一种消防泵自动巡检控制设备及其电气控制电路的制作方法

本发明属于消防电气控制装置领域，涉及一种消防泵自动巡检控制设备及其电气控制电路。

背景技术：

根据公安部消防安全行业标准ga30.2《固定消防给水设备的性能要求和试验方法》之规定，为防止消防水泵出现锈蚀、受潮、水泵动作不正常等故障，确实做到“养兵千日，用兵一时”的目的，消防水泵必须加装自动巡检装置，特别是企事业单位消防系统的消防水泵，更应该要做好日常巡检。

因此，消防系统消防泵的日常巡检，尤为重要，但目前的消防泵自动巡检控制设备还存在一些问题，比如：

1.消防水泵控制柜和消防水泵巡检柜是两个相互独立的控制系统，各自运行都受消防控制中心控制，但相互之间并不互通，难以实现更好地电气互锁；

2.平时消防水泵巡检柜工作时，如果发生火灾情况，难以短时间内及时停止巡检，进行消防水泵的出水控制，可能造成火灾情况的更大扩散；

3.电气控制电路较复杂，重复设置控制设备，降低了控制可靠性和检测的精确性，没有充分发挥控制电路的效能。

因此，本发明针对上述问题，提出了一种消防泵自动巡检控制设备及其电气控制电路。

技术实现要素：

本发明的目的在于：提供了一种消防泵自动巡检控制设备及其电气控制电路，解决了现有自动巡检控制设备存在控制柜和巡检柜难以实现更好地电气互锁，控制切换较慢且控制电路较复杂，降低了控制可靠性的问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种消防泵自动巡检控制设备的电气控制电路，包括开关电路、主回路、plc控制回路、消防联动控制回路和指示回路，所述主回路与plc控制回路和指示回路连接，所述plc控制回路与消防联动控制回路连接；

所述主回路包括工作电路、数显控制电路和电源转换电路，所述工作电路和数显控制电路均与电源转换电路连接，所述工作电路与数显控制电路连接；

所述plc控制回路包括相互连接的plc控制器和人机界面，所述plc控制器和人机界面均与所述电源转换电路连接，所述plc控制器与所述工作电路连接；

所述消防联动控制回路包括消防联动控制器，所述消防联动控制器与所述plc控制器连接；

所述指示回路包括与所述主回路和消防联动控制回路连接的巡检信号灯。

进一步地，所述工作电路包括依次连接的变压器、变频调速器、交流接触器和若干个消防泵电机。

进一步地，所述数显控制电路包括与工作电路连接的数显电流表、数显电压表和保护继电器，所述保护继电器与数显电压表连接。

进一步地，所述电源转换电路包括与工作电路和数显控制电路连接的电压变换器。

进一步地，所述plc控制器与所述工作电路的变频调速器连接，控制消防泵电机的运转。

更进一步地，所述plc控制器采用西门子cpusr20模块，所述人机界面采用触摸屏，用于设定巡检周期和时间。

一种消防泵自动巡检控制设备，基于上述电气控制电路设计的消防泵自动巡检控制设备，包括相互连接的巡检柜和消防配电柜，所述巡检柜表面设置有面板和触摸屏，所述巡检柜内部设置有总电源自动断路器、变压器、变频调速器、交流接触器、电压变换器和plc控制器，所述消防配电柜内设置有消防联动控制器和消防水泵，所述消防联动控制器与plc控制器连接，所述消防水泵的泵电机与变频调速器连接。

进一步地，所述面板包括数显电流表、数显电压表、巡检信号灯和故障蜂鸣器，以及手动/自动选择开关、手动巡检按钮、停止巡检按钮。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.一种消防泵自动巡检控制设备的电气控制电路，由plc控制回路对主回路的巡检用工作电路进行控制，对被检测的消防水泵低频供电，使消防水泵按设定的周期低速运行，实现了消防水泵的自动巡回检测，通过自动巡检，使消防泵长期保持在可靠的运行状态；且通过plc控制回路与消防联动控制回路连接，及时知晓消防配电柜和巡检设备的状态信息，更好地实现消防水泵巡检柜与消防配电柜的互通、互锁，并及时切换控制状态，可靠性较高，控制精准；还通过指示电路的信号灯显示当前状态，及时知晓故障和报警信息，方便工作人员及时采取措施。

2.本发明的消防泵自动巡检控制设备，采用低频巡检，巡检时泵电机的转速为300转/分，水系统不增压、无启动电流，极大地延长了设备的使用寿命，具有安全性高、低电流、低功耗的特点。

3.本发明的消防泵自动巡检控制设备不仅可以实现周期性自动巡检，还可以实现单个消防水泵的手动巡检，根据实际情况进行选择，在发生火警时，还能及时停止自动巡检，及时响应消防配电柜的消防信号，启动消防水泵进行灭火。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图，其中：

图1是一种消防泵自动巡检控制设备的电气控制电路连接示意图；

图2是本发明中主回路的电气原理图；

图3是本发明中plc控制回路的电气原理图；

图4是本发明中消防联动控制回路的电气原理图；

图5是本发明中指示回路的电气原理图；

图6是一种消防泵自动巡检控制设备的工作流程图；

图7是本发明中触摸屏的参数设置界面；

图8是本发明中触摸屏的工作状态显示界面；

图9是本发明中触摸屏的信息查询界面。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处描述和附图中示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

下面结合实施例和附图对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例一

本发明的较佳实施例，提供了一种消防泵自动巡检控制设备的电气控制电路，如图1所示，包括开关电路、主回路、plc控制回路、消防联动控制回路和指示回路，所述开关电路和主回路均与电源引入线连接，所述主回路与plc控制回路和指示回路连接，所述plc控制回路与消防联动控制回路连接；

所述主回路如图2所示，包括进线断路器q1，与进线断路器q1连接的工作电路、数显控制电路和电源转换电路，所述工作电路和数显控制电路均与电源转换电路连接，所述工作电路与数显控制电路连接；

所述plc控制回路包括相互连接的plc控制器和人机界面，所述plc控制器和人机界面均与所述电源转换电路连接，所述plc控制器与所述工作电路连接；

所述消防联动控制回路包括消防联动控制器，所述消防联动控制器与所述plc控制器连接；

所述指示回路包括与所述主回路和消防联动控制回路连接的巡检信号灯。

具体地，所述开关电路包括与电源引入线连接的电源开关q3，与电源开关q3连接的总电源自动断路器ly1。

进一步地，所述工作电路包括依次连接的变压器tb、变频调速器bp、交流接触器kh1和若干个消防泵电机m。

具体地，所述进线断路器q1一端连接电源引入线，另一端依次连接变压器tb和接触器km0，所述接触器km0连接变频调速器bp的引脚r、s、t，所述变频调速器bp的引脚u、v、w连接交流接触器kh1后与1号、2号、3号和4号消防泵的电机m1、m2、m3和m4连接，所述消防泵电机m1、m2、m3和m4与交流接触器kh1之间还连接有接触器km1、km2、km3和km4，所述消防泵电机m1、m2、m3和m4均为三相异步电动机。

进一步地，所述数显控制电路包括与工作电路连接的数显电流表pa1、数显电压表pv和保护继电器xj，所述保护继电器与数显电压表连接。

具体地，所述数显电流表pa1通过熔断器f4与所述进线断路器q1的另一端连接，并与变压器tb连接，所述数显电流表pa1为三相数显电流表，所述数显电压表pv通过熔断器f1、f2和f3与所述进线断路器q1的另一端三相连接，并与保护继电器xj并联，所述数显电压表pv为三相数显电压表，所述保护继电器xj为断相与相序保护继电器。

进一步地，所述电源转换电路包括与工作电路和数显控制电路连接的电压变换器g1。

具体地，所述电压变换器g1通过熔断器f5与所述进线断路器q1的另一端连接，并与数显电流表pa1和数显电压表pv连接，另一端通过熔断器f6与plc控制回路连接。

进一步地，所述plc控制回路包括相互连接的plc控制器sb和人机界面cat5e，所述plc控制器sb和人机界面cat5e均与所述电源转换电路的电压变换器g1输出连接，所述plc控制器sb还与所述工作电路的变频调速器bp连接，控制消防泵电机的运转，所述plc控制器sb采用型号为6es7288-1st30-0aa0的西门子cpusr20模块，所述人机界面cat5e采用触摸屏，用于设定巡检周期和时间。

具体地，如图3所示，所述plc控制器sb的引脚p28连接变频器故障复位按钮ss1，引脚a104连接设备受控开关k3，引脚p27连接巡检停止按钮ss2，引脚p04连接模式选择开关sac的手动巡检接线端1和2，引脚p05连接模式选择开关sac的自动巡检接线端5和6，引脚p06、p07、p08和p09分别连接1号、2号、3号和4号消防泵的手动巡检按钮sf1、sf2、sf3和sf4，引脚p10连接保护继电器xj的引脚5和6，用于接收保护继电器xj的缺相和错相报警信号，引脚p11、p12、p13和p14分别连接接触器km1、km2、km3和km4，控制巡检运行消防泵电机m1、m2、m3和m4，引脚p15接收消防信号输入，引脚p16连接交流接触器kh1接收故障信号，引脚p01、p02分别连接变频调速器bp的引脚rc和ra、引脚y1和引脚com，接收变频调速器bp的运行和故障信号，引脚p17、p18、p19和p20分别连接消防泵电机m1、m2、m3和m4的巡检继电器kq01、kq02、kq03和kq04，引脚p21、p22分别连接消防泵电机m1、m2的闭锁继电器kq05、kq06，引脚p23、p24、p25和p26分别连接变频调速器bp的运行继电器kq7、故障继电器kq8、故障自动复位继电器kq11和电源接触器kq12。

具体地，所述消防联动控制回路如图4所示，包括消防联动控制器x2，所述消防联动控制器x2与所述plc控制器sb连接，所述消防联动控制器x2的引脚1～4接收消防信号，引脚5和6接收设备受控信号，引脚8～11分别连接接触器km1、km2、km3和km4，输出消防泵电机巡检工作的控制信号，引脚13～16分别连接接触器km1、km2、km3和km4，输出消防泵电机巡检停止的控制信号，引脚7和引脚12均连接反馈信号公共线，引脚17和18连接接触器k1，接收消防信号反馈，引脚19和20连接接触器k2，接收故障反馈信号，引脚21和22连接运行继电器kq7，接收巡检运行反馈，引脚23和24连接故障继电器kq8，接收巡检故障反馈，引脚25和26、引脚27和28、引脚29和30、引脚31和32分别连接闭锁继电器kq05、kq06、运行继电器kq7、故障继电器kq8，接收1号、2号、3号和4号消防泵的巡检联锁反馈信号，引脚33和34连接接触器k3，接收设备受控反馈信号。

具体地，所述指示回路如图5所示，包括与主回路和消防联动控制回路连接的巡检信号灯，通过熔断器f7与所述进线断路器q1的另一端连接，所述巡检信号灯包括电源指示灯hg1、巡检指示灯hr1～hr4，受控指示灯hr5、故障报警灯hy1、运行指示灯hr6、模式选择指示灯hg2、变频器电源启动指示灯hr7和hg3，所述巡检指示灯hr1～hr4分别连接接触器km1、km2、km3和km4，实现1号、2号、3号和4号消防泵的巡检指示，所述受控指示灯hr5并联扬声器p1后连接接触器k1，所述接触器k1与消防配电柜的消防信号xf1和xf2连接，所述故障报警灯hy1并联扬声器p2后连接故障继电器kq8，所述故障继电器kq8与保护继电器xj连接，所述保护继电器xj与接触器k2连接，实现缺相、错相、故障显示及报警，所述运行指示灯hr6与接触器k3并联后连接消防联动控制器x2的引脚5和6，所述模式选择指示灯hg2与模式选择开关sac连接，实现模式选择指示，所述接触器km1、km2、km3和km4分别与巡检继电器kq01、kq02、kq03和kq04连接，再与接触器k1连接，所述变频器电源启动指示灯hr77和hg3连接接触器km0，所述接触器km0与变频调速器bp的电源接触器kq12连接，用于启动变频调速器bp电源。

本实施例中，由plc控制回路对主回路的巡检用工作电路进行控制，对被检测的消防水泵低频供电，使消防水泵按设定的周期低速运行，实现了消防水泵的自动巡回检测，通过自动巡检，使消防泵长期保持在可靠的运行状态；且通过plc控制回路与消防联动控制回路连接，及时知晓消防配电柜和巡检设备的状态信息，更好地实现消防水泵巡检柜与消防配电柜的互通、互锁，并及时切换控制状态，可靠性较高，控制精准；还通过指示电路的信号灯显示当前状态，及时知晓故障和报警信息，方便工作人员及时采取措施。

实施例二

本实施例基于实施例一的电路，提出了一种消防泵自动巡检控制设备，包括相互连接的巡检柜和消防配电柜，每个巡检柜可配套1～10个消防配电柜；所述巡检柜表面设置有面板和触摸屏，所述巡检柜内部设置有总电源自动断路器、变压器、变频调速器、交流接触器、电压变换器和plc控制器，所述消防配电柜内设置有消防联动控制器和消防水泵，所述消防联动控制器与plc控制器连接，所述消防水泵的泵电机与变频调速器连接，所述变频调速器的输出频率为30hz以下的低频可调频率，在plc控制器的控制下经交流接触器分别对被检测的消防水泵低频供电，使消防水泵按设定的周期低速运行，达到巡回检测的目的，所述触摸屏用于设定消防水泵的巡检周期和时间，可显示消防水泵工作状态、故障信息及其具体位置，并具有数据记忆功能，完成对故障时的瞬态参数记忆。

进一步地，所述面板包括数显电流表、数显电压表、巡检信号灯和故障蜂鸣器，以及手动/自动选择开关、手动巡检按钮、停止巡检按钮。

具体地，本实施例的自动巡检控制设备主要用于企事业单位消防系统消防水泵的日常巡回检测，实现了消防水泵的自动巡回检测，通过自动巡检，使消防水泵长期保持在可靠的运行状态；采用低频巡检，巡检时泵电机的转速为300转/分，水系统不增压、无启动电流，极大地延长了设备的使用寿命，此巡检方式安全性高、低电流、低功耗，符合行业标准要求，使用时，环境温度要求为0℃～+40℃，环境湿度要求为0～9％且无结露，环境中不含腐蚀、油性、灰尘及可燃性气体，通风良好、避免阳光直接照射。

具体地，本实施例的自动巡检控制设备采用三相380v的额定电压，66a的额定电流，单台消防水泵的巡检最大功率为37kw，工作流程如图6所示，接通总电源开关后，工作人员在触摸屏上设置消防水泵的参数，如图7所示，设置巡检周期和时间，巡检周期为1分钟～30天，可调，每台消防水泵的巡检运行时间为0～20分钟，可调；再选择巡检模式，手动模式下，需分别依次巡检单个消防水泵，按下相应的手动巡检按钮，则对应的消防水泵即可实现低速巡检，再按手动停止按钮，水泵即停转；自动模式下，按设定的巡检周期和时间运行，面板上的电源指示灯和电表显示，变频调速器上电，触摸屏显示控制界面和工作状态，如图8所示；到达自动巡检周期后，依次自动巡检每个消防水泵，巡检运行时相应消防水泵的指示灯亮，到停止时自动巡检停止，全部消防水泵自动巡检结束后进入下一周期，继续计时，同时，触摸屏具有数据记忆功能，可进行近期信息查询，如图9所示；自动模式下还可以接收消防配电柜的消防信号、外部故障信号、压力超过信号和手动停止信号；为了保证巡检设备和消防配电柜的可靠运行，设备中设置了互锁电路，当巡检设备运行时会切断消防水泵，当需要消防时则立刻停止巡检设备，启动消防配电柜，即当发生火警时，消防配电柜内设置的消防联动控制器接收到消防命令后，发送信号给巡检柜内的plc控制器，控制巡检停止工作，同时反馈停止信号给消防配电柜，消防配电柜给消防水泵供电，实现灭火功能。本实施例的自动巡检控制设备具有过电压、欠电压、缺相等保护功能，并设有巡检信号灯和故障蜂鸣器，发生故障时及时进行声光报警，防止造成其他事故。

本发明的消防泵自动巡检控制设备不仅可以实现周期性自动巡检，还可以实现单个消防水泵的手动巡检，根据实际情况进行选择，在发生火警时，还能及时停止自动巡检，及时响应消防配电柜的消防信号，启动消防水泵进行灭火。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明的保护范围，任何熟悉本领域的技术人员在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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