CN216927836U - 一种消防模拟训练控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供一种消防模拟训练控制装置，该装置包括，两个用于控制的PLC，两所述PLC的CPU通过冗余电缆连接，两所述CPU的总线接口均连接光纤模块，以通过所述光纤模块连接外部设备，两所述CPU的网线接口均通过网线连接交换机第一接口，所述交换机第二接口连接用于监控和下发数据的计算机。本实用新型能够显著降低切换时间，有效确保安全性。

Description

一种消防模拟训练控制装置

技术领域

本实用新型涉及控制技术领域，具体涉及一种消防模拟训练控制装置。

背景技术

在消防行业中，消防模拟训练装置是训练消防员专业技术的关键设备。消防模拟训练装置旨在通过控制燃气燃烧形成可控的真实火焰，并在确保安全的前提下，让消防员接触真火，提高技战术水平。

由于训练过程中要使用真实燃烧的火焰，还要确保绝对安全，因此，对控制装置要求极为严格。为满足要求，通常采用冗余控制，但是，现有技术中的冗余控制均采用软件冗余，即：

计算机通过总线连接主PLC(可编程逻辑控制器)，主PLC作为数据采集器，通过工业以太网连接两个以上冗余的仆PLC，仆PLC连接相关设备；计算机还通过总线连接PCB电路板，以通过向PCB电路板发送控制信号控制相应的执行机构。

其中，主PLC与计算机之间通过软件编程形成心跳信号，当主PLC采集到当前扑PLC数据，并发送至计算机，经计算机匹配成功，说明运行正常，否则，说明运行故障，需要报警，同时再启动下一仆PLC。

实践中发现，通过外部搭建的工业以太网通讯速度较低，以及计算机内部逻辑判断，冗余切换时间在5S左右，而5S的反应时间一旦发生问题，真火模拟训练的安全性将无法保证。

另外，由于将计算机作为主控制器，而计算机运行的操作系统为分时操作系统，追求效率但牺牲了稳定性，导致运行过程中容易出现卡顿、死机等不安全情况，此问题为控制系统层面的特征，无论如何编程，在软件层面也无法解决，显然，此类系统更适用于手机、电脑办公等环境，不适用于对安全性要求较高的模拟训练场景。

发明内容

鉴于此，本实用新型实施例提供一种消防模拟训练控制装置，以解决上述技术问题。

为实现上述技术目的，本实用新型实施例提供一种消防模拟训练控制装置，其改进之处在于，包括：两个用于控制的PLC，两所述PLC的CPU通过冗余电缆连接，两所述CPU的总线接口均连接光纤模块，以通过所述光纤模块连接外部设备，两所述CPU的网线接口均通过网线连接交换机第一接口，所述交换机第二接口连接用于监控和下发数据的计算机。

本实用新型由于采取以上技术方案，与现有技术相比，其具有以下优点：

本实用新型通过双PLC硬体式冗余代替了计算机和PLC组合，并以计算机为主控制器的软体式冗余，而硬体式冗余切换时间为毫秒级，因此，显著降低了切换时间，有效确保了安全性；同时，双PLC硬体式冗余的控制完全下放到PLC内部，上位计算机只用于显示和指令下发，因此，有效规避了控制系统中存在分时操作系统的安全隐患。

本实用新型操作方便，成本低，安全性能高，可以广泛应用于控制技术领域。

附图说明

图1是本实用新型的消防模拟训练控制装置其中一个实施例的结构图；

图2是本实用新型的停机控制单元其中一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本实用新型做进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

如图1所示，本实用新型实施例提供的一种消防模拟训练控制装置，包括：两个用于控制的PLC，两PLC的CPU1(中央处理器)通过冗余电缆2连接，两个CPU1的总线接口均连接光纤模块3，以通过光纤模块3连接外部设备，两个CPU的网线接口均通过网线4连接交换机5第一接口，交换机5第二接口连接用于监控和下发数据的计算机。

使用时，计算机通过交换机5向PLC的CPU1下发数据，两CPU1通过冗余电缆2共享数据，即将数据写入任意一个CPU中会自动同步到另一个CPU。

显然，在运行过程中，两PLC都处在运行状态，且同时运行一套一样的程序，当其中一个CPU出现故障时，另一个CPU保持继续运行，充分保证数据的一致性、完整性和安全性，且有效提高了容错能力，确保连续运行能力，任何单点故障不会引起停机。

同时，由于PLC内置系统为实时操作系统，冗余切换信号优先级高，不会被其他进程占用CPU资源，因此不会卡顿，且计算机和所有PLC通过连接线接入工业以太网中，在网络中进行数据的采集与信号的下达，有效提高了数据传输效率。

在一些实施例中，计算机6和报警器连接，计算机6用于接收CPU出现故障时的故障标识，并根据故障标识，查询预设的故障表格，以调取故障原因数据，并将故障原因发送至报警器，报警器用于显示故障原因，并进行语音播报，以使现场用户及时处理。

在一些实施例中，计算机6和风扇连接，以在故障原因为CPU温度过高时，启动设置在对应CPU位置处的风扇，以进行自动降温。

显然，通过以上设置，能够在线诊断和维护，进而在设备运行状态下修复单点故障。

在一些实施例中，计算机6和终端连接，以在根据故障原因判断需要人工辅助时，向终端推送故障原因、CPU标识及位置数据，以便维修员快速、及时响应。

在一些实施例中，消防模拟训练控制装置包括停机控制单元和供电电路，且供电电路为两路冗余的供电电路，具体如图2所示，第一常开触点K01AB与第三常开触点K01BB并联，第二常开触点K01AC与第四常开触点K01BC并联，且并联后的第一常开触点K01AB及第三常开触点K01BB与并联后的第二常开触点K01AC及第四常开触点K01BC串联后，再串联在两路冗余的供电电路的DC24V与对应的第一控制信号接收单元P5A之间，第一控制信号接收单元P5A与两路冗余的供电电路的DC0V连接；同理，第五常开触点K02AB与第七常开触点K02BB并联，第六常开触点K02AC与第八常开触点K02BC并联，且并联后的第五常开触点K02AB及第七常开触点K02BB与并联后的第六常开触点K02AC及第八常开触点K02BC串联后，再串联在两路冗余的供电电路的DC24V与对应的第二控制信号接收单元P5B之间，第二控制信号接收单元P5B与两路冗余的供电电路的DC0V连接，对于第三开关线圈K03AA～第十开关线圈K05BA对应的常开触点，依次类推，此处不再赘述。这样，通过将同一组的第一停机控制单元及第二停机控制单元对应的常开触点交叉并联再串联，能在其中一个CPU故障时，保证另一回路正常导通，从而进一步有效避免误停机。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本实用新型实施例的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本实用新型实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型实施例可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种消防模拟训练控制装置，其特征在于，包括：两个用于控制的PLC，两所述PLC的CPU通过冗余电缆连接，两所述CPU的总线接口均连接光纤模块，以通过所述光纤模块连接外部设备，两所述CPU的网线接口均通过网线连接交换机第一接口，所述交换机第二接口连接用于监控和下发数据的计算机。

2.根据权利要求1所述消防模拟训练控制装置，其特征在于，所述计算机和报警器连接，所述计算机用于接收CPU出现故障时的故障标识，并根据故障标识，查询预设的故障表格，以调取故障原因数据，并将故障原因发送至所述报警器，所述报警器用于显示故障原因，并进行语音播报。

3.根据权利要求2所述消防模拟训练控制装置，其特征在于，所述计算机和风扇连接，以在故障原因为CPU温度过高时，启动设置在对应所述CPU位置处的所述风扇。

4.根据权利要求3所述消防模拟训练控制装置，其特征在于，所述计算机和终端连接，以在根据故障原因判断需要人工辅助时，向所述终端推送故障原因、CPU标识及位置数据。

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