基于PLC消防泵自動巡檢系統的設計與實現

田曉娟

(山西電力職業技術學院電力工程系，山西 太原 030021)

影響城市的最大災害為火災，目前的消防系統雖然能夠對火災的發生進行及時地發現，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致火災發生時消防泵未能做到及時發揮作用，但就因為如此短的時間內未能做到及時滅火，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對建筑物造成進一步破壞，因此要保證消防泵第一時間發揮其作用。而PLC消防泵自動巡檢系統能夠定期為給水系統做出巡檢，在遇到火災時能夠控制消防泵及時發揮作用。

1 消防泵自動巡檢系統的構成及其工作原理

1.1 消防泵自動巡檢系統的組成

消防泵自動巡檢系統的硬件設備構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責為噴淋系統及時供水。且在設計過程中，通常會配置兩套消防泵自動巡檢系統，確保消防泵系統能在發生火災時及時發揮作用。[1]另外通常根據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致的水壓升高，更能減少能耗。

1.2 消防泵自動巡檢系統的工作原理

消防泵自動巡檢系統除配備消防泵和噴淋泵之外，還會有一個穩壓泵構成。當消防泵自動巡檢系統開啟巡檢功能時，則對于噴淋泵與消防泵會率先運作，消防泵自動巡檢系統巡檢結束之后，穩壓泵才會發揮作用。穩壓泵的主要作用是保持消防泵自動巡檢系統內各管的水流壓力值穩定在一個固定的區間內，防止管內水壓過高或過低，電接式壓力表設置一個恒定的低壓值和一個高壓值，控制著穩壓泵的恒定。

2 消防泵自檢系統的設備選擇

2.1 消防泵自動巡檢系統的基本系統構成

消防泵自動巡檢系統中最主要的設備選擇為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控制系統是消防泵自動巡檢系統的核心。

2.2 消防泵自動巡檢系統的基本控制方式

消防泵自動巡檢系統應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先地位。通過手動控制消防泵的優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行啟動，需要停止時可按下停止開關。在消防泵自動巡檢系統中可以將消防泵的控制按鈕旋轉至手動檔，對消防泵自動巡檢系統的控制按鈕旋至自動擋，則可對消防泵的啟動及停止狀態進行手動操作，但在處于同一時刻時只能實現對一臺機器的控制。若將消防泵自動巡檢系統的噴灑泵控制開關調至手動擋，將消防泵自動巡檢系統的巡檢控制開關調至自動擋，則可通過調解噴灑泵的控制旋鈕來實現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對一臺機器的控制。[2]如果在消防泵自動巡檢系統的控制中將消防泵自動巡檢開關調節至自動狀態，則此時為消防泵自動巡檢系統的自動控制。在此種控制狀態下，若無手動控制消防泵與噴灑泵的需要，則該自動控制系統將會每隔一定的天數進行一次定期巡檢；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會自動對消防泵以及噴灑泵進行控制，并且還會在當前使用的消防泵與噴灑泵發生故障時自動啟動備用泵。

3 對于消防泵自動巡檢系統的系統設計

3.1 消防泵自動巡檢系統的工作原理

如圖1所示，當發生火災時，火災的發生信號是由消防泵自動巡檢系統的控制中心進行發出的，若當系統檢測到火災的發生，消防泵自動巡檢系統的控制中心將會對控制消防泵、噴灑泵的PLC控制系統發出相關的信號指令，則PLC控制系統會控制消防泵與噴灑泵立即進入工作狀態待火災危險解除之后，PLC程序控制系統會重新進入巡檢狀態。若是消防泵自動巡檢系統進行自動化巡檢管理，消防泵自動巡檢系統會定期對消防泵以及噴灑泵等進行巡檢一次。若要對消防泵及噴灑泵進行不定期的巡檢，則可以將消防泵及噴灑泵的控制系統進行手動操作，進而對消防泵及噴灑泵進行不定期的安全巡檢。在消防泵自動巡檢時間到達之后，對于消防泵自動巡檢系統中PLC控制系統會率先控制變頻器調至高壓工作狀態，而后會對圖中KM1即接觸器進行控制吸合，接下我們需要圖中消防泵1接至變頻器的負載電路中。同時我們需要在調節KM1閉合之后將變頻器調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節低頻運行，通過定時達到變頻器的定時停止，從而實現對變頻器的實時控制。而后隨著變頻器的停止實現了KM1的分開，同時實現了KM2閉合，KM2的閉合調節消防泵2在低頻下運行。而后消防泵自動巡檢系統對消防泵2進行巡檢結束之后，再通過PLC控制中心調節變頻器切換至低頻運行參數。而后通過調節KM3以及KM8的閉合實現噴淋泵1接至負載端運行，同樣在定時時間完成之后實現對變頻器的停止并在此時斷開KM8以及KM3，同時通過調節KM4以及KM9的閉合實現變頻器對噴淋泵2低頻下運行的控制。

圖1 系統工作原理

3.2 火災發生時的程序切換

對于消防泵自動巡檢系統，當發生火災時實現光信號到點信號的轉變，再由消防泵自動巡檢系統控制中心發出火災發生信號。當控制系統檢測到火災的發生時，會由控制中心立即發出火災發生信號并傳至PLC消防系統，PLC消防系統在收到火災發生信號之后，會立即按照邏輯程序先對消防泵1進行啟動，若消防泵1因發生故障而無法啟動，而后變頻器便會對其進行分析，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發生故障。與此同時，消防泵自動巡檢系統會調節變頻器，實現消防泵2的啟動。

3.3 關于消防泵自動巡檢系統的上位機設計原理

如圖2即為消防自動巡檢系統的流程圖，對于消防泵自動巡檢系統的核心是其控制系統，它是集各先進技術于一身的先進控制中心。該控制中心是用來在生產過程中通過自動化對圖像進行顯示并對其進行控制的一種系統，它最主要的優點是可以與各種先進設備以及系統進行聯合使用，這就是其價值大大提升。并且它具有先進的設置選項、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產生的故障進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行實時監控，確保整個系統的安全穩定運行。

圖2 系統上位機設計原理

4 PLC控制管理技術的分析與實際應用

4.1 通過實際案例對PLC自動化控制技術進行分析

在使用PLC自動化控制系統來進行混合產品的生產中，首先需要對原材料的各種性質進行分析，控制對原材料的使用量，同時兼顧用量及質量才能保證生產產品的優良。在過去的生產過程中，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境的污染情況。最終達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技術也應用到遠程操控領域，PLC控制管理系統包含多種功能強大的系統技術，可以將數據傳輸至網絡中從而實現對相關數據持續有效的遠程數據監控，網絡受廣大人民群眾的喜愛有利于PLC控制系統的廣泛應用。

4.2 PLC控制管理技術的實際應用

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量上的影響。而且對于人工裝配汽車無疑其生產效率是相當低下的，生產出來的汽車往往會由于生產過程中出現的小問題而被退回，這對汽車生產廠家的損害是相當大的。但PLC自動控制管理系統的應用使此類問題得到了跨越性的改變。汽車的生產裝配均由自動化控制系統控制，這種舉措大大提高了汽車的生產效率，對汽車的生產質量也取得了大大改進，同時應用PLC遠程控制系統能實時對生產車間的汽車生產情況進行監控，并對生產車間發生的故障進行及時的反饋，保證生產車間的高效可持續性運行。

5 結論

隨著科技的進步與發展，PLC技術獲得了長足發展，這對消防泵自動巡檢系統的貢獻是巨大的，并且我們堅信，隨著時代的不斷進步與科技發展，PLC技術在各個領域都能獲得長足發展。