1、廣東省技師申請(qǐng)?jiān)u審論文論文題目：采用PLC對(duì)消防水泵自動(dòng)控制系統(tǒng)的改造姓 名 單 位（全稱） 原技術(shù)工種名稱 維修電工高級(jí)工申 報(bào) 時(shí) 間 2012年4月15日廣東省人力資源和社會(huì)保障廳采用PLC對(duì)消防水泵自動(dòng)控制系統(tǒng)的改造摘要：本文通過分析在消防水泵中采用PLC控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)消防供水系統(tǒng)壓力進(jìn)行自動(dòng)控制調(diào)節(jié)，當(dāng)火情發(fā)生時(shí)消防泵自動(dòng)啟動(dòng)，使水壓在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到消防要求，從而保持相對(duì)穩(wěn)定的壓力，滿足實(shí)際消防用水的要求，大大提高了消防系統(tǒng)正常運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性，可避免重大事故的發(fā)生；闡述以PLC為控制核心，采用自動(dòng)補(bǔ)壓，在確保消防供水方面的優(yōu)勢(shì)，對(duì)消防供水的全自動(dòng)控制有著十分重要的意義。關(guān)鍵詞：消防

2、泵 改造 PLC隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化的發(fā)展，土地的緊張使得人們居住的樓房越來越高，消防供水系統(tǒng)的安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行顯得越來越重要，對(duì)消防供水系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)控制水平也越來越高。由于原來的消防泵控制系統(tǒng)存在下列缺點(diǎn)，無法滿足實(shí)際消防用水的要求，在出現(xiàn)火災(zāi)時(shí)存在著極大的安全隱患。1、消防系統(tǒng)完全由手動(dòng)控制，當(dāng)火情發(fā)生時(shí)消防泵不能自動(dòng)投入供水，自動(dòng)化程度低，可靠性差。2、消防泵需人工管理，一旦火情發(fā)生啟動(dòng)消防泵，水壓不能在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到要求。人為的失誤容易引起管道爆裂，造成設(shè)備損壞。所以采用可編程序PLC自動(dòng)控制器控制消防供水系統(tǒng)的恒定壓力，有效的保證火情發(fā)生時(shí)及時(shí)供水，而且可以手動(dòng)/自動(dòng)來回切換，確

3、保消防供水系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定使用。一、控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介匯翠小區(qū)是一座由12幢8層高組成的住宅小區(qū)，其整個(gè)消防泵房的控制系統(tǒng)由兩臺(tái)37KW和一臺(tái)7.5kw水泵組成。小區(qū)建有一個(gè)容積為400噸的水池作為蓄水用，蓄水池用來作為小區(qū)的二次供水和消防用水，內(nèi)設(shè)有水位控制，當(dāng)水位下降到一定程度時(shí)，將自動(dòng)斷開小區(qū)的二次供水加壓設(shè)備，以確保小區(qū)的消防用水要求。（一）系統(tǒng)的總體控制思路按照有關(guān)的消防規(guī)范要求，小區(qū)的消防管網(wǎng)在平時(shí)必須保持有一定的水壓，當(dāng)一旦有消防信號(hào)時(shí)必須在5S內(nèi)盡快的啟動(dòng)消防泵，而且由于消防用水的重要性，有必要預(yù)留一定的冗余，所以兩臺(tái)消防泵作為一用一備，當(dāng)檢測(cè)到一臺(tái)泵的故障時(shí)，自動(dòng)投入到另一臺(tái)進(jìn)行工

4、作。另外，由于小區(qū)供電的局限性，小區(qū)的供電系統(tǒng)無法滿足37KW消防泵的直接啟動(dòng)，所以，電機(jī)必須采用降壓?jiǎn)?dòng)。由于上述原因，我決定運(yùn)用PLC對(duì)消防泵進(jìn)行控制，使控制更為簡(jiǎn)單，檢查和維護(hù)更為方便。（二）系統(tǒng)功能1. 手動(dòng)/自動(dòng)控制：當(dāng)開關(guān)打在“手動(dòng)”狀態(tài)時(shí)，可在控制箱上的啟停按鈕對(duì)三臺(tái)泵進(jìn)行操作，兩臺(tái)消防泵的啟動(dòng)方式為星三角降壓?jiǎn)?dòng)，穩(wěn)壓泵的控制為直接起動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)處于“自動(dòng)”位置時(shí)，水泵處于“自動(dòng)”狀態(tài)，水泵的啟?？刂苿t由PLC根據(jù)相關(guān)信號(hào)進(jìn)行控制。2、 自動(dòng)穩(wěn)壓功能：通過裝在消防管網(wǎng)上一個(gè)電接點(diǎn)壓力表將管網(wǎng)壓力（可調(diào)）信號(hào)送到PLC，當(dāng)管網(wǎng)壓力下降到一定程度時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)穩(wěn)壓泵進(jìn)行補(bǔ)壓，始終保

5、持管網(wǎng)都有一定的壓力存在。3、自動(dòng)輪換、互為備用：兩臺(tái)消防泵一用一備，互為備用；當(dāng)有啟動(dòng)信號(hào)時(shí)，第一次由1#泵工作，第二次將由2#泵工作，第三次再由1#泵工作，如此反復(fù)輪換。當(dāng)在工作過程中發(fā)生故障時(shí)，可自動(dòng)地切換到另一臺(tái)運(yùn)行，PLC自動(dòng)將信號(hào)反饋到消防中心并發(fā)出聲光報(bào)警，確保消防用水的要求，具有一定的冗余作用。4、定時(shí)巡檢：由于消防泵只有在消防狀態(tài)時(shí)才工作，為了保證水泵的葉輪和傳動(dòng)軸不會(huì)由于長(zhǎng)時(shí)間停止而發(fā)生生銹抱死的情況。所以我在程序中加入了定時(shí)巡檢的功能，即在經(jīng)過一定的時(shí)間，系統(tǒng)將自動(dòng)啟動(dòng)消防泵運(yùn)行一段時(shí)間后，自動(dòng)停止。以此達(dá)到消除隱患的目的。 5、缺水保護(hù)：為了保護(hù)穩(wěn)壓泵和消防泵的正常運(yùn)行

6、，在程序中加入了缺水保護(hù)功能。當(dāng)水池水位下降到一定程度時(shí)，自動(dòng)停止穩(wěn)壓泵或消防泵的運(yùn)行，PLC自動(dòng)將信號(hào)反饋到消防中心并發(fā)出聲光報(bào)警。直到水池缺水消除才能將信號(hào)停止輸出。 二、系統(tǒng)的硬件選擇為了節(jié)省經(jīng)濟(jì)開支，系統(tǒng)的消防水泵還是采用原有的博山博力水泵廠，型號(hào)為XBD4.9/45 150X2，額定電壓為380V，流量160/H；增加穩(wěn)壓泵，型號(hào)為50DL，額定電壓為380V，流量為35/H；電接點(diǎn)壓力表采用哈爾濱精密儀器儀表廠 型號(hào)：YX-60（圖1），測(cè)量范圍01.0Mpa；浮球液位控制器采用上海云鷗自動(dòng)化儀器有限公司 型號(hào)：UQK-01（圖2）。經(jīng)過測(cè)算，PLC共需要12個(gè)輸入點(diǎn)，12個(gè)輸出點(diǎn)

7、，所以我選擇了三菱FX2N-32MR的PLC，它具有16個(gè)輸入點(diǎn)和16個(gè)輸出點(diǎn)；其它的控制元件如空氣開關(guān)，接觸器等選用了天水二一三的產(chǎn)品，它是首家引進(jìn)法國(guó)施耐德的生產(chǎn)工藝和技術(shù)的廠家，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，外形美觀，能滿足本控制系統(tǒng)的要求.系統(tǒng)方框圖如下：手動(dòng)/自動(dòng)控制手動(dòng)方式消防泵/穩(wěn)壓泵自動(dòng)方式PLC消防泵1#2#出水管道水壓檢測(cè)穩(wěn)壓泵 電接點(diǎn)壓力表 圖1 浮球液位控制器 圖2三、系統(tǒng)的調(diào)試過程和工作狀態(tài)（圖見附錄） 1. 將轉(zhuǎn)換開關(guān)處于“手動(dòng)”位置，按下啟動(dòng)按鈕或停止按鈕即可啟動(dòng)或停止相應(yīng)的水泵，這主要用于平時(shí)試驗(yàn)時(shí)候或在應(yīng)急情況(PLC故障)下操作用。2. 當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)處于“自動(dòng)”位置，在沒有接

8、到消防中心啟動(dòng)信號(hào)或破玻璃啟動(dòng)信號(hào)時(shí)，系統(tǒng)將處于消防穩(wěn)壓的工作狀態(tài)。在這一狀態(tài)下，當(dāng)消防管網(wǎng)的水壓由于止回閥不嚴(yán)或管網(wǎng)內(nèi)滲漏而下降到一定程度時(shí)，如正常設(shè)定管網(wǎng)內(nèi)的水壓為0.5 Mpa（如圖1），當(dāng)下降到0.4 Mpa時(shí)，電接點(diǎn)壓力表（DP）B1 、B2點(diǎn)接通，繼電器KA3得電閉合（下限），將信號(hào)送到PLC，PLC將啟動(dòng)穩(wěn)壓泵進(jìn)行補(bǔ)壓；當(dāng)壓力達(dá)到0.6 Mpa時(shí)，電接點(diǎn)壓力表（DP）B2 、B3點(diǎn)接通，繼電器KA4得電閉合（上限），穩(wěn)壓泵停止運(yùn)行；在此過程中，如穩(wěn)壓泵出現(xiàn)故障，PLC自動(dòng)的將信號(hào)反饋到消防中心并發(fā)出聲光報(bào)警。直到進(jìn)行人工修復(fù)后才能將信號(hào)停止輸出。當(dāng)PLC接到消防中心啟動(dòng)信號(hào)或破玻

9、璃啟動(dòng)信號(hào)時(shí)，PLC將延時(shí)5S，以確保該信號(hào)并不是由于信號(hào)干擾或人工誤按引起的。當(dāng)5S后，該信號(hào)仍然存在時(shí)，PLC將立即啟動(dòng)一臺(tái)消防泵并停止穩(wěn)壓泵的工作。此時(shí)消防泵輸出的水壓將不受壓力傳感器的控制，消防泵的運(yùn)行只有等到確認(rèn)火災(zāi)結(jié)束，并進(jìn)行人工復(fù)位后消防泵才能停止。在此過程中如果消防泵出現(xiàn)過載或短路故障，PLC將啟動(dòng)另一臺(tái)消防泵，并將故障信號(hào)反饋到消防中心并發(fā)出聲光報(bào)警。直到進(jìn)行人工修復(fù)后才能將信號(hào)停止輸出。為了避免萬一破玻璃信號(hào)線由于火災(zāi)燒斷而發(fā)生消防泵無法啟動(dòng)的情況發(fā)生，系統(tǒng)特地設(shè)計(jì)了消防中心啟動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)的工作方式，即是消防泵的啟動(dòng)可以由消防中心來控制，但消防泵的停止只有在人工確認(rèn)火災(zāi)已經(jīng)結(jié)束后

10、將控制箱上的“消防復(fù)位”按鈕按下時(shí)，消防泵才能停止。 當(dāng)火災(zāi)結(jié)束并進(jìn)行人工復(fù)位后，系統(tǒng)將由回到原來的消防穩(wěn)壓的工作狀態(tài)。這時(shí)PLC將根據(jù)現(xiàn)時(shí)管網(wǎng)的壓力來控制穩(wěn)壓泵的運(yùn)行。 為了預(yù)防水池在缺水的情況下，避免造成穩(wěn)壓泵或消防泵的損壞，由浮球液位控制器（DK）進(jìn)行控制（見圖2）。浮球液位控制器C2是作為公共點(diǎn)；當(dāng)水池滿水時(shí)浮球是向上垂直，C2、C3觸點(diǎn)斷開，當(dāng)水池水位下降到一定程度時(shí)（超低水位）C2、C3觸點(diǎn)閉合，將信號(hào)送到PLC，停止穩(wěn)壓泵或消防泵，并發(fā)出聲光報(bào)警。直到水池缺水消除才能停止報(bào)警。3. 由于消防泵大部分時(shí)間處于待命狀態(tài)，加上泵葉等配件都浸于水中，很容易發(fā)生生銹抱死、電機(jī)繞組吸濕而絕緣下降的事情發(fā)生，所以每隔一段時(shí)間必須對(duì)水泵進(jìn)行試轉(zhuǎn)，以便除銹和除濕，提高設(shè)備的可靠性。以前這部分的工作都由人工來完成，為了減少工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高設(shè)備的自動(dòng)化程度，我在PLC程序中加入了定時(shí)巡檢的功能，消防泵累計(jì)30天，每臺(tái)泵將自動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)行20秒鐘后，自動(dòng)停止。四、結(jié)論本系統(tǒng)以PLC組成控制核心，充分發(fā)揮了PLC可編程序控制功能、簡(jiǎn)化系統(tǒng)的二次控制線路，提高系統(tǒng)的可靠性。實(shí)踐證明本系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)自動(dòng)化程度高，工作可靠，維修方便