一种工频消防巡检系统的设计方案

1、一种工频消防巡检系统的设计-机电论文一种工频消防巡检系统的设计曹鹏科（江苏宜开电气有限公司，江苏无锡 214226 ）摘要：根据公安部发布的中华人民共和国公共安全行业标准GA30.2 2002固定消防给水设备的性能要求和试验方法第2部分：消防自动恒压给水设备对消防控制设备的强制性要求，采用可编程控制器、人机界面等设计了一种具有 工频巡回检查功能的消防控制系统，经过检测及应用其完全满足 GA30.2 2002 要求，具有手自动巡检功能等，而且运行可靠、更改设置灵活、拓展方便。关键词：消防；巡检；PLC;人机界面0引言随着社会的发展，各种各样的建筑物日益增多，大多数建筑物内可燃物随处 可见，这大大

2、增加了发生火灾的可能性。很多经验与教训表明，一旦发生火灾， 在火灾初期建筑物内的消防系统至关重要， 同时更多的经验和教训也显示，不少 建筑物内的消防系统形同虚设。究其原因，实际上很简单，消防系统的心脏一一 消防泵，平时不动，用时才动。流水不腐，户枢不蠹。不动还能不腐不蠹，实在 是难！消防泵不动必然导致长期处于潮湿环境下的泵轴和叶轮出现锈蚀，直至锈死，从而造成消防命令来时泵启动不了。 所以，公安部发布了中华人民共和国公 共安全行业标准GA30.2 2002固定消防给水设备的性能要求和试验方法第2部分：消防自动恒压给水设备，强制性规定：消防泵长期处于非运行状态的设 备应具有巡检功能。就是这些设备过

3、一段时间要运行一定时间，检查一下，防患 于未然，以此保证真正需要时能动能用。基于此，本文设计出一种独具特色、实 用可靠的工频消防巡检系统。1相关理论技术及开发环境1.1相关理论技术工频消防巡检装置以PLC为控制核心，通过人机界面设定，由启动运行装置 带动电机，拖动消防泵运行。设计该系统主要用到的相关技术有：PLC编程技术、 人机界面技术、电气控制技术。1.2开发环境该系统包括硬件和软件。硬件包括一 /二次设备、控制原理图、接线图、元器 件布置图，软件包括 STEP7 Micro/WIN 以及集成于 STEP7 Micro/WIN 内 的 TDKeypadDesigner 。2电路设计2.1电路

4、的构成一个常规的工频消防巡检系统包括双电源切换柜、喷淋泵控制柜、消火栓泵 控制柜，关系如图1所示。S 1舸嫌工频消防巡检系统双电源切换柜两路电源进线，一主一备（一般两路电源来自不同的独立电源 点；或一路来自市电，一路来自自备发电机），保证对其他两柜电源供应的可靠。 喷淋泵、消火栓泵控制柜在国家建筑标准设计图集10D303 3常用水泵控制电路图典型设计的基础上增加了巡检功能。另为了防止巡检超压，在水系统上 增加了主路阀和旁路阀，同时在控制柜上也增加了相应的控制回路。喷淋泵、消 火栓泵控制柜设计类同，以下统称消防泵控制柜2.2主路阀与旁路阀的控制工频巡检时消防泵以工频50Hz运行，因消防水系统无消

5、防任务时，水路为 一封闭系统，如无泄压通道，势必超压，造成严重后果，所以水路必须设置旁路 系统，巡检时走旁路系统，又要不影响主系统。这样便要在主路上设置主路阀， 在旁路上设置旁路阀。在一般及消防情况下，旁路阀关闭，主路阀打开；在巡检 时主路阀关闭，旁路阀打开。水系统如图 2所示。!牛图2水系统2.3工频巡检的硬件设计一般元件（如断路器、接触器、继电器等）选型按照常规。2.3.1PLC 选择输入PLC的信号（DI）:主令开关（手动 自动）、选泵开关（1用2备 2 用1备）、手动巡检开关、消防泵手动启停开关、主旁路阀手动开关命令、消防 命令、消防应急控制命令、消防泵运行及故障信号、主旁路阀状态信号

6、、水源池 液位信号、故障复位等。PLC输出的信号（DO）：消防泵启停中继、主旁路阀开关中继、手自动巡检 信号、综合故障信号等。DI、DO总数确定后，再考虑一定余量，便可最终确定PLC构成。一个典型的应用：两台消防泵，一台主路阀，一台旁路阀。设计选用了西门子 S7 200 系列 CPU224 （ 14DI/10DO ）+EM221（ 8DI）+ 电池卡。人机界面选择人机界面选用西门子TD400C ,它与西门子S7 200PLC无缝集成，不存在兼容性问题，稳定可靠。另外，人机界面一般装于柜门上，与S7 200CPU距离小于2.5m，可通过TD/CPU电缆提供电源，无需另外再配置开关电源。3软件设计

7、3.1软件流程软件流程图如图3所示。（砒）m用1冬了-料中图3软眸流程图（1 ）手动巡检模式适用于调试阶段或任何时间强制巡检。根据程序设定， 完成一个巡检周期，自动停止。（2 ）自动巡检模式按照设定的周期、钟点、时长、时间间隔对几台消防泵 依次自动进行启动检查。（3 ）在巡检过程中若遇到消防命令信号立刻自动退出巡检模式，进入消防 运行。3.2人机界面设计具有多种用户菜单及详细的报警功能，具体包括：（1）巡检装置使用的基本说明；（2）实时参数值显示；（3）通过用户密码，可根据需要设置巡检周期、钟点、时长、时间间隔；（4）消防泵、主旁路阀一 /二次回路故障、异常显示报警。4系统功能系统功能框图如图

8、4所示S4茅统为觀框禺5通电调试以上述典型应用为例。检查一 /二次接线正确后，在控制柜接触器下端接入白炽灯（白炽灯一端接接触器任一相，一端接零线），共六只（一台消防泵一只，主旁路阀各两只（正反 转），另用两只三挡自锁旋钮模拟主旁路阀的全开/全关行程开关）。把PLC模式开关打至“STOP”，然后双电源、消防泵控制柜依次送电，载入程序到PLC,然后把PLC模式开关打至“RUN”。（1）在人机界面TD400C上查看巡检周期、钟点、时长、时间间隔的初始 设定值。（2 ）主令开关打至“手动”位置：消防泵、主旁路阀手动开停调试；手动 巡检开关闭合，进行手动巡检调试。（3）主令开关打至“自动”位置：在人机界面设定当前时刻巡检，进行自 动巡检调试。无论自动还是手动巡检，巡检子程序相同，具体如图5所示。图5巡检子程序六只白炽灯按程序运行步骤亮灭。|（1）模拟给定消防信号，无论巡检状态如何，即刻转入消防运行。（2）模拟各种故障信号，在人机界面及通过柜面上的指示灯、蜂鸣器相应 报出。6结语该系统不但完全满足 GA30.2 2002的要求，具有手自动巡检功能等，而且 运行可靠、更改设置灵活、拓展方便。由于工频巡检只是走旁路，其他运行工况均等同实际消防运行，所以能全面 检查动力系统。该系统一次性投资小，适用于小功率电机，缺点是耗能、水系统 复杂