CN202370045U - 变电站消防蓄水、给水智能控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种变电站消防蓄水、给水智能控制系统，其特征是，它包括与蓄水池连接的补水管道，所述消防管网上设有增压装置以及数据采集变送器，所述数据采集变送器与数据采集模块电连接，所述数据采集模块与控制装置电连接，所述控制装置与人机对话装置电连接，所述控制装置还与至少一组被控单元电连接，所述被控单元包括与控制装置电连接的至少一组软启动器以及与软启动器电连接的至少一组消防泵，同时，所述控制装置通过通讯网络与至少一台上位机电连接本实用新型的有益效果是.系统蓄水池的液位数据，包括监控水位、实际水位、警戒水位得到有效检测。采用软启动器启动方式系统拥有故障记录存储功能。

Description

变电站消防蓄水、给水智能控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种智能控制装置系统，尤其涉及一种变电站消防蓄水、给水智能控制系统。 

背景技术

随着经济的发展，人们对变电站的消防蓄水、给水系统的重要性的重视程度也越来越高，但目前，行业内目前变电站的消防蓄水、给水系统的巡查维护，仍延续较为原始落后的方式进行，工作人员定期到现场，采用手动启动消防泵、蓄水控制阀等这些在火灾发生时发挥关键作用的设备；依赖于检查员的经验来判断设备是否完好，设备的工作状态是否正常。需要引起注意的是，这种方式往往会因为人为因素的原因，可能出现漏检、误判，由此而带来难以预料的损失。其根本原因在于目前的消防系统无法反映出这些关键设备工作状态的技术数据，这里包括如下的几个方面： 

1.系统没有蓄水池的液位数据，包括监控水位、实际水位、警戒水位。

2.冬季是火灾的多发季节，考虑到结冰因素，对蓄水池水温检测很重要，当前系统中没有检测这个数据。 

3.消防水泵是由大功率（几十千瓦至上百千瓦）电机驱动，直接启动会有几百安培甚至上千安培的冲击电流，合理的启动方式可以减小对电网的冲击，延长消防水泵的使用寿命。而现在的系统大部分采用的是直接启动的方式。同时大功率的电气设备的平稳运行还要依赖供电系统的支持，所以对于消防水泵供电系统的检测也是一重要环节，目前系统只有单一的过热保护功能。 

4.消防水泵不允许空转，系统没有设置应有的保护措施。 

5.系统没有故障记录存储功能。 

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述问题，提供一种变电站消防蓄水、给水智能控制系统。 

它具有在工作和控制方式实现智能化、数字化、信息化为特征全面提高变电站消防蓄水、给水系统的安全性、可靠性的优点。 

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案： 

一种变电站消防蓄水、给水智能控制系统，它包括与蓄水池连接的补水管道，还包括与蓄水池通过管道连接的至少一组消防泵，所述消防泵的出水口与消防管网连接，所述消防管网上设有增压装置以及数据采集变送器，所述数据采集变送器与数据采集模块电连接，所述数据采集模块与控制装置电连接，所述控制装置与人机对话装置电连接，所述控制装置还与至少一组被控单元电连接，所述被控单元包括与控制装置电连接的至少一组软启动器以及与软启动器电连接的至少一组消防泵，同时，所述控制装置通过通讯网络与至少一台上位机电连接。

所述的控制装置为PLC 控制器， PLC 控制器输入端与火情信号系统连接，PLC控制器与PLC通讯模块连接，在PLC 控制器另外连接有I/O扩展模块，所述I/O扩展模块与操控按钮、状态指示灯、报警装置连接；所述PLC 控制器通过通讯网络与至少一台上位机连接，所述操控按钮包括增压泵，电动闸阀 ，回流阀手动启动、停止按钮； 

 所述的增压装置包括至少一组增压泵，至少一组增压泵与消防管网连接，本技术方法所述的增压装置包括两组增压泵，两组增压泵分别通过各自管道与消防管网连接，在所述的各自管道之间设有连接管，在所述连接管上设有气压罐；所述两组增压泵还通过中间继电器与PLC 控制器电连接。所述消防管网与蓄水池之间还设有实验放水管道和回水管道，所述实验放水管道和回水管道上分别设有回流阀和实验放水阀，所述回流阀电动机通过中间继电器与PLC控制器连接。

所述的数据采集变送器包括与数据采集模块连接的液位变送器，压力变送器，温度变送器，流量变送器；所述液位变送器探头设在蓄水池中，所述压力变送器设置在增压泵与消防管网连接管道出口，所述温度变送器探头设置在蓄水池中，所述流量变送器设置在消防泵管道出口或设置在消防管网出口前端。 

所述电动闸阀设置在补水管道上，电动闸阀经中间继电器还与PLC 控制器输出端电连接。 

所述数据采集模块为PLC模拟量输入模块，PLC模拟量输入模块与PLC控制器连接；所述人机对话装置为触摸屏。所述触摸屏内设有包括增压泵，电动闸阀 ，回流阀手动启动、停止按钮。 

所述通讯网络的接口为以太网络接口、USB接口、光通信接口、无线通信接口、串行通信RS232接口/RS422接口/RS485接口，采用通信协议包括TCP/IP协议、IEC60870系列协议、DL/T860系列协议、MODBUS标准协议、DL/T634.5101-2002协议、DL/T634.5104-2009协议、DL/T719-2009协议。 

所述软启动器还与手动按钮连接。 

本实用新型的工作原理是利用PLC可编程逻辑控制器的逻辑、时序、计算等功能完成对输入参数的压力、液位、流量、温度的监测和按照设计要求完成相应的控制。 

通过PLC可编程逻辑控制器与软启动器结合，对消防泵实现软启动和软停车，解决了直接启动电流瞬间过大对电网的影响。同时利用软启动器的故障监控功能实现除原有的电机过流监控以外的电源缺相、运行过流，运行过载，电流不平衡、过电压、欠电压的检测和故障报警，及时清除系统隐患，提高系统的可靠性。 

通过压力变送器、液位变送器对模拟量进行处理，可以方便的设置修改相应系统参数，如：监控压力、工作压力、警戒压力；监控液位、工作液位、警戒液位；使控制更加灵活。警戒设置值的引入对系统的安全可靠运行提出了更高层次的保证。 

通过以太网络接口实现装置与上位PC机的通讯功能，将运行存储信息、故障报警信息、火灾发生信息及时上传到变电站管理中心。 

本实用新型的有益效果是， 

1.系统蓄水池的液位数据，包括监控水位、实际水位、警戒水位得到有效检测。

2.消防水泵是由大功率（几十千瓦至上百千瓦）电机驱动，直接启动会有几百安培甚至上千安培的冲击电流，采用软启动器启动消防泵方式合理的启动方式可以减小对电网的冲击，延长消防水泵的使用寿命。 

3.消防水泵不允许空转，有效更直接的方法应该是对蓄水池警戒水位的监控，当蓄水池中液位信号降低到警戒水位后，装置发出信号关闭消防水泵。 

4.系统拥有故障记录存储功能。 

附图说明

图1.变电站消防蓄水、给水智能控制系统控制部分示意图， 

图2. 变电站消防蓄水、给水智能控制系统结构示意图。

1.上位机I，2.上位机II， 3．以太网络接口， 4.PLC通讯模块 ，5.软启动器I，6.软启动器II，7. 消防泵I，8.消防泵II，9. 触摸屏， 10.温度变送器，11. 流量变送器， 12. PLC模拟量输入模块，13. 液位变送器 ，14.压力变送器，15. 电动闸阀 ，16.增压泵，17. 手动按钮，18 .PLC控制器，19.气压罐，20.蓄水池，21.补水管道，22.消防管网，23.回流阀，24中间继电器，25.操控按钮，26.状态指示灯，27.报警装置，28.I/o扩展模块，29.. 火情信号系统。 

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。 

图1、图2中，一种变电站消防蓄水、给水智能控制系统，它设有蓄水池20与之相连的补水管路21，蓄水池20通过管道和消防泵I 7、消防泵II 8进水口连接，所述消防泵I7、消防泵II8出水口与消防管网22连接，消防管网22上设有增压装置，消防管网22上还设有数据采集变送器，数据采集变送器与数据采集模块连接，数据采集模块与控制装置连接，控制装置与人机对话装置连接，控制装置与被控单元连接，所述被控单元包括依次连接的软启动器I5和消防泵I 7，以及依次连接软启动器II6和消防泵II 8，所述软启动器I5、软启动器II6还分别与控制装置连接，同时，控制装置通过通讯网络与上位机I 1、上位机II 2连接。 

所述的控制装置为PLC 控制器18。PLC 控制器18输入端连接有火情信号系统29和手控启动按钮29，在PLC 控制器18另外连接有I/O扩展模块28，所述I/O扩展模块28还与操控按钮25、状态指示灯26、报警装置27连接。所述操控按钮25包括增压泵16，电动闸阀 15，回流阀23手动启动、停止按钮。 

所述的数据采集变送器包括与数据采集模块连接的液位变送器13，压力变送器14，温度变送器10，流量变送器11，所述液位变送器13的探头设在蓄水池20中，检测水位，并与电动闸阀15电连接，所述压力变送器14设置在增压泵16与消防管网22连接管道出口，所述温度变送器10设置在蓄水池20中，所述流量变送器11设置在消防泵I 7管道出口；消防泵I 7和消防泵II 8管道与消防管网22连接，所述PLC模拟量输入模块12与PLC控制器18连接。当管道出口压力小于设定值时启动增压泵16；液位变送器13检测到液位下降到最低水位设定值时，启动补水管道21上的电动闸阀15向蓄水池20内补水。 

在当消防泵启动运行中，液位下降至最低警戒水位时关闭消防泵I 7和消防泵II 8。避免消防泵无水空转，当温度变送器10检测到蓄水池20水温过低时，将数据传入PLC控制器18中。提醒工作人员及时采取措施处理。 

所述人机对话装置为触摸屏9。所述触摸屏内设有包括增压泵，电动闸阀 ，回流阀手动启动、停止按钮。触摸屏9可显示静态，动态参数 以及历史数据的查询。 

所述通讯网络的接口为以太网络接口3，PLC控制器18与PLC通讯模块4连接，PLC通讯模块4通过以太网络接口3与上位机I 1、上位机II2连接。 

所述数据采集模块为PLC模拟量输入模块12，PLC模拟量输入模块12与PLC控制器18连接； 

所述软启动器还与手动按钮17连接。

采用冗余设计方案设置两台消防泵：消防泵I 7和消防泵II 8一备一用。当流量变送器11检测到管道出口流量低于设定值时 同时启动所设置消防泵I  7和消防泵II  8，加大供水力度；为保障施救，可在其中一台故障后自动启动另一台，提高整个系统的可靠性。另外， PLC控制器18每隔一定时间周期性的自动发出巡检指令，按照程序有针对性的依次启动各泵、阀，并对各泵、阀以及各变送器的工作状态进行检测，并记录有关运行参数。 

所述的增压装置包括两组增压泵16，两组增压泵16分别通过各自管道与消防管网22连接，在所述的各自管道之间设有连接管，在所述连接管上设有气压罐19； 所述增压泵16通过中间继电器24还与PLC 控制器18电连接，所述消防管网22与蓄水池20之间还设有实验放水管道和回水管道，所述实验放水管道和回水管道上分别设有回流阀23和实验放水阀，所述回流阀23的电动机经中间继电器24与PLC控制器18连接。，所述两组增压泵16还通过中间继电器14与PLC 控制器18电连接。 

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。 

Claims (9)

1.一种变电站消防蓄水、给水智能控制系统，其特征是，它包括与蓄水池连接的补水管道，还包括与蓄水池通过管道连接的至少一组消防泵，所述消防泵的出水口与消防管网连接，所述消防管网上设有增压装置以及数据采集变送器，所述数据采集变送器与数据采集模块电连接，所述数据采集模块与控制装置电连接，所述控制装置与人机对话装置电连接，所述控制装置还与至少一组被控单元电连接，所述被控单元包括与控制装置电连接的至少一组软启动器以及与软启动器电连接的至少一组消防泵，同时，所述控制装置通过通讯网络与至少一台上位机电连接。

2.如权利要求1所述的一种变电站消防蓄水、给水智能控制系统，其特征是，所述的控制装置为PLC 控制器， PLC 控制器输入端与火情信号系统连接，PLC控制器与PLC通讯模块连接，在PLC 控制器另外连接有I/O扩展模块，所述I/O扩展模块与操控按钮、状态指示灯、报警装置连接；所述PLC 控制器通过通讯网络与至少一台上位机连接，所述操控按钮包括增压泵，电动闸阀 ，回流阀手动启动、停止按钮。

3.如权利要求1或2所述的变电站消防蓄水、给水智能控制系统，其特征是，所述的增压装置包括至少一组增压泵，至少一组增压泵与消防管网连接，其中在与消防管网连接的管道上设有气压罐；所述增压泵通过中间继电器还与PLC 控制器电连接，所述消防管网与蓄水池之间还设有实验放水管道和回水管道，所述实验放水管道和回水管道上分别设有回流阀和实验放水阀，所述回流阀的电动机经中间继电器与PLC控制器连接。

4.如权利要求3所述的变电站消防蓄水、给水智能控制系统，其特征是，所述的增压装置包括两组增压泵，两组增压泵分别通过各自管道与消防管网连接，在所述的各自管道之间设有连接管，在所述连接管上设有气压罐；所述两组增压泵还通过中间继电器与PLC 控制器电连接。

5.如权利要求1所述的变电站消防蓄水、给水智能控制系统，其特征是，所述的数据采集变送器包括与数据采集模块连接的液位变送器，压力变送器，温度变送器，流量变送器；所述液位变送器探头设在蓄水池中，所述压力变送器设置在增压泵与消防管网连接管道出口，所述温度变送器探头设置在蓄水池中，所述流量变送器设置在消防泵管道出口或设置在消防管网出口前端。

6.如权利要求2所述的变电站消防蓄水、给水智能控制系统，其特征是，所述电动闸阀设置在补水管道上，电动闸阀经中间继电器与PLC 控制器输出端电连接。

7.如权利要求1或2所述的变电站消防蓄水、给水智能控制系统，其特征是，所述数据采集模块为PLC模拟量输入模块，PLC模拟量输入模与PLC控制器连接；所述人机对话装置为触摸屏；所述触摸屏内设有包括增压泵，电动闸阀 ，回流阀手动启动、停止按钮。

8.如权利要求1或2所述的变电站消防蓄水、给水智能控制系统，其特征是，所述通讯网络的接口为以太网络接口、USB接口、光通信接口、无线通信接口、串行通信RS232接口/RS422接口/RS485接口。

9.如权利要求1所述的变电站消防蓄水、给水智能控制系统，其特征是，所述软启动器，还设有与之连接的手动按钮。

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