[摘 要]
本文介紹了采用可編程序控制器（PLC）實(shí)現(xiàn)的高層建筑消防泵組的光控制設(shè)計(jì)。文中詳細(xì)討論了控制系統(tǒng)的工作原理,、信號(hào)的檢測(cè)以及系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)和軟件設(shè)計(jì),。
[關(guān)鍵詞]
消防泵組 可編程序控制器 控制系統(tǒng) 循環(huán)
1 引言
目前高層建筑在各類城市中比比皆是。為了防止意外火災(zāi),，高層建筑一般均設(shè)有消防專用泵組,。但是許多設(shè)備都因無(wú)專人管理，不能定期試機(jī)運(yùn)行，天長(zhǎng)日久就會(huì)導(dǎo)致泵體卡死,、銹死,，所以經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)在發(fā)生火災(zāi)時(shí)設(shè)備不能充分發(fā)揮作用的情況，造成不應(yīng)有的損失,。通常老設(shè)備的啟動(dòng)/運(yùn)行轉(zhuǎn)換控制用的是皮碗真空式定時(shí)繼電器,，其定時(shí)時(shí)間誤差大，橡膠容易老化破損,，維護(hù)不便,。電子式定時(shí)繼電器也存在類似問(wèn)題。我們采用OMRON公司的可編程序控制器（PLC）對(duì)消防泵組進(jìn)行控制,，實(shí)現(xiàn)泵組在備用時(shí)定期試運(yùn)行,，消防用水時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)。硬件無(wú)調(diào)整元件,，成本低,，可靠性高，維護(hù)方便,。而且可以很容易地根據(jù)不同需要進(jìn)行擴(kuò)展,。這樣能夠有效地杜絕泵體銹死或消防用水時(shí)不能及時(shí)加壓的事故。
2 工作原理
對(duì)于一座需要四臺(tái)15kW消防水泵的高層建筑而言,，在沒(méi)有消防用水需求商,，第一臺(tái)水泵啟動(dòng)（星形）10秒鐘，運(yùn)行（三角形）30秒后,，停機(jī)待命120小時(shí)（五天）,。待命期間如果沒(méi)有消防用水，則第二臺(tái)水泵啟動(dòng)10秒,，運(yùn)行30秒,，停機(jī)待命120小時(shí)，如此周而復(fù)始地循環(huán),。在有消防用水需求時(shí),，泵組立即自動(dòng)啟動(dòng)，加壓供水,，充分發(fā)揮其應(yīng)用的作用,。
3 硬件結(jié)構(gòu)與工作過(guò)程
根據(jù)控制對(duì)象的具體情況，我們選用OMRON公司的小型可編程序控制器C20P進(jìn)行控制設(shè)計(jì),。C20P屬于C系列的小型機(jī),，共有20個(gè)輸入/輸出點(diǎn)。其中輸入點(diǎn)12個(gè),，輸出點(diǎn)8個(gè),，有晶體管,、可控硅和繼電器三種輸出形式。我們選用繼電器輸出型的,。P型機(jī)的內(nèi)部指令十分豐富,，能提供近50個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器供用戶使用，對(duì)于本設(shè)計(jì)完全能夠滿足要求,。設(shè)計(jì)中輸入點(diǎn)用了5個(gè),，8個(gè)輸出點(diǎn)則全部用完。
輸入信號(hào)分別為水流指示器,、水壓檢測(cè)和手動(dòng)輸入,。其中水壓檢測(cè)和手動(dòng)輸入各占兩點(diǎn)。水流指示器的結(jié)構(gòu)原理為：在水管內(nèi)安裝一個(gè)帶杠桿的橡皮擋板,，杠桿一端連接一個(gè)微動(dòng)開(kāi)關(guān)。如果管道內(nèi)有水流流動(dòng),，水流就沖開(kāi)橡皮擋板,，其杠桿推動(dòng)微動(dòng)開(kāi)關(guān)，使觸點(diǎn)的狀態(tài)發(fā)生變化,。水壓采用電接點(diǎn)壓力表進(jìn)行檢測(cè),。一般情況下如前述四臺(tái)泵循環(huán)試機(jī)運(yùn)行。一旦發(fā)生火警,，打開(kāi)消防噴淋頭或者消防水槍,，水流指示器的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，或者按動(dòng)消防專用啟動(dòng)按鈕,，水泵即逐臺(tái)按照水壓要求啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn),。實(shí)際工作中，若第一臺(tái)水泵投入后水壓達(dá)不到所需壓力,，壓力表低壓檢測(cè)觸點(diǎn)斷開(kāi),，第二臺(tái)水泵自動(dòng)投入運(yùn)行。若第二臺(tái)水泵投入后仍達(dá)不到所需壓力,，即壓力表低壓檢測(cè)觸點(diǎn)仍不閉合,，則第三臺(tái)水泵自動(dòng)投入運(yùn)行。依此類推,。若水壓高于所需壓力，壓力表高壓檢測(cè)觸點(diǎn)閉合,，則依次停后啟動(dòng)的水泵,，直到水壓穩(wěn)定下來(lái)，保持水壓恒定在所需的壓力范圍內(nèi),。這樣可以減小消防人員的操作難度,，同時(shí)也減小了對(duì)管道薄弱環(huán)節(jié)的威脅,。每一臺(tái)水泵都用兩只接觸器分別接成星形和三角形結(jié)構(gòu)，用以啟動(dòng)和運(yùn)行,。用水完畢后,，水流檢測(cè)觸點(diǎn)斷開(kāi)或者手動(dòng)按下停水按鈕，則重新進(jìn)入試機(jī)循環(huán),。
4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
PLC的軟件設(shè)計(jì)一般采用梯形圖的形式進(jìn)行編程,，直觀且簡(jiǎn)單易學(xué)。C系列PLC的指令豐富,，提供了48個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器供用戶使用,，從而給系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來(lái)了很大的方便。在設(shè)計(jì)中,，長(zhǎng)時(shí)間的定時(shí)控制若采用多個(gè)定時(shí)器級(jí)連的方式實(shí)現(xiàn),，雖然直觀，但略顯繁冗,。我們?cè)诔绦蛑杏枚〞r(shí)器設(shè)計(jì)了一個(gè)1分鐘的時(shí)鐘作為其他計(jì)數(shù)器的輸入,，使得長(zhǎng)時(shí)間的定時(shí)設(shè)計(jì)更便于實(shí)現(xiàn)，控制程序也就更加簡(jiǎn)潔,。在消防用水時(shí)為了避免由于水壓波動(dòng)而導(dǎo)致水泵頻繁起停,，我們?cè)诔绦蛑胁捎昧?ldquo;延時(shí)濾波”處理，達(dá)到了較好的效果,。在為提升水壓而增加后續(xù)水泵時(shí),，為了避免同時(shí)投入水泵而對(duì)電網(wǎng)造成過(guò)大的沖擊，也采用了延時(shí)的方法,，達(dá)到了預(yù)期的目的,。
5 結(jié)束語(yǔ)
本系統(tǒng)采用可編程序控制器進(jìn)行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,，成本低廉,，響應(yīng)速度快，性能/價(jià)格比很高,，和單片機(jī)系統(tǒng)相比具有極高的可靠性,。經(jīng)一年多的現(xiàn)場(chǎng)使用考驗(yàn)，性能穩(wěn)定,，運(yùn)行可靠,。另外還可以根據(jù)實(shí)際需要很方便地進(jìn)行擴(kuò)展。對(duì)于現(xiàn)代智能樓宇,，控制系統(tǒng)還可以通過(guò)通訊模塊納入到整個(gè)樓宇的監(jiān)控系統(tǒng)之中,，體現(xiàn)出極大的靈活性和適應(yīng)性，具有極高的實(shí)際推廣價(jià)值,。