CN113679992A - 一种消防车自动控制的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了消防设备领域的一种消防车自动控制的方法和系统。所述方法能实现一键出水的功能，包括以下步骤：S1，开启发动机，并判断发动机是否处于开启状态；S2，进行联泵操作，并判断联泵是否成功；S3，打开出水阀，并进行水压的检测和调节，当水压达到预设的预期值时，自动调节水泵转速，稳定出水口压力在预期值。一种消防车自动控制系统，包括一键出水的切换开关、水泵转速控制器、水泵电机和水枪。本发明可以实现一键出水的功能，此功能实现在灭车状态下，通过一个按钮操作，快速完成消防车出水功能，大大的缩短了出水时间，提高效率。并且还实现了水压的自适应调节，实现了喷水过程中的稳流稳压。

Description

一种消防车自动控制的方法和系统

技术领域

本发明涉及消防设备领域，特别涉及一种消防车自动控制的方法和系统。

背景技术

现有的消防车在使用过程中，消防人员根据经验，通过手动开关阀门的方式控制水枪喷射或者控制输出泡沫。为了提高消防车使用的效率，避免人为操作带来失误，本领域开始了消防车各项功能的自动控制方案的研发，并且有了自动控制的设备和方法，但是实际使用过程中，会发现，水压是随着喷水而变化的，通常是随着水的喷射时间增长，水压减小，很难保证自动控制的水压保持恒定不变，并且泡沫喷射也存在类似的问题。公开专利《消防车自动控制及报警系统》公开号（CN101554516）最为本发明最接近的现有技术，公开了消防车自动控制及报警系统，如图1所示，包括微电脑、用于检测发动机转速信号的转速传感器、水温检测装置以及安装于水泵出水管路的压力传感器；微电脑，用于根据转速传感器发送的发动机转速信号控制发动机的转速维持在设定的转速值运行；用于根据压力传感器发送的压力信号控制水泵工作压力自动维持在设定的额定工作压力值；用于在水温检测装置发送的水温信号达到预设的水温度值时输出报警信号。该案对消防车灭火作业状态进行人工调节和自动控制对可能出现的危及消防员人身安全的意外及时排除。

然而，该方案并没有给出通过微电脑实现自动控制的方法和装置，由于基础技术手段的更新，该方案无法可靠实现一键出水，一键出泡沫以及远程控制等功能。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术中的上述缺陷，基于现有硬件软件的发展，本案给出了一种消防车自动控制的方法和系统。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种消防车自动控制的方法，方法能实现一键出水的功能，一键出水的功能包括以下步骤包括：

S1，开启发动机，并判断发动机是否处于开启状态，若是开启状态，执行步骤S2；

S2，进行联泵操作，并判断联泵是否成功，若成功，则执行步骤S3；

S3，打开出水阀，并进行水压的检测和调节，当水压达到预设的预期值时，自动调节水泵转速，稳定出水口压力在预期值。

作为优选方案，步骤S3中，自动调节水泵转速的具体步骤包括：

S31，实时获取水压传感器数值以及水罐液位值；

S32，将水压传感器数值以及水罐液位值进行预处理后，输入稳流稳压模块，稳流稳压模块对数据进行处理后输出水泵转速，水泵转速用于水泵输出控制。

作为优选方案，步骤S32中稳流稳压模块对数据进行处理后输出水泵转速的具体步骤包括：

S321，将获取的水压传感器数值与预期值做差，并取绝对值，得到比较参数delta；

S322，当delta>4bar时，用100转/百毫秒的频率加上或减去当前转速，得到水泵转速；

当2bar ＜delta≤4bar时，用50转/百毫秒频率加上或减去当前转速，得到水泵转速；

当delta≤2bar时，10转/百毫秒频率加上或减去当前转速，得到水泵转速。

作为优选方案，步骤S32还包括，在水泵转速升高到预期值的过程中，如果一定时长内水压传感器数值未增长或持续下降，则稳流稳压模块停止工作，不再拉高转速。

作为优选方案，还包括实现一键出泡沫方法，具体步骤包括：

S4，打开泡沫阀门、开启泡沫泵，并按预设的干湿泡沫比例值，对泡沫和水进行混合，形成混合液；

S5，通过水枪输出混合液。

作为优选方案，对泡沫和水进行混合的工作模式包括单枪湿泡沫、单枪干泡沫、双枪湿泡沫和双枪干泡沫，每种模式对应一组泡沫比例值及干湿度值。

作为优选方案，步骤S4具体包括：

S41，根据泡沫比例值控制泡沫泵转速，使得泡沫泵按照泡沫比例值输出泡沫；

S42，根据干湿度值控制泡沫干湿调节球阀开度，使得泡沫液出液量按照干湿度值进行输出；

S43，将满足泡沫比例值和干湿度值的泡沫与水进行混合，形成混合液。

基于相同的构思，本发明还提出了一种消防车自动控制系统，包括一键出水的切换开关、水泵转速控制器、水泵电机和水枪，

一键出水的切换开关用于输出开启信号或关闭信号到水泵转速控制器；

水泵转速控制器根据一键出水的切换开关输入的信号实现上述方法，控制水枪的出水阀，并稳定出水口压力在预期值。

作为优选方案，还包括一键出泡沫切换开关、泡沫阀门、泡沫泵和泡沫泵控制器，泡沫泵控制器根据一键出泡沫切换开关的信号，实现以下步骤：

S4，打开泡沫阀门、开启泡沫泵，并按预设的干湿泡沫比例值，对泡沫和水进行混合，形成混合液；

S5，通过水枪输出混合液。

基于相同的构思，本发明还提出了一种消防车应急救援控制系统，包括：主控制器、主控电器箱系统、车辆信息读取系统、执行结构、WLAN网络、4G网络、GPS定位和控制显示系统；

主控制器，基于RS485通信协议接收主控电气箱系统和车辆信息读取系统的信息，并将指令传输至执行机构；

主控电器箱系统和车辆信息读取系统，采用消防车底盘数据读取记录模块，并对原车的数据进行读取、显示、故障检测、发出故障警报；

执行机构，根据主控制器发出的指令以上述任一的方法控制消防车；

WLAN网络和4G网络，用于数据远距离实时上传和控制。

控制显示系统，采用液晶控制屏，用于显示主控制器、主控电器箱系统和车辆信息读取系统的通信状态。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、通过本发明的方法和系统，本发明可以实现一键出水的功能，此功能实现在灭车状态下，通过一个按钮操作，快速完成消防车出水功能，大大的缩短了出水时间，提高效率。并且还实现了水压的自适应调节，实现了喷水过程中的稳流稳压。

2、本发明还还给出了一键出泡沫的实现方法和装置，泡沫系统是比较复杂的系统，手工操作的话需要一系列有先后顺序的操作按钮才能完成。一键出泡沫程序自动完成发动机、水泵、泡沫泵及阀门等硬件控制，达到快速出泡沫功能。

3、另外，本案还给出了自动实现干湿泡沫比例调节的方法，通过控制泡沫干湿调节球阀开度，控制泡沫液出液量，开度越大泡沫液量越大空气占比越少，开度小泡沫量少，达到干湿度控制。

附图说明：

图1为现有技术中的消防车自动控制及报警系统；

图2为实施例1中一键出水的功能实现的流程图；

图3为实施例1中一键出水的流程图；

图4为实施例1中一键出泡沫流程图；

图5为实施例1中CAFS干湿泡沫比例调节方法的流程图；

图6为实施例1中自动快速调整水泵转速的实现方法流程图；

图7为实施例2中的消防车应急救援控制系统结构示意图；

图8为实施例2中的消防车主控电器箱结构示意图；

图9为实施例2中的消防车执行机构结构示意图。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1

一键出水的功能

在消防车熄火灭车的前提下，一键出水的功能，实现步骤如图2所示，包括以下步骤：

S1，开启发动机，并判断发动机是否处于开启状态，若是开启状态，执行步骤S2；

S2，进行联泵操作，并判断联泵是否成功，若成功，则执行步骤S3；

S3，打开出水阀，并进行水压的检测和调节，当水压达到预设的预期值时，自动调节水泵转速，稳定出水口压力在预期值。

作为具体的实施例，一键出水的功能实现在灭车状态下，通过一个按钮操作，快速完成消防车出水功能。相对于人工分布操作，大大的缩短了出水时间，提高效率。对于消防灭火这种与时间赛跑的紧急任务来说，减少出水时间是很有必要的。

启动是指：点击一键启动按键后网关自动完成启动发动机，检测到发动机启动状态后，打开出水阀门，启动联泵等一系列操作，完成快速出水。人工操作发动机，连泵、开阀门。

停止：点击按键后系统先将发动机转速返回到怠速状态，关闭后进水阀门，停止联泵，完成一键出水停止操作。通常一键出水的流程图如图3所示。

一键出泡沫的功能

实现一键出泡沫方法具体步骤包括：

S4，打开泡沫阀门、开启泡沫泵，并按预设的干湿泡沫比例值，对泡沫和水进行混合，形成混合液；

S5，通过水枪输出所述混合液。

泡沫系统是比较复杂的系统，手工操作的话需要一系列有先后顺序的操作按钮才能完成。一键出泡沫程序自动完成发动机、水泵、泡沫泵及阀门等硬件控制，达到快速出泡沫功能。

作为一种具体的实施例，实现方法是：后台程序接收UI控制接口，获取到一键出泡沫操作指令后，完成开启发动机、联泵、出水、打开泡沫阀门、开启泡沫泵等硬件配置，最后返回执行结果码，具体见说明书附图4一键出泡沫流程图。

作为本发明的优选方案，本发明还提出了CAFS干湿泡沫比例调节的方法。

作为本发明的一种具体实施例，CAFS干湿泡沫比例调节方法的流程图如图5所示。

功能描述：按预设值快速打出水和泡沫液的混合比例的快捷方式。 目前分为“单枪湿泡沫”、“单枪干泡沫”、“双枪湿泡沫”、“双枪干泡沫”四种模式（分别记为模式一二三四），每种模式代表一组泡沫比例值及干湿度值。如用户点击“单枪湿泡沫”模式按键后，系统快速打出相应比例的压缩空气泡沫混合液。

实现逻辑：开启CAFS泡沫后，系统启动水流量传感器、泡沫流量传感器的数据采集线程，该线程实时读取传感器值并根据标定系数计算当前水流量和泡沫流量。另一个线程根据接收用户指令，根据模式预设的泡沫比例值与泡沫干湿程度，实时计算完成：

泡沫比例调节：控制泡沫泵转速，达到控制泡沫比例的效果

泡沫干湿调节：通过控制泡沫干湿调节球阀开度，控制泡沫液出液量，开度越大泡沫液量越大空气占比越少，开度小泡沫量少，达到干湿度控制。

作为本发明的优选方案，本发明还提出了水压的自适应调节的功能。

功能一：当水压达到某预期值，操作员启动稳流稳压功能，此时系统自动记录当前水压值P0。之后系统会实时监测出水口压力，自动调节水泵转速，稳定出水口压力在P0。主要应用场景，在增加出水枪的情况下，可以自动并且快速地调整水泵转速，保证水枪出水口压力稳定，省去消防员自己去调节油门的操作。节约人力、节省时间。

功能二：快捷操作，操作员操作界面上3bar，6bar，8bar，10bar按钮，设置出水口压力。系统根据预设值，自动快速调整水泵转速，使水压迅速到达设定值。

自动调节水泵转速的具体步骤包括：

S31，实时获取水压传感器数值以及水罐液位值；

S32，将所述水压传感器数值以及水罐液位值进行预处理后，输入稳流稳压模块，稳流稳压模块对数据进行处理后输出水泵转速，所述水泵转速用于水泵输出控制。

步骤S32中，稳流稳压模块对数据进行处理后输出水泵转速的具体步骤包括：

S321，将获取的水压传感器数值与预期值做差，并取绝对值，得到比较参数delta；

S322，当delta>4bar时，用100转/百毫秒的频率加上或减去当前转速，得到所述水泵转速；

当2bar ＜delta≤4bar时，用50转/百毫秒频率加上或减去当前转速，得到所述水泵转速；

当delta≤2bar时，10转/百毫秒去频率加上或减去当前转速，得到所述水泵转速。

步骤S32还包括，在水泵转速升高到预期值的过程中，如果一定时长内水压传感器数值未增长或持续下降，则稳流稳压模块停止工作，不再拉高转速。

作为一种具体的实施例，自动快速调整水泵转速的实现方法如图6所示。实时监测水压传感器数值以及水罐液位值，同时UI监测用户设置的压力预设值，动态的调整发动机转速。

一种消防车自动控制系统，包括一键出水的切换开关、水泵转速控制器、水泵电机和水枪。

所述一键出水的切换开关用于输出开启信号或关闭信号到所述水泵转速控制器；

所述水泵转速控制器根据所述一键出水的切换开关输入的信号实现控制水枪的出水阀，并稳定出水口压力在预期值。

作为优选方案，系统还包括一键出泡沫切换开关、泡沫阀门、泡沫泵和泡沫泵控制器，所述泡沫泵控制器根据一键出泡沫切换开关的信号，实现以下步骤：

S4，打开泡沫阀门、开启泡沫泵，并按预设的干湿泡沫比例值，对泡沫和水进行混合，形成混合液；

S5，通过水枪输出所述混合液。

实施例2

基于相同的构思，本发明还提出了一种消防车应急救援控制系统，参见附图7，应急救援控制系统包括：主控制器（1）、主控电器箱系统（2）、车辆信息读取系统（3）、执行结构（4）、WLAN网络（5）、4G网络（6）、GPS定位（7）和控制显示系统（8）。

主控制器（1）基于RS485通信协议接收主控电气箱系统（2）和车辆信息读取系统的信息（3），并将指令传输至执行机构（4）；

主控电器箱系统（2）和车辆信息读取系统（3），采用消防车底盘数据读取记录模块，以对原车的数据进行读取、显示、故障检测、发出故障警报等。

执行机构（4），根据主控制器（1）发出的指令发出动作控制消防车。

WLAN网络（5）和4G网络（6），用于数据远距离实时上传和控制。

控制显示系统（8），采用液晶控制屏，用于显示主控制器（1）、主控电器箱系统（2）和车辆信息读取系统（3）的通信状态。

参见附图8，主控电器箱系统（2）包括消防车水系统检测装置、消防车泡沫系统检测装置、消防车照明系统检测模块。消防车水系统检测装置包括：消防泵出水压力表、消防泵出水流量计及水罐液位计。消防车泡沫系统检测装置包括：泡沫罐液位计和泡沫流量计。消防车照明系统检测模块包括：消防炮灯检测和搜索灯检测。

参见附图9，执行机构（4）包括：消防车水系统执行机构、消防车泡沫系统执行机构以及消防车照明系统执行机构。消防车水系统执行机构包括：消防车发动机、水泵、后进水阀、内注水阀、消防炮控制阀。消防车泡沫系统执行机构包括：泡沫泵、空压机、泡沫比例混合器、罐出泡沫阀、泡沫引射阀、外吸泡沫阀、泡沫管道清洗阀。消防车照明系统执行机构包括：消防泡沫控制阀、搜索灯控制阀。

本系统在车的尾部设置手触液晶控制显示屏，以及远程控制端设置手持可触控液晶控制显示屏，可实现消防人员在车外后部以及远端进行操作。

消防车应急救援控制方法，包括如下步骤；

(1)通过车尾部液晶控制显示屏和远程操控端控制显示屏，点击一键出水或一键出泡沫，发动机启动、油门怠速、取力器联接、检测罐出水口或罐出泡沫口状态，消防车进入待机备战状态；

(2)采用主控电器箱系统（2）采集消防车水系统、泡沫系统、照明系统以及环境系统的信息，控制显示系统（8）与车位消防液晶控制显示屏相连，与远程控制端同步显示；

(3)将采集到的信息通过车辆信息读取系统（3）读取后送到主控制器（1）进行数据处理和数据分析，并发出相应的控制指令；

(4)执行结构（4）根据主控制器（1）发出的指令进行相应的灭火动作；

(5)将信息通过WLAN网络（5）和4G网络（6）回传给中控台端用于实时监控集中发出调度指令。

实施例中整个控制系统的配合和控制方法的实施带来了如下技术效果：

1.整车的设计和操作更加的人性化，实现一人操作、一键出水、一键出泡沫。一键控制，故障报警。

2.操作开关具有逻辑自锁功能，以防发生误操作。

3.显示界面美观，界面功能齐全，整合了消防车含底盘主要参数和消防车全部参数的显示以及消防车整车的操作控制功能。

4.操作控制更加人性化和智能化，控制和显示面板在车尾泵室附近安装一套、远程操作配置一套。不论是在进处还是远处都能方便操控。

5.控制功能的提升带动了机械零部件和电器零部件的性能提升。

作为优选方案，系统还包括混合工作模式选择开关和混合工作模式控制器，所述混合工作模式控制器根据混合工作模式选择开关输出的指令，使泡沫与水按照预设的泡沫比例值和干湿度值进行混合，形成混合液。

Claims (10)

1.一种消防车自动控制的方法，其特征在于，所述方法能实现一键出水的功能，所述一键出水的功能包括以下步骤包括：

S1，开启发动机，并判断发动机是否处于开启状态，若是开启状态，执行步骤S2；

S2，进行联泵操作，并判断联泵是否成功，若成功，则执行步骤S3；

S3，打开出水阀，并进行水压的检测和调节，当水压达到预设的预期值时，自动调节水泵转速，稳定出水口压力在预期值。

2.如权利要求1所述的一种消防车自动控制的方法，其特征在于，步骤S3中，所述自动调节水泵转速的具体步骤包括：

S31，实时获取水压传感器数值以及水罐液位值；

S32，将所述水压传感器数值以及水罐液位值进行预处理后，输入稳流稳压模块，稳流稳压模块对数据进行处理后输出水泵转速，所述水泵转速用于水泵输出控制。

3.如权利要求2所述的一种消防车自动控制的方法，其特征在于，步骤S32中稳流稳压模块对数据进行处理后输出水泵转速的具体步骤包括：

S321，将获取的水压传感器数值与预期值做差，并取绝对值，得到比较参数delta；

S322，当delta>4bar时，用100转/百毫秒的频率加上或减去当前转速，得到所述水泵转速；

当2bar＜delta≤4bar时，用50转/百毫秒频率加上或减去当前转速，得到所述水泵转速；

当delta≤2bar时，10转/百毫秒频率加上或减去当前转速，得到所述水泵转速。

4.如权利要求2所述的一种消防车自动控制的方法，其特征在于，步骤S32还包括，在水泵转速升高到预期值的过程中，如果一定时长内水压传感器数值未增长或持续下降，则稳流稳压模块停止工作，不再拉高转速。

5.如权利要求1-4任一所述的一种消防车自动控制的方法，其特征在于，还包括实现一键出泡沫方法，具体步骤包括：

S4，打开泡沫阀门、开启泡沫泵，并按预设的干湿泡沫比例值，对泡沫和水进行混合，形成混合液；

S5，通过水枪输出所述混合液。

6.如权利要求5所述的一种消防车自动控制的方法，其特征在于，对泡沫和水进行混合的工作模式包括单枪湿泡沫、单枪干泡沫、双枪湿泡沫和双枪干泡沫，每种模式对应一组泡沫比例值及干湿度值。

7.如权利要求6所述的一种消防车自动控制的方法，其特征在于，步骤S4具体包括：

S41，根据泡沫比例值控制泡沫泵转速，使得泡沫泵按照所述泡沫比例值输出泡沫；

S42，根据干湿度值控制泡沫干湿调节球阀开度，使得泡沫液出液量按照所述干湿度值进行输出；

S43，将满足泡沫比例值和干湿度值的泡沫与水进行混合，形成混合液。

8.一种消防车自动控制系统，其特征在于，包括一键出水的切换开关、水泵转速控制器、水泵电机和水枪，

所述一键出水的切换开关用于输出开启信号或关闭信号到所述水泵转速控制器；

所述水泵转速控制器根据所述一键出水的切换开关输入的信号实现如权利要求1-4任一所述的方法，控制水枪的出水阀，并稳定出水口压力在预期值。

9.如权利要求8所述的一种消防车自动控制系统，其特征在于，还包括一键出泡沫切换开关、泡沫阀门、泡沫泵和泡沫泵控制器，所述泡沫泵控制器根据一键出泡沫切换开关的信号，实现以下步骤：

S4，打开泡沫阀门、开启泡沫泵，并按预设的干湿泡沫比例值，对泡沫和水进行混合，形成混合液；

S5，通过水枪输出所述混合液。

10.一种消防车应急救援控制系统，其特征在于，包括：主控制器、主控电器箱系统、车辆信息读取系统、执行结构、WLAN网络、4G网络、GPS定位和控制显示系统；

主控制器，基于RS485通信协议接收主控电气箱系统和车辆信息读取系统的信息，并将指令传输至执行机构；

主控电器箱系统和车辆信息读取系统，采用消防车底盘数据读取记录模块，并对原车的数据进行读取、显示、故障检测、发出故障警报；

执行机构，根据主控制器发出的指令以权利要求1-7任一所述的方法控制消防车；

WLAN网络和4G网络，用于数据远距离实时上传和控制；

控制显示系统，采用液晶控制屏，用于显示主控制器、主控电器箱系统和车辆信息读取系统的通信状态。

Images