CN218971395U - 带机械强制功能的消防泵控制系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种带机械强制功能的消防泵控制系统，包括：三相四线电源、负荷开关、双电源转换装置、双电源控制显示器、多个断路器、多个交流接触器；其中，三相四线电源分为两路，第一、第二路三相四线电源分别接第一、第二主负荷开关；第一、第二主负荷开关以及双电源控制显示器分别连接双电源转换装置；双电源转换装置还分别连接第一、第二分负荷开关、第一、第二分断路器；第一分负荷开关、第一交流接触器与第一水泵接线端子连接，第二分负荷开关、第二交流接触器与第二水泵接线端子连接；系统还包括多个熔断器，以及相序保护器、可编程控制器、触摸屏。本申请可完成对消防水泵的各种保护，降低故障率。

Description

带机械强制功能的消防泵控制系统

技术领域

本申请涉及消防供水领域，特别涉及一种带机械强制功能的消防泵控制系统。

背景技术

目前，现有的消防系统对消火栓泵、喷淋泵等进行控制，结构复杂，而且与应急启动等装置需分别置于不同的控制柜内，增加了成本，也对现有操作人员提供较高要求。

这种控制方法能满足一般的控制需求，但是也存在一些不足之处：

(a)兼容性差：针对不同小功率的消防泵进行直接启动控制，不能覆盖大功率进行降压启动以及软启动器驱动的消防泵，兼容性差些。

(b)功能单一，若实现综合性功能需要不同控制柜进行配合，相关控制线路接线复杂，成本高。

(c)智能化程度不高：未通过触摸屏等界面显示和设定运行参数，并对运行参数和故障信息进行记录。

发明内容

本申请的目的在于提供一种带机械强制功能的消防泵控制系统，完成对消防水泵的控制和监测，具有过压、欠压、过流、短路、相序监测、电源监测等保护。

本申请公开了一种带机械强制功能的消防泵控制系统，包括：三相四线电源、负荷开关、双电源转换装置、双电源控制显示器、多个断路器、多个交流接触器；其中，

负荷开关包括第一主负荷开关、第二主负荷开关，所述三相四线电源分为两路，第一路三相四线电源接第一主负荷开关，第一主负荷开关被配置为控制常用电源的启用或关闭；第二路三相四线电源接第二主负荷开关，第二主负荷开关被配置为控制备用电源的启用或关闭；第一主负荷开关、第二主负荷开关分别连接双电源转换装置；双电源控制显示器连接到双电源转换装置，并被配置为显示电源的选择结果；

双电源转换装置还分别连接第一分负荷开关、第一分断路器、第二分负荷开关、第二分断路器；其中，

第一分断路器连接第一交流接触器，第二分断路器连接第二交流接触器；

第一分负荷开关、第一交流接触器与第一水泵接线端子连接，第二分负荷开关、第二交流接触器与第二水泵接线端子连接；

消防泵控制系统还包括分别连接在双电源转换装置上的多个熔断器，以及相序保护器、可编程控制器、触摸屏。

在一个优选例中，所述多个熔断器包括：第一熔断器、第二熔断器、第三熔断器，分别连接至相序保护器输入端，相序保护器输出端分别接可编程控制器的电源输出端和第九输入端。

在一个优选例中，消防泵控制系统还包括多个电流互感器，包括：

第一电流互感器、第二电流互感器、第三电流互感器，该三个电流互感器被配置为测试第一分负荷开关、第一交流接触器出线端汇合后电流；其中，第三电流互感器连接第一电流表；第一电流互感器、第二电流互感器、第一电流表连接第一热继电器；

第四电流互感器、第五电流互感器、第六电流互感器，该三个电流互感器被配置为测试第二分负荷开关、第二交流接触器出线端汇合后电流；其中，第六电流互感器连接第二电流表；第四电流互感器、第五电流互感器、第二电流表接第二热继电器。

在一个优选例中，所述多个熔断器还包括：第四熔断器，所述第四熔断器分别连接第一水泵的第一紧急启动按钮、第一选择开关、第一交流接触器常开触点、第六中间继电器的线圈和第二指示灯，第一选择开关分别接第一按钮、第一中间继电器常开触点和应急控制一端，第一按钮分别接第二按钮和第一交流接触器常开触点，第一紧急启动按钮、第二控制按钮、第一交流接触器常开触点、第一中间继电器常开触点和应急控制一端汇合后接第四中间继电器的常闭触点；第一交流接触器常开触点接第一指示灯，第一交流接触器线圈、第一指示灯、第六中间继电器线圈和第二指示灯汇合后接电源中心线。

在一个优选例中，所述多个熔断器还包括：第五熔断器，所述第五熔断器分别连接第二水泵的第一紧急启动按钮、第一选择开关、第二交流接触器常开触点、第七中间继电器的线圈和第四指示灯，第一选择开关分别接第三按钮、第二中间继电器常开触点和应急控制一端，第三按钮分别接第四按钮和第二交流接触器常开触点，第二紧急启动按钮、第四控制按钮、第二交流接触器常开触点、第二中间继电器常开触点和应急控制一端汇合后接第五中间继电器的常闭触点；第二交流接触器常开触点接第三指示灯，第二交流接触器线圈、第三指示灯、第七中间继电器线圈和第四指示灯汇合后接电源中心线。

在一个优选例中，所述多个熔断器还包括：第六熔断器，所述第六熔断器和电源中心线接开关电源供电侧，开关电源输出正极分别接压力开关、消防联动信号，压力开关接第八中间继电器的线圈，消防联动信号接第九中间继电器的线圈。

在一个优选例中，所述可编程控制器包括九个逻辑输入端，其中，

第一转换开关的自动位端子接第一逻辑输入端，

系统复位按钮接第二逻辑输入端，

第八中间继电器常开触点接第三逻辑输入端，

第九中间继电器常开触点接第四逻辑输入端，

第一交流接触器常开触点接第五逻辑输入端，

第二交流接触器常开触点接第六逻辑输入端，

第六中间继电器常闭触点接第七逻辑输入端，

第七中间继电器常闭触点接第八逻辑输入端，

相序保护器接第九逻辑输入端。

在一个优选例中，所述可编程控制器还包括六个逻辑输出端，其中，

第一逻辑输出端接第一中间继电器线圈，

第二逻辑输出端接第二中间继电器线圈，

第三逻辑输出端分别接第三中间继电器线圈、第五指示灯和火警报警器，

第四逻辑输出端分别接第四中间继电器线圈和第六指示灯，

第五逻辑输出端分别接第五中间继电器线圈和第七指示灯，

第六逻辑输出端接第八指示灯，第一至第五中间继电器线圈、第五至第八指示灯和火警报警器汇合后接电源中心线。

在一个优选例中，所述可编程控制器由二次控制回路提供AC220V电源；所述触摸屏由开关电源提供DC24V电源；可编程控制器与触摸屏通过通讯线相连接。

本申请至少具有以下有益的技术效果：

(a)可完成对消防水泵的控制，具有过压、欠压、过流、短路、相序监测、电源监测等保护；按既定程序启动相应消防泵。

(b)可通过触摸屏显示和设定运行参数，并对运行参数和故障信息进行记忆存储，更加智能化。

(c)可兼容完成不同功率的消防水泵的控制，充分利用消防控制柜里原有的交流接触器参与控制，简化了控制柜元器件和接线，节省了成本；

(d)由于系统通过PLC集中控制，提高安全性，降低故障率，极大的延长了系统设备的使用寿命，达到更理想的降低成本、安全可靠的效果。

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为本申请的一次回路电气原理图；

图2为本申请的二次回路电气原理图(控制部分)；

图3为本申请的二次回路电气原理图(PLC及HMI部分)。

具体实施方式

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。

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的实施方式作进一步地详细描述。

本申请的带机械强制功能的消防泵控制系统如图1所示，包括两路三相四线电源(常用电源、备用电源)、负荷开关(主负荷开关QS01、QS02；分负荷开关QS11、QS12)、双电源转换装置ATS、断路器QF11～QF12、交流接触器KM1～KM2、相序保护器XJ、电流互感器TA1～TA6、电流表PA1～PA2、热继电器KH1～KH2、可编程控制器PLC和触摸屏HMI。

如图1所示，第一路三相四线电源(即常用电源)接第一主负荷开关QS01，第二路三相四线电源(即备用电源)接第二主负荷开关QS02；第一主负荷开关QS01、第二主负荷开关QS02接双电源转换装置ATS。双电源转换装置ATS分别接第一分负荷开关QS11、第一分断路器QF11、第二分负荷开关QS12、第二分断路器QF12，双电源转换装置ATS还连接双电源控制显示器，以及还连接第一～第三熔断器FU1～FU3、第五熔断器FU5。

第一分断路器QF11接第一交流接触器KM1，第二分断路器QF12接第二交流接触器KM2；第一分负荷开关QS11、第一交流接触器KM1接第一水泵接线端子；第二分负荷开关QF12、第二交流接触器KM2接第二水泵接线端子。第一～第三熔断器FU1～FU3分别接相序保护器XJ输入端，相序保护器XJ输出端分别接可编程控制器PLC的电源输出端L+和第九输入端I1.0。

如图1所示，所述第一～第三电流互感器TA1～TA3测试第一分负荷开关QS11、第一交流接触器KM1出线端汇合后电流；第三电流互感器TA3接第一电流表PA1；第一电流互感器TA1、第二电流互感器TA2、第一电流表PA1接第一热继电器KH1。第四～第六电流互感器TA4～TA6测试第二分负荷开关QS12、第二交流接触器KM2出线端汇合后电流；第六电流互感器TA6接第二电流表PA2；第四电流互感器TA4、第五电流互感器TA5、第二电流表PA2接第二热继电器KH2。

如图2所示，所述第四熔断器FU4分别接第一紧急启动按钮EST1、第一选择开关SA1、第一交流接触器KM1常开触点、第六中间继电器KA6的线圈和第二指示灯HL2。第一选择开关SA1分别接第一按钮SB1、第一中间继电器KA1常开触点和应急控制一端。第一按钮SB1分别接第二按钮SB2和第一交流接触器KM1常开触点。第一紧急启动按钮EST1、第二控制按钮SB2、第一交流接触器KM1常开触点、第一中间继电器KA1常开触点和应急控制一端汇合后接第四中间继电器KA4的常闭触点。第一交流接触器KM1常开触点接第一指示灯HL1。第一交流接触器KM1线圈、第一指示灯HL1、第六中间继电器KA6线圈和第二指示灯HL2汇合后接电源中心线N。

如图2所示，所述第五熔断器FU5分别接第二紧急启动按钮EST2、第一选择开关SA1、第二交流接触器KM2常开触点、第七中间继电器KA7的线圈和第四指示灯HL4。第一选择开关SA1分别接第三按钮SB3、第二中间继电器KA2常开触点和应急控制一端。第三按钮SB3分别接第四按钮SB4和第二交流接触器KM2常开触点。第二紧急启动按钮EST2、第四控制按钮SB4、第二交流接触器KM2常开触点、第二中间继电器KA2常开触点和应急控制一端汇合后接第五中间继电器KA5的常闭触点。第二交流接触器KM2常开触点接第三指示灯HL3。第二交流接触器KM2线圈、第三指示灯HL3、第七中间继电器KA7线圈和第四指示灯HL4汇合后接电源中心线N。

如图2所示，所述第六熔断器FU6和电源中心线N接开关电源S供电侧，开关电源S输出正极分别接压力开关、消防联动信号，压力开关接第八中间继电器KA8的线圈，消防联动信号接第九中间继电器KA9的线圈。

如图3所示，所述可编程控制器PLC包括九个逻辑输入端和六个逻辑输出端。第一选择开关SA1的自动位端子接第一逻辑输入端I0.0，系统复位按钮SB5接第二逻辑输入端I0.1，第八中间继电器KA8常开触点接第三逻辑输入端I0.2，第九中间继电器KA9常开触点接第四逻辑输入端I0.3，第一交流接触器KM1常开触点接第五逻辑输入端I0.4，第二交流接触器KM2常开触点接第六逻辑输入端I0.5，第六中间继电器KA6常闭触点接第七逻辑输入端I0.6，第七中间继电器KA7常闭触点接第八逻辑输入端I0.7，相序保护器XJ接第九逻辑输入端I1.0。

如图3所示，所述第一逻辑输出端Q0.0接第一中间继电器KA1线圈，第二逻辑输出端Q0.1接第二中间继电器KA2线圈，第三逻辑输出端Q0.2分别接第三中间继电器KA3线圈、第五指示灯HL5和火警报警器BF，第四逻辑输出端Q0.3分别接第四中间继电器KA4线圈和第六指示灯HL6，第五逻辑输出端Q0.4分别接第五中间继电器KA5线圈和第七指示灯HL7，第六逻辑输出端Q0.5接第八指示灯HL8。第一～第五中间继电器KA1～KA5线圈、第五～第八指示灯HL5～HL8和火警报警器BF汇合后接电源中心线N。

可编程控制器PLC和触摸屏HMI如图3所示，包括二次控制回路提供电源AC220V电源给可编程控制器PLC，开关电源S提供DC24V电源给触摸屏HMI，可编程控制器PLC与触摸屏HMI通过通讯线相连接。

为了能够更好地理解本申请的技术方案，下面结合一个具体的例子来进行说明，该例子中罗列的细节主要是为了便于理解，不作为对本申请保护范围的限制。

本实用新型的带机械强制功能的消防泵控制系统的操作步骤如下：

(a)首先合上控制柜的负荷开关QS01～QS02，断路器QF11～QF12，控制柜处于上电状态。

(b)通过转换开关SA1选择系统的手动/自动状态，在触摸屏上设定时间等参数。

(c)若系统处于手动状态，可通过第一按钮SB1启动第一消防水泵，通过第二按钮SB2可手动停止第一消防水泵；可通过第三按钮SB3启动第二消防水泵，通过第四按钮SB4可手动停止第二消防水泵；可通过第五按钮SB5进行系统复位。

(d)若系统处于自动状态时，将根据设定的参数以及接收到的消防启泵信号，启动相应的消防水泵。若过程中消防水泵出现故障，通过可编程控制器PLC中止该故障消防水泵，启动备用消防泵，并将故障信息通过触摸屏HMI进行记录和显示；

(e)若以上手动，自动状态均无法正常启动消防泵时，具有管理权限的操作人员可以通过负荷开关启动相应消防水泵，操作人员通过控制柜外的机械应急手柄旋转，强制负荷开关合闸，完成消防水泵机械应急启动。

ATS双电源转换装置

QS01～QS02第一～第二主负荷开关

QS11～QS12第一～第分负荷开关

Q11～QF12断路器

XJ相序保护器

FU1～FU6第一熔断器～第六熔断器

PLC可编程控制器

HMI触摸屏

I0.0～I0.7可编程控制器的第一逻辑输入端～第八逻辑输入端

I1.0可编程控制器的第九逻辑输入端端

Q0.0～Q0.5可编程控制器的第一逻辑输入端～第六逻辑输出端

KM1～KM2第一交流接触器～第二交流接触器

KA1～KA9第一中间继电器～第九中间继电器

S开关电源DC24V

BF报警器

HL1～HL8第一指示灯～第八指示灯

SA1第一转换开关

SB1～SB4第一按钮～第四按钮。

SB5系统复位按钮。

EST1～EST2第一紧急启动按钮～第二紧急启动按钮。

需要说明的是，在本专利的申请文件中，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。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。

本说明书包括本文所描述的各种实施例的组合。对“一个实施例”或特定实施例等的单独提及不一定是指相同的实施例；然而，除非指示为是互斥的或者本领域技术人员很清楚是互斥的，否则这些实施例并不互斥。应当注意的是，除非上下文另外明确指示或者要求，否则在本说明书中以非排他性的意义使用“或者”一词。

在本申请提及的所有文献都被认为是整体性地包括在本申请的公开内容中，以便在必要时可以作为修改的依据。此外应理解，在阅读了本申请的上述公开内容之后，本领域技术人员可以对本申请作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种带机械强制功能的消防泵控制系统，其特征在于，包括：三相四线电源、负荷开关、双电源转换装置、双电源控制显示器、多个断路器、多个交流接触器；其中，

负荷开关包括第一主负荷开关、第二主负荷开关，所述三相四线电源分为两路，第一路三相四线电源接第一主负荷开关，第一主负荷开关被配置为控制常用电源的启用或关闭；第二路三相四线电源接第二主负荷开关，第二主负荷开关被配置为控制备用电源的启用或关闭；第一主负荷开关、第二主负荷开关分别连接双电源转换装置；双电源控制显示器连接到双电源转换装置，并被配置为显示电源的选择结果；

双电源转换装置还分别连接第一分负荷开关、第一分断路器、第二分负荷开关、第二分断路器；其中，

第一分断路器连接第一交流接触器，第二分断路器连接第二交流接触器；

第一分负荷开关、第一交流接触器与第一水泵接线端子连接，第二分负荷开关、第二交流接触器与第二水泵接线端子连接；

消防泵控制系统还包括分别连接在双电源转换装置上的多个熔断器，以及相序保护器、可编程控制器、触摸屏。

2.根据权利要求1所述的带机械强制功能的消防泵控制系统，其特征在于，所述多个熔断器包括：第一熔断器、第二熔断器、第三熔断器，分别连接至相序保护器输入端，相序保护器输出端分别接可编程控制器的电源输出端和第九输入端。

3.根据权利要求1所述的带机械强制功能的消防泵控制系统，其特征在于，消防泵控制系统还包括多个电流互感器，包括：

第一电流互感器、第二电流互感器、第三电流互感器，该三个电流互感器被配置为测试第一分负荷开关、第一交流接触器出线端汇合后电流；其中，第三电流互感器连接第一电流表；第一电流互感器、第二电流互感器、第一电流表连接第一热继电器；

第四电流互感器、第五电流互感器、第六电流互感器，该三个电流互感器被配置为测试第二分负荷开关、第二交流接触器出线端汇合后电流；其中，第六电流互感器连接第二电流表；第四电流互感器、第五电流互感器、第二电流表接第二热继电器。

4.根据权利要求1所述的带机械强制功能的消防泵控制系统，其特征在于，所述多个熔断器还包括：第四熔断器，所述第四熔断器分别连接第一水泵的第一紧急启动按钮、第一选择开关、第一交流接触器常开触点、第六中间继电器的线圈和第二指示灯，第一选择开关分别接第一按钮、第一中间继电器常开触点和应急控制一端，第一按钮分别接第二按钮和第一交流接触器常开触点，第一紧急启动按钮、第二控制按钮、第一交流接触器常开触点、第一中间继电器常开触点和应急控制一端汇合后接第四中间继电器的常闭触点；第一交流接触器常开触点接第一指示灯，第一交流接触器线圈、第一指示灯、第六中间继电器线圈和第二指示灯汇合后接电源中心线。

5.根据权利要求1所述的带机械强制功能的消防泵控制系统，其特征在于，所述多个熔断器还包括：第五熔断器，所述第五熔断器分别连接第二水泵的第一紧急启动按钮、第一选择开关、第二交流接触器常开触点、第七中间继电器的线圈和第四指示灯，第一选择开关分别接第三按钮、第二中间继电器常开触点和应急控制一端，第三按钮分别接第四按钮和第二交流接触器常开触点，第二紧急启动按钮、第四控制按钮、第二交流接触器常开触点、第二中间继电器常开触点和应急控制一端汇合后接第五中间继电器的常闭触点；第二交流接触器常开触点接第三指示灯，第二交流接触器线圈、第三指示灯、第七中间继电器线圈和第四指示灯汇合后接电源中心线。

6.根据权利要求1所述的带机械强制功能的消防泵控制系统，其特征在于，所述多个熔断器还包括：第六熔断器，所述第六熔断器和电源中心线接开关电源供电侧，开关电源输出正极分别接压力开关、消防联动信号，压力开关接第八中间继电器的线圈，消防联动信号接第九中间继电器的线圈。

7.根据权利要求1所述的带机械强制功能的消防泵控制系统，其特征在于，所述可编程控制器包括九个逻辑输入端，其中，

第一转换开关的自动位端子接第一逻辑输入端，

系统复位按钮接第二逻辑输入端，

第八中间继电器常开触点接第三逻辑输入端，

第九中间继电器常开触点接第四逻辑输入端，

第一交流接触器常开触点接第五逻辑输入端，

第二交流接触器常开触点接第六逻辑输入端，

第六中间继电器常闭触点接第七逻辑输入端，

第七中间继电器常闭触点接第八逻辑输入端，

相序保护器接第九逻辑输入端。

8.根据权利要求7所述的带机械强制功能的消防泵控制系统，其特征在于，所述可编程控制器还包括六个逻辑输出端，其中，

第一逻辑输出端接第一中间继电器线圈，

第二逻辑输出端接第二中间继电器线圈，

第三逻辑输出端分别接第三中间继电器线圈、第五指示灯和火警报警器，

第四逻辑输出端分别接第四中间继电器线圈和第六指示灯，

第五逻辑输出端分别接第五中间继电器线圈和第七指示灯，

第六逻辑输出端接第八指示灯，第一至第五中间继电器线圈、第五至第八指示灯和火警报警器汇合后接电源中心线。

9.根据权利要求1所述的带机械强制功能的消防泵控制系统，其特征在于，所述可编程控制器由二次控制回路提供AC220V电源；所述触摸屏由开关电源提供DC24V电源；可编程控制器与触摸屏通过通讯线相连接。

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