基于PLC消防泵自动巡检系统的设计与实现

田晓娟

(山西电力职业技术学院电力工程系，山西 太原 030021)

影响城市的最大灾害为火灾，目前的消防系统虽然能够对火灾的发生进行及时地发现，但却不能第一时间对其做到灭火处理，而这最主要的因素是消防泵由于长时间的搁置导致火灾发生时消防泵未能做到及时发挥作用，但就因为如此短的时间内未能做到及时灭火，这将会带来不可估量的损失。消防泵的主要作用是为了控制火势的蔓延以防止火灾对建筑物造成进一步破坏，因此要保证消防泵第一时间发挥其作用。而PLC消防泵自动巡检系统能够定期为给水系统做出巡检，在遇到火灾时能够控制消防泵及时发挥作用。

1 消防泵自动巡检系统的构成及其工作原理

1.1 消防泵自动巡检系统的组成

消防泵自动巡检系统的硬件设备构成主要是消防泵和喷淋泵，其中消防泵的作用是及时地为消火栓供水，而喷淋泵则主要是负责为喷淋系统及时供水。且在设计过程中，通常会配置两套消防泵自动巡检系统，确保消防泵系统能在发生火灾时及时发挥作用。[1]另外通常根据消防泵及喷淋泵的功率大小，对消防泵则采用带旁路接触器的软启动器启动，这在巡检过程中保证水泵在低频下待机几分钟，可以防止因巡检过程导致的水压升高，更能减少能耗。

1.2 消防泵自动巡检系统的工作原理

消防泵自动巡检系统除配备消防泵和喷淋泵之外，还会有一个稳压泵构成。当消防泵自动巡检系统开启巡检功能时，则对于喷淋泵与消防泵会率先运作，消防泵自动巡检系统巡检结束之后，稳压泵才会发挥作用。稳压泵的主要作用是保持消防泵自动巡检系统内各管的水流压力值稳定在一个固定的区间内，防止管内水压过高或过低，电接式压力表设置一个恒定的低压值和一个高压值，控制着稳压泵的恒定。

2 消防泵自检系统的设备选择

2.1 消防泵自动巡检系统的基本系统构成

消防泵自动巡检系统中最主要的设备选择为PLC，通常PLC的使用最为普遍的是S7-300系列，而常用的CPU为315-2DP系列，PLC控制系统是消防泵自动巡检系统的核心。

2.2 消防泵自动巡检系统的基本控制方式

消防泵自动巡检系统应用的是手动控制或自动控制，但对于在任何情况下手动控制处于优先地位。通过手动控制消防泵的优点是手动巡检可以通过控制操作台上的各个启动按钮低速对各泵进行启动，需要停止时可按下停止开关。在消防泵自动巡检系统中可以将消防泵的控制按钮旋转至手动档，对消防泵自动巡检系统的控制按钮旋至自动挡，则可对消防泵的启动及停止状态进行手动操作，但在处于同一时刻时只能实现对一台机器的控制。若将消防泵自动巡检系统的喷洒泵控制开关调至手动挡，将消防泵自动巡检系统的巡检控制开关调至自动挡，则可通过调解喷洒泵的控制旋钮来实现对喷洒泵的启动及停止操作。但也同样是对处于同一时刻时只能实现对一台机器的控制。[2]如果在消防泵自动巡检系统的控制中将消防泵自动巡检开关调节至自动状态，则此时为消防泵自动巡检系统的自动控制。在此种控制状态下，若无手动控制消防泵与喷洒泵的需要，则该自动控制系统将会每隔一定的天数进行一次定期巡检；若需要对消防泵以及喷洒泵的操作控制时，则消防泵自动巡检系统会自动对消防泵以及喷洒泵进行控制，并且还会在当前使用的消防泵与喷洒泵发生故障时自动启动备用泵。

3 对于消防泵自动巡检系统的系统设计

3.1 消防泵自动巡检系统的工作原理

如图1所示，当发生火灾时，火灾的发生信号是由消防泵自动巡检系统的控制中心进行发出的，若当系统检测到火灾的发生，消防泵自动巡检系统的控制中心将会对控制消防泵、喷洒泵的PLC控制系统发出相关的信号指令，则PLC控制系统会控制消防泵与喷洒泵立即进入工作状态待火灾危险解除之后，PLC程序控制系统会重新进入巡检状态。若是消防泵自动巡检系统进行自动化巡检管理，消防泵自动巡检系统会定期对消防泵以及喷洒泵等进行巡检一次。若要对消防泵及喷洒泵进行不定期的巡检，则可以将消防泵及喷洒泵的控制系统进行手动操作，进而对消防泵及喷洒泵进行不定期的安全巡检。在消防泵自动巡检时间到达之后，对于消防泵自动巡检系统中PLC控制系统会率先控制变频器调至高压工作状态，而后会对图中KM1即接触器进行控制吸合，接下我们需要图中消防泵1接至变频器的负载电路中。同时我们需要在调节KM1闭合之后将变频器调至低频运行并在此时开始计时，而后消防泵也随着变频器的调节低频运行，通过定时达到变频器的定时停止，从而实现对变频器的实时控制。而后随着变频器的停止实现了KM1的分开，同时实现了KM2闭合，KM2的闭合调节消防泵2在低频下运行。而后消防泵自动巡检系统对消防泵2进行巡检结束之后，再通过PLC控制中心调节变频器切换至低频运行参数。而后通过调节KM3以及KM8的闭合实现喷淋泵1接至负载端运行，同样在定时时间完成之后实现对变频器的停止并在此时断开KM8以及KM3，同时通过调节KM4以及KM9的闭合实现变频器对喷淋泵2低频下运行的控制。

图1 系统工作原理

3.2 火灾发生时的程序切换

对于消防泵自动巡检系统，当发生火灾时实现光信号到点信号的转变，再由消防泵自动巡检系统控制中心发出火灾发生信号。当控制系统检测到火灾的发生时，会由控制中心立即发出火灾发生信号并传至PLC消防系统，PLC消防系统在收到火灾发生信号之后，会立即按照逻辑程序先对消防泵1进行启动，若消防泵1因发生故障而无法启动，而后变频器便会对其进行分析，若辨别出消防泵未能启动，则变频器就会启动报警器来提示消防泵1发生故障。与此同时，消防泵自动巡检系统会调节变频器，实现消防泵2的启动。

3.3 关于消防泵自动巡检系统的上位机设计原理

如图2即为消防自动巡检系统的流程图，对于消防泵自动巡检系统的核心是其控制系统，它是集各先进技术于一身的先进控制中心。该控制中心是用来在生产过程中通过自动化对图像进行显示并对其进行控制的一种系统，它最主要的优点是可以与各种先进设备以及系统进行联合使用，这就是其价值大大提升。并且它具有先进的设置选项、便捷的可视化窗口等，且操作简便、功能强大，这使得该控制中心具有强大的实用性。最主要的是该控制中心能及时的对消防泵自动巡检系统产生的故障进行及时的故障报警并能锁定故障报警方位，通过图像的形式对其进行实时监控，确保整个系统的安全稳定运行。

图2 系统上位机设计原理

4 PLC控制管理技术的分析与实际应用

4.1 通过实际案例对PLC自动化控制技术进行分析

在使用PLC自动化控制系统来进行混合产品的生产中，首先需要对原材料的各种性质进行分析，控制对原材料的使用量，同时兼顾用量及质量才能保证生产产品的优良。在过去的生产过程中，使用的是人工添加的过程，这难免会对原材料的使用量无法做到完美控制，但PLC控制系统的使用为我们解决了此类问题。对于原材料的添加都是自动化的过程，这能对原材料的使用量做到定量的控制，有效减少了原料的人工浪费以及人工操作失误的问题，同时还能间接地减少对环境的污染情况。最终达到的效果是增加了效率与收益，提高了精确度，成本也得到了大大降低。另外PLC技术也应用到远程操控领域，PLC控制管理系统包含多种功能强大的系统技术，可以将数据传输至网络中从而实现对相关数据持续有效的远程数据监控，网络受广大人民群众的喜爱有利于PLC控制系统的广泛应用。

4.2 PLC控制管理技术的实际应用

随着居民的生活水平日益提高，汽车也更是逐渐走入了寻常百姓家，而对于汽车的人工组件以及人工装配难免会对组装的汽车有所质量上的影响。而且对于人工装配汽车无疑其生产效率是相当低下的，生产出来的汽车往往会由于生产过程中出现的小问题而被退回，这对汽车生产厂家的损害是相当大的。但PLC自动控制管理系统的应用使此类问题得到了跨越性的改变。汽车的生产装配均由自动化控制系统控制，这种举措大大提高了汽车的生产效率，对汽车的生产质量也取得了大大改进，同时应用PLC远程控制系统能实时对生产车间的汽车生产情况进行监控，并对生产车间发生的故障进行及时的反馈，保证生产车间的高效可持续性运行。

5 结论

随着科技的进步与发展，PLC技术获得了长足发展，这对消防泵自动巡检系统的贡献是巨大的，并且我们坚信，随着时代的不断进步与科技发展，PLC技术在各个领域都能获得长足发展。