号到来后，依次启动执行水流量检测单元、泡沫回路控制算法单元、空气回路控制算法单元；此时总出口的电动蝶阀13继续保持常闭，立即启动导通气路的气动蝶阀19、导通泡沫路的气动三通球阀6以及空气压缩机14，以保证整个设备的高反应速度；
步骤3、完成步骤2后，设备通过水流量检测单元中水流量计10检测水流是否有变化，当检测到水流有变化后迅速进入泡沫回路控制算法单元启动泡沫泵3并通过PLC控制器中的泡沫路PID算法跟进水路的流量值，本PID算法侧重反应速度和跟随性；
步骤4、在完成步骤3的情况下，设备通过水流量检测单元检测混合室12前端的混合室压力传感器11的压力信号，然后利用所述的空气回路控制算法单元中的空气路PID算法调控气路的空气比例阀23，以保证气路和空气路的压力比值保持恒定；
步骤5、在完成步骤4的情况下，设备通过水流量检测单元中混合室压力传感器11检测混合室12的压力达到4bar以上时开启总出口的电动蝶阀13，电动蝶阀13打开后，预先在混合室12中混合好的泡沫液从总出口喷出，产生大量的泡沫；
步骤6、当灭火完成后，结束火警模式进入巡检模式，即将空气路的电动球阀B30打开，空气压缩机14运行一段时间后，气动蝶阀19关闭，泡沫路三通球阀6关闭，总出口电动蝶阀13关闭，泡沫泵3运行一段时间后关闭，空气压缩机14运行一段时间后关闭电动球阀A15，结束。
步骤3中泡沫路PID算法具体如下：
依据泡沫混合比RFW将泡沫流量与水流量按照泡沫原液的性质分为1％、3％、6％等比例混合如下公式：
其中，QF为泡沫流量，QW为水流量。
利用此关系可以精确调节水和泡沫液混合比例，这是作为压缩空气泡沫系统中必不可少的环节。
步骤4中空气路PID算法具体如下：
依据气液比RAH将一定比例的空气与泡沫混合液混合产生灭火所需要的泡沫质量，其中灭火要求的气液比一般为4:1/3:1/6:1，
其中，气液比RAH是气体流量和液体流量的比值，QA为空气流量，QH为泡沫原液与水叠加流量，气液比RAH即空气流量QA与混合液流量QH的比值；
但是并没有直接的流量的传感器提供数据，所以需要通过空气路压力传感器(18)、混合室压力传感器(11)检测压力的比值：
PA＝KPH
其中，PA是空气压力，PH是水和泡沫混合液的叠加压力；
所以可以通过改变压力的大小来改变气液比，压差的不同，所产生的泡沫质量不同，具体调节范围可以在1.0-1.5范围内调节，通过手动调节压力大小可以调节适合的气液比。
由上述得出可以通过调节K值调节气液比，其中
1.0≤K≤1.15
利用该关系可以保证空气与泡沫混合液充分混合，由此可以通过改变K值来产生适合各种火灾场景的的高质量泡沫。
图3是本发明的控制思路中的系统自检测试过程，开机自检中需要经过测试模式进行整个系统的所有部件自我检测通过才可以待机，否则会报警。
图4是控制思路中的正常运行模式，正常运行模式进入后，第一步：先将泡沫泵3、三通球阀6空气压缩机14开启(其中泡沫泵3的控制方法存在三段式运行模式，在开启泡沫泵3后自行检测更改，全自动无需手动)，第二步：将水流量计10的实时数据检测出来送给PLC控制器，然后PLC控制器输出泡沫流量给到泡沫泵3；将混合室压力传感器11的实时数据检测出来送给PLC控制器，然后PLC控制器输出空气压力值给到空气比例阀23，第三步：检测火警是否解除，如果火警没有解除则返回至第二步，如果火警解除则关闭三通球阀6、关闭空气压缩机14、关闭泡沫泵3、关闭电动蝶阀13。
其中泡沫回路控制算法32的控制思路为：将
图5测试模式：当设备长时间处于待机模式时需要定时的进行测试以保证在需要的时候可以高效可靠的起动。第一步：将电动蝶阀13、空气压缩机14、泡沫泵3打开。第二步：利用水流量计10、泡沫流量计5、空气路压力传感器、混合室压力传感器11的反馈值来分析设备是否正常。第三步：如果设备出现异常则报警。第四步：如果未出现异常则进入待机状态。
图6是PID思维逻辑的框图。第一步：根据泡沫流量和水流量的关系
将水流量作为基准通过代值计算得到泡沫流量。(这个流量是需要得到的泡沫流量而非当前流量)第二步：将第一步计算出来的泡沫流量值送给PLC控制器，PLC控制器将其与反馈过来的当前气压值进行比较最终得到输出。第三步：PLC控制器将第二步的输出值送给泡沫泵3。第四步：泡沫泵3的作用使得泡沫流量变化，从而产生新的泡沫流量值。将新的泡沫流量值通过泡沫流量计5重新反馈给PLC控制器，进行新一轮的计算。第五步：同理空气压力和水+泡沫原液压力的控制也可以用上述方法解决。
Claims (7)
1.基于PLC的多输入单输出压缩空气泡沫系统，其特征在于，包括水流量检测单元，水流量检测单元还与泡沫回路控制算法单元和空气回路控制算法单元连接，水流量检测单元、泡沫回路控制算法单元、空气回路控制算法单元均与PLC控制器连接，PLC控制器还与报警器连接。
2.根据权利要求1所述的基于PLC的多输入单输出压缩空气泡沫系统，其特征在于，所述水流量检测单元具体结构为：包括混合室(12)，水路管道(26)一端与水源连接，水路管道(26)另一端连接至混合室(12)，水源与混合室(12)之间的水路管道(26)上依次设置有手动蝶阀(8)、水路止回阀(9)、水流量计(10)、混合室压力传感器(11)，水流量计(10)和混合室压力传感器(11)之间的水路管道(26)上还通过管道与所述泡沫回路控制算法单元连通，连通管道上还设置有泡沫路止回阀(7)，混合室(12)伸出的水路管道(26)末端还设置有电动蝶阀(13)；其中水流量计(10)、混合室压力传感器(11)、电动蝶阀(13)均与PLC控制器电性连接。
3.根据权利要求2所述的基于PLC的多输入单输出压缩空气泡沫系统，其特征在于，所述泡沫回路控制算法单元具体结构为：包括泡沫原液贮存罐(1)，泡沫原液贮存罐(1)的底部通过泡沫管路(24)与泡沫泵(3)连通，泡沫泵(3)又通过管道与所述水流量检测单元的泡沫路止回阀(7)连接，泡沫泵(3)与泡沫路止回阀(7)之间的管路上依次设置有泡沫泵止回阀(4)、泡沫流量计(5)、三通球阀(6)，泡沫泵(3)与泡沫原液贮存罐(1)的管道上还设置有音叉传感器(2)，泡沫原液贮存罐(1)底部还通过循环泡沫管路(25)与三通球阀(6)直接连接，三通球阀(6)还通过管道与所述空气回路控制算法单元连通，其中，泡沫泵(3)、泡沫流量计(5)、三通球阀(6)、音叉传感器(2)均与PLC控制器电性连接。
4.根据权利要求3所述的基于PLC的多输入单输出压缩空气泡沫系统，其特征在于，所述空气回路控制算法单元具体结构为：包括3个空气压缩机(14)，每个空气压缩机(14)均与供气电机(21)连接，其中两个空气压缩机(14)的输出管道上分别设置有电动球阀A(15)，两个电动球阀A(15)所在管道汇合后通过一根管道连接至所述水流量检测单元的混合室(12)内，电动球阀A(15)与混合室(12)之间的管道还依次设置有减压阀(17)、空气路压力传感器(18)、气动蝶阀(19)、空气路止回阀(20)，所述电动球阀A(15)与减压阀(17)之间的管道上还设置有电动球阀B(30)，电动球阀B(30)后端连接有消音器(16)，减压阀(17)还通过管道与第三个空气压缩机(14)连接，减压阀(17)与第三个空气压缩机(14)之间的管道上依次设置有空气比例阀(23)和过滤器B(31)，过滤器B(31)与第三个空气压缩机(14)之间还通过管道连接至所述泡沫回路控制算法单元的三通球阀(6)，第三个空气压缩机(14)与三通球阀(6)之间的管道上还设置有过滤器A(22)，其中，空气压缩机(14)、空气路压力传感器(18)、气动蝶阀(19)、空气比例阀(23)均与PLC控制器电性连接。
5.基于PLC的多输入单输出压缩空气泡沫系统的控制方法，其特征在于，基于权利要求4所述的基于PLC的多输入单输出压缩空气泡沫系统，具体按照以下步骤实施：
步骤1、当设备待机运行时，实时监测每个部位是否正常，如果出现问题则立即报警，若此时产生火警信号报警则优先启动设备进行灭火，如果没有问题则等待火警信号；
步骤2、火警信号到来后，依次启动执行水流量检测单元、泡沫回路控制算法单元、空气回路控制算法单元；此时总出口的电动蝶阀(13)继续保持常闭，立即启动导通气路的气动蝶阀(19)、导通泡沫路的气动三通球阀(6)以及空气压缩机(14)，以保证整个设备的高反应速度；
步骤3、完成步骤2后，设备通过水流量检测单元中水流量计(10)检测水流是否有变化，当检测到水流有变化后迅速进入泡沫回路控制算法单元启动泡沫泵(3)并通过PLC控制器中的泡沫路PID算法跟进水路的流量值；
步骤4、在完成步骤3的情况下，设备通过水流量检测单元检测混合室(12)前端的混合室压力传感器(11)的压力信号，然后利用所述的空气回路控制算法单元中的空气路PID算法调控气路的空气比例阀(23)，以保证气路和空气路的压力比值保持恒定；
步骤5、在完成步骤4的情况下，设备通过水流量检测单元中混合室压力传感器(11)检测混合室(12)的压力达到4bar以上时开启总出口的电动蝶阀(13)，电动蝶阀(13)打开后，预先在混合室(12)中混合好的泡沫液从总出口喷出，产生大量的泡沫；
步骤6、当灭火完成后，结束火警模式进入巡检模式，即将空气路的电动球阀B(30)打开，空气压缩机(14)运行一段时间后，气动蝶阀(19)关闭，泡沫路三通球阀(6)关闭，总出口电动蝶阀(13)关闭，泡沫泵(3)运行一段时间后关闭，空气压缩机(14)运行一段时间后关闭电动球阀A(15)，结束。
6.根据权利要求5所述的基于PLC的多输入单输出压缩空气泡沫系统的控制方法，其特征在于，所述步骤3中泡沫路PID算法具体如下：
依据泡沫混合比RFW将泡沫流量与水流量按照泡沫原液的性质分为1％、3％、6％等比例混合如下公式：
其中，QF为泡沫流量，QW为水流量。
7.根据权利要求5所述的基于PLC的多输入单输出压缩空气泡沫系统的控制方法，其特征在于，所述步骤4中空气路PID算法具体如下：
依据气液比RAH将一定比例的空气与泡沫混合液混合产生灭火所需要的泡沫质量，其中灭火要求的气液比一般为4:1/3:1/6:1，
其中，气液比RAH是气体流量和液体流量的比值，QA为空气流量，QH为泡沫原液与水叠加流量，气液比RAH即空气流量QA与混合液流量QH的比值；
通过空气路压力传感器(18)、混合室压力传感器(11)检测压力的比值：
PA＝KPH
其中，PA是空气压力，PH是水和泡沫混合液的叠加压力；
由上述得出可以通过调节K值调节气液比，其中
1.0≤K≤1.15
利用该关系可以保证空气与泡沫混合液充分混合，由此可以通过改变K值来产生适合各种火灾场景的的高质量泡沫。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110654958.2A CN113359416B (zh) | 2021-06-11 | 2021-06-11 | 基于plc的多输入单输出压缩空气泡沫系统及控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110654958.2A CN113359416B (zh) | 2021-06-11 | 2021-06-11 | 基于plc的多输入单输出压缩空气泡沫系统及控制方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113359416A true CN113359416A (zh) | 2021-09-07 |
| CN113359416B CN113359416B (zh) | 2023-04-25 |
Family
ID=77534038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110654958.2A Active CN113359416B (zh) | 2021-06-11 | 2021-06-11 | 基于plc的多输入单输出压缩空气泡沫系统及控制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113359416B (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115569325A (zh) * | 2022-11-01 | 2023-01-06 | 西安同步电气有限责任公司 | 一种宽适应性集装箱式压缩空气泡沫装置及控制方法 |
| CN115645802A (zh) * | 2022-10-28 | 2023-01-31 | 西安理工大学 | 一种集成式压缩空气泡沫灭火系统及其控制方法 |
| CN115957473A (zh) * | 2021-10-09 | 2023-04-14 | 南京南瑞继保电气有限公司 | 一种压缩空气泡沫多目标多层级控制系统 |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101184536A (zh) * | 2005-02-08 | 2008-05-21 | 罗森巴赫国际股份公司 | 泡沫灭火装置及其操作的方法 |
| EP1985333A1 (en) * | 2007-04-27 | 2008-10-29 | Sogepi S.A. | Improved compressed air foam technology |
| CN201681319U (zh) * | 2010-04-23 | 2010-12-22 | 王德凤 | 压缩空气泡沫系统智能控制单元 |
| CN203276050U (zh) * | 2013-04-19 | 2013-11-06 | 广东永强奥林宝国际消防汽车有限公司 | 一种基于can总线的消防车压缩空气泡沫混合系统 |
| CN104153277A (zh) * | 2014-08-22 | 2014-11-19 | 济南大学 | 一种泡沫沥青生产装置及其自动化生产方法 |
| CN107166077A (zh) * | 2017-06-02 | 2017-09-15 | 九江中船消防设备有限公司 | 一种计量自平衡式泡沫灭火系统用控制球阀 |
| CN206700539U (zh) * | 2017-04-05 | 2017-12-05 | 公安部天津消防研究所 | 一种固定式压缩空气泡沫系统 |
| CN108660894A (zh) * | 2018-06-04 | 2018-10-16 | 内蒙古工业大学 | 一种模块化设计的沥青发泡设备及其自动控制系统 |
| CN109513140A (zh) * | 2018-12-06 | 2019-03-26 | 陕西航天动力高科技股份有限公司 | 一种固定式b类泡沫灭火装置及灭火装置的控制方法 |
| KR102132995B1 (ko) * | 2019-10-11 | 2020-07-13 | 동원펌프주식회사 | 자동 시운전 및 고착방지 시운전이 가능한 소방펌프 시스템 |
| CN211024888U (zh) * | 2019-07-24 | 2020-07-17 | 天津滨海新区泽安泰消防技术有限公司 | 一种后混合式压缩空气泡沫系统 |
| CN212416737U (zh) * | 2020-05-09 | 2021-01-29 | 国网宁夏电力有限公司检修公司 | 一种消防装置联控系统 |
-
2021
- 2021-06-11 CN CN202110654958.2A patent/CN113359416B/zh active Active
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101184536A (zh) * | 2005-02-08 | 2008-05-21 | 罗森巴赫国际股份公司 | 泡沫灭火装置及其操作的方法 |
| EP1985333A1 (en) * | 2007-04-27 | 2008-10-29 | Sogepi S.A. | Improved compressed air foam technology |
| CN201681319U (zh) * | 2010-04-23 | 2010-12-22 | 王德凤 | 压缩空气泡沫系统智能控制单元 |
| CN203276050U (zh) * | 2013-04-19 | 2013-11-06 | 广东永强奥林宝国际消防汽车有限公司 | 一种基于can总线的消防车压缩空气泡沫混合系统 |
| CN104153277A (zh) * | 2014-08-22 | 2014-11-19 | 济南大学 | 一种泡沫沥青生产装置及其自动化生产方法 |
| CN206700539U (zh) * | 2017-04-05 | 2017-12-05 | 公安部天津消防研究所 | 一种固定式压缩空气泡沫系统 |
| CN107166077A (zh) * | 2017-06-02 | 2017-09-15 | 九江中船消防设备有限公司 | 一种计量自平衡式泡沫灭火系统用控制球阀 |
| CN108660894A (zh) * | 2018-06-04 | 2018-10-16 | 内蒙古工业大学 | 一种模块化设计的沥青发泡设备及其自动控制系统 |
| CN109513140A (zh) * | 2018-12-06 | 2019-03-26 | 陕西航天动力高科技股份有限公司 | 一种固定式b类泡沫灭火装置及灭火装置的控制方法 |
| CN211024888U (zh) * | 2019-07-24 | 2020-07-17 | 天津滨海新区泽安泰消防技术有限公司 | 一种后混合式压缩空气泡沫系统 |
| KR102132995B1 (ko) * | 2019-10-11 | 2020-07-13 | 동원펌프주식회사 | 자동 시운전 및 고착방지 시운전이 가능한 소방펌프 시스템 |
| CN212416737U (zh) * | 2020-05-09 | 2021-01-29 | 国网宁夏电力有限公司检修公司 | 一种消防装置联控系统 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115957473A (zh) * | 2021-10-09 | 2023-04-14 | 南京南瑞继保电气有限公司 | 一种压缩空气泡沫多目标多层级控制系统 |
| CN115957473B (zh) * | 2021-10-09 | 2024-04-30 | 南京南瑞继保电气有限公司 | 一种压缩空气泡沫多目标多层级控制系统 |
| CN115645802A (zh) * | 2022-10-28 | 2023-01-31 | 西安理工大学 | 一种集成式压缩空气泡沫灭火系统及其控制方法 |
| CN115569325A (zh) * | 2022-11-01 | 2023-01-06 | 西安同步电气有限责任公司 | 一种宽适应性集装箱式压缩空气泡沫装置及控制方法 |
| CN115569325B (zh) * | 2022-11-01 | 2024-01-12 | 西安同步电气有限责任公司 | 一种宽适应性集装箱式压缩空气泡沫装置及控制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113359416B (zh) | 2023-04-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113359416A (zh) | 基于plc的多输入单输出压缩空气泡沫系统及控制方法 | |
| EP2063946B1 (en) | Apparatus and method of providing concentrated product gas | |
| US7703543B2 (en) | Fire fighting foam dispensing system and related method | |
| CN113198130B (zh) | 一种计量注入式压缩空气泡沫的灭火系统及其使用方法 | |
| CN103816633B (zh) | 智能型泡沫比例混合系统 | |
| RU124943U1 (ru) | Газораспределительная станция, работающая по "малолюдной" технологии подачи газа | |
| CN105293789B (zh) | 一种纯水装置以及控制方法 | |
| CN115645802A (zh) | 一种集成式压缩空气泡沫灭火系统及其控制方法 | |
| CN115006763A (zh) | 一种自动检测控制的压缩空气泡沫灭火系统 | |
| CN105019932A (zh) | 矿用液态二氧化碳防灭火装备系统及控制方法 | |
| CN110480160B (zh) | 一种基于压力和流量控制膜式氮气发生器供气方法及系统 | |
| CN113198129B (zh) | 一种智能适应多火灾场景的压缩空气泡沫灭火装置 | |
| CN209605876U (zh) | 一种用水量监控装置 | |
| CN204438088U (zh) | 燃气热电厂高压给水系统 | |
| CN115569325B (zh) | 一种宽适应性集装箱式压缩空气泡沫装置及控制方法 | |
| CN208313933U (zh) | 一种循环气自动化检测排放及新鲜气体补充系统 | |
| CN107327357B (zh) | 天然气动力船舶燃料监测系统、燃料监测控制方法和装置 | |
| JPH0444198A (ja) | ガス圧力異常検知装置 | |
| CN204899966U (zh) | 矿用液态二氧化碳防灭火装备系统 | |
| CN118272869A (zh) | 变功率运行下的水电解制氢设备的压力和液位控制系统 | |
| CN217304035U (zh) | 核电二代机组低负荷下蒸汽发生器主给水流量测量装置 | |
| CN221197025U (zh) | 一种化纤纺织行业压空系统 | |
| CN110467156B (zh) | 制氧机集中控制方法及装置 | |
| CN220436236U (zh) | 一种适用于多区域的供给系统 | |
| RU197336U1 (ru) | Устройство управления расходом агента при эксплуатации скважины |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |