CN115076081A

CN115076081A - 一种含机械应急启动和工频巡检功能的消防水泵控制系统

Info

Publication number: CN115076081A
Application number: CN202110260949.5A
Authority: CN
Inventors: 郭保建; 郭星; 胡少辉; 张锡淼
Original assignee: Shanghai Liancheng Group Co Ltd
Current assignee: Shanghai Liancheng Group Co Ltd
Priority date: 2021-03-10
Filing date: 2021-03-10
Publication date: 2022-09-20

Abstract

本申请提供了一种含机械应急启动和工频巡检功能的消防水泵控制系统。本发明的控制系统包括N台消防水泵、消防水泵运行控制模块、巡检模块、和机械应急启动模块；消防水泵运行控制模块被配置为基于预定的启泵信号，对所述消防水泵的开启和/或运行状态进行控制；所述巡检模块被配置为按预定周期，模拟消防过程向消防水泵运行控制模块发送启动所述消防水泵的控制指令，对消防水泵的控制模块的元件和电路进行巡检；以及所述机械应急启动模块包括用于应急启动所述消防水泵的接触器，所述的接触器被配置为通过机械方式工作，从而启动消防水泵；其中，所述消防水泵的数量N为≥2的整数。本发明的控制系统的结构新颖独特、安全可靠、将机械应急启动、消防水泵控制和工频巡检等功能合理和优化地进行组合在一起，提高消防水泵灭火可靠性，从而充分满足国家消防标准规范。

Description

一种含机械应急启动和工频巡检功能的消防水泵控制系统

技术领域

本发明涉及消防供水系统领域，具体地涉及一种含机械应急启动和工频巡检功能的消防水泵控制系统。

背景技术

现有的消防控制系统、巡检控制系统以及机械应急启泵系统多采用分立控制以完成对消防水泵启动控制、低频巡检控制以及机械应急启动控制。消防控制系统处于自动状态时，接收到火警信号(起泵信号)，即启动对应预设的消防主泵。巡检控制系统到达预设时期，分别输出指令启动对应的消防水泵，以进行低频无压巡检装置，当巡检过程中接到消防命令，低频无压巡检装置会立即停止巡检并退出。消防系统处于火警状态时，若控制柜内的控制线路发生故障，由有管理权限的人员在紧急时启动机械应急启动装置(强制闭合交流接触器) 来完成消防水泵运行，满足完成灭火的要求。

这种控制方法能满足一般的消防水泵控制和消防水泵巡检控制的需求，但是也存在一些主要不足之处：

(a)占地空间多及成本高：针对消防水泵的控制、消防水泵巡检控制以及应急启动控制，由于控制主回路接线不同，需要配置相应控制柜来控制，控制柜多则占地空间多、成本高。

(b)故障率高：消防水泵的控制、消防水泵巡检控制以及机械应急启动控制，均未能充分利用消防控制柜里原有的一次、二次元件，且控制柜间接线复杂、易出错、故障率高。机械应急启泵装置多为两组隔离开关组合或两组断路器组合，这两种组合装置灭弧能力差，在灭火结束后断开时电拉弧极易触黏在一起，无法可靠的断开消防水泵。

(c)低频巡检无法检测消防水泵性能：低频巡检时消防水泵出口流量几乎为0，不对消防管网形成压力，该功能只是防止水泵锈死不能检测出消防水泵及消防管道是否正常。

(d)消防水泵运行反馈的信号通常指示交流接触器辅助触点状态，不能真正检测消防水泵运行状态。

(e)智能化程度不高：不能对消防水泵控制柜和机械应急启动柜中一次、二次元器件进行巡检。

为了解决上述问题，克服上述现有技术存在的缺陷，本领域迫切需要开发含结构紧凑、故障率低、安全可靠、准确地检测消防水泵性能和运行状态、和智能化程度高的消防水泵控制系统。

发明内容

本申请的目的在于提供一种含结构紧凑、故障率低、安全可靠、准确地检测消防水泵性能和运行状态、智能化程度高的消防水泵控制系统。本发明的控制系统是一种具有机械应急启动和工频巡检功能的消防水泵控制系统。

在本发明的第一方面，提供了一种含机械应急启动和工频巡检功能的消防水泵控制系统，其特征在于，包括：N台消防水泵、消防水泵运行控制模块、巡检模块、和机械应急启动模块；

消防水泵运行控制模块被配置为基于预定的启泵信号，对所述消防水泵的开启和/或运行状态进行控制；

所述巡检模块被配置为按预定周期，模拟消防过程向消防水泵运行控制模块发送启动所述消防水泵的控制指令，对消防水泵的控制模块的元件和电路进行巡检；以及

所述机械应急启动模块包括用于应急启动所述消防水泵的接触器，所述的接触器被配置为通过机械方式工作，从而启动消防水泵；

其中，所述消防水泵的数量N为≥2的整数。

在另一优选例中，所述的接触器被配置为当消防水泵运行控制模块失效的情况下，仍可通过机械方式启动消防水泵。

在一个优选例中，所述巡检模块包括：相序检测器(XJ)、高压开关(P)、出口流量指示器以及可编程控制器(PLC)；

其中，所述相序检测器(XJ)用于对所述消防水泵进行电压欠压、缺相及相序检测；

所述高压开关(P)和所述出口流量指示器用于检测消防水泵是否正常启动；以及

所述可编程控制器(PLC)启动巡检并接收所述相序检测器(XJ)、所述高压开关(P)以及所述出口流量指示器的反馈。

在一个优选例中，所述机械应急启动模块和所述可编程控制器(PLC)通过控制对应相同消防水泵的不同交流接触器开启消防水泵以实现自动控制和手动控制。

在一个优选例中，所述巡检模块对消防水泵进行检测，检测频率为每周N1 次，其中N1为1、2、或3。

在一个优选例中，所述巡检模块、所述机械应急启动模块以及所述消防水泵运行控制模块均设置于一个控制柜中。

在一个优选例中，还包括以下一个或多个特征：

所述消防水泵的电源输入点均接有断路器；

所述消防水泵电源输入点均接有电动机保护器；

所述控制系统包括显触摸屏(HMI)并与所述可编程控制器(PLC)连接，从而对巡检周期进行预设或显示巡检结果。

在一个优选例中，所述消防水泵的数量N的范围为2-4的整数。

本申请还公开了一种对消防水泵的控制方法该控制方法包括步骤：

(S1)提供前文描述的含机械应急启动和工频巡检功能的消防水泵控制系统；

(S2)启动所述巡检模块,从而按预定周期，模拟消防过程向消防水泵运行控制模块发送启动所述消防水泵的控制指令，对消防水泵的控制模块的元件和电路进行巡检；以及

当消防水泵运行控制模块无法基于预定的启泵信号，对所述消防水泵的开启和/或运行状态进行控制时，并且当需要启动消防水泵时，通过机械方式，启动机械应急启动，从而启动消防水泵。

在另一优选例中，当所述可编程控制器(PLC)无法正常启动所述消防水泵时，可以通过机械应急启动模块开启所述消防水泵。

在一个优选例中，所述控制方法还包括选自下组的一个或多个特征：

(i)所述消防水泵电源输入点均接有断路器；并且，所述方法包括：通过所述断路器控制所述消防水泵的供电；

(ii)所述消防水泵电源输入点均接有电动机保护器；并且，所述方法包括：通过所述断路器控制所述消防水泵的供电；

(iii)所述可编程控制器(PLC)还连接显触摸屏(HMI)以对巡检周期进行预设或显示巡检结果。

在一个优选例中，所述方法还包括：通过所述可编程控制器(PLC)模拟火警信号，启动对所述消防水泵的巡检；其中，所述相序检测器(XJ)用于对所述消防水泵进行电压检测；所述高压开关(P)和所述出口流量指示器用于检测消防水泵是否正常启动；所述可编程控制器(PLC)接收巡检结果信号。

本申请的说明书中记载了大量的技术特征，分布在各个技术方案中，如果要罗列出本申请所有可能的技术特征的组合(即技术方案)的话，会使得说明书过于冗长。为了避免这个问题，本申请上述发明内容中公开的各个技术特征、在下文各个实施方式和例子中公开的各技术特征、以及附图中公开的各个技术特征，都可以自由地互相组合，从而构成各种新的技术方案(这些技术方案均应该视为在本说明书中已经记载)，除非这种技术特征的组合在技术上是不可行的。例如，在一个例子中公开了特征A+B+C，在另一个例子中公开了特征 A+B+D+E，而特征C和D是起到相同作用的等同技术手段，技术上只要择一使用即可，不可能同时采用，特征E技术上可以与特征C相组合，则，A+B+C+D 的方案因技术不可行而应当不被视为已经记载，而A+B+C+E的方案应当视为已经被记载。

附图说明

图1为一种实施方式中的含机械应急启动和工频巡检的消防水泵控制系统的一次回路电路的原理图。

图2为一种实施方式中的含机械应急启动和工频巡检的消防水泵控制系统的PLC模块的电路原理图。

图3为一种实施方式中的含机械应急启动和工频巡检的消防水泵控制系统的二次回路电路的原理图。

图4为一种实施方式中的含机械应急启动和工频巡检的消防水泵控制系统对2个消防泵进行控制的二次回路电路的原理图。

具体实施方式

本发明人经过广泛而深入的研究，首次开发了一种结构新颖独特、安全可靠、可准确地检测消防水泵性能和运行状态的高智能化的消防水泵控制系统和控制方法。本发明的系统将机械应急启动、消防水泵控制和工频巡检等功能合理和优化地进行组合。与现有技术相比，本发明系统将工频巡检控制、消防水泵控制和机械应急启动合三为一，放置于一个控制柜中。从而有利于缩小设备体积，提高消防水泵灭火可靠性，满足国家消防标准规范。在此基础上完成了本发明。

具体地，本发明提供的含机械应急启动及工频巡检的消防水泵控制系统，包括可编程控制器(PLC)、人机界面、三相四线电源、机械应急启动装置(由两台接触器加机械操作部分组成)、电压相序保护器(过压、欠压、相序保护)、断路器、电动机保护器等。断路器的输入端与三相四线电源连接，输出端连接至机械应急启动装置，两组机械应急启动装置分别连接至对应消防水泵。正常时由可编程控制器(PLC)控制或手动控制接触器启动消防水泵，火警时在控制柜内的控制线路发生故障时，由有管理权限的人员在紧急时启动机械应急启动装置(强制闭合接触器)来完成消防水泵运行，实现可靠的完成灭火要求；可编程逻辑控制器(PLC)控制两台消防水泵起停及各工频巡检，自动时PLC在接收到火警信号经延时判断后立即进入“消防模式”，启动对应的消防主泵，主泵故障后延时2s启动备用消防水泵(消防水泵故障判断通过消防水泵出口水流指示器动作和接触器动作来判断)。手动时亦有主备泵故障切换功能。

术语

如本文所用，术语“本发明系统”、“本发明的控制系统”、“本发明含机械应急启动及工频巡检的消防水泵控制系统”可互换使用，指本发明第一方面中所述的控制系统。

如本文所用，术语“控制柜”指的是包含本发明系统的箱体。

如本文所用，术语“三相四线”一般包括提供三个相电压的三个相线(A、 B、C线，U、V、W线或L1、L2、L3)和中性线(零线)(N线)，不单独设地线(PE 线)，而是中性线(零线)和地线共用一条线路。进户线一般采用单相三线制，包括三个相线中的一个，另外两条线路实质上同为中性线和地线共用的一条线路。具体地，为了表示接线端子电源线的用途区分，U、V、W表示的是电动机接线端子符号。至于A、B、C表示的是配电柜母线相序符号。L1、L2、L3是表示的从一级配电开关箱、柜到下一级配电开关箱、柜电源接线符号。以上的U、 V、W；A、B、C；L1、L2、L3分别以三相电源线色黄、绿、红依次对接。

术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。本专利的申请文件中，如果提到根据某要素执行某行为，则是指至少根据该要素执行该行为的意思，其中包括了两种情况：仅根据该要素执行该行为、和根据该要素和其它要素执行该行为。多个、多次、多种等表达包括2 个、2次、2种以及2个以上、2次以上、2种以上。

在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

控制系统

本发明提供了一种将机械应急启动、消防水泵控制和工频巡检等功能合理和优化地组合在一起的消防水泵控制系统。代表性的本发明系统如本发明第一方面中所述。

一种典型的本发明系统及其构成部件和连接关系，可参见图1至图4。

本发明的一种含机械应急启动及工频巡检的消防水泵控制系统。如图1,2 所示，它包括三相四线电源、1台可编程控制器(PLC)、1台人机界面(HMI)、2 组机械应急启动装置(一组为KM1,KM3,另一组为KM4,KM6)、2只接触器 (KM2,KM5)、1只电压相序保护器(XJ)、2只断路器(QF1,QF2)、2组电动机保护器(BH1,BH2)、14只中间继电器(KA0-KA13)等组成。

图1中(L1,L2,L3,N,PE)为进线电源，380V/50Hz三相五线制，给系统供电。断路器(QF1,QF2)分别接两组机械应急启动装置(一组为KM1,KM3,另一组为KM4,KM6),2只接触器(KM2,KM5)，电动机保护器(BH1,BH2)对消防水泵作过热、过载、缺相、短路等保护；

图1中2组机械应急启动装置(一组为KM1,KM3,另一组为KM4,KM6)及2只接触器(KM2,KM5)分别接两台消防水泵(M1,M2),控制消防水泵的运行；同时与图2中可编程逻辑控制器(PLC)通过信号输入IO点进行比较判断，来控制消防水泵的运行。

图2中可编程控制器(PLC)监测各输入状态，人机界触摸屏(HMI)面显示运行状态。在人机界触摸屏(HMI)显示如消防水泵运行停止状态、故障状态、电源监控状态、主泵/备泵选择、手动/自动状态等。进入事件查询，可查询1000 条历史事件。进入参数设置可设定系统所需参数，如巡检周期、单泵巡检时长等参数。

本发明系统的优选的二次回路电路的原理图以及两个或多个消防水泵进行控制和/或巡检的二次回路的原理图示于图3和图4。

功能模块、工作模式以及工作原理

为了进一步说明本发明，本发明人还提供了以下本发明系统的功能模块、工作模式以及工作原理供参考。然而，应理解，本发明的保护范围并不受工作原理的限制。

(a)系统处于自动状态时，在无消防水泵启泵信号(火警信号)时，设备处于待机状态，可编程逻辑控制器(PLC)进入预设巡检周期(约为一周一次)计时，在自动状态中，若收到消防水泵启泵信号，立即进入消防模式。

(b)待机状态时可编程逻辑控制器(PLC)通过相序检测器XJ实时检测监测交流进线电源(电压高低、相序错项(开关对应的电极转动方向正确)、断相) 状态和分路电源异常状态。监测到该状态异常立即发出声光报警，并将故障状态存储并显示在操作界面上，发至用户监控后台。

(c)当可编程逻辑控制器(PLC)监测到巡检条件达到预设值后(巡检周期、单泵巡检时长可以通过人机界面进行预设)，依次启动对应的消防水泵。巡检启动对应的某台消防水泵后监测到消防管道压力达到预设高压信号，说明水泵正常工作，则发出管道泄压指令；若无该泵运行反馈信号或未达到预设高压信号，则判断该泵故障，并将故障状态存储并显示在操作界面上，发至用户监控后台。巡检完成后自动进入下一个巡检周期。该巡检模拟了接到火警信号后的水泵启动过程，真正做到对控制系统一次、二次元器件电气巡检和消防水泵的工频性能巡检。

(d)在系统处于工频巡检时，如果收到消防火警信号，系统立即进入“消防模式”，将消防水泵保持在运行状态，并关闭巡检泄压阀，保证了灭火可靠性。

(e)系统进入“消防模式”后若主泵发生故障，发生故障后延时2s启动备用消防水泵。机械应急启动时亦有主备泵故障切换功能。通过消防水泵出口水流指示器和接触器来判断进行消防水泵故障判断，若水流指示器流量为零或 (信号未动作)或无该泵运行接触器反馈信号，则说明该消防水泵故障，结论真实可靠。

(f)火警时，如果在控制柜内线路发生故障，如保险管熔断、继电器损坏、接触器线圈烧坏以及二次线路损坏等，具有管理权限的人员可通过将柜门机械应急启动装置操作手柄(配有挂锁装置)旋转90度，开启对应的消防水泵。灭火结束后将该操作手柄旋转至0位即可关闭消防水泵。机械应急启动装置与接触器安装于一体，开启后机械连锁装置强行将接触器闭合，闭合与断开几乎无电弧保证了消防灭火的可靠性。

运行方法

本发明还提供了本发明系统的运行或操作方法。

参见图1-图4。典型地，本发明的一种优选的操作方法包括步骤:

(a)首先合上控制柜的熔断器FU1-FU5，使控制系统处于上电状态并开始自检，自检完成后依次合上第一断路器QF1、第二断路器QF2；

(b)系统开始巡检，当检测到进线电源电压超出低限上限、相序错误时，电压相序保护器XJ将水泵状态输入可编程控制器PLC，PLC随后输出运行控制信号终止第一消防水泵M1和第二消防水泵M2运行。

(c)通过第三中间继电器KA3及第四指示灯HL4来判断1#消防的供电情况，如果第一消防水泵供电正常，第四指示灯HL4亮起，第三中间继电器KA3闭合。

(d)通过第一交流接触器KM1、第三中间继电器KA3、消防水泵组出口水流指示器继电器KA2以及第一电动机保护器BH1判断第一消防水泵是否故障，通过第五指示灯HL5指示第一消防水泵的运行状态，如果第一消防水泵发生故障，则将第二泵作为备用泵投入使用；

可选的，通过第四中间继电器KA4和第七指示灯HL7来判断第二消防的供电情况，通过第四交流接触器KM4、第四中间继电器KA4、消防水泵组出口水流指示器继电器KA2以及第二电动机保护器BH2判断第二消防水泵是否故障，通过第八指示灯HL8指示第二消防水泵的运行状态，如果第二消防水泵发生故障，则将第一泵作为备用泵投入使用。

(e)巡检状态通过第十三中间继电器KA13和第十一指示灯HL11来指示。通过第一交流接触器KM1、第三中间继电器KA3、消防水泵组出口水流指示器继电器KA2、消防管道高压信号以及第一电动机保护器BH1判断第一消防水泵巡检故障。通过第四交流接触器KM4、第四中间继电器KA4、消防水泵组出口水流指示器继电器KA2、消防管道高压信号以及第二电动机保护器BH2判断第二消防水泵巡检故障。若两组消防水泵巡检反馈信号中，其它信号均正常，但未接收到消防管道高压信号则判断消防管路故障；

(f)通过转换开关SA选择两组消防水泵准备、手动以及自动状态，操作人员在触摸屏上设定巡检周期和单台泵的巡检时间等参数。

(g)无论系统处于自动、手动状态还是消防模式、非消防模式下，均可通过第二按钮SB2、第四按钮SB4启动对应的消防水泵。通过第一按钮SB1、第三按钮SB3可手动停止应的消防水泵，该功能满足GB16806《消防联动控制系统》标准规范。

(h)若系统处于自动状态时，将根据设定的巡检周期启动巡检功能，设备依次对消防水泵进行工频巡检；

(i)在巡检过程中，如果设备接到火警信号，则立刻进入消防模式；如果巡检过程中设备有发生主消防水泵故障，则控制系统越过故障消防水泵，启用备用消防水泵。若备用消防水泵故障，系统立即停机报警，记录故障信息，并将故障信息通过无源接口或RS485接口上传至用户监控后台系统，通知相关人员检修。

(g)消防模式时，如果在控制柜内线路发生故障，如保险管熔断、继电器损坏、接触器线圈烧坏以及二次线路损坏等，则具有管理权限的人员可通过将柜门机械应急启动装置操作手柄(配有挂锁装置)旋转90度开启对应的消防水泵。灭火结束后将该操作手柄旋转至0位即可关闭对应的消防水泵。在本发明中，机械应急启动装置与接触器安装于一体，开启后机械连锁装置强行将接触器闭合，闭合与断开几乎无电弧保证了消防灭火的可靠性。

本发明的主要优点包括：

1)将消防水泵控制、工频巡检控制以及机械应急启动控制合三为一，并将交流交流接触器与机械应急装置两者合为一体。从而在有利于缩小设备体积，并且在放置于一个控制柜中时，避免控制逻辑的冲突，提高了可靠性。

2)高度智能化，实时监测、巡检消防控制系统各种故障并记录存储，方便用户随时查看，并将故障信息及时传送至消防中控室以为用户及时检修提供重要信息。

3)简化了控制柜元器件数量和接线数量，节省了生产成本。

4)能够实现两个消防水泵的故障转换备用，消防水泵故障判断程序通过消防水泵出口水流指示器动作和交流接触器动作来判断，真实可靠。

5)由于系统工频巡检，可对消防控制系统一次、二次回路进行巡检。巡检过程可监测消防水泵性能是否正常及消防管网承压是否正常，保证了消防控制系统灭火可靠性。巡检过程若两台消防水泵系统接都未收到管网高压信号，则判断消防管网故障和消防进水管路缺水，进而发出声光报警及信号。

6)火警时在控制柜内线路发生故障时，具有管理权限的人员可通过柜门机械应急启动装置操作手柄强行启动消防水泵。

7)机械应急启动装置与交流接触器安装与一体，闭合与断开几乎无电弧，因此保证了消防灭火的可靠性。

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。

需要说明的是，在本专利的权利要求和说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

实施例1

如图1所示，图1是本申请系统的一次回路控制图。该含机械应急启动和工频巡检功能的消防水泵控制系统包括三相四线电源、断路器(QF1～QF2)、交流接触器(KM1、KM2、KM3、KM4、KM5、KM6)、电动机保护器(BH1、BH2)、熔断器(FU1～FU3)、电动机(M1、M2)、电流互感器(TA1～6)。三相四线电源1分别与第一断路器QF1、第二断路器QF2、熔断器FU1电气连接，断路器QF1与第一交流接触器KM1和第三交流接触器KM3的主触点电气连接，第一交流接触器 KM1的主触点与第一消防水泵M1的第一端电气连接，第三交流接触器KM3的主触点与第一消防水泵M1的第二端和第二交流接触器KM2的主触点电气连接。第一组电流互感器包括第一电流互感器TA1、第二电流互感器TA2以及第三电流互感器TA3。第一电流互感器TA1、第二电流互感器TA2以及第三电流互感器TA3套在三相四线电源的三条火线上。相似地，断路器QF2与第四交流接触器KM4和第六交流接触器KM6的主触点电气连接，第四交流接触器KM4的主触点与第二消防水泵M2的第一端电气连接，第六交流接触器KM6的主触点与第二消防水泵M2的第二端和第五交流接触器KM5的主触点电气连接。第二组电流互感器包括第四电流互感器TA4、第五电流互感器TA5以及第六电流互感器 TA6。第四电流互感器TA4、第五电流互感器TA5以及第六电流互感器TA6套在三相四线电源的三条火线上。

如图2所示，控制系统包括可编程控制器PLC，可编程控制器PLC的第一逻辑输入端I0.0和第二逻辑输入端I0.1接选择开关SA1；第三逻辑输入端 I0.2接第一中间继电器KA1的常开触点；第四逻辑输入端I0.3接消防水泵组出口水流指示器继电器KA2的常开触点；第五逻辑输入端I0.4接电压相序保护器XJ的输出触点一端；第六逻辑输入端I0.5接第一交流接触器KM1的常开触点；第七逻辑输入端I0.6接第三中间继电器KA3的常开触点的一端；第三中间继电器KA3的常开触点的另一端接第一电动机保护器BH1的常闭触点；第八逻辑输入端I0.7接第四交流接触器KM4的常开触点；第九逻辑输入端I1.0 接第四中间继电器KA4的常开触点的一端；第四中间继电器KA4的常开触点的另一端接第二电动机保护器BH2的常闭触点；第十逻辑输入端I1.1接第五中间继电器KA5的常开触点；第十一逻辑输入端I1.2接第六中间继电器KA6的常开触点；第十二逻辑输入端I1.3接第一按钮SB1的一端和第三按钮SB3的一端，所述第一按钮SB1和所述第三按钮SB3并联；第十四逻辑输入端I1.5 接高压开关的常开触点；

如图2所示，可编程控制器PLC的第一逻辑输出端Q0.0接第九中间继电 KA9的线圈，控制第一消防水泵的启动；第二逻辑输出端Q0.1接第十中间继电 KA10的线圈；第三逻辑输出端Q0.2接第十一中间继电KA11的线圈；第四逻辑输出端Q0.3接第十二中间继电KA12的线圈；第五逻辑输出端Q0.4接第十三中间继电KA13的线圈；第六逻辑输出端Q0.5接第三指示灯HL3；第七逻辑输出端Q0.7接第十指示灯HL10和第八逻辑输出端Q0.7声光报警器HA。

如图3所示，控制系统还包括相序保护器XJ接变压器T的初级线圈、第一中间继电器KA1的常开端、出口流量开关、第十三中间继电器KA13的常开端、第十一中间继电器KA11的常开端以及第十二中间继电器KA12的常开端，变压器T的次级线圈接低压开关或联动信号(即火警信号)；第一中间继电器KA1 的常开端分别接第一指示灯HL1和火警报警器BF；出口流量开关分别接消防水泵组出口水流指示器继电器KA2的线圈和第十一指示灯HL11；第十三中间继电器KA13的常开端接电磁阀DCF；第十三中间继电器KA13的常开端接第二指示灯HL2；第十一中间继电器KA11的常开端接第六指示灯HL6；第十二中间继电器KA12的常开端接第九指示灯HL9。

如图4所示，控制系统还包括第四熔断器FU4接第一断路器QF1；手柄1 常闭端接第四熔断器FU4；第四熔断器FU4接第三中间继电器KA3的线圈和第四指示灯HL4；手柄1的常闭端分别接第一按钮SB1、第五中间继电器KA5、第九中间继电器KA9以及第一交流接触器KM1的常开端；第一按钮SB1分别接第二按钮SB2和第五中间继电器KA5，第二按钮SB2和第五中间继电器KA5接第四交流接触器KM4的常闭端，第四交流接触器KM4的常闭端接第十一中间继电器KA11的常闭端，第十一中间继电器KA11的常闭端接第五中间继电器KA5的线圈；第五中间继电器KA5和第九中间继电器KA9分别接第一交流接触器KM1 的线圈、第三交流接触器KM3的常闭端、第七中间继电器KA7的常开端以及第一延时继电器KT1的常开端；第三交流接触器KM3的常闭端分别接第七中间继电器KA7的常闭端和第一延时继电器KT1的通电延时线圈；第七中间继电器KA7 的常闭端接第二交流接触器KM2的线圈；第七中间继电器KA7的常开端和第一延时继电器KT1的常开端分别接第七中间继电器KA7的线圈和第二交流接触器KM2的常闭端，第二交流接触器KM2的常闭端接第三交流接触器KM3的线圈；第一交流接触器KM1的常开端接第五指示灯HL5。

如图4所示，控制系统还包括第五熔断器FU5接第二断路器QF2；手柄2 常闭端接第五熔断器FU5；第五熔断器FU5接第四中间继电器KA4的线圈和第七指示灯HL7；手柄2的常闭端分别接第三按钮SB3、第六中间继电器KA6、第十中间继电器KA10以及第四交流接触器KM4的常开端；第三按钮SB3分别接第四按钮SB4和第六中间继电器KA6，第四按钮SB4和第六中间继电器KA6接第一交流接触器KM1的常闭端，第一交流接触器KM1的常闭端接第十二中间继电器KA12的常闭端，第十二中间继电器KA12的常闭端接第六中间继电器KA6 的线圈；第六中间继电器KA6和第十中间继电器KA10分别接第四交流接触器 KM4的线圈、第六交流接触器KM6的常闭端、第八中间继电器KA8的常开端以及第二延时继电器KT2的常开端；第六中间继电器KA6的常闭端分别接第八中间继电器KA8的常闭端和第二延时继电器KT2的通电延时线圈；第八中间继电器KA8的常闭端接第五交流接触器KM5的线圈；第八中间继电器KA8的常开端和第二延时继电器KT2的常开端分别接第八中间继电器KA8的线圈和第五交流接触器KM5的常闭端，第五交流接触器KM5的常闭端接第六交流接触器KM6的线圈；第四交流接触器KM4的常开端接第八指示灯HL8。

对于本实施例中的系统，可以采用以下方式进行操作：

(a)首先合上控制柜的熔断器FU1-FU5，使控制系统处于上电状态，系统自检完成后依次合闸断路器QF1、QF2；

(b)第一消防水泵M1、第二消防水泵M2可通过二次控制回路的运行控制信号控制水泵运行或停止。当进线电源电压超出低限上限、相序错误时，通过电压相序保护器XJ将状态进入可编程控制器PLC后进行终止水泵运行。通过第三中间继电器KA3及第四指示灯HL4来判断第一消防的供电情况。通过第一交流接触器KM1、第三中间继电器KA3、消防水泵组出口水流指示器继电器KA2 及第一电动机保护器BH1判断第一消防水泵是否故障并将第二消防水泵作为备用泵投入使用，通过第五指示灯HL5指示第一消防水泵的运行状态；通过第四中间继电器KA4及第七指示灯HL7来判断地第二消防水泵的供电情况，通通过第四交流接触器KM4、第四中间继电器KA4、消防水泵组出口水流指示器继电器KA2及第二电动机保护器BH2判断第二消防水泵是否故障并将第一消防水泵作为备用泵投入使用，通过第八指示灯HL8指示第二消防水泵的运行状态；

(c)通过第十三中间继电器KA13及第十一指示灯HL11来指示巡检状态。通过第一交流接触器KM1、第三中间继电器KA3、消防水泵组出口水流指示器继电器KA2、消防管道高压信号及第一电动机保护器BH1判断第一消防水泵巡检故障。通过第四交流接触器KM4、第四中间继电器KA4、消防水泵组出口水流指示器继电器KA2、消防管道高压信号及第二电动机保护器BH2判断第二消防水泵巡检故障。若两组消防水泵巡检其它信号正常均未接收到消防管道高压信号则判断消防管路故障。

(d)通过转换开关SA选择两组消防水泵准备及手自动状态，在触摸屏上设定巡检周期和单台泵的巡检时间等参数；

(e)无论系统处于自动、手动状态还是消防模式、非消防模式下，均可通过第二按钮SB2、第四按钮SB4启动对应的消防水泵。通过第一按钮SB1、第三按钮SB3可手动停止应的消防水泵，该功能满足GB16806《消防联动控制系统》标准规范；

(f)若系统处于自动状态时，将根据设定的巡检周期启动巡检功能，设备将依次对消防水泵进行工频巡检，出口压力达到设定值后启动泄压阀进行泄压，直至巡检完成，设备停机；

(g)在巡检过程中，如果设备接到火警信号时，设备会立即进入消防模式；如果巡检过程中设备有发生主消防水泵故障，越过故障巡检备用消防水泵。若备用消防水泵故障系统立即停机报警，记录故障信息，并将故障信息通过无源干接点接口或RS485接口上传至用户监控后台系统，通知相关人员检修。

(h)消防模式时在控制柜内线路发生故障，如保险管熔断、继电器损坏、接触器线圈烧坏及二次线路损坏等时。具有管理权限的人员可通过柜门机械应急启动装置操作手柄(配有挂锁装置)旋转90度即可开启对应的消防水泵。灭火结束后将该操作手柄旋转至0位即可。机械应急启动装置与接触器安装与一体，开启后机械连锁装置强行将接触器闭合，闭合与断开几乎无电弧保证了消防灭火的可靠性。

在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims

1.一种含机械应急启动和工频巡检功能的消防水泵控制系统，其特征在于，包括：N台消防水泵、消防水泵运行控制模块、巡检模块、和机械应急启动模块；

其中，所述消防水泵的数量N为≥2的整数。

2.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述巡检模块包括：相序检测器(XJ)、高压开关(P)、出口流量指示器以及可编程控制器(PLC)；

3.如权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述机械应急启动模块和所述可编程控制器(PLC)通过控制对应相同消防水泵的不同交流接触器开启消防水泵以实现自动控制和手动控制。

4.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述巡检模块对消防水泵进行检测，检测频率为每周N1次，其中N1为1、2、或3。

5.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述巡检模块、所述机械应急启动模块以及所述消防水泵运行控制模块均设置于一个控制柜中。

6.如权利要求2所述的控制系统，其特征在于，还包括以下一个或多个特征：

所述消防水泵的电源输入点均接有断路器；

所述消防水泵电源输入点均接有电动机保护器；

7.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述消防水泵的数量N的范围为2-4的整数。

8.一种对消防水泵的控制方法，其特征在于，该控制方法包括步骤：

(S1)提供权利要求1所述的含机械应急启动和工频巡检功能的消防水泵控制系统；

9.如权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括选自下组的一个或多个特征：

10.如权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：通过所述可编程控制器(PLC)模拟火警信号，启动对所述消防水泵的巡检；其中，所述相序检测器(XJ)用于对所述消防水泵进行电压检测；所述高压开关(P)和所述出口流量指示器用于检测消防水泵是否正常启动；所述可编程控制器(PLC)接收巡检结果信号。