一种消防水泵组的控制和巡检一体化电气系统.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201120066837.8

申请日:

20110315

公开号:

CN201997033U

公开日:

20111005

当前法律状态:

有效性:

失效

法律详情:

IPC分类号:

A62C37/50,F04D15/00

主分类号:

A62C37/50,F04D15/00

申请人:

镇江市欧菱电气自动化系统设备有限公司

发明人:

叶云飞,叶小光

地址:

212028 江苏省镇江市丹徒区工业园瑞山路1号

优先权:

CN201120066837U

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

一种消防水泵组的控制和巡检一体化电气系统。属于配合消防用水泵使用运行的设备。其特征是系统硬件中:一体化电气控制柜面板上还设有触摸屏,自动/手动/提压开关按钮;每台消防水泵设有光电旋转编码器和高分辨率电流传感器;增设手可编程序控制器的高速计数模块、模拟量输入模块、通讯模块;系统软件中还设有系统硬件的简捷接线方法,巡检和运行的、提高单台水泵运行速度的、进行精确检测的、进行组网通信的接线方法和程序,以及与之相应的可编程序控制器程序和触摸屏文本。经试运行,具有简化控制回路而提高可靠性;减少控制设备而降低制造成本30%;提高单台消防水泵的转速而提升水压,以及具有精确检测和组网通信功能等有益效果。

权利要求书

1.一种消防水泵组的控制和巡检一体化电气系统,包括电气系统硬件:配置于电源开关柜中的:连接于双电源进线切换用的两路自动断路器,及与之配合的交流接触器组成的交流电源开关系统和变压器、整流器组成的直流电源系统;配置于一体化电气控制柜中的:连接于电源开关柜的双电源进线切换开关的电源自动断路器(1),可编程序控制器(3),变频调速器(4),用于工频回路的交流接触器(5),用于变频回路的交流接触器(6),串联于可编程序控制器与变频或工频回路交流接触器之间的成组继电器(2),用于消防水泵组启动或停止的自动断路器组(7)及与之配合的交流接触器组(8);配置于一体化电气控制柜面板上的:电源电压/电流指示表(9),消防水泵组巡检指示灯组(10);以及传输电缆接口,声光报警器,连接用电线和传输电缆;电气系统软件:连接前述电气系统硬件的通常接线方法、可编程序控制器中包括巡检和控制的内部程序,其特征是——电气系统硬件中一体化电气控制柜面板上还设计有配合于可编程序控制器内部程序的触摸屏(11),自动/手动/提压开关按钮(12);——电气系统硬件中每台消防水泵的电机电路中装有高分辨率电流传感器(13),每台消防水泵的电机轴上装有测定水泵电机转速的光电旋转编码器(14);——电气系统硬件中一体化电气控制柜中还设计有增加设置于可编程序控制器的高速计数模块(15)、模拟量输入模块(16)、通讯模块(17);——电气系统软件中还设计有由连接前述电气系统硬件的简捷接线方法,巡检和运行的简捷接线方法和程序,提高单台水泵运行速度的接线方法和程序,进行精确检测的接线方法和程序,进行组网通信的接线方法和程序,以及与之相应的可编程序控制器程序和触摸屏文本。 2.根据权利要求1所述的一种消防水泵组的控制和巡检一体化电气系统,其特征是所述的电气系统硬件的简捷接线方法中,将经电源自动断路器(1)的总电源线直接接入变频调速器(4)和工频回路交流接触器(5);再将工频回路交流接触器与变频调速器经变频回路接触器(6)并联接入用于消防水泵组启动或停止的自动断路器组(7)及与之配合的交流接触器组(8)上。 3.根据权利要求1所述的一种消防水泵组的控制和巡检一体化电气系统,其特征是所述的电气系统硬件的简捷接线方法中,火警信号触发的消防控制中心的灭火指令传输到可编 程序控制器(3),再经继电器(2)断开变频回路接触器(6),接通工频回路交流接触器(5),再根据消防灭火的需要通过开关按钮(12)分别启动消防水泵自动断路器(7)及与之配合的交流接触器(8)。 4.根据权利要求1所述的一种消防水泵组的控制和巡检一体化电气系统,其特征是所述巡检和运行的简捷接线方法和程序是:电源经自动断路器(1)接通后,变频调速器(4)受可编程序控制器(3)的指令低频运行,输出设定周率的低频电流,低频电流经变频回路接触器(6)接入自动断路器组(7)及与之配合的交流接触器组(8)接到各消防泵,可编程序控制器指令继电器组(2)启动或停止的消防水泵的交流接触器,按经触摸屏(11)设定的周期和时间顺序动作;当发生火警时,灭火指令传输到可编程序控制器,可编程序控制器立即指令变频回路接触器瞬时停止运行,并随即启动工频回路接触器。 5.根据权利要求1所述的一种消防水泵组的控制和巡检一体化电气系统,其特征是所述的提高单台水泵运行速度的接线方法和程序是:打开开关按钮(12)中的提压开关,按设定于可编程序控制器(3)中的指令,通过继电器(2)关闭工频回路接触器(5),接通变频回路接触器(6),变频调速器(4)按设定周率输出高频电流至需要提速的消防水泵接触器。 6.根据权利要求1所述的一种消防水泵组的控制和巡检一体化电气系统,其特征是所述的系统的进行精确检测的接线方法和程序是:消防水泵电机轴上装有的光电旋转编码器(14),将获得的水泵电机转速数据输入到增加设置于可编程序控制器内的高速计数模块(15),消防水泵电机电路中装有的高分辨率电流传感器(13),将获得的水泵电机工作电流数据输入到增加设置于可编程序控制器内的模拟量输入模块(16),经数据处理后,根据水泵相似性原理折算出水泵的模拟运行状态,于是得到了各台消防水泵状态数据。 7.根据权利要求1或6所述的一种消防水泵组的控制和巡检一体化电气系统,其特征是所述的进行组网通信的接线方法和程序是:将前述各台消防水泵状态数据经增加设置于可编程序控制器中的通讯模块(17),传输至消防控制中心的监控主机上进行监控并备案,也可经此通讯模块实时将消防水泵故障信息自动传送给消防控制中心或相关监控人员。 

说明书



技术领域:本实用新型属于配合消防用水泵使用运行的设备,特别是一种消防水泵组的控制和巡检一体化电气系统。

背景技术:现有技术文献1中国专利ZL95207683.7公开了一种微机控制自动巡检消防给水设备控制柜,其特征是包括:一个可编程序控制器,其内的系统程序在自动巡检周期时钟启动后使微机执行自动巡检程序,并把变频调速器的频率输出设置为一个低频常数,在执行消防程序时可编程序控制器又控制与工频电源连接的继电器组的闭合使消防水泵以额定转速运行;一个微机控制器,在自动巡检时,控制变频器的上电、启动和停止,又控制与变频调速器输出端相连的继电器组逐一闭合、关断;一个变频调速器其低频输出信号通过此继电器组逐一驱动消防水泵进行低速转动完成自动巡检。

现有技术文献2中国专利ZL200620001068.2公开了一种消防给水设备数字智能巡检控制器,其特征在于:包括中心控制装置、主回路电器巡回检测装置和消防水泵巡回检测装置串联,该消防给水设备数字智能巡检控制器的外部依次并联显示器、声光报警器、数据传输接口、存储器以及与消防控制中心连接。

现有的消防巡检系统,如文献1、2所述的那样,主要用于消防水泵的日常检测,通过定期通电的方式对闲置中的消防水泵进行周期性的巡检。这种方法对消防水泵的日常检查起了一定的作用,但是由于巡检柜的控制系统是由变频调速器、可编程序控制器等电器部件组成,一次性的投资较大。平时用来巡检,发生消防火警时即退出使用,所用巡检设备不能充分发挥其应有的作用。同时,消防水泵工作运行时还需要另外配置一套与巡检设备电气互锁的控制装置,这样既增加了使用成本,也加大了控制的难度。

附图4为现有的消防水泵巡检控制系统接线示意图。如图中所示:在这个系统中电源经双回路切换开关的自动断路器及与之配合的交流接触器QF01及KM01或QF02及KM02,不仅送到消防水泵控制柜的自动断路器及与之配合的交流接触器QF1及KM1、QF2及KM2、QF3及KM3、QF4及KM4至相应的消防水泵,还必须送到消防水泵巡检柜的的自动断路器及与之配合的交流接触器QF03及KM03至变频器。消防水泵巡检柜还设有与变频器输出端相接的另一套数个交流接触器KM04、KM05、KM06、KM07对消防水泵进行逐一巡检。图中,消防水泵控制柜和消防水泵巡检柜是两个相互独立的控制系统,它们的运行都受消防控制中心控制。消防水泵控制柜设置了一套交流接触器KM1、KM2、KM3、KM4,消防水泵巡检柜也相应地设置了另一套交流接触器KM04、KM05、KM06、KM07,两套交流接触器之间还要进行电气互锁。平时消防水泵巡检柜工作,消防水泵控制柜停止工作,火警时消防水泵控制柜工作,消防水泵巡检柜停止工作,致使变频调速器及相关设备只是在巡检时的短时间内使用,未能发挥应有效能和作用。

综上所述,现有技术的电气系统存在以下不足:1、控制繁琐复杂,容易产生误动作,降低了控制的可靠性;2、控制设备重复设置,增加了制造成本;3、变频调速器及相关设备备没有能充分发挥其应有效能和作用;4、缺少精确检测功能;5、没有完善的组网通信功能。

由此可见,研究并设计一种简化了控制回路,提高了控制可靠性;减少了控制设备,降低了制造成本;在火警现场需要的情况下,还可以通过变频调速器提高单台消防水泵的转速而提升水压,以及具有精确检测和组网通信功能的消防水泵组的控制和巡检一体化电气系统是必要的。

实用新型内容:本实用新型的目的是克服现有技术的不足,设计一种简化了控制回路,提高了控制可靠性;减少了控制设备,降低了制造成本;在火警现场需要的情况下,还可以通过变频调速器提高单台消防水泵的转速而提升水压,以及具有精确检测和组网通信功能的消防水泵组的控制和巡检一体化电气系统。

本实用新型的目的是这样实现的:

一种消防水泵组的控制和巡检一体化电气系统,包括电气系统硬件:配置于电源开关柜中的:连接于双电源进线切换用的两路自动断路器及与之配合的交流接触器组成的交流电源开关系统,和变压器、整流器组成的直流电源系统;配置于一体化电气控制柜中的:连接于电源开关柜的双电源进线切换开关的电源自动断路器,可编程序控制器,变频调速器,用于工频回路的交流接触器,用于变频回路交流接触器,串联于可编程序控制器与变频或工频回路交流接触器之间的继电器组,用于消防水泵组启动或停止的自动断路器组及与之配合的交流接触器组;配置于一体化电气控制柜面板上的:电源电压/电流指示表,消防水泵组巡检指示灯组;以及传输电缆接口,声光报警器,连接用电线和传输电缆;电气系统软件:连接前述电气系统硬件的通常接线方法、可编程序控制器中包括巡检和控制的内部程序,其特征是电气系统硬件中:一体化电气控制柜面板上还设计有配合于可编程序控制器内部程序的触摸屏,自动/手动/提压开关按钮;每台消防水泵的电机轴上装有测定水泵电机转速的光电旋转编码器,每台消防水泵的电机电路中装有高分辨率电流传感器;一体化电气控制柜中还设计有增加设置于可编程序控制器的高速计数模块、模拟量输入模块、通讯模块;电气系统软件中:还设计有由连接前述电气系统硬件的简捷接线方法,巡检和运行的简捷接线方法和程序,提高单台水泵运行速度的接线方法和程序,进行精确检测的接线方法和程序,进行组网通信的接线方法和程序,以及与之相应的可编程序控制器程序和触摸屏文本。

本实用新型的目的还可以采用如下的进一步技术措施来实现:

所述的电气系统硬件的简捷接线方法中,将经电源自动断路器的总电源线直接接入交流变频器和工频回路交流接触器;再将工频回路交流接触器与变调速频器、变频回路接触器并联接入用于消防水泵组启动或停止的自动断路器及与之配合的交流接触器上。

所述的电气系统硬件的简捷接线方法中,火警信号触发的消防控制中心的灭火指令传输到可编程序控制器,可编程序控制器指令继电器断开变频回路接触器,接通工频回路接触器,再根据消防灭火的需要通过开关按钮分别启动消防水泵的自动断路器及与之配合的交流接触器。

所述巡检和运行的简捷接线方法和程序是:电源经自动断路器接通后,变频调速器受可编程序控制器的指令低频运行,按设定周率输出低频电流,低频电流经变频回路接触器接入消防水泵的自动断路器及与之配合的交流接触器接到各消防泵,可编程序控制器指令继电器启动或停止的消防水泵的交流接触器,按经触摸屏设定的周期和时间顺序动作,使消防水泵低速运行,达到巡检的要求;当发生火警时,灭火指令传输到可编程序控制器,可编程序控制器立即指令变频回路接触器瞬时停止运行,并随即启动工频回路接触器,50周的工频电流接到消防水泵的进线端,消防水泵按灭火要求全速运行。

所述的提高单台水泵运行速度的接线方法和程序是:打开开关按钮中的提压开关,按可编程序控制器中的指令,通过继电器关闭工频回路接触器,接通变频回路接触器,指令变频调速器按设定周率输出高频电流,至需要提速的消防水泵交流接触器,于是该台消防水泵高速运行,按消防现场需要提升出水水压。

所述的系统的进行精确检测的接线方法和程序是:消防水泵电机轴上装有的光电旋转编码器,将获得的水泵电机转速数据输入到增加设置于可编程序控制器内的高速计数模块,消防水泵电机电路中装有的高分辨率电流传感器,将获得的水泵电机工作电流数据,输入到增加设置于可编程序控制器内的模拟量输入模块,经数据处理后,根据水泵相似性原理折算出水泵的模拟运行状态,于是得到了各台消防水泵状态数据,从而精确判断水泵工作状态,进行精确的数据故障分析。

所述的进行组网通信的接线方法和程序是:将前述各台消防水泵状态数据经增加设置于可编程序控制器中的通讯模块,传输至消防控制中心的监控主机上进行监控并备案,也可经此通讯模块实时将消防水泵故障信息自动传送给消防控制中心或相关监控人员。

本实用新型实施得到的一种消防水泵组的控制和巡检一体化电气系统,经试用,与现有技术的电气系统相比显示了如下有益效果:

1、简化了控制回路,提高了控制的可靠性。相比现有技术的需要互锁的消防水泵控制柜和消防水泵巡检柜是两个相互独立的控制系统,本实用新型的控制和巡检一体化设计简化了控制回路,从而提高了控制可靠性程度。

2、减少了控制设备,降低了设备成本。相比现有技术的两个相互独立的消防水泵控制柜和消防水泵巡检柜,从图3与图4中对比得到本实用新型的控制和巡检一体化设计减少了一组数个交流接触器及与之相配套的接线和柜体空间,从而降低制造成本30%以上。

3、在火警现场需要的情况下,还可以通过变频调速器提高单台消防水泵的转速而提升水压。而现有技术的电气系统尚未见到具有此项功能。

4、具有精确检测功能。采用光电旋转编码器获取水泵电机转速数据,采用高分辨率电流传感器获取水泵电机工作电流数据,采用高速计数模块和模拟量输入模块,经可编程序控制器数据处理后,根据水泵相似性原理折算出水泵的模拟运行状态,从而精确判断水泵工作状态,进行精确的数据故障分析。

5、具有组网通信功能。将前述各台消防水泵状态数据经与可编程序控制器配合的通讯模块传输至消防控制中心的监控主机上进行监控并备案,也可经通讯模块实时将消防水泵故障信息自动传送给消防控制中心或相关监控人员。

附图说明:图1为符合本实用新型主题结构的控制和巡检一体化电气系统硬件示意图;图2为图1中的本实用新型电气系统硬件面板示意图;图3为本实用新型的控制和巡检一体化电气系统的接线示意图;图4为现有技术的消防水泵巡检控制系统的接线示意图;图5为本实用新型的精确检测和组网通信系统的接线示意图。

具体实施方式:以4台消防水泵组成的消防水泵组为例,如图1、图2、图3、图5中所示:一种消防水泵组的控制和巡检一体化电气系统,包括电气系统硬件:配置于电源开关柜中的:连接于双电源进线切换用的两路自动断路器QF01、QF02及与之配合的交流接触器KM01、KM02组成的交流电源开关系统和变压器、整流器组成的直流电源系统;配置于一体化电气控制柜中的:连接于电源开关柜的双电源进线切换开关的电源自动断路器QF031-1,可编程序控制器PLC-3,变频调速器BP1-4,用于工频回路交流接触器KM03-5,用于变频回路交流接触器KM04-6,串联于可编程序控制器与变频或工频回路交流接触器之间的成组继电器KA-2,用于消防水泵组启动或停止的自动断路器QF1、QF2、QF3、QF4-7及与之配合的交流接触器KM1、KM2、KM3、KM4-8;配置于一体化电气控制柜面板上的:电源电压/电流指示表9,消防水泵组巡检指示灯组10;以及传输电缆接口,声光报警器,连接用电线和传输电缆,电气系统软件:连接前述电气系统硬件的通常接线方法、可编程序控制器中包括巡检和控制的内部程序,其特征是

——电气系统硬件中一体化电气控制柜面板上还设计有配合于可编程序控制器PLC内部程序的触摸屏11,自动/手动/提压开关按钮12;

——电气系统硬件中消防水泵组的电机轴上装有测定水泵电机转速的光电旋转编码器U1、U2、U3、U4-14,消防水泵组的电机电路中装有高分辨率电流传感器T1、T2、T3、T4-13;

——电气系统硬件中一体化电气控制柜中还设计有增加设置于可编程序控制器的高速计数模块15、模拟量输入模块16、通讯模块17;

——电气系统软件中还设计有由连接前述电气系统硬件的简捷接线方法,巡检和运行的简捷接线方法和程序,提高单台水泵运行速度的接线方法和程序,进行精确检测的接线方法和程序,进行组网通信的接线方法和程序,以及与之相应的可编程序控制器程序和触摸屏文本。

如图2、3所示,所述的电气系统硬件的简捷接线方法中,将经电源自动断路器1的总电源线直接接入变调速频器4和工频回路交流接触器5;再将工频回路交流接触器与变频调速器变频回路接触器6并联接入用于消防水泵组启动或停止的自动断路器组7及与之配合的交流接触器组8上。

如图2、3所示,所述的电气系统硬件的简捷接线方法中,火警信号触发的消防控制中心的灭火指令传输到可编程序控制器3,再经继电器2断开变频回路接触器6,接通工频回路接触器5,再根据消防灭火的需要通过开关按钮12分别启动消防水泵的自动断路器7及与之配合的交流接触器组8。

如图2、3所示,所述巡检和运行的简捷接线方法和程序是:电源经自动断路器1接通后,变频调速器4受可编程序控制器3的指令低频运行,按设定周率,如10周,输出低频电流,低频电流经变频回路接触器6接入自动断路器组7及与之配合的交流接触器组8接到各消防泵,可编程序控制器指令继电器2启动或停止的消防水泵的交流接触器,按经触摸屏11设定的周期和时间顺序动作,使消防水泵低速运行,达到巡检的要求;当发生火警时,灭火指令传输到可编程序控制器,可编程序控制器立即指令变频回路接触器瞬时停止运行,并随即启动工频回路接触器,50周的工频电流接到消防水泵的进线端,消防水泵按灭火要求全速运行。

如图2、3所示,所述的提高单台水泵运行速度的接线方法和程序是:打开开关按钮12中的提压开关,按可编程序控制器3中设定的指令,通过继电器2关闭工频回路接触器5,接通变频回路接触器6,指令变频调速器4的按设定周率,如60周,输出高频电流至需要提速的消防水泵接触器,于是该台消防水泵高速运行,按消防现场需要提升出水水压。

如图5所示,所述的系统的进行精确检测的接线方法和程序是:消防水泵电机轴上装有的光电旋转编码器14,将获得的水泵电机转速数据输入到增加设置于可编程序控制器内的高速计数模块15,消防水泵电机电路中装有的高分辨率电流传感器13,将获得的水泵电机工作电流数据输入到增加设置于可编程序控制器内的模拟量输入模块16,经数据处理后,根据水泵相似性原理折算出水泵的模拟运行状态,于是得到了各台消防水泵状态数据,从而精确判断水泵工作状态,进行精确的数据故障分析。

如图5所示,所述的进行组网通信的接线方法和程序是:将前述各台消防水泵状态数据经增加设置于可编程序控制器中的通讯模块17,传输至消防控制中心的监控主机上进行监控并备案,也可经此通讯模块实时将消防水泵故障信息自动传送给消防控制中心或相关监控人员。

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1、(10)授权公告号 CN 201997033 U (45)授权公告日 2011.10.05 CN 201997033 U *CN201997033U* (21)申请号 201120066837.8 (22)申请日 2011.03.15 A62C 37/50(2006.01) F04D 15/00(2006.01) (73)专利权人 镇江市欧菱电气自动化系统设备 有限公司 地址 212028 江苏省镇江市丹徒区工业园瑞 山路 1 号 (72)发明人 叶云飞 叶小光 (54) 实用新型名称 一种消防水泵组的控制和巡检一体化电气系 统 (57) 摘要 一种消防水泵组的控制和巡检一体化电气系 统。 属。

2、于配合消防用水泵使用运行的设备。 其特征 是系统硬件中 : 一体化电气控制柜面板上还设有 触摸屏, 自动 / 手动 / 提压开关按钮 ; 每台消防水 泵设有光电旋转编码器和高分辨率电流传感器 ; 增设手可编程序控制器的高速计数模块、 模拟量 输入模块、 通讯模块 ; 系统软件中还设有系统硬 件的简捷接线方法, 巡检和运行的、 提高单台水泵 运行速度的、 进行精确检测的、 进行组网通信的接 线方法和程序, 以及与之相应的可编程序控制器 程序和触摸屏文本。经试运行, 具有简化控制回 路而提高可靠性 ; 减少控制设备而降低制造成本 30 ; 提高单台消防水泵的转速而提升水压, 以及 具有精确检测和组。

3、网通信功能等有益效果。 (51)Int.Cl. (ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 权利要求书 2 页 说明书 5 页 附图 5 页 CN 201997037 U1/2 页 2 1. 一种消防水泵组的控制和巡检一体化电气系统, 包括电气系统硬件 : 配置于电源开 关柜中的 : 连接于双电源进线切换用的两路自动断路器, 及与之配合的交流接触器组成的 交流电源开关系统和变压器、 整流器组成的直流电源系统 ; 配置于一体化电气控制柜中的 : 连接于电源开关柜的双电源进线切换开关的电源自动断路器 (1), 可编程序控制器 (3), 变。

4、 频调速器 (4), 用于工频回路的交流接触器 (5), 用于变频回路的交流接触器 (6), 串联于可 编程序控制器与变频或工频回路交流接触器之间的成组继电器 (2), 用于消防水泵组启动 或停止的自动断路器组 (7) 及与之配合的交流接触器组 (8) ; 配置于一体化电气控制柜面 板上的 : 电源电压 / 电流指示表 (9), 消防水泵组巡检指示灯组 (10) ; 以及传输电缆接口, 声光报警器, 连接用电线和传输电缆 ; 电气系统软件 : 连接前述电气系统硬件的通常接线 方法、 可编程序控制器中包括巡检和控制的内部程序, 其特征是 电气系统硬件中一体化电气控制柜面板上还设计有配合于可编程序。

5、控制器内部 程序的触摸屏 (11), 自动 / 手动 / 提压开关按钮 (12) ; 电气系统硬件中每台消防水泵的电机电路中装有高分辨率电流传感器 (13), 每台 消防水泵的电机轴上装有测定水泵电机转速的光电旋转编码器 (14) ; 电气系统硬件中一体化电气控制柜中还设计有增加设置于可编程序控制器的高 速计数模块 (15)、 模拟量输入模块 (16)、 通讯模块 (17) ; 电气系统软件中还设计有由连接前述电气系统硬件的简捷接线方法, 巡检和运行 的简捷接线方法和程序, 提高单台水泵运行速度的接线方法和程序, 进行精确检测的接线 方法和程序, 进行组网通信的接线方法和程序, 以及与之相应的。

6、可编程序控制器程序和触 摸屏文本。 2. 根据权利要求 1 所述的一种消防水泵组的控制和巡检一体化电气系统, 其特征是所 述的电气系统硬件的简捷接线方法中, 将经电源自动断路器 (1) 的总电源线直接接入变频 调速器 (4) 和工频回路交流接触器 (5) ; 再将工频回路交流接触器与变频调速器经变频回 路接触器(6)并联接入用于消防水泵组启动或停止的自动断路器组(7)及与之配合的交流 接触器组 (8) 上。 3. 根据权利要求 1 所述的一种消防水泵组的控制和巡检一体化电气系统, 其特征是所 述的电气系统硬件的简捷接线方法中, 火警信号触发的消防控制中心的灭火指令传输到可 编 程序控制器 (3。

7、), 再经继电器 (2) 断开变频回路接触器 (6), 接通工频回路交流接触器 (5), 再根据消防灭火的需要通过开关按钮 (12) 分别启动消防水泵自动断路器 (7) 及与之 配合的交流接触器 (8)。 4. 根据权利要求 1 所述的一种消防水泵组的控制和巡检一体化电气系统, 其特征是所 述巡检和运行的简捷接线方法和程序是 : 电源经自动断路器(1)接通后, 变频调速器(4)受 可编程序控制器 (3) 的指令低频运行, 输出设定周率的低频电流, 低频电流经变频回路接 触器 (6) 接入自动断路器组 (7) 及与之配合的交流接触器组 (8) 接到各消防泵, 可编程序 控制器指令继电器组(2)启。

8、动或停止的消防水泵的交流接触器, 按经触摸屏(11)设定的周 期和时间顺序动作 ; 当发生火警时, 灭火指令传输到可编程序控制器, 可编程序控制器立即 指令变频回路接触器瞬时停止运行, 并随即启动工频回路接触器。 5. 根据权利要求 1 所述的一种消防水泵组的控制和巡检一体化电气系统, 其特征是所 述的提高单台水泵运行速度的接线方法和程序是 : 打开开关按钮 (12) 中的提压开关, 按设 权 利 要 求 书 CN 201997033 U CN 201997037 U2/2 页 3 定于可编程序控制器 (3) 中的指令, 通过继电器 (2) 关闭工频回路接触器 (5), 接通变频回 路接触器 。

9、(6), 变频调速器 (4) 按设定周率输出高频电流至需要提速的消防水泵接触器。 6. 根据权利要求 1 所述的一种消防水泵组的控制和巡检一体化电气系统, 其特征是 所述的系统的进行精确检测的接线方法和程序是 : 消防水泵电机轴上装有的光电旋转编码 器 (14), 将获得的水泵电机转速数据输入到增加设置于可编程序控制器内的高速计数模块 (15), 消防水泵电机电路中装有的高分辨率电流传感器 (13), 将获得的水泵电机工作电流 数据输入到增加设置于可编程序控制器内的模拟量输入模块 (16), 经数据处理后, 根据水 泵相似性原理折算出水泵的模拟运行状态, 于是得到了各台消防水泵状态数据。 7.。

10、 根据权利要求 1 或 6 所述的一种消防水泵组的控制和巡检一体化电气系统, 其特征 是所述的进行组网通信的接线方法和程序是 : 将前述各台消防水泵状态数据经增加设置于 可编程序控制器中的通讯模块 (17), 传输至消防控制中心的监控主机上进行监控并备案, 也可经此通讯模块实时将消防水泵故障信息自动传送给消防控制中心或相关监控人员。 权 利 要 求 书 CN 201997033 U CN 201997037 U1/5 页 4 一种消防水泵组的控制和巡检一体化电气系统 0001 技术领域 : 本实用新型属于配合消防用水泵使用运行的设备, 特别是一种消防水 泵组的控制和巡检一体化电气系统。 000。

11、2 背景技术 : 现有技术文献 1 中国专利 ZL95207683.7 公开了一种微机控制自动巡 检消防给水设备控制柜, 其特征是包括 : 一个可编程序控制器, 其内的系统程序在自动巡检 周期时钟启动后使微机执行自动巡检程序, 并把变频调速器的频率输出设置为一个低频常 数, 在执行消防程序时可编程序控制器又控制与工频电源连接的继电器组的闭合使消防水 泵以额定转速运行 ; 一个微机控制器, 在自动巡检时, 控制变频器的上电、 启动和停止, 又控 制与变频调速器输出端相连的继电器组逐一闭合、 关断 ; 一个变频调速器其低频输出信号 通过此继电器组逐一驱动消防水泵进行低速转动完成自动巡检。 0003。

12、 现有技术文献 2 中国专利 ZL200620001068.2 公开了一种消防给水设备数字智能 巡检控制器, 其特征在于 : 包括中心控制装置、 主回路电器巡回检测装置和消防水泵巡回检 测装置串联, 该消防给水设备数字智能巡检控制器的外部依次并联显示器、 声光报警器、 数 据传输接口、 存储器以及与消防控制中心连接。 0004 现有的消防巡检系统, 如文献 1、 2 所述的那样, 主要用于消防水泵的日常检测, 通 过定期通电的方式对闲置中的消防水泵进行周期性的巡检。 这种方法对消防水泵的日常检 查起了一定的作用, 但是由于巡检柜的控制系统是由变频调速器、 可编程序控制器等电器 部件组成, 一次。

13、性的投资较大。平时用来巡检, 发生消防火警时即退出使用, 所用巡检设备 不能充分发挥其应有的作用。同时, 消防水泵工作运行时还需要另外配置一套与巡检设备 电气互锁的控制装置, 这样既增加了使用成本, 也加大了控制的难度。 0005 附图 4 为现有的消防水泵巡检控制系统接线示意图。如图中所示 : 在这个系统 中电源经双回路切换开关的自动断路器及与之配合的交流接触器 QF01 及 KM01 或 QF02 及 KM02, 不仅送到消防水泵控制柜的自动断路器及与之配合的交流接触器 QF1 及 KM1、 QF2 及 KM2、 QF3 及 KM3、 QF4 及 KM4 至相应的消防水泵, 还必须送到消防。

14、水泵巡检柜的的自动断路 器及与之配合的交流接触器 QF03 及 KM03 至变频器。消防水泵巡检柜还设有与变频器输出 端相接的另一套数个交流接触器 KM04、 KM05、 KM06、 KM07 对消防水泵进行逐一巡检。图中, 消防水泵控制柜和消防水泵巡检柜是两个相互独立的控制系统, 它们的运行都受消防控制 中心控制。消防水泵控制柜设置了一套交流接触器 KM1、 KM2、 KM3、 KM4, 消防水泵巡检柜也 相应地设置了另一套交流接触器 KM04、 KM05、 KM06、 KM07, 两套交流接触器之间还要进行电 气互锁。平时消防水泵巡检柜工作, 消防水泵控制柜停止工作, 火警时消防水泵控制柜。

15、工 作, 消防水泵巡检柜停止工作, 致使变频调速器及相关设备只是在巡检时的短时间内使用, 未能发挥应有效能和作用。 0006 综上所述, 现有技术的电气系统存在以下不足 : 1、 控制繁琐复杂, 容易产生误动 作, 降低了控制的可靠性 ; 2、 控制设备重复设置, 增加了制造成本 ; 3、 变频调速器及相关设 备备没有能充分发挥其应有效能和作用 ; 4、 缺少精确检测功能 ; 5、 没有完善的组网通信功 能。 0007 由此可见, 研究并设计一种简化了控制回路, 提高了控制可靠性 ; 减少了控制设 说 明 书 CN 201997033 U CN 201997037 U2/5 页 5 备, 降低。

16、了制造成本 ; 在火警现场需要的情况下, 还可以通过变频调速器提高单台消防水泵 的转速而提升水压, 以及具有精确检测和组网通信功能的消防水泵组的控制和巡检一体化 电气系统是必要的。 0008 实用新型内容 : 本实用新型的目的是克服现有技术的不足, 设计一种简化了控制 回路, 提高了控制可靠性 ; 减少了控制设备, 降低了制造成本 ; 在火警现场需要的情况下, 还可以通过变频调速器提高单台消防水泵的转速而提升水压, 以及具有精确检测和组网通 信功能的消防水泵组的控制和巡检一体化电气系统。 0009 本实用新型的目的是这样实现的 : 0010 一种消防水泵组的控制和巡检一体化电气系统, 包括电气。

17、系统硬件 : 配置于电源 开关柜中的 : 连接于双电源进线切换用的两路自动断路器及与之配合的交流接触器组成的 交流电源开关系统, 和变压器、 整流器组成的直流电源系统 ; 配置于一体化电气控制柜中 的 : 连接于电源开关柜的双电源进线切换开关的电源自动断路器, 可编程序控制器, 变频调 速器, 用于工频回路的交流接触器, 用于变频回路交流接触器, 串联于可编程序控制器与变 频或工频回路交流接触器之间的继电器组, 用于消防水泵组启动或停止的自动断路器组及 与之配合的交流接触器组 ; 配置于一体化电气控制柜面板上的 : 电源电压 / 电流指示表, 消 防水泵组巡检指示灯组 ; 以及传输电缆接口, 。

18、声光报警器, 连接用电线和传输电缆 ; 电气系 统软件 : 连接前述电气系统硬件的通常接线方法、 可编程序控制器中包括巡检和控制的内 部程序, 其特征是电气系统硬件中 : 一体化电气控制柜面板上还设计有配合于可编程序控 制器内部程序的触摸屏, 自动 / 手动 / 提压开关按钮 ; 每台消防水泵的电机轴上装有测定 水泵电机转速的光电旋转编码器, 每台消防水泵的电机电路中装有高分辨率电流传感器 ; 一体化电气控制柜中还设计有增加设置于可编程序控制器的高速计数模块、 模拟量输入模 块、 通讯模块 ; 电气系统软件中 : 还设计有由连接前述电气系统硬件的简捷接线方法, 巡检 和运行的简捷接线方法和程序。

19、, 提高单台水泵运行速度的接线方法和程序, 进行精确检测 的接线方法和程序, 进行组网通信的接线方法和程序, 以及与之相应的可编程序控制器程 序和触摸屏文本。 0011 本实用新型的目的还可以采用如下的进一步技术措施来实现 : 0012 所述的电气系统硬件的简捷接线方法中, 将经电源自动断路器的总电源线直接接 入交流变频器和工频回路交流接触器 ; 再将工频回路交流接触器与变调速频器、 变频回路 接触器并联接入用于消防水泵组启动或停止的自动断路器及与之配合的交流接触器上。 0013 所述的电气系统硬件的简捷接线方法中, 火警信号触发的消防控制中心的灭火指 令传输到可编程序控制器, 可编程序控制器。

20、指令继电器断开变频回路接触器, 接通工频回 路接触器, 再根据消防灭火的需要通过开关按钮分别启动消防水泵的自动断路器及与之配 合的交流接触器。 0014 所述巡检和运行的简捷接线方法和程序是 : 电源经自动断路器接通后, 变频调速 器受可编程序控制器的指令低频运行, 按设定周率输出低频电流, 低频电流经变频回路接 触器接入消防水泵的自动断路器及与之配合的交流接触器接到各消防泵, 可编程序控制器 指令继电器启动或停止的消防水泵的交流接触器, 按经触摸屏设定的周期和时间顺序动 作, 使消防水泵低速运行, 达到巡检的要求 ; 当发生火警时, 灭火指令传输到可编程序控制 器, 可编程序控制器立即指令变。

21、频回路接触器瞬时停止运行, 并随即启动工频回路接触器, 说 明 书 CN 201997033 U CN 201997037 U3/5 页 6 50 周的工频电流接到消防水泵的进线端, 消防水泵按灭火要求全速运行。 0015 所述的提高单台水泵运行速度的接线方法和程序是 : 打开开关按钮中的提压开 关, 按可编程序控制器中的指令, 通过继电器关闭工频回路接触器, 接通变频回路接触器, 指令变频调速器按设定周率输出高频电流, 至需要提速的消防水泵交流接触器, 于是该台 消防水泵高速运行, 按消防现场需要提升出水水压。 0016 所述的系统的进行精确检测的接线方法和程序是 : 消防水泵电机轴上装有的。

22、光电 旋转编码器, 将获得的水泵电机转速数据输入到增加设置于可编程序控制器内的高速计数 模块, 消防水泵电机电路中装有的高分辨率电流传感器, 将获得的水泵电机工作电流数据, 输入到增加设置于可编程序控制器内的模拟量输入模块, 经数据处理后, 根据水泵相似性 原理折算出水泵的模拟运行状态, 于是得到了各台消防水泵状态数据, 从而精确判断水泵 工作状态, 进行精确的数据故障分析。 0017 所述的进行组网通信的接线方法和程序是 : 将前述各台消防水泵状态数据经增 加设置于可编程序控制器中的通讯模块, 传输至消防控制中心的监控主机上进行监控并备 案, 也可经此通讯模块实时将消防水泵故障信息自动传送给。

23、消防控制中心或相关监控人 员。 0018 本实用新型实施得到的一种消防水泵组的控制和巡检一体化电气系统, 经试用, 与现有技术的电气系统相比显示了如下有益效果 : 0019 1、 简化了控制回路, 提高了控制的可靠性。相比现有技术的需要互锁的消防水泵 控制柜和消防水泵巡检柜是两个相互独立的控制系统, 本实用新型的控制和巡检一体化设 计简化了控制回路, 从而提高了控制可靠性程度。 0020 2、 减少了控制设备, 降低了设备成本。相比现有技术的两个相互独立的消防水泵 控制柜和消防水泵巡检柜, 从图 3 与图 4 中对比得到本实用新型的控制和巡检一体化设计 减少了一组数个交流接触器及与之相配套的接。

24、线和柜体空间, 从而降低制造成本 30以 上。 0021 3、 在火警现场需要的情况下, 还可以通过变频调速器提高单台消防水泵的转速而 提升水压。而现有技术的电气系统尚未见到具有此项功能。 0022 4、 具有精确检测功能。采用光电旋转编码器获取水泵电机转速数据, 采用高分辨 率电流传感器获取水泵电机工作电流数据, 采用高速计数模块和模拟量输入模块, 经可编 程序控制器数据处理后, 根据水泵相似性原理折算出水泵的模拟运行状态, 从而精确判断 水泵工作状态, 进行精确的数据故障分析。 0023 5、 具有组网通信功能。 将前述各台消防水泵状态数据经与可编程序控制器配合的 通讯模块传输至消防控制中。

25、心的监控主机上进行监控并备案, 也可经通讯模块实时将消防 水泵故障信息自动传送给消防控制中心或相关监控人员。 0024 附图说明 : 图 1 为符合本实用新型主题结构的控制和巡检一体化电气系统硬件示 意图 ; 图 2 为图 1 中的本实用新型电气系统硬件面板示意图 ; 图 3 为本实用新型的控制和 巡检一体化电气系统的接线示意图 ; 图 4 为现有技术的消防水泵巡检控制系统的接线示意 图 ; 图 5 为本实用新型的精确检测和组网通信系统的接线示意图。 0025 具体实施方式 : 以 4 台消防水泵组成的消防水泵组为例, 如图 1、 图 2、 图 3、 图 5 中所示 : 一种消防水泵组的控制和。

26、巡检一体化电气系统, 包括电气系统硬件 : 配置于电源 说 明 书 CN 201997033 U CN 201997037 U4/5 页 7 开关柜中的 : 连接于双电源进线切换用的两路自动断路器 QF01、 QF02 及与之配合的交流 接触器 KM01、 KM02 组成的交流电源开关系统和变压器、 整流器组成的直流电源系统 ; 配置 于一体化电气控制柜中的 : 连接于电源开关柜的双电源进线切换开关的电源自动断路器 QF031-1, 可编程序控制器 PLC-3, 变频调速器 BP1-4, 用于工频回路交流接触器 KM03-5, 用 于变频回路交流接触器 KM04-6, 串联于可编程序控制器与变。

27、频或工频回路交流接触器之间 的成组继电器 KA-2, 用于消防水泵组启动或停止的自动断路器 QF1、 QF2、 QF3、 QF4-7 及与 之配合的交流接触器 KM1、 KM2、 KM3、 KM4-8 ; 配置于一体化电气控制柜面板上的 : 电源电压 / 电流指示表 9, 消防水泵组巡检指示灯组 10 ; 以及传输电缆接口, 声光报警器, 连接用电线 和传输电缆, 电气系统软件 : 连接前述电气系统硬件的通常接线方法、 可编程序控制器中包 括巡检和控制的内部程序, 其特征是 0026 电气系统硬件中一体化电气控制柜面板上还设计有配合于可编程序控制器 PLC 内部程序的触摸屏 11, 自动 / 。

28、手动 / 提压开关按钮 12 ; 0027 电气系统硬件中消防水泵组的电机轴上装有测定水泵电机转速的光电旋转 编码器 U1、 U2、 U3、 U4-14, 消防水泵组的电机电路中装有高分辨率电流传感器 T1、 T2、 T3、 T4-13 ; 0028 电气系统硬件中一体化电气控制柜中还设计有增加设置于可编程序控制器 的高速计数模块 15、 模拟量输入模块 16、 通讯模块 17 ; 0029 电气系统软件中还设计有由连接前述电气系统硬件的简捷接线方法, 巡检和 运行的简捷接线方法和程序, 提高单台水泵运行速度的接线方法和程序, 进行精确检测的 接线方法和程序, 进行组网通信的接线方法和程序, 。

29、以及与之相应的可编程序控制器程序 和触摸屏文本。 0030 如图2、 3所示, 所述的电气系统硬件的简捷接线方法中, 将经电源自动断路器1的 总电源线直接接入变调速频器 4 和工频回路交流接触器 5 ; 再将工频回路交流接触器与变 频调速器变频回路接触器6并联接入用于消防水泵组启动或停止的自动断路器组7及与之 配合的交流接触器组 8 上。 0031 如图 2、 3 所示, 所述的电气系统硬件的简捷接线方法中, 火警信号触发的消防控 制中心的灭火指令传输到可编程序控制器 3, 再经继电器 2 断开变频回路接触器 6, 接通工 频回路接触器 5, 再根据消防灭火的需要通过开关按钮 12 分别启动消。

30、防水泵的自动断路器 7 及与之配合的交流接触器组 8。 0032 如图2、 3所示, 所述巡检和运行的简捷接线方法和程序是 : 电源经自动断路器1接 通后, 变频调速器 4 受可编程序控制器 3 的指令低频运行, 按设定周率, 如 10 周, 输出低频 电流, 低频电流经变频回路接触器 6 接入自动断路器组 7 及与之配合的交流接触器组 8 接 到各消防泵, 可编程序控制器指令继电器 2 启动或停止的消防水泵的交流接触器, 按经触 摸屏 11 设定的周期和时间顺序动作, 使消防水泵低速运行, 达到巡检的要求 ; 当发生火警 时, 灭火指令传输到可编程序控制器, 可编程序控制器立即指令变频回路接。

31、触器瞬时停止 运行, 并随即启动工频回路接触器, 50 周的工频电流接到消防水泵的进线端, 消防水泵按灭 火要求全速运行。 0033 如图 2、 3 所示, 所述的提高单台水泵运行速度的接线方法和程序是 : 打开开关按 钮 12 中的提压开关, 按可编程序控制器 3 中设定的指令, 通过继电器 2 关闭工频回路接触 说 明 书 CN 201997033 U CN 201997037 U5/5 页 8 器 5, 接通变频回路接触器 6, 指令变频调速器 4 的按设定周率, 如 60 周, 输出高频电流至需 要提速的消防水泵接触器, 于是该台消防水泵高速运行, 按消防现场需要提升出水水压。 003。

32、4 如图 5 所示, 所述的系统的进行精确检测的接线方法和程序是 : 消防水泵电机轴 上装有的光电旋转编码器 14, 将获得的水泵电机转速数据输入到增加设置于可编程序控制 器内的高速计数模块 15, 消防水泵电机电路中装有的高分辨率电流传感器 13, 将获得的水 泵电机工作电流数据输入到增加设置于可编程序控制器内的模拟量输入模块 16, 经数据处 理后, 根据水泵相似性原理折算出水泵的模拟运行状态, 于是得到了各台消防水泵状态数 据, 从而精确判断水泵工作状态, 进行精确的数据故障分析。 0035 如图 5 所示, 所述的进行组网通信的接线方法和程序是 : 将前述各台消防水泵状 态数据经增加设。

33、置于可编程序控制器中的通讯模块 17, 传输至消防控制中心的监控主机上 进行监控并备案, 也可经此通讯模块实时将消防水泵故障信息自动传送给消防控制中心或 相关监控人员。 说 明 书 CN 201997033 U CN 201997037 U1/5 页 9 图 1 说 明 书 附 图 CN 201997033 U CN 201997037 U2/5 页 10 图 2 说 明 书 附 图 CN 201997033 U CN 201997037 U3/5 页 11 图 3 说 明 书 附 图 CN 201997033 U CN 201997037 U4/5 页 12 图 4 说 明 书 附 图 CN 201997033 U CN 201997037 U5/5 页 13 图 5 说 明 书 附 图 CN 201997033 U 。

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