CN1597018A

CN1597018A - 气体灭火系统的远程控制系统

Info

Publication number: CN1597018A
Application number: CN 03135825
Authority: CN
Inventors: 汪映标
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-09-15
Filing date: 2003-09-15
Publication date: 2005-03-23

Abstract

本发明公开了一种气体灭火系统的远程控制系统，由值班室控制柜、设备间气体灭火装置及联接它们的RS485通讯总线组成，特征是：控制柜包括工业PC主机，分别与主机联接的显示器、操作键盘鼠标、UPS、通讯模块、蓄电池、与通讯模块联接的开关量输入模块；灭火装置包括灭火气体储罐，主控阀和选择阀，制冷机组及装置控制器；RS485通讯总线一端联接控制柜通讯模块，另一端分别与各灭火装置控制器通讯模块相联接；优点是：系统可靠维护简单，在值班室可直接监控各气体灭火装置的工作状态，准确自动记录运行数据，随时可调出查阅，准确记录灭火指令及阀门工作时间，为火灾事故分析、设备故障分析提供依据。

Description

气体灭火系统的远程控制系统

技术领域

本发明涉及一种多个现场、多台气体灭火装置的多机联动远程控制系统。

背景技术

气体灭火系统在我国尚处于起步发展阶段，国内其它厂家生产的气体灭火系统的控制器均采用逻辑电路或可编程控制器PLC控制。一台气体灭火装置就需要一台控制器，当一个工程有多个现场使用多台气体灭火装置时，其控制器就无法实现多机联动，在消防值班室内无法对气体灭火装置的工作状态进行监控，每天需人工记录每台设备的运行状态，费时、费力、操作不便、维护困难。

发明内容

本发明的目的在于：为用户提供一种安装容易、维修方便、操作简单可靠，可在消防值班室内直接监控各现场多台气体灭火装置运行情况，及时扑灭发生火灾的气体灭火系统的远程控制系统。

本发明的目的是通过实施下述技术方案来实现的：

气体灭火系统的远程控制系统，由设置在消防值班室内的远程控制柜、设置在各现场设备间中的气体灭火装置，及联接该控制柜与各气体灭火装置的RS485通讯总线所组成，其特征在于：远程控制柜包括工业PC主机、分别与该主机联接的显示器、操作键盘鼠标、UPS稳压器、通讯模板，与UPS稳压器联接的大容量免维护蓄电池，与通讯模块联接的开关量输入模块；设置在各现场设备间中的气体灭火装置包括气体储罐，装于其上的主控阀和选择阀，对气体储罐进行制冷的制冷机组，以及对它们实行控制的装置控制器；所述联接控制柜与各气体灭火装置的RS485通讯总线，是一端与控制柜中的通讯模块联接，另一端分别与各灭火装置控制器联接的RS485通讯总线。

附加技术特征是：

设置在各现场设备间中灭火装置上的控制器，包括与RS485通讯总线联接的控制器通讯模块，与该通讯模块联接、将从气体储罐中采集到的液位、压力、温度模拟量转换成数字量传给通讯模块的模拟量输入模块，与该通讯模块联接、驱动执行模块控制继电器输出、对制冷机组实行制冷控制的开关量输出模块；与该通讯模块联接、驱动执行模块控制继电器输出、分别对灭火装置主控阀、选择阀实行控制的开关量输出模块；以及与该通讯模块联接、将主控阀、选择阀的阀位状态返回的开关量输入模块。

本实用新型的优点在于：

1、在消防值班室内可直接监控各现场设备间中气体灭火装置的压力、液位、温度等工作状态，使气体灭火装置随时处于受控状态；

2采用数字信号传输，抗干扰能力强，传输距离可长达2000米；

3、能准确自动记录运行数据，且数据可自动保存多年，随时可调出查阅；

4、能准确记录灭火指令及各阀门的动作时间，为火灾事故分析或设备故障分析提供可靠依据；

5、有自检功能，每隔15秒即对自身运行状态及通讯线路进行巡检，以便及时发现故障；

6、维护简单。

7、由于用软件控制，可由控制柜与现场装置控制器搭配成大小各异的控制系统。

8、由于采用RS485通讯总线传输信号，控制柜与被控装置间的信号线也减少为2根，增加了系统的可靠性，大大减轻了工程施工时的工作量。

附图说明

图1为本发明控制系统原理图

图2为装放在消防值班室内监控灭火装置的控制柜结构示意图

图3为装放在现场设备间中的低压二氧化碳灭火装置纵剖结构示意图

图4为低压二氧化碳灭火装置俯视图

图5为WLDY控制系统软件流程框图

图6为液位监测程序流程图

图7为制冷控制流程图

图8为灭火控制程序流程图

图9为通讯监测程序流程图

图中标记：1为显示器，2为操作键盘鼠标，3为工业PC主机，4为通讯模块，5为开关量输入模块，6为UPS稳压器，7为大容量免维护蓄电池，8为行走轮，9为二氧化碳贮罐，10为制冷机组，11为压力传感器，12为液面传感器，13为二氧化碳灭火装置控制器。

具体实施方式

低压二氧化碳气体灭火系统的远程控制系统，由设置在消防值班室内的远程控制柜、设置在各现场设备间中的低压二氧化碳气体灭火装置，及联接该控制柜与各低压二氧化碳气体灭火装置的RS485通讯总线所组成。

远程控制柜包括工业PC主机，分别与该主机联接的显示器、操作键盘鼠标、UPS稳压器、通讯模板，与UPS稳压器联接的大容量免维护蓄电池，与通讯模块联接的开关量输入模块。

控制柜外形尺寸(毫米单位)：

1800(高)×600(宽)×450(厚)

控制柜上部装有17″显示器1，显示器下部机柜装有WIN98键盘及鼠标2，机柜中部装有工业PC主机3，其下依次装有通讯模块4，开关量输入模块5，UPS稳压器6，机柜底部装有大容量免维护24伏蓄电池7，机柜底座装有行走轮8，通讯模块4装有RS485通讯总线，以便与各现场灭火装置控制器联接。

设置在各现场设备间中的低压二氧化碳气体灭火装置，包括二氧化碳储罐9，装于其上的主控阀和选择阀，对二氧化碳储罐进行制冷的制冷机组10，以及对它们实行控制的装置控制器13；联接控制柜与各气体灭火装置的RS485通讯总线，是一端与控制柜中的通讯模块4联接，另一端分别与各灭火装置控制器中通讯模块联接的RS485通讯总线。

设置在各低压二氧化碳气体灭火装置上的控制器，包括与RS485通讯总线联接的控制器通讯模块，与该通讯模块联接、将从二氧化碳贮罐中采集到的液位、压力、温度模拟量转换成数字量传给通讯模块的模拟量输入模块；与该通讯模块联接、驱动执行模块控制继电器输出、对制冷机组实行制冷控制的开关量输出模块；与该通讯模块联接、驱动执行模块控制继电器输出、分别对灭火装置主控阀、选择阀实行控制的开关量输入模块，以及与该通讯模块联接、将主控阀、选择阀的阀位状态返回的开关量输入模块。

本控制系统灭火及监测原理是：

当报警灭火控制器发生某地报警信号，通过开关量输入模块送入主机，进行灭火执令识别，当无灭火指令时，主机无对应的控制信号输出；当有灭火指令时，主机则输出对应的控制信号，如通知人员撤离报警信号、关闭空调、通风机、防火门、防火阀等的相应信号，同时主机经过0-30秒延时，经过设定的延时时间，通过RS485总线向对应的现场装置控制器发出信号，经现场装置控制器的开关量输出模块、执行模块、继电器输出，打开对应主控阀和选择阀，向对应的区域释放CO₂，扑灭对应区域的火灾，并经现场装置控制器的开关量输入模块，通过RS485总线，将对应的阀位开关状态信号送入主机，实现对灭火过程的记录，最后主机使灭火程序复位，让系统控制柜恢复到正常的运行过程中。

在日常的运行过程中，经现场装置控制器的模拟量输入模块，采集二氧化碳储罐液位、压力和温度的模拟信号转换成数字信号，通过RS485总线送入主机，对设备的日常运行情况，如灭火剂的泄漏(液位)，储罐内灭火剂的压力和温度情况自动记录下来，可供随时调查查阅。同时通过储罐内灭火剂的压力数据，主机对现场装置控制器发出信号，经现场装置控制器的开关量输出模块、执行模块、继电器输出，对设备的制冷机组的启停进行控制，以保证储罐内灭火剂的储存温度，保证设备的正常运行。

液位监测原理是：

经现场装置控制器模拟量输入模块，采集二氧化碳储罐中液位模拟量信号转换成数字信号，通过RS485总线送入主机自动记录下该值，可供随时调出查阅。同时与设定的液位正常范围值进行比较，低于正常值则报警，并自动记录下来，可供随时调出查阅。

制冷控制原理是：

经现场装置控制器的模拟量输入模块，采集压力的模拟量信号转换成数字信号，通过RS485总线送入主机，自动记录下该值，可供随时调出查阅。同时与设定的压力上限值进行比较，大于压力上限值则启动制冷机组，并自动记录下来，可供随时调出查阅；小于压力上限值则与压力下限值比较，当小于压力下限值时，停止制冷机组，并自动记录下来，可供随时调出查阅；当大于压力下限值时，不停止制冷机组，并自动记录下来，可供随时调出查阅。

本发明使用了自己编制的WLDY控制系统软件。该软件运行于WLDY控制系统硬件平台上，是基于微软WINDOWS2000的WIN32应用程序，它实现系统所有的人机界面、控制逻辑、实时数据库、历史数据库，以及网络等功能，现概述如下：

1软件系统流程框图

WIDY控制系统软件是以WINDOWS2000操作系统为运行平台，以实时数据库为核心，基于图形用户界面的WIN32应用程序，其总体流程框图如图5所示。其中软逻辑、实时数据库、历史数据库、灭火事件查询、图控界面是软件最重要的五大功能模块，它们构成了WLDY控制系统软件的基本功能。

2实时数据库

实时数据库是软件的核心，系统将采集到的命令、数据直接存入实时数据库。实时数据库中的变量映射出系统使用到的各个控制部件的状态数据，控制系统对控制部件的操作也就是对实时数据库的操作。WLDY软件的软逻辑、历史数据库、灭火事件查询和图控界面的功能都透过实时数据库实现。

3历史数据库

历史数据库记录了事先定义好的、需要作为历史记录长期保存的重要数据，包括压力、液位、电磁阀动作、命令动作等数据。图控界面中的历史趋势画面，即是以历史数据库作为数据源获得历史数据而显示出系统的历史曲线。

4软逻辑

软逻辑是以组态软件系统的嵌入式C语言为程序设计语言，开发的逻辑控制程序。软逻辑实现了WLDY控制系统的所有控制功能，并以图控界面为人机接口。

4.1灭火控制程序

灭火控制程序接收来自火灾报警控制器发出的灭火指令，根据灭火指令对发生火灾的保护区实施灭火。

灭火控制程序对灭火命令采集开关量模块进行实时监视，当发现有灭火命令到来时，立即记录同时启动灭火延时程序进行延时(在延时过程中如果灭火命令取消，则自动退出延时程序回到监视状态)，达到延时设定的时间后，首先通过RS485总线对远程控制器(WLDK-05型)发出总控阀门开启指令，延时1秒后发出选择阀开启指令，喷放低压二氧化碳灭火药剂进行灭火。通过总控阀开启设定的时间后，灭火程序发出关闭总控阀命令，至延时设定的时间后灭火程序发出选择阀关闭命令，灭火动作完成，程序复位，返回监视状态。在灭火过程中，压力开关信号被现场控制器内的开关量输入模块采集，通过RS485总线传输到控制系统主机上监视并记录。灭火控制程序流程如图8所示。

4.2制冷控制程序

制冷控制程序根据装置储罐压力状况，自动控制压缩机的启动和停止。当压力高于设定上限时，启动压缩机进行制冷，直到温度等于或低于设定的压力下限，压缩机停止运转。制冷控制程序利用降温降压的原理，使装置储罐的压力保持正常的工作压力，图7为其控制流程图。

4.3压力监测程序

压力监测程序监测装置压力的高低，当压力高于设定的上上限时，发出超压报警信号。

4.4液位监测程序

液位监测程序监测装置液位的高低，当液位低于设定的液位下限时，发出液位偏低报警信号，提示装置内的灭火药剂低于要求值，应及时补充灭火药剂，图6为其监测程序流程图。

4.5通讯监测程序

通讯监测程序监测、命令采集模块和远程控制器的通讯状态，当通讯出现故障，比如通讯线断线、通讯模块故障、远程控制器通讯故障等通讯故障时，发出报警信号，提示操作人员对系统进行维护，图9为其监测程序流程图。

5软件界面

WLDY控制系统软件基于WINDOWS的图形窗口界面，可视化，易于操作。软件界面根据实际系统的不同规模和要求，在保持基本操作方式不变的前提下将作实用化修改，比如保护区数量不同，装置数量不同，灭火剂管路分配不同等等。

5.1系统监控画面

系统监控画面是低压灭火系统主操作画面，它具有以下功能：

①显示装置、总控阀、选择阀和集散管及其连接图。

②直观地显示保护区及药剂输送管路。

③显示控制柜命令采集状态，故障时报警。

④灭火程序启动时，以倒计时的方式显示总控阀和选择阀的开启时间。

⑤控制执行手动灭火，紧急启动和紧急停止动作。

当需要手动启动某保护区灭火功能时，用鼠标点击喷放操作组件中的保护按钮，这时系统开始灭火延时，延时时间到，自动启动喷放程序，实施灭火。如果需要立即启动喷放程序，则在延时过程中直接点击“紧急启动”按钮，将复位灭火程序停止延时或喷放，同时将自动方式切换为手动方式，阻止自动命令进入。

系统工作在手动时，不响应外部灭火指令，只接受手动灭火操作。当灭火系统正常工作时，应当将工作方式切换为自动方式，以接收自动灭火指令。

5.2设备状态画面

设备状态画面实时地显示远程装置的工作状态和系统的通讯状况。

显示装置工作压力

显示装置储罐内的灭火药剂液位

显示远程控制器充电电压

显示远程控制器24V工作电压

显示远程控制器AI模块通讯状态

显示远程控制器DO模块通讯状态

压力报警指示

液位报警指示

显示控制柜命令接收状态

显示远程装置通讯状态，远程装置有任一发生通讯故障立刻显示。

5.3实时趋势画面

实时趋势画面以图形曲线的方式，实时地显示出装置当前的压力和液位变化状况，曲线时间长度为10分钟，该功能主要用于设备诊断。例如，做喷放实验时，可以通过实时趋势曲线观察到压力和液位的下降情况。

5.4历史趋势画面

历史趋势画面显示装置压力和液位的历史工作曲线，该功能用于对装置历史运行状况进行研究分析。通过压力、液位在时间轴上的变化曲线，可以分析出装置的制冷情况，灭火药剂的储存情况等压力和液位变化相关的数据。

5.5追忆画面

追忆画面用于查询系统的灭火记录数据，灭火指令窗口用于追忆最近发生过的自动和手动灭火指令，电磁阀动作窗口用于追忆最近发生过的电磁阀动作记录。这些追忆记录了以分组形式保存的灭火指令和电磁阀工作发生的日期和时间，没有直接反映出具体究竟是哪有一区的命令或电磁阀动作。

要查询灭火事件的详细记录，点击追忆画面右下侧的椭圆型按钮“灭火查询…”，该功能详细记录了每一区灭火命令的产生日期和时间，每一区对应的选择阀和总控阀动作的日期和时间，以及每一个事件发生时的装置液位和压力数据。

5.6系统设定画面

系统设定画面用于设定系统工作需要的参数包括以下各项：

压力测量量程

液位测量量程

压力上上限报警值

压力上限报警值

压力下限报警值

压力下下限报警值

液位上限报警值

液位下限报警值

灭火启动延时

选择阀关闭延时

保护区喷放时间

Claims

1、一种气体灭火系统的远程控制系统，由设置在消防值班室内的远程控制柜、设置在各现场设备间中的气体灭火装置，及联接该控制柜与各气体灭火装置的RS485通讯总线所组成，其特征在于：远程控制柜包括工业PC主机、分别与该主机联接的显示器、操作键盘鼠标、UPS稳压器、通讯模板，与UPS稳压器联接的大容量免维护蓄电池，与通讯模块联接的开关量输入模块；设置在各现场设备间中的气体灭火装置包括气体储罐，装于其上的主控阀和选择阀，对气体储罐进行制冷的制冷机组，以及对它们实行控制的装置控制器；所述联接控制柜与各气体灭火装置的RS485通讯总线，是一端与控制柜中的通讯模块联接，另一端分别与各灭火装置控制器联接的RS485通讯总线。

2、按照权利要求1所述的气体灭火系统的远程控制系统，其特征在于：设置在各现场设备间中灭火装置上的控制器，包括与RS485通讯总线联接的控制器通讯模块，与该通讯模块联接、将从气体储罐中采集到的液位、压力、温度模拟量转换成数字量传给通讯模块的模拟量输入模块；与该通讯模块联接、驱动执行模块控制继电器输出、对制冷机组实行制冷控制的开关量输出模块；与该通讯模块联接、驱动执行模块控制继电器输出、分别对灭火装置主控阀、选择阀实行控制的开关量输出模块；以及与该通讯模块联接、将主控阀、选择阀的阀位状态返回的开关量输入模块。