專利名稱：一種消防車水泵油門控制方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電氣控制領(lǐng)域和消防裝備領(lǐng)域，尤其是涉及一種消防車水泵油門控制 方法及裝置。
背景技術(shù)：
消防水槍、水炮是火場(chǎng)上使用最廣泛的滅火工具之一，世界各國對(duì)消防水槍、水炮 產(chǎn)品的研制都非常重視，各種新型的消防水槍、水炮產(chǎn)品不斷被推出。一般水槍工作壓力在 0. 2MPa-0. 8MPa之間，直沖射程可達(dá)到40m，水流可在2 8L/s之間進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)水槍操作 人員改變水槍水流，如果消防車水泵轉(zhuǎn)速不做調(diào)整，水流大時(shí)會(huì)導(dǎo)致水壓不夠，水流小時(shí)會(huì) 導(dǎo)致水壓過高，因此需要同時(shí)調(diào)整水泵的轉(zhuǎn)速。目前救火現(xiàn)場(chǎng)仍靠人口頭或用對(duì)講機(jī)傳話 給汽車司機(jī)而實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)場(chǎng)指揮難度大，工作效率低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種降低現(xiàn)場(chǎng)指揮 難度，提高工作效率的消防車水泵油門控制方法及裝置。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種消防車水泵油門控制方法，其 特征在于，該方法包括以下步驟(1)設(shè)定控制參數(shù)；(2)基于設(shè)定的控制參數(shù)，通過人工或控制器自動(dòng)調(diào)節(jié)油門的大小，控制水泵的出 口壓力或者發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速到達(dá)控制目標(biāo)。所述的控制參數(shù)包含壓力偏移量，速度偏移量、怠速目標(biāo)值、極限速度和極限正 壓。所述的出口目標(biāo)壓力的初始值由壓力傳感器的測(cè)量值轉(zhuǎn)化而來，隨后由按鍵進(jìn)行調(diào)整。所述的發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速的初始值由轉(zhuǎn)速傳感器的測(cè)量值轉(zhuǎn)化而來，隨后由按鍵進(jìn) 行調(diào)整。所述的控制器有手動(dòng)控制方式、壓力自動(dòng)控制方式、速度自動(dòng)控制方式和怠速控 制方式。所述的控制器上電后為手動(dòng)控制方式時(shí)，通過按鍵手動(dòng)調(diào)整油門大小。所述的控制器為壓力自動(dòng)控制方式時(shí)，當(dāng)水泵出口壓力值超過目標(biāo)壓力一定范圍 后，控制器驅(qū)動(dòng)電機(jī)反轉(zhuǎn)或者正轉(zhuǎn)，油門減小或者增大直到水泵出口壓力滿足要求。所述的控制器為速度自動(dòng)控制方式時(shí)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速超過目標(biāo)轉(zhuǎn)速一定范圍后， 控制器驅(qū)動(dòng)電機(jī)反轉(zhuǎn)或者正轉(zhuǎn)，油門減小或者增大直到轉(zhuǎn)速滿足要求。所述的控制器處于怠速控制狀態(tài)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速超過怠速一定范圍后，控制器驅(qū) 動(dòng)電機(jī)反轉(zhuǎn)或者正轉(zhuǎn)，油門減小或者增大直到轉(zhuǎn)速滿足要求。一種消防車水泵油門控制方法的裝置，其特征在于，該裝置包括控制器、水泵、水泵出口壓力傳感器，水泵入口壓力傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)、轉(zhuǎn)速傳感器，所述的控制器分別連 接水泵出口壓力傳感器，水泵入口壓力傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器，所述的水泵出口壓力傳感器 設(shè)置在水泵出口端，所述的水泵入口壓力傳感器設(shè)置在水泵入口端，所述的發(fā)動(dòng)機(jī)的油門 通過拉線連接電機(jī)，該電機(jī)連接控制器，所述的轉(zhuǎn)速傳感器設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軸旁，所述的 控制器發(fā)出控制信號(hào)給電機(jī)，電機(jī)通過拉線拖動(dòng)油門控制發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而調(diào)節(jié)水泵的 出口壓力。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明由控制器發(fā)出控制信號(hào)給直流電機(jī)，直流電機(jī)通過拉線 拖動(dòng)油門從而控制發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而調(diào)節(jié)水泵的出口壓力?？刂破鬟€設(shè)計(jì)了電子電位器 輸出接口和總線輸出接口，輸出油門位置信號(hào)，以便控制裝置適用于不同的消防車?？刂破?有手動(dòng)功能、壓力自動(dòng)控制功能、速度自動(dòng)控制功能和怠速控制功能。使用手動(dòng)功能時(shí)，通 過增大減小按鍵調(diào)整水泵出口壓力。使用壓力自動(dòng)控制功能時(shí)將出口壓力保持在目標(biāo)壓力 附近。使用速度自動(dòng)控制功能時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制在目標(biāo)轉(zhuǎn)速附近。使用怠速控制功能 時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制在怠速目標(biāo)值附近。該控制裝置實(shí)現(xiàn)了消防車油門的自動(dòng)控制，提高 了消防車的自動(dòng)化水平。


圖1為本發(fā)明的裝置組成；圖2為本發(fā)明的電路框圖；圖3為本發(fā)明控制器的操作面板。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。實(shí)施例如圖1所示，一種消防車水泵油門控制裝置，該裝置包括控制器1、水泵2、水泵出 口壓力傳感器3，水泵入口壓力傳感器4、發(fā)動(dòng)機(jī)5、電機(jī)6、轉(zhuǎn)速傳感器7，所述的控制器1分 別連接水泵出口壓力傳感器3，水泵入口壓力傳感器4和轉(zhuǎn)速傳感器7，所述的水泵出口壓 力傳感器3設(shè)置在水泵2出水端，所述的水泵入口壓力傳感器4以及水流速度傳感器10設(shè) 置在水泵2進(jìn)水端，所述的發(fā)動(dòng)機(jī)5的油門8通過拉線9連接電機(jī)6，該電機(jī)6連接控制器 1，所述的轉(zhuǎn)速傳感器7設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)5傳動(dòng)軸旁側(cè)。控制器電路框圖如圖2所示，使用富士通的16位單片機(jī)11為核心，使用DC/DC模 塊將消防車儲(chǔ)電池提供的電壓穩(wěn)定到MV、12V、5V供相關(guān)電路使用，使用18200電機(jī)驅(qū)動(dòng)單 元12驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)，使用9313數(shù)字電位器輸出電路13作為數(shù)控電位器，使用CAN總線接 口電路14進(jìn)行通信，壓力及流量傳感器使用4 20mA轉(zhuǎn)換電路15轉(zhuǎn)換輸出，有濾波和放 大電路轉(zhuǎn)速信號(hào)整形電路16將傳感器的信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)? 5V信號(hào)，轉(zhuǎn)速傳感器為脈沖輸出， 通過LED顯示及鍵盤電路17顯示。如圖3所示控制面板。下面四塊數(shù)碼管分別實(shí)時(shí)顯示出口壓力(0-3. OOOMPa)、 真空壓力(O-IOOKPa)、轉(zhuǎn)速(0-4000r/min)、和流量(0-1000L/s)，水量(0_9999m3)?？刂破饔袃煞N工作狀態(tài)預(yù)設(shè)和運(yùn)行。根據(jù)設(shè)備承受能力和現(xiàn)場(chǎng)要求，預(yù)先設(shè)定控制參數(shù)壓力偏移量為5，速度偏移量為20、怠速目標(biāo)值100、極限速度2500、極限正壓為2。某次運(yùn)行工作流程如下(1)上電，進(jìn)入于手動(dòng)狀態(tài)手動(dòng)指示燈亮，其它所有指示燈滅。按下正轉(zhuǎn)鍵時(shí)正 轉(zhuǎn)指示燈亮，電機(jī)正轉(zhuǎn)，放開按鍵，正轉(zhuǎn)指示燈滅，電機(jī)停止。按下反轉(zhuǎn)鍵時(shí)反轉(zhuǎn)指示燈亮， 電機(jī)反轉(zhuǎn)，放開按鍵，反轉(zhuǎn)指示燈滅，電機(jī)停止。調(diào)整出口壓力到l.OOOMPa。(2)按壓控鍵，進(jìn)入壓控狀態(tài)，目標(biāo)壓力指示燈亮以當(dāng)前正壓(出口壓力)測(cè)量 值1. OOOMPa為壓力控制目標(biāo)值，由于受到打開或者關(guān)閉水槍等因素的影響。當(dāng)正壓測(cè)量值 大于壓力控制目標(biāo)值1. OOOMPa+壓力偏移值0. 005MPa,電機(jī)反轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)指示燈亮，當(dāng)正壓測(cè) 量值等于小于正壓目標(biāo)值1. OOOMPa時(shí)，電機(jī)停止，反轉(zhuǎn)指示燈滅。當(dāng)正壓測(cè)量值小于正壓 目標(biāo)值1. OOOMPa-壓力偏移值0. 005MPa時(shí)，電機(jī)正轉(zhuǎn)，正轉(zhuǎn)指示燈亮，當(dāng)正壓測(cè)量值大于等 于目標(biāo)值1. OOOMPa時(shí)，電機(jī)停止，正轉(zhuǎn)指示燈滅。按下增大鍵壓力控制目標(biāo)值增大，按下減 小鍵則壓力控制目標(biāo)值減小。(3)按速控鍵，進(jìn)入速控狀態(tài)，目標(biāo)轉(zhuǎn)速指示燈亮以轉(zhuǎn)速測(cè)量值1500r/min為速 控目標(biāo)值，當(dāng)速度測(cè)量值大于速度目標(biāo)值1500r/min+速度偏移值20r/min，電機(jī)反轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn) 指示燈亮，當(dāng)速度測(cè)量值小于等于速度目標(biāo)值1500r/min時(shí)，電機(jī)停止，反轉(zhuǎn)指示燈滅。當(dāng) 速度測(cè)量值小于速度目標(biāo)值1500r/min-速度偏移值20r/min，電機(jī)正轉(zhuǎn)，正轉(zhuǎn)指示燈亮，當(dāng) 正壓測(cè)量值大于等于速度目標(biāo)值1500r/min時(shí)，電機(jī)停止，正轉(zhuǎn)指示燈滅。按下增大鍵速控 目標(biāo)值增大，按下減小鍵則速控目標(biāo)值減小。(4)按下怠速，電機(jī)反轉(zhuǎn)，直到轉(zhuǎn)速等于小于設(shè)定怠速值lOOr/min，并按照上速述 速控狀態(tài)的控制方法將轉(zhuǎn)速控制在設(shè)定怠速附近。(5)當(dāng)轉(zhuǎn)速大于等于設(shè)定的極限速度2500r/min，或者出口壓力大于等于設(shè)定的 極限正壓為2MPa，電機(jī)不能再收緊，油門不會(huì)再加大，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不會(huì)再提高。按圖3所示的“預(yù)設(shè)/退出”鍵，進(jìn)入預(yù)設(shè)狀態(tài)，控制器依然按照運(yùn)行狀態(tài)下的選 擇，控制著電機(jī)，此時(shí)按鍵的功能發(fā)生改變，用于設(shè)置工作參數(shù)。預(yù)設(shè)燈亮，流量指示燈亮，上部數(shù)碼管顯示流量。按>>鍵，上部數(shù)碼管指示燈依 照流量、壓偏、速偏、怠速、極速、極壓的順序點(diǎn)亮，按<<鍵則按照極壓、極速、怠速、速偏、 壓偏、流量的順序點(diǎn)亮。壓偏、速偏、怠速、極速、極壓的指示燈點(diǎn)亮?xí)r，用增大和減小鍵改變 正壓偏移值、速度偏移植值、怠速目標(biāo)值、極限速度、極限正壓的數(shù)值，每次改變需要按確認(rèn) 鍵確認(rèn)才能生效。流量指示燈亮?xí)r，按下增大或者減小鍵，流量值清零。預(yù)設(shè)燈亮?xí)r，按預(yù) 設(shè)鍵，退出預(yù)設(shè)狀態(tài)。圖3上部數(shù)碼管上電時(shí)為顯示上一次用開機(jī)水量。處于運(yùn)行狀態(tài)手動(dòng)運(yùn)行時(shí)顯 示本次開機(jī)用水量(如不清零，則顯示值為以前用水量加本次開機(jī)用水量)，速控時(shí)顯示速 度目標(biāo)值，壓控時(shí)顯示壓控目標(biāo)值。處于預(yù)設(shè)時(shí)狀態(tài)顯示內(nèi)容根據(jù)右邊鍵盤的操作，顯示 流量、正壓偏移值、速度偏移值、怠速目標(biāo)值、極限速度、極限正壓，最上部LED燈與顯示內(nèi)
容--對(duì)應(yīng)。流量值每秒鐘累計(jì)一次并存儲(chǔ)到EER0M，壓力偏移量、速度偏移量、怠速目標(biāo)值、極 限速度、極限正壓的數(shù)值按確認(rèn)鍵時(shí)，保存到EER0M。電源開關(guān)在控制器側(cè)面上，使用防水航空插頭連接外部元器件。
權(quán)利要求
1.一種消防車水泵油門控制方法，其特征在于，該方法包括以下步驟(1)設(shè)定控制參數(shù)；(2)基于設(shè)定的控制參數(shù)，通過人工或控制器自動(dòng)調(diào)節(jié)油門的大小，控制水泵的出口壓 力或者發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速到達(dá)控制目標(biāo)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種消防車水泵油門控制方法，其特征在于，所述的控制參 數(shù)包含壓力偏移量，速度偏移量、怠速目標(biāo)值、極限速度和極限正壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種消防車水泵油門控制方法，其特征在于，所述的出口目 標(biāo)壓力的初始值由壓力傳感器的測(cè)量值轉(zhuǎn)化而來，隨后由按鍵進(jìn)行調(diào)整。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種消防車水泵油門控制方法，其特征在于，所述的發(fā)動(dòng)機(jī) 目標(biāo)轉(zhuǎn)速的初始值由轉(zhuǎn)速傳感器的測(cè)量值轉(zhuǎn)化而來，隨后由按鍵進(jìn)行調(diào)整。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種消防車水泵油門控制方法，其特征在于，所述的控制器 有手動(dòng)控制方式、壓力自動(dòng)控制方式、速度自動(dòng)控制方式和怠速控制方式。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種消防車水泵油門控制方法，其特征在于，所述的控制器 上電后為手動(dòng)控制方式時(shí)，通過按鍵手動(dòng)調(diào)整油門大小。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種消防車水泵油門控制方法，其特征在于，所述的控制器 為壓力自動(dòng)控制方式時(shí)，當(dāng)水泵出口壓力值超過目標(biāo)壓力一定范圍后，控制器驅(qū)動(dòng)電機(jī)反 轉(zhuǎn)或者正轉(zhuǎn)，油門減小或者增大直到水泵出口壓力滿足要求。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種消防車水泵油門控制方法，其特征在于，所述的控制器 為速度自動(dòng)控制方式時(shí)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速超過目標(biāo)轉(zhuǎn)速一定范圍后，控制器驅(qū)動(dòng)電機(jī)反轉(zhuǎn)或 者正轉(zhuǎn)，油門減小或者增大直到轉(zhuǎn)速滿足要求。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種消防車水泵油門控制方法，其特征在于，所述的控制器 處于怠速控制狀態(tài)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速超過怠速一定范圍后，控制器驅(qū)動(dòng)電機(jī)反轉(zhuǎn)或者正轉(zhuǎn)，油 門減小或者增大直到轉(zhuǎn)速滿足要求。
10.一種實(shí)施權(quán)利要求1所述的消防車水泵油門控制方法的裝置，其特征在于，該裝置 包括控制器、水泵、水泵出口壓力傳感器，水泵入口壓力傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)、轉(zhuǎn)速傳感器， 所述的控制器分別連接水泵出口壓力傳感器，水泵入口壓力傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器，所述的 水泵出口壓力傳感器設(shè)置在水泵出口端，所述的水泵入口壓力傳感器設(shè)置在水泵入口端， 所述的發(fā)動(dòng)機(jī)的油門通過拉線連接電機(jī)，該電機(jī)連接控制器，所述的轉(zhuǎn)速傳感器設(shè)置在發(fā) 動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軸旁，所述的控制器發(fā)出控制信號(hào)給電機(jī)，電機(jī)通過拉線拖動(dòng)油門控制發(fā)動(dòng)機(jī)的 轉(zhuǎn)速，進(jìn)而調(diào)節(jié)水泵的出口壓力。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種消防車水泵油門控制方法及裝置，該方法包括以下步驟(1)設(shè)定控制參數(shù)；(2)根據(jù)該控制參數(shù)，自動(dòng)控制調(diào)節(jié)油門的大小，控制水泵的出口壓力或者發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速到達(dá)控制目標(biāo)。裝置由控制器、油門驅(qū)動(dòng)器(直流電機(jī))、出口壓力傳感器、進(jìn)口壓力傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器構(gòu)成。由控制器發(fā)出控制信號(hào)給直流電機(jī)，直流電機(jī)通過拉線拖動(dòng)油門從而控制發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而調(diào)節(jié)水泵的出口壓力。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明控制裝置實(shí)現(xiàn)了消防車油門的自動(dòng)控制，提高了消防車的自動(dòng)化水平。
文檔編號(hào)A62C27/00GK102116203SQ20091024787
公開日2011年7月6日 申請(qǐng)日期2009年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者余朝剛, 吳訓(xùn)成, 張玨成, 施華洋, 曾敬 申請(qǐng)人:上海工程技術(shù)大學(xué)