專(zhuān)利名稱(chēng):數(shù)字多功能專(zhuān)用消防給水設(shè)備控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及消防給水控制技術(shù),尤其涉及一種數(shù)字多功能專(zhuān)用消防給水 設(shè)備控制器。
背景技術(shù):
消防系統(tǒng)是各類(lèi)建筑中不可或缺的設(shè)施,消防給水設(shè)備是消防系統(tǒng)的重 要組成部分。其中,控制器作為消防給水設(shè)備的控制中樞又具有重要作用。 消防給水設(shè)備控制器主要功能是在接收到控制指令時(shí),對(duì)控制指令進(jìn)行識(shí)別 和處理,控制消防泵主控制回路的運(yùn)行,啟動(dòng)或停止消防泵向消防給水管網(wǎng) 供水,同時(shí)還要根據(jù)控制指令控制變頻器,變頻器與消防泵主控制回路相連, 變頻器的輸出頻率可控制消防泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速,從而控制消防泵做自動(dòng)巡檢或 控制消防泵的消防供水流量。
以往的消防給水設(shè)備控制器采用單片機(jī)組成,缺點(diǎn)是抗干擾能力差,在 運(yùn)行的過(guò)程中很容易"死機(jī),,。并且,因?yàn)槌绦蛲枪袒诖鎯?chǔ)器中,不 具有簡(jiǎn)易編程的設(shè)備,因而導(dǎo)致修改程序不方便,若在工地現(xiàn)場(chǎng)想修改程序 是不可能的,只能拔下存儲(chǔ)器器帶回到工廠處理,降低了操作的便利性。
目前廣泛采用可編程邏輯控制器(Program Logic Control;以下簡(jiǎn)稱(chēng) PLC)作為消防給水設(shè)備的控制器,但該技術(shù)仍存在功能單一、精確性和可靠 性差等缺陷,僅能完成一般動(dòng)作的過(guò)程控制。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種數(shù)字多功能專(zhuān)用消防給水設(shè)備控制器,以改善控制器工作的精確性和可靠性及提高智能性。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供了一種數(shù)字多功能專(zhuān)用消防給水設(shè)備控制
器,包括
可編程邏輯控制器,其上設(shè)置有控制指令接收端口、消防泵控制端口和 變頻控制端口,所述控制指令接收端口用于接收數(shù)字式控制指令,所述消防 泵控制端口用于連接至消防泵主控制回路,控制消防泵的啟動(dòng)或停止,所述 變頻控制端口用于連接至所述消防泵主控制回路的變頻器,控制變頻器的運(yùn)
行;
壓力傳感器,用于連接在消防給水管網(wǎng)中以檢測(cè)管網(wǎng)壓力,產(chǎn)生模擬壓
力信號(hào);
PID調(diào)節(jié)器,連接在所述壓力傳感器和可編程邏輯控制器上的壓力輸入 端口之間,且連接至所述變頻器,所述PID調(diào)節(jié)器用于處理所述模擬壓力信
號(hào)后傳輸給所述變頻器以控制所述變頻器的輸出頻率,且將所述模擬壓力信 號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)傳輸給所述可編程邏輯控制器,
所述數(shù)字多功能專(zhuān)用消防給水設(shè)備控制器還包括下述模塊中的任意一個(gè)
或多個(gè)
模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊,集成在所述可編程邏輯控制器上,與所述可編程邏輯控 制器的檢測(cè)端口連接,用于將檢測(cè)端口接收的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),并 傳輸給所述可編程邏輯控制器;
顯示屏記錄;^莫塊,與所述可編程邏輯控制器連接,用于顯示所述可編程 邏輯控制器的運(yùn)行數(shù)據(jù),并將所述運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ),其中所述顯示屏記錄 模塊中的顯示屏為觸摸屏,具有手寫(xiě)輸入識(shí)別功能,用于接收觸摸式輸入的 控制指令;
網(wǎng)絡(luò)接口模塊,連接在所述可編程邏輯控制器上,用于實(shí)現(xiàn)所述可編程 邏輯控制器與網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)交互;
短信呼出模塊,連接在所述可編程邏輯控制器上,用于發(fā)送短信數(shù)據(jù)。由以上技術(shù)方案可知,本發(fā)明釆用數(shù)字比例積分孩i分(Proportion Integration Differentiation;以下簡(jiǎn)稱(chēng)PID)調(diào)節(jié)器對(duì)才莫擬壓力信號(hào)進(jìn) 行轉(zhuǎn)換控制,使消防給水系統(tǒng)可以恒壓變流量的方式工作,接收數(shù)字化的壓 力信號(hào),進(jìn)行量化處理,提高程序效率,因此能夠提高控制系統(tǒng)工作的準(zhǔn)確 性和可靠性。另外,還豐富了功能模塊,提高了控制器的智能性。
圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例所提供的數(shù)字多功能專(zhuān)用消防給水設(shè)備控制器 的結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明第二實(shí)施例所提供的數(shù)字多功能專(zhuān)用消防給水設(shè)備控制器 的結(jié)構(gòu)示意圖3為本發(fā)明第三實(shí)施例所提供的數(shù)字多功能專(zhuān)用消防給水設(shè)備控制器 的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面通過(guò)具體實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。 第一實(shí)施例
圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例所提供的數(shù)字多功能專(zhuān)用消防給水設(shè)備控制器 的結(jié)構(gòu)示意圖,該消防給水設(shè)備控制器是消防給水設(shè)備專(zhuān)用的數(shù)字化控制器, 該控制器的結(jié)構(gòu)包括PLC 1、壓力傳感器2和PID調(diào)節(jié)器3,且還包括模數(shù) 轉(zhuǎn)換模塊10、顯示屏記錄模塊30、網(wǎng)絡(luò)接口模塊32和短信呼出模塊33中的 任意一個(gè)或多個(gè)。
其中,PLC 1是控制系統(tǒng)的核心控制部件,包括運(yùn)算器和控制器,能夠 存儲(chǔ)系統(tǒng)程序和用戶(hù)程序。PLC 1上設(shè)置有多個(gè)輸入端口和輸出端口,具體 的是至少包括控制指令接收端口 11、消防泵控制端口 12和變頻控制端口 13。 控制指令接收端口 ll屬于輸入端口,用于接收數(shù)字式控制指令,例如消防運(yùn)行指令和消防停止指令等,控制指令可以采用開(kāi)關(guān)量、高低電平的形式實(shí)現(xiàn)
數(shù)字化。消防泵控制端口 12屬于輸出端口,用于連接至消防泵主控制回路4, 通過(guò)消防泵主控制回路4來(lái)控制消防泵6的啟動(dòng)或停止,例如以高低電平形 式的消防泵啟動(dòng)指令和消防泵停止指令來(lái)進(jìn)行控制。變頻控制端口 13也屬于 輸出端口,用于連接至消防泵主控制回路4的變頻器5,控制變頻器5的運(yùn) 行,類(lèi)似地可以為高低電平形式的啟動(dòng)指令和停止指令或其他數(shù)字式控制指 令。
壓力傳感器2用于連接在消防給水管網(wǎng)21中以檢測(cè)管網(wǎng)壓力,產(chǎn)生模擬 壓力信號(hào)。壓力傳感器2可以將管網(wǎng)壓力轉(zhuǎn)換為例如4~20毫安(mA)的電 流信號(hào)。
數(shù)字式的PID調(diào)節(jié)器3連接在壓力傳感器2和PLC 1上的壓力輸入端口 14之間,且連接至變頻器5。 PID調(diào)節(jié)器3用于處理消防給水管網(wǎng)21的模擬 壓力信號(hào)后再傳輸給變頻器5以控制變頻器5的輸出頻率,變頻器5的輸出 頻率可以通過(guò)控制消防泵主控制回路4來(lái)控制消防泵6電機(jī)的轉(zhuǎn)速,進(jìn)而控 制消防泵6的消防供水流量。PID調(diào)節(jié)器3還將模擬壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信 號(hào)通過(guò)壓力輸入端口 14傳輸給PLC 1。具體的,PID調(diào)節(jié)器3可以將4~20 毫安的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)輸入PLC 1,還可以將該電流信號(hào)直接傳輸 給變頻器5或?qū)? ~ 20毫安電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為0 ~ 5伏(V )的電壓信號(hào)傳輸給 變頻器5,以控制變頻器5的輸出頻率。進(jìn)一步的,PID調(diào)節(jié)器3可以將模擬 壓力信號(hào)或數(shù)字信號(hào)顯示在自身設(shè)置的顯示屏上,以供工作人員參考?jí)毫π?號(hào)調(diào)節(jié)PID值。
在PLC 1上通常還連接電源7用于供電,為保證控制系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性, 優(yōu)選采用直流2 4V的供電方式,具體可以采用開(kāi)關(guān)電源的工作方式。
模數(shù)轉(zhuǎn)換才莫塊10,集成在PLC 1上,與PLC 1的4企測(cè)端口 15連接,用 于將檢測(cè)端口 15接收的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),并傳輸給PLC 1。檢測(cè)端 口 15也是PLC l上的一輸入端口。
顯示屏記錄模塊30,與PLC l連接,用于顯示PLC l的運(yùn)行數(shù)據(jù),并將運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。例如可以顯示和存儲(chǔ)PLC l接收的和/或發(fā)送的數(shù)據(jù),執(zhí) 行的程序數(shù)據(jù)等,能夠表征整個(gè)控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài),系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)均可以 進(jìn)行顯示和存儲(chǔ)??梢詫毫鞲衅?采集的管網(wǎng)壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示。該顯 示屏記錄^t塊30中的顯示屏具體可以為觸摸屏,具有手寫(xiě)輸入識(shí)別功能,用 于接收觸摸式輸入的控制指令。顯示屏記錄模塊30可以記錄控制器運(yùn)行的相 關(guān)數(shù)據(jù),以備后續(xù)查詢(xún)。這在出現(xiàn)火災(zāi)調(diào)查的情況下更為重要,可以有利于 查明火災(zāi)過(guò)程。
網(wǎng)絡(luò)接口模塊32,網(wǎng)絡(luò)接口模塊32連接在PLC 1上,是PLC 1的一個(gè) 網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展^t塊,用于實(shí)現(xiàn)PLC l與網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)交互。具有網(wǎng)絡(luò)接口模塊 32可以使數(shù)字多功能專(zhuān)用消防給水設(shè)備控制器跨接到因特網(wǎng)上,進(jìn)而能夠?qū)?現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程通訊等功能??梢酝ㄟ^(guò)網(wǎng)絡(luò)通信方式與建筑物的整個(gè)安保 中心及城市消防中心實(shí)現(xiàn)信息共享和聯(lián)動(dòng)控制。
短信呼出模塊33連接在PLC 1上,用于發(fā)送短信數(shù)據(jù)。短信呼出模塊 33由與PLC l兼容的通訊模塊組成,相當(dāng)于手機(jī)短信傳呼的功能。短信呼出 模塊33也連接在某輸出端口上。通過(guò)短信呼出模塊33可以將PLC 1內(nèi)的數(shù) 據(jù)以短信形式發(fā)送給預(yù)設(shè)的幾位管理者的手機(jī)上。例如呼出設(shè)備故障、報(bào) 警信號(hào)等的短信,以便及時(shí)維修設(shè)備。具有短信呼出功能可以及時(shí)通報(bào)故障 和報(bào)警信息,使消防給水系統(tǒng)能夠得到及時(shí)維修,隨時(shí)處于良好的待機(jī)狀態(tài), 滿足消防設(shè)備高可靠性的要求。
采用本實(shí)施例的技術(shù)方案,實(shí)現(xiàn)了 PLC的數(shù)字化控制,輸入輸出的指令 均數(shù)字化,且將壓力傳感器傳輸?shù)哪M壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)提供給PLC, 對(duì)數(shù)字化指令或信號(hào)的處理可以量化,編程更加簡(jiǎn)單,PLC控制的準(zhǔn)確性更 高。通過(guò)壓力傳感器可以檢測(cè)消防給水管網(wǎng)壓力,從而通過(guò)變頻器對(duì)消防泵 的排水流量進(jìn)行控制,能夠根據(jù)具體的消防情況來(lái)調(diào)整供水量,提高了 PLC 的可控性。
第二實(shí)施例
圖2為本發(fā)明第二實(shí)施例所提供的數(shù)字多功能專(zhuān)用消防給水設(shè)備控制器的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例可以上述第一實(shí)施例為基礎(chǔ),進(jìn)一步包括流量傳感
器8和轉(zhuǎn)速傳感器9。
其中,流量傳感器8與PLC 1的檢測(cè)端口 15連接,用于連接至消防泵6 中以檢測(cè)消防泵6的流量,并產(chǎn)生流量信號(hào)傳輸至^r測(cè)端口 15。轉(zhuǎn)速傳感器 9與PLC 1的才企測(cè)端口 15連接,用于連接至消防泵6以檢測(cè)消防泵6電機(jī)的 轉(zhuǎn)速,并產(chǎn)生轉(zhuǎn)速信號(hào)傳輸至檢測(cè)端口 15。
本實(shí)施例的數(shù)字多功能專(zhuān)用消防給水設(shè)備控制器中增設(shè)了傳感器,可以 豐富控制系統(tǒng)的檢測(cè)功能,監(jiān)測(cè)消防泵和消防給水管網(wǎng)的運(yùn)行情況,為優(yōu)化 控制提供依據(jù),使控制系統(tǒng)更加智能化。本發(fā)明數(shù)字多功能專(zhuān)用消防給水設(shè) 備控制器并不限于采用上述幾種傳感器。若傳感器輸出的是模擬傳感信號(hào), 則可通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),便于對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行量化的精確處 理,能夠簡(jiǎn)化控制程序,且提高控制效率。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上,數(shù)字多功能專(zhuān)用消防給水設(shè)備控制器還可以 外延擴(kuò)展至包括消防泵主控制回路4、自動(dòng)巡檢控制回路27、人機(jī)輸入界面 25和/或液位傳感報(bào)警設(shè)備26等。
消防泵主控制回路4與PLC 1和變頻器5分別相連,用于在PLC 1和變 頻器5的控制下驅(qū)動(dòng)各消防泵6執(zhí)行恒壓或恒流方式的消防供水。
自動(dòng)巡枱二控制回路27與PLC l和變頻器5分別相連,用于在PLC l和變 頻器5的控制下驅(qū)動(dòng)各消防泵6執(zhí)行自動(dòng)巡檢。
人機(jī)輸入界面25與控制指令接收端口 ll相連,用于輸入控制指令。
液位傳感報(bào)警設(shè)備26與控制指令接收端口 11相連,用于檢測(cè)數(shù)字多功 能專(zhuān)用消防給水設(shè)備控制器所處環(huán)境的液位和/或濕度,并產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)傳輸 給PLC 1。
實(shí)際應(yīng)用中,控制指令接收端口 ll的數(shù)量可以為多個(gè),即提供多個(gè)輸入 端口,分別連接一個(gè)或多個(gè)輸出各種控制指令的設(shè)備、傳感器等。例如,某 一個(gè)控制指令接收端口 11可以連接至設(shè)備故障檢測(cè)設(shè)備22,用于接收故障 報(bào)警信號(hào)。另一個(gè)控制指令接收端口 11可以連接至消防中心控制室23,用于接收消防中心控制室23發(fā)送的控制指令,例如啟動(dòng)消防泵指令,停止消防 泵指令等。再一個(gè)控制指令接收端口 11可以連接樓宇自動(dòng)化監(jiān)控(簡(jiǎn)稱(chēng)BA) 系統(tǒng)24,用于接收BA系統(tǒng)24所監(jiān)控到的火警信號(hào)等。某些控制指令接收端 口 11還可以分別連接到人機(jī)輸入界面25和液位傳感報(bào)警設(shè)備26。連接至人 機(jī)輸入界面25可以直接接收工作人員輸入的控制指令,連接液位傳感報(bào)警設(shè) 備26可以接收液位報(bào)警信號(hào)或稱(chēng)濕度報(bào)警信號(hào),即當(dāng)數(shù)字多功能專(zhuān)用消防給 水設(shè)備控制器被水淹泡或環(huán)境濕度過(guò)高的情況下即產(chǎn)生液位或濕度報(bào)警信
號(hào)
另外,該數(shù)字多功能專(zhuān)用消防給水設(shè)備控制器還可以包括多個(gè)控制指令 輸出端口 16,分別用于連接BA系統(tǒng)24、消防中心控制室23和自動(dòng)巡4全控制 回路27中的一個(gè)或多個(gè)??刂浦噶钶敵龆丝?16將PLC l產(chǎn)生的數(shù)字化控制 指令傳輸給相應(yīng)的系統(tǒng)或模塊。例如,當(dāng)接收到BA系統(tǒng)24或消防中心控制 室23發(fā)送的控制指令后可以通過(guò)控制指令輸出端口 16進(jìn)行應(yīng)答;還可以接 收人機(jī)輸入界面25輸入的自動(dòng)巡檢啟動(dòng)指令,將該指令通過(guò)控制指令輸出端 口 16傳輸給自動(dòng)巡檢控制回路27。自動(dòng)巡檢控制回路27與PLC 1和變頻器 5相連,在PLC 1和變頻器5的控制下對(duì)各個(gè)消防泵6的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè),自 動(dòng)巡檢控制回路27可以與消防泵主控制回路4共用輸出電路來(lái)控制消防泵6。
上述連接同 一系統(tǒng)或模塊的控制指令接收端口和控制指令輸出端口可以 是采用雙工形式通訊的一個(gè)端口 ,例如PLC可以采用一個(gè)雙工形式通訊的接 口與BA系統(tǒng)相連來(lái)交互凝:據(jù)。
采用本實(shí)施例的技術(shù)方案,控制系統(tǒng)可以與多個(gè)控制指令來(lái)源相連,接 收多種信號(hào),豐富了控制功能。
第三實(shí)施例
圖3為本發(fā)明第三實(shí)施例所提供的數(shù)字多功能專(zhuān)用消防給水設(shè)備控制器 的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例可以上述第二實(shí)施例為基礎(chǔ),進(jìn)一步增設(shè)了輸入單 元28和輸出單元29。
輸入單元28包括多個(gè)繼電器,分別連接在各控制指令接收端口 11與對(duì)應(yīng)連接的設(shè)備之間,例如連接在設(shè)備故障檢測(cè)設(shè)備22、消防中心控制室23、 BA系統(tǒng)24、人機(jī)輸入界面25和液位傳感報(bào)警設(shè)備26與控制指令接收端口 ll之間。上述各設(shè)備發(fā)出的控制指令、報(bào)警信號(hào)等均以開(kāi)關(guān)量控制各自連接 的繼電器,繼電器的輸出端接入PLC 1的輸入端口。輸入單元28可以采用V 型繼電器,可以對(duì)不同電平值輸入的控制指令起到轉(zhuǎn)換作用,能夠?qū)LC 1 的輸入端口起到擴(kuò)展作用。
輸出單元29包括多個(gè)繼電器,分別連接在消防泵控制端口 12、變頻控 制端口 13和控制指令輸出端口 16與各端口對(duì)應(yīng)連接的設(shè)備之間,例如連接 在BA系統(tǒng)24、消防中心控制室23和自動(dòng)巡檢控制回路27與控制指令輸出 端口 16之間。繼電器可以將PLC 1輸出的數(shù)字信號(hào)以開(kāi)關(guān)量的形式傳遞給相 應(yīng)的設(shè)備。輸出單元29可以采用V型繼電器,對(duì)輸出的控制指令電平值起到 了轉(zhuǎn)換作用,能夠適應(yīng)不同負(fù)載的要求。
采用本實(shí)施例的技術(shù)方案,使PLC可以與多種設(shè)備相連,消除了不同設(shè) 備傳輸信號(hào)在電平值大小方面的區(qū)別障礙,易于擴(kuò)展。
采用本發(fā)明各實(shí)施例的數(shù)字多功能專(zhuān)用消防給水設(shè)備控制器可以實(shí)現(xiàn)多 種模式的控制,下面分別進(jìn)行介紹。
一、恒速泵消防運(yùn)4亍方式
設(shè)置PLC內(nèi)當(dāng)前運(yùn)行程序?yàn)楹闼俦媚J?。?dāng)PLC通過(guò)輸入單元接收到消 防中心控制室或人機(jī)輸入界面輸入的消防運(yùn)行命令時(shí),或者壓力傳感器檢測(cè) 到消防管網(wǎng)內(nèi)壓力低于一定值時(shí),會(huì)向PLC發(fā)送消防運(yùn)行命令,則啟動(dòng)消防 運(yùn)行程序,將消防運(yùn)行命令傳輸給輸出單元,輸出單元的繼電器動(dòng)作以啟動(dòng) 消防泵主控制回路,從而啟動(dòng)各消防泵運(yùn)行。消防泵將以額定揚(yáng)程和流量向 消防給水管網(wǎng)提供水源。同時(shí),消防泵的啟動(dòng)信號(hào)會(huì)通過(guò)PLC反饋至消防中 心控制室作為應(yīng)答信號(hào),也輸出到BA系統(tǒng)作為告知信號(hào)。其中,消防運(yùn)行命 令是一組無(wú)源開(kāi)關(guān)量信號(hào),該信號(hào)進(jìn)入輸入單元的相應(yīng)繼電器,此繼電器的 輸出進(jìn)入PLC的相應(yīng)輸入端口 。消防停止命令的傳輸過(guò)程與消防運(yùn)行命令的 傳輸過(guò)程類(lèi)似。二、 恒壓變量消防運(yùn)行方式
設(shè)置PLC內(nèi)當(dāng)前運(yùn)行程序?yàn)楹銐鹤兞磕J?,并在PID調(diào)節(jié)器內(nèi)設(shè)置所需 的消防給水管網(wǎng)壓力值。當(dāng)PLC接收到消防中心控制室、人機(jī)輸入界面或壓 力傳感器傳輸?shù)南肋\(yùn)行命令時(shí);PLC通過(guò)輸出單元控制消防泵主控制回路, 使消防泵運(yùn)行;PLC控制變頻器上電,并使變頻器的輸出饋至消防泵主控制 回路,以控制消防泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速;壓力傳感器將消防給水管網(wǎng)的壓力信號(hào)轉(zhuǎn) 換成4~20毫安的直流信號(hào),送入PID調(diào)節(jié)器與設(shè)定壓力值比較,其差值由 PID調(diào)節(jié)器作PID運(yùn)算,輸出的模擬信號(hào)送入變頻器,數(shù)字信號(hào)進(jìn)入PLC,隨 時(shí)調(diào)整變頻器的輸出頻率,控制消防泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速,改變消防泵的供水量, 維持消防給水管網(wǎng)的壓力在設(shè)定壓力值。
若消防給水管網(wǎng)內(nèi)壓力發(fā)生變化將自動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。例如,當(dāng)消防水量減 少,管網(wǎng)壓力增加時(shí),調(diào)節(jié)過(guò)程是管網(wǎng)壓力值大于設(shè)定壓力值,PID調(diào)節(jié) 器輸出減小,變頻器輸出頻率降低,消防泵電機(jī)轉(zhuǎn)速下降,消防泵供水量減 小,使消防給水管網(wǎng)壓力降低;當(dāng)消防水量增大,管網(wǎng)壓力降低時(shí)的控制動(dòng) 作與上述過(guò)程相反。上述負(fù)反^t的控制過(guò)程實(shí)現(xiàn)了以恒定壓力、變化的流量 向消防給水管網(wǎng)壓力平穩(wěn)供水。
同樣,消防泵的啟動(dòng)信號(hào)會(huì)反饋至消防中心控制室作為應(yīng)答信號(hào),也輸 出到BA系統(tǒng)作為告知信號(hào)。
三、 自動(dòng)巡4企運(yùn)4于方式
本方式是在非消防運(yùn)行期間才自動(dòng)啟動(dòng)的,是為防止消防泵長(zhǎng)期不用可 能發(fā)生的銹蝕和銹死現(xiàn)象而設(shè)置的一種維護(hù)態(tài)的運(yùn)行方式。若本方式正在運(yùn) 行時(shí)遇到消防運(yùn)行命令,則無(wú)條件立刻退出自動(dòng)巡檢,并立即轉(zhuǎn)為執(zhí)行消防 運(yùn)行方式。
本方式可以由PLC的系統(tǒng)時(shí)鐘觸發(fā)啟動(dòng),時(shí)鐘周期可以_沒(méi)定為24小時(shí)的 倍數(shù)。
運(yùn)行過(guò)程如下自動(dòng)巡^r時(shí)鐘啟動(dòng)系統(tǒng)程序中的自動(dòng)巡;f全子程序,該程 序使輸出單元控制變頻器上電,同時(shí)控制自動(dòng)巡檢回路接通變頻器的輸出和向消防泵組的饋電,變頻器以較低的輸出頻率逐一驅(qū)動(dòng)消防泵組,使之以較低的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)5-IO分鐘,然后,對(duì)消防泵主控制回路的主要低壓器件逐一的 給出2秒的動(dòng)作信號(hào)使之動(dòng)作。上述過(guò)程可以有效的防止消防泵的銹蝕和銹 死,也保證了消防泵主控制回路的主要低壓器件的完好。由于消防泵轉(zhuǎn)速低, 消防泵不出水,不會(huì)對(duì)消防給水管網(wǎng)產(chǎn)生壓力,消防給水管網(wǎng)是安全的。若 在上述過(guò)程中不論消防泵還是低壓器件有故障,則會(huì)立刻停止巡檢動(dòng)作并給 出故障報(bào)警信號(hào)。此報(bào)警信號(hào)會(huì)啟動(dòng)手機(jī)短信傳呼,以告知用戶(hù)維修。同時(shí), 也會(huì)發(fā)至消防中心控制室、BA系統(tǒng)和記錄入顯示屏記錄模塊。顯示屏記錄模 塊每次記錄自動(dòng)巡;f企的結(jié)果和時(shí)間,相當(dāng)于飛機(jī)上的"黑匣子",這樣,消 防的行政管理部門(mén)就可以方便的了解掌握設(shè)備的工作狀況,給火災(zāi)調(diào)查提供 了方便。四、其它幾個(gè)功能的運(yùn)行過(guò)程網(wǎng)絡(luò)接口模塊的使用必須通過(guò)用戶(hù)密碼才可進(jìn)入。網(wǎng)絡(luò)接口模塊實(shí)際經(jīng) 常用于遠(yuǎn)程監(jiān)控,可實(shí)時(shí)監(jiān)控到用戶(hù)設(shè)備的工作情況,可修改、維護(hù)和升級(jí) 系統(tǒng)程序和用戶(hù)程序、可觀察到管網(wǎng)壓力、設(shè)備的自動(dòng)巡檢情況。若有消防 運(yùn)行,可觀察到消防泵的流量。這樣,給維護(hù)工作帶來(lái)很大的便利。液位傳感報(bào)警設(shè)備用于設(shè)備本身的保護(hù)。當(dāng)環(huán)境濕度超過(guò)90%或液位傳 感器動(dòng)作,這可以表征消防蓄水池的水位或消防泵房地面的積水時(shí),該報(bào)警 信號(hào)送入PLC,此后會(huì)立即給出報(bào)警。手機(jī)短信傳呼、BA系統(tǒng)和消防中心控 制室均可得到報(bào)警,并紀(jì)錄入顯示屏記錄模塊。本發(fā)明各實(shí)施例提供的數(shù)字多功能專(zhuān)用消防給水設(shè)備控制器是一種消防 給水設(shè)備專(zhuān)用的、數(shù)字化的多功能控制系統(tǒng),其具有如下優(yōu)點(diǎn)1)以PLC作為控制系統(tǒng)的核心部件,使控制系統(tǒng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化,編程操 作簡(jiǎn)單,且抗干擾能力強(qiáng),避免出現(xiàn)"死機(jī)"的現(xiàn)象,硬件與軟件相結(jié)合的 方式,提高了控制系統(tǒng)的效率;2 )以數(shù)字化PID對(duì)管網(wǎng)壓力的模擬信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換,完成對(duì)變頻器的控制, 控制精度高、準(zhǔn)確、快捷,避免出現(xiàn)振蕩和過(guò)控制的現(xiàn)象;3) 通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù),以數(shù)字化的方式處理管網(wǎng)壓力信號(hào)、流量信號(hào)和轉(zhuǎn)換信號(hào)等模擬信號(hào),模擬信號(hào)容易疊加干擾,因此運(yùn)算誤差大,不精確, 將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)可以提高處理精度,且可以更簡(jiǎn)單的程序?qū)崿F(xiàn)控制,避免了冗長(zhǎng)的程序語(yǔ)句和過(guò)控制;4) 釆用集成和模塊方式構(gòu)成控制系統(tǒng),易于編程、維護(hù)、組合,且可靠 性高、性?xún)r(jià)比高;5) 增加了網(wǎng)絡(luò)接口模塊,使控制系統(tǒng)可以跨接在局域網(wǎng)上,實(shí)現(xiàn)對(duì)PLC 的遠(yuǎn)程編程、監(jiān)控和通訊;6) 增加了短信呼出模塊,使控制系統(tǒng)具備類(lèi)似于手機(jī)的短信傳呼功能, 能及時(shí)地報(bào)告控制系統(tǒng)及設(shè)備情況;7) 使用的觸摸屏可以具有存儲(chǔ)功能,可記錄設(shè)備運(yùn)行情況和故障情況, 該記錄可以設(shè)置為180天周期性記錄的模式,這對(duì)于設(shè)備管理和火突調(diào)查是 非常有利的。最后應(yīng)說(shuō)明的是以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案,而非對(duì)其 限制;盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明,本領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改,或 者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1、一種數(shù)字多功能專(zhuān)用消防給水設(shè)備控制器,其特征在于,包括可編程邏輯控制器,其上設(shè)置有控制指令接收端口、消防泵控制端口和變頻控制端口,所述控制指令接收端口用于接收數(shù)字式控制指令,所述消防泵控制端口用于連接至消防泵主控制回路,控制消防泵的啟動(dòng)或停止,所述變頻控制端口用于連接至所述消防泵主控制回路的變頻器,控制變頻器的運(yùn)行;壓力傳感器,用于連接在消防給水管網(wǎng)中以檢測(cè)管網(wǎng)壓力,產(chǎn)生模擬壓力信號(hào);PID調(diào)節(jié)器,連接在所述壓力傳感器和可編程邏輯控制器上的壓力輸入端口之間,且連接至所述變頻器,所述PID調(diào)節(jié)器用于處理所述模擬壓力信號(hào)后傳輸給所述變頻器以控制所述變頻器的輸出頻率,且將所述模擬壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)傳輸給所述可編程邏輯控制器,所述數(shù)字多功能專(zhuān)用消防給水設(shè)備控制器還包括下述模塊中的任意一個(gè)或多個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊,集成在所述可編程邏輯控制器上,與所述可編程邏輯控制器的檢測(cè)端口連接,用于將檢測(cè)端口接收的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),并傳輸給所述可編程邏輯控制器;顯示屏記錄模塊,與所述可編程邏輯控制器連接,用于顯示所述可編程邏輯控制器的運(yùn)行數(shù)據(jù),并將所述運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ),其中所述顯示屏記錄模塊中的顯示屏為觸摸屏,具有手寫(xiě)輸入識(shí)別功能,用于接收觸摸式輸入的控制指令;網(wǎng)絡(luò)接口模塊,連接在所述可編程邏輯控制器上,用于實(shí)現(xiàn)所述可編程邏輯控制器與網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)交互;短信呼出模塊,連接在所述可編程邏輯控制器上,用于發(fā)送短信數(shù)據(jù)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字多功能專(zhuān)用消防給水設(shè)備控制器,其特征在于,還包括流量傳感器,與所述可編程邏輯控制器的檢測(cè)端口連接,用于連接至消 防泵以^r測(cè)消防泵的流量,并產(chǎn)生流量信號(hào)傳輸至所述;f企測(cè)端口 ;轉(zhuǎn)速傳感器,與所述可編程邏輯控制器的檢測(cè)端口連接,用于連接至消 防泵以4全測(cè)消防泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速,并產(chǎn)生轉(zhuǎn)速信號(hào)傳輸至所述纟全測(cè)端口 。
3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字多功能專(zhuān)用消防給水設(shè)備控制器,其特征 在于,還包括消防泵主控制回路,與所述可編程邏輯控制器和變頻器分別相連,用于 在所述可編程邏輯控制器和所述變頻器的控制下驅(qū)動(dòng)各消防泵執(zhí)行消防供 水。
4 、根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字多功能專(zhuān)用消防給水設(shè)備控制器,其特征 在于,還包括自動(dòng)巡檢控制回路,與所述可編程邏輯控制器和變頻器分別相連,用于 在所述可編程邏輯控制器和所述變頻器的控制下驅(qū)動(dòng)各消防泵執(zhí)行自動(dòng)巡 檢。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字多功能專(zhuān)用消防給水設(shè)備控制器,其特征 在于,還包括人機(jī)輸入界面,與所述控制指令接收端口相連,用于輸入控制指令。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字多功能專(zhuān)用消防給水設(shè)備控制器,其特征 在于,還包括液位傳感報(bào)警設(shè)備,與所述控制指令接收端口相連,用于檢測(cè)所述數(shù)字 多功能專(zhuān)用消防給水設(shè)備控制器所處環(huán)境的液位和/或濕度。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1~6任一所述的數(shù)字多功能專(zhuān)用消防給水設(shè)備控制 器,其特征在于所述控制指令接收端口的數(shù)量為多個(gè),分別用于連接設(shè)備故障檢測(cè)設(shè)備、 消防中心控制室、樓宇自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)、人機(jī)輸入界面和液位傳感報(bào)警設(shè)備中的一個(gè)或多個(gè);還包括多個(gè)控制指令輸出端口 ,分別用于連接所述樓宇自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)、 消防中心控制室和自動(dòng)巡檢控制回路中的一個(gè)或多個(gè)。
8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的數(shù)字多功能專(zhuān)用消防給水設(shè)備控制器,其特征 在于,還包括輸入單元,包括多個(gè)繼電器,分別連接在各所述控制指令接收端口與對(duì) 應(yīng)連接的設(shè)備之間;輸出單元,包括多個(gè)繼電器,分別連接在所述消防泵控制端口、變頻控 制端口和控制指令輸出端口與各端口對(duì)應(yīng)連接的設(shè)備之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種數(shù)字多功能專(zhuān)用消防給水設(shè)備控制器,包括可編程邏輯控制器,其上設(shè)置有控制指令接收端口、消防泵控制端口和變頻控制端口,控制指令接收端口用于接收數(shù)字式控制指令,消防泵控制端口用于連接至消防泵主控制回路控制消防泵的啟動(dòng)或停止,變頻控制端口用于連接至變頻器控制變頻器的運(yùn)行;壓力傳感器用于連接在消防給水管網(wǎng)中以檢測(cè)管網(wǎng)壓力,產(chǎn)生模擬壓力信號(hào);PID調(diào)節(jié)器,用于處理模擬壓力信號(hào)后傳輸給變頻器以控制變頻器的輸出頻率,且將模擬壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)傳輸給可編程邏輯控制器,該控制器還可以包括模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、顯示屏記錄模塊、網(wǎng)絡(luò)接口模塊和/或短信呼出模塊。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)數(shù)字化控制,提高控制準(zhǔn)確性。
文檔編號(hào)G05B19/05GK101533271SQ20091008205
公開(kāi)日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2009年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月17日
發(fā)明者孫青格 申請(qǐng)人:孫青格