基于PLC消防泵自動巡檢系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

田曉娟

(山西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力工程系，山西 太原 030021)

影響城市的最大災(zāi)害為火災(zāi)，目前的消防系統(tǒng)雖然能夠?qū)馂?zāi)的發(fā)生進(jìn)行及時地發(fā)現(xiàn)，但卻不能第一時間對其做到滅火處理，而這最主要的因素是消防泵由于長時間的擱置導(dǎo)致火災(zāi)發(fā)生時消防泵未能做到及時發(fā)揮作用，但就因為如此短的時間內(nèi)未能做到及時滅火，這將會帶來不可估量的損失。消防泵的主要作用是為了控制火勢的蔓延以防止火災(zāi)對建筑物造成進(jìn)一步破壞，因此要保證消防泵第一時間發(fā)揮其作用。而PLC消防泵自動巡檢系統(tǒng)能夠定期為給水系統(tǒng)做出巡檢，在遇到火災(zāi)時能夠控制消防泵及時發(fā)揮作用。

1 消防泵自動巡檢系統(tǒng)的構(gòu)成及其工作原理

1.1 消防泵自動巡檢系統(tǒng)的組成

消防泵自動巡檢系統(tǒng)的硬件設(shè)備構(gòu)成主要是消防泵和噴淋泵，其中消防泵的作用是及時地為消火栓供水，而噴淋泵則主要是負(fù)責(zé)為噴淋系統(tǒng)及時供水。且在設(shè)計過程中，通常會配置兩套消防泵自動巡檢系統(tǒng)，確保消防泵系統(tǒng)能在發(fā)生火災(zāi)時及時發(fā)揮作用。[1]另外通常根據(jù)消防泵及噴淋泵的功率大小，對消防泵則采用帶旁路接觸器的軟啟動器啟動，這在巡檢過程中保證水泵在低頻下待機幾分鐘，可以防止因巡檢過程導(dǎo)致的水壓升高，更能減少能耗。

1.2 消防泵自動巡檢系統(tǒng)的工作原理

消防泵自動巡檢系統(tǒng)除配備消防泵和噴淋泵之外，還會有一個穩(wěn)壓泵構(gòu)成。當(dāng)消防泵自動巡檢系統(tǒng)開啟巡檢功能時，則對于噴淋泵與消防泵會率先運作，消防泵自動巡檢系統(tǒng)巡檢結(jié)束之后，穩(wěn)壓泵才會發(fā)揮作用。穩(wěn)壓泵的主要作用是保持消防泵自動巡檢系統(tǒng)內(nèi)各管的水流壓力值穩(wěn)定在一個固定的區(qū)間內(nèi)，防止管內(nèi)水壓過高或過低，電接式壓力表設(shè)置一個恒定的低壓值和一個高壓值，控制著穩(wěn)壓泵的恒定。

2 消防泵自檢系統(tǒng)的設(shè)備選擇

2.1 消防泵自動巡檢系統(tǒng)的基本系統(tǒng)構(gòu)成

消防泵自動巡檢系統(tǒng)中最主要的設(shè)備選擇為PLC，通常PLC的使用最為普遍的是S7-300系列，而常用的CPU為315-2DP系列，PLC控制系統(tǒng)是消防泵自動巡檢系統(tǒng)的核心。

2.2 消防泵自動巡檢系統(tǒng)的基本控制方式

消防泵自動巡檢系統(tǒng)應(yīng)用的是手動控制或自動控制，但對于在任何情況下手動控制處于優(yōu)先地位。通過手動控制消防泵的優(yōu)點是手動巡檢可以通過控制操作臺上的各個啟動按鈕低速對各泵進(jìn)行啟動，需要停止時可按下停止開關(guān)。在消防泵自動巡檢系統(tǒng)中可以將消防泵的控制按鈕旋轉(zhuǎn)至手動檔，對消防泵自動巡檢系統(tǒng)的控制按鈕旋至自動擋，則可對消防泵的啟動及停止?fàn)顟B(tài)進(jìn)行手動操作，但在處于同一時刻時只能實現(xiàn)對一臺機器的控制。若將消防泵自動巡檢系統(tǒng)的噴灑泵控制開關(guān)調(diào)至手動擋，將消防泵自動巡檢系統(tǒng)的巡檢控制開關(guān)調(diào)至自動擋，則可通過調(diào)解噴灑泵的控制旋鈕來實現(xiàn)對噴灑泵的啟動及停止操作。但也同樣是對處于同一時刻時只能實現(xiàn)對一臺機器的控制。[2]如果在消防泵自動巡檢系統(tǒng)的控制中將消防泵自動巡檢開關(guān)調(diào)節(jié)至自動狀態(tài)，則此時為消防泵自動巡檢系統(tǒng)的自動控制。在此種控制狀態(tài)下，若無手動控制消防泵與噴灑泵的需要，則該自動控制系統(tǒng)將會每隔一定的天數(shù)進(jìn)行一次定期巡檢；若需要對消防泵以及噴灑泵的操作控制時，則消防泵自動巡檢系統(tǒng)會自動對消防泵以及噴灑泵進(jìn)行控制，并且還會在當(dāng)前使用的消防泵與噴灑泵發(fā)生故障時自動啟動備用泵。

3 對于消防泵自動巡檢系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計

3.1 消防泵自動巡檢系統(tǒng)的工作原理

如圖1所示，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，火災(zāi)的發(fā)生信號是由消防泵自動巡檢系統(tǒng)的控制中心進(jìn)行發(fā)出的，若當(dāng)系統(tǒng)檢測到火災(zāi)的發(fā)生，消防泵自動巡檢系統(tǒng)的控制中心將會對控制消防泵、噴灑泵的PLC控制系統(tǒng)發(fā)出相關(guān)的信號指令，則PLC控制系統(tǒng)會控制消防泵與噴灑泵立即進(jìn)入工作狀態(tài)待火災(zāi)危險解除之后，PLC程序控制系統(tǒng)會重新進(jìn)入巡檢狀態(tài)。若是消防泵自動巡檢系統(tǒng)進(jìn)行自動化巡檢管理，消防泵自動巡檢系統(tǒng)會定期對消防泵以及噴灑泵等進(jìn)行巡檢一次。若要對消防泵及噴灑泵進(jìn)行不定期的巡檢，則可以將消防泵及噴灑泵的控制系統(tǒng)進(jìn)行手動操作，進(jìn)而對消防泵及噴灑泵進(jìn)行不定期的安全巡檢。在消防泵自動巡檢時間到達(dá)之后，對于消防泵自動巡檢系統(tǒng)中PLC控制系統(tǒng)會率先控制變頻器調(diào)至高壓工作狀態(tài)，而后會對圖中KM1即接觸器進(jìn)行控制吸合，接下我們需要圖中消防泵1接至變頻器的負(fù)載電路中。同時我們需要在調(diào)節(jié)KM1閉合之后將變頻器調(diào)至低頻運行并在此時開始計時，而后消防泵也隨著變頻器的調(diào)節(jié)低頻運行，通過定時達(dá)到變頻器的定時停止，從而實現(xiàn)對變頻器的實時控制。而后隨著變頻器的停止實現(xiàn)了KM1的分開，同時實現(xiàn)了KM2閉合，KM2的閉合調(diào)節(jié)消防泵2在低頻下運行。而后消防泵自動巡檢系統(tǒng)對消防泵2進(jìn)行巡檢結(jié)束之后，再通過PLC控制中心調(diào)節(jié)變頻器切換至低頻運行參數(shù)。而后通過調(diào)節(jié)KM3以及KM8的閉合實現(xiàn)噴淋泵1接至負(fù)載端運行，同樣在定時時間完成之后實現(xiàn)對變頻器的停止并在此時斷開KM8以及KM3，同時通過調(diào)節(jié)KM4以及KM9的閉合實現(xiàn)變頻器對噴淋泵2低頻下運行的控制。

圖1 系統(tǒng)工作原理

3.2 火災(zāi)發(fā)生時的程序切換

對于消防泵自動巡檢系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時實現(xiàn)光信號到點信號的轉(zhuǎn)變，再由消防泵自動巡檢系統(tǒng)控制中心發(fā)出火災(zāi)發(fā)生信號。當(dāng)控制系統(tǒng)檢測到火災(zāi)的發(fā)生時，會由控制中心立即發(fā)出火災(zāi)發(fā)生信號并傳至PLC消防系統(tǒng)，PLC消防系統(tǒng)在收到火災(zāi)發(fā)生信號之后，會立即按照邏輯程序先對消防泵1進(jìn)行啟動，若消防泵1因發(fā)生故障而無法啟動，而后變頻器便會對其進(jìn)行分析，若辨別出消防泵未能啟動，則變頻器就會啟動報警器來提示消防泵1發(fā)生故障。與此同時，消防泵自動巡檢系統(tǒng)會調(diào)節(jié)變頻器，實現(xiàn)消防泵2的啟動。

3.3 關(guān)于消防泵自動巡檢系統(tǒng)的上位機設(shè)計原理

如圖2即為消防自動巡檢系統(tǒng)的流程圖，對于消防泵自動巡檢系統(tǒng)的核心是其控制系統(tǒng)，它是集各先進(jìn)技術(shù)于一身的先進(jìn)控制中心。該控制中心是用來在生產(chǎn)過程中通過自動化對圖像進(jìn)行顯示并對其進(jìn)行控制的一種系統(tǒng)，它最主要的優(yōu)點是可以與各種先進(jìn)設(shè)備以及系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合使用，這就是其價值大大提升。并且它具有先進(jìn)的設(shè)置選項、便捷的可視化窗口等，且操作簡便、功能強大，這使得該控制中心具有強大的實用性。最主要的是該控制中心能及時的對消防泵自動巡檢系統(tǒng)產(chǎn)生的故障進(jìn)行及時的故障報警并能鎖定故障報警方位，通過圖像的形式對其進(jìn)行實時監(jiān)控，確保整個系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

圖2 系統(tǒng)上位機設(shè)計原理

4 PLC控制管理技術(shù)的分析與實際應(yīng)用

4.1 通過實際案例對PLC自動化控制技術(shù)進(jìn)行分析

在使用PLC自動化控制系統(tǒng)來進(jìn)行混合產(chǎn)品的生產(chǎn)中，首先需要對原材料的各種性質(zhì)進(jìn)行分析，控制對原材料的使用量，同時兼顧用量及質(zhì)量才能保證生產(chǎn)產(chǎn)品的優(yōu)良。在過去的生產(chǎn)過程中，使用的是人工添加的過程，這難免會對原材料的使用量無法做到完美控制，但PLC控制系統(tǒng)的使用為我們解決了此類問題。對于原材料的添加都是自動化的過程，這能對原材料的使用量做到定量的控制，有效減少了原料的人工浪費以及人工操作失誤的問題，同時還能間接地減少對環(huán)境的污染情況。最終達(dá)到的效果是增加了效率與收益，提高了精確度，成本也得到了大大降低。另外PLC技術(shù)也應(yīng)用到遠(yuǎn)程操控領(lǐng)域，PLC控制管理系統(tǒng)包含多種功能強大的系統(tǒng)技術(shù)，可以將數(shù)據(jù)傳輸至網(wǎng)絡(luò)中從而實現(xiàn)對相關(guān)數(shù)據(jù)持續(xù)有效的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)控，網(wǎng)絡(luò)受廣大人民群眾的喜愛有利于PLC控制系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用。

4.2 PLC控制管理技術(shù)的實際應(yīng)用

隨著居民的生活水平日益提高，汽車也更是逐漸走入了尋常百姓家，而對于汽車的人工組件以及人工裝配難免會對組裝的汽車有所質(zhì)量上的影響。而且對于人工裝配汽車無疑其生產(chǎn)效率是相當(dāng)?shù)拖碌?，生產(chǎn)出來的汽車往往會由于生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的小問題而被退回，這對汽車生產(chǎn)廠家的損害是相當(dāng)大的。但PLC自動控制管理系統(tǒng)的應(yīng)用使此類問題得到了跨越性的改變。汽車的生產(chǎn)裝配均由自動化控制系統(tǒng)控制，這種舉措大大提高了汽車的生產(chǎn)效率，對汽車的生產(chǎn)質(zhì)量也取得了大大改進(jìn)，同時應(yīng)用PLC遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)能實時對生產(chǎn)車間的汽車生產(chǎn)情況進(jìn)行監(jiān)控，并對生產(chǎn)車間發(fā)生的故障進(jìn)行及時的反饋，保證生產(chǎn)車間的高效可持續(xù)性運行。

5 結(jié)論

隨著科技的進(jìn)步與發(fā)展，PLC技術(shù)獲得了長足發(fā)展，這對消防泵自動巡檢系統(tǒng)的貢獻(xiàn)是巨大的，并且我們堅信，隨著時代的不斷進(jìn)步與科技發(fā)展，PLC技術(shù)在各個領(lǐng)域都能獲得長足發(fā)展。