基于数据采集模块的企业消防监测系统设计

张燕妮，郑丽丹，张文霞，邵媛媛

（青岛理工大学琴岛学院，山东 青岛266000）

随着中国经济迅速发展，橡胶、轮胎等化工产品的需求量日益增多，而生产橡胶的原材料具有易燃易爆的特性，所以作为该类企业生产保障的消防用水系统就成了重要的核心角色。针对当前化工企业的消防系统自动控制管理水平较低的现象，本文应用ADAM-4000系列智能模块和组态软件相结合的结构设计，解决了生产中的问题，第一时间根据现场传感器的信号启用消防水泵，并实时监测和管理全网的管道压力，更好地提高消防系统自动化管理水平[1]。

1 系统组成

该套企业消防监测系统由上位计算机、智能模块、现场设备、DCS等组成。

1.1 上位机的选择

上位机选用研华工控机，能适合工业现场恶劣的环境，能长时间不间断运行。

采用研华公司的工控机代替普通PC机后，系统的抗干扰性、稳定性、不间断性得到极大的提高。采用的研华工控机有以下特点：①机箱采用钢结构，有较高的防磁、防尘、防冲击能力；②机箱内有专用底板，底板上有PCI和ISA插槽；③机箱内有专门电源，电源有较强的抗干扰能力。

操作系统：WindowsXP。

1.2 模块的选择

模块选用ADAM-4000系列模块，该系列产品具有内置的微处理器、坚固的工业级塑料外壳，使其可以独立提供智能信号调理、模拟量I/O、数字量I/O、数据显示和RS-485通讯等功能[2]。

1.2.1 通讯模块的选择

通讯模块：研华模块ADAM-4520。RS232转RS485模块。

1.2.2 采集模块的选择

数据采集模块：研华模块ADAM-4117/8路模拟量输入模块，电压和电流均可。ADAM-4015/6路热电阻输入模块，PT100信号。ADAM-4024/4路模拟量输出模块。

1.2.3 控制模块的选择

数据采集控制器：研华模块ADAM-4055/16路隔离数字量输入模块、ADAM-4168/8路继电器。

2 系统性能指标及技术要求

2.1 测量范围

循环水供水总管出口压力测量范围：0～1 MPa。

循环水回水总管出口压力测量范围：0～1 MPa。

消防水池液位测量范围：0～100%。

2.2 接地要求

保护地：是为了防止设备外壳的静电荷积累、避免造成人身伤害而采取的保护措施，接地电阻小于4Ω。

屏蔽地：可以把信号传输时所受到的干扰屏蔽掉，以提高信号质量，接地电阻小于4Ω。

2.3 电源要求

操作站和控制站及控制柜供电电压为交流220 V，50 Hz，模块、传感器供电电源分别为DC24 V、AC220 V。

3 系统的监控方案

为了集中监视和管理企业消防管网的数据，在上位机安装了组态王软件，完成整个消防系统的监控，组态王软件画面友好，通用性好[3]，可以通过检测消防水池储水液位、管道进水压力、管道出水口压力、报警信息等，实现消防系统的自动监控和集中管理功能。

系统结构如图1所示。

图1 系统结构示意图

数据报表一方面可以及时显示整个生产流程的生产状况；另一方面可以长时间对生产流程的参数进行整合、对比，让操作人员可以及时了解和对比生产数据[4]。

数据查询：ReportSetHistData2（2，1）。

报表清除：ReportSetCellString2（"Report2"，2，1，100，30，""）。

4 实现的控制任务

4.1 实时数据采集显示和控制

通过数据采集模块实时采集现场温度、压力、流量、液位等检测点及设备启停等控制点。上位机安装组态王组态软件系统，建立起模拟现场实际系统的画面，接受下位机的实时数据信息，并直观地显示在显示界面中供操作人员查看。通过数据采集控制器对相应的数字量进行控制。

4.2 手动/自动功能

手动功能：由操作员控制阀门的开关，测试阀门是否正常，系统调试运行的时候也用手动功能生产。

自动功能：阀门开关、状态切换按照规定的时序自动运行，处于正常生产状态。

4.3 液位连锁控制功能

采集到的液位数据除了实时显示以外，系统还根据液位数据的大小对相应的水泵开关进行控制，以保证水池的液位处在正常的水平。此系统的消防水池液位和生产水泵构成液位连锁控制，当消防水池的液位值小于设定值时，生产水泵就得停泵，以保证消防水池的液位处于正常水平。

4.4 水泵连锁控制

本系统设置了高压消防水泵连锁控制和低压消防水泵连锁控制。当投入连锁控制状态中，高压消防管网压力开关开启时，高压消防水泵a和高压消防水泵b为一开一闭状态；低压消防管网压力开关开启时，低压消防水泵a和低压消防水泵b也是一开一闭状态。

5 结束语

本自动控制系统的主要特点有设备实时监控控制，自动、手动切换控制运行，生产出质量稳定的合格产品，操作容易、上位机上完成全部操作。

该自动控制工艺与传统工艺相比具有自动化水平高、操作简单、产品稳定、容易维护特性。此次研究对实际生产具有很高的指导作用，不仅可以提高企业的生产效率，而且会产生可观的经济效益。