PLC在消防设备中的应用设计 点击:0 | 回复:0



汇尼克

    
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发表于:2003-08-02 10:05:00
楼主
[摘 要] 本文介绍了采用可编程序控制器(PLC)实现的高层建筑消防泵组的光控制设计。文中详细讨论了控制系统的工作原理、信号的检测以及系统的硬件结构和软件设计。 [关键词] 消防泵组 可编程序控制器 控制系统 循环 1 引言 目前高层建筑在各类城市中比比皆是。为了防止意外火灾,高层建筑一般均设有消防专用泵组。但是许多设备都因无专人管理,不能定期试机运行,天长日久就会导致泵体卡死、锈死,所以经常会出现在发生火灾时设备不能充分发挥作用的情况,造成不应有的损失。通常老设备的启动/运行转换控制用的是皮碗真空式定时继电器,其定时时间误差大,橡胶容易老化破损,维护不便。电子式定时继电器也存在类似问题。我们采用OMRON公司的可编程序控制器(PLC)对消防泵组进行控制,实现泵组在备用时定期试运行,消防用水时自动启动。硬件无调整元件,成本低,可靠性高,维护方便。而且可以很容易地根据不同需要进行扩展。这样能够有效地杜绝泵体锈死或消防用水时不能及时加压的事故。 2 工作原理 对于一座需要四台15kW消防水泵的高层建筑而言,在没有消防用水需求商,第一台水泵启动(星形)10秒钟,运行(三角形)30秒后,停机待命120小时(五天)。待命期间如果没有消防用水,则第二台水泵启动10秒,运行30秒,停机待命120小时,如此周而复始地循环。在有消防用水需求时,泵组立即自动启动,加压供水,充分发挥其应用的作用。 3 硬件结构与工作过程 根据控制对象的具体情况,我们选用松下电工NAIS公司的小型可编程序控制器FP0-C16T进行控制设计。C16T属于FP0系列的小型机,共有16个输入/输出点。其中输入点8个,输出点8个,是晶体管输出,我们选用汇尼克公司开发专用放大板,不但把输出转变成继电器输出,而且还起到输入输出隔离的作用。FP0型机的内部指令十分丰富,能提供近50个定时/计数器供用户使用,对于本设计完全能够满足要求。设计中输入点用了5个,8个输出点则全部用完。具体I/O分配如表1所示。 表1 系统I/O分配表 输入 水流检测 低压检测 高压检测 启动按钮 停止按钮 X0 X1 X2 X3 X4 输出 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 1#泵Y形 1#泵D形 2#泵Y形 2#泵D形 3#泵Y形 3#泵D形 4#泵Y形 4#泵D形 输入信号分别为水流指示器、水压检测和手动输入。其中水压检测和手动输入各占两点。水流指示器的结构原理为:在水管内安装一个带杠杆的橡皮挡板,杠杆一端连接一个微动开关。如果管道内有水流流动,水流就冲开橡皮挡板,其杠杆推动微动开关,使触点的状态发生变化。水压采用电接点压力表进行检测。一般情况下如前述四台泵循环试机运行。一旦发生火警,打开消防喷淋头或者消防水枪,水流指示器的常开触点闭合,或者按动消防专用启动按钮,水泵即逐台按照水压要求启动运转。实际工作中,若第一台水泵投入后水压达不到所需压力,压力表低压检测触点断开,第二台水泵自动投入运行。若第二台水泵投入后仍达不到所需压力,即压力表低压检测触点仍不闭合,则第三台水泵自动投入运行。依此类推。若水压高于所需压力,压力表高压检测触点闭合,则依次停后启动的水泵,直到水压稳定下来,保持水压恒定在所需的压力范围内。这样可以减小消防人员的操作难度,同时也减小了对管道薄弱环节的威胁。每一台水泵都用两只接触器分别接成星形和三角形结构,用以启动和运行。用水完毕后,水流检测触点断开或者手动按下停水按钮,则重新进入试机循环。 4 系统软件设计 PLC的软件设计一般采用梯形图的形式进行编程,直观且简单易学。C系列PLC的指令丰富,提供了48个定时/计数器供用户使用,从而给系统设计带来了很大的方便。在设计中,长时间的定时控制若采用多个定时器级连的方式实现,虽然直观,但略显繁冗。我们在程序中用定时器设计了一个1分钟的时钟作为其他计数器的输入,使得长时间的定时设计更便于实现,控制程序也就更加简洁。在消防用水时为了避免由于水压波动而导致水泵频繁起停,我们在程序中采用了“延时滤波”处理,达到了较好的效果。在为提升水压而增加后续水泵时,为了避免同时投入水泵而对电网造成过大的冲击,也采用了延时的方法,达到了预期的目的。 5 结束语 本系统采用可编程序控制器进行控制系统设计,硬件结构简单,成本低廉,响应速度快,性能/价格比很高,和单片机系统相比具有极高的可靠性。经一年多的现场使用考验,性能稳定,运行可靠。另外还可以根据实际需要很方便地进行扩展。对于现代智能楼宇,控制系统还可以通过通讯模块纳入到整个楼宇的监控系统之中,体现出极大的灵活性和适应性,具有极高的实际推广价值。


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