消防水泵配电系统的可靠性分析

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1、火灾预防与控制技术的研究消防水泵配电系统的可靠性分析赤峰市消防支队郭长洋摘要文章阐述了有关消防水泵供电系统可靠性的几个问题，即可编程控制器、变频器、远传压力表、双电源转换装置、电动机保护器及软启动器，并对其可靠性进行具体分析。关键词可编程控制器变频器远传压力表双电源转换装置电动机保护器软启动器消防泵组一般由喷淋泵、室内消火栓泵、喷淋稳压泵、消火栓稳压泵组成，其供电系统主要由下列设备组成：町编程控制器、变频器、压力传感器、双电源转换装置、电动机保护器及软启动器等六大设备(如图1)，其电气运行的可靠性、稳定性直接关系到消防泵的运行和控制，也关系到及时、有效的扑灭火灾。本文通

2、过对比设计，就消防水泵配电系统电气设计问题进行简单阐述。图1消防水泵供电系统流程1可编程控制器(PLC)在消防配电系统中的应用1．1可编程控制器的组成及工作程序采用可编程序控制器(PLC)对消防泵组进行控制，实现泵组在备用时定期试运行，扑救火灾时自动启动，有效地防止因消防水泵长期未运行泵体、底阀和单向阀卡死、锈死，杜绝消防水泵关键时刻不能启用的局面。PLC由下列硬件组成：中央处理器(CPU)、存储器、输入输出(I／O)单元、电源、扩展口、编程器(如图2)。PLC采用的是循环扫描工作方式。在PLC中，用户程序按照先后顺序存放在PLC中，T作时CPU从第一条指令开始执行，直

3、到遇到结束符后又返回第一条，如此周而复始，不断循环。PLC的T作过程可分为五个阶段：自诊断、与计算机或编程器等通信、读人现场信号、执行用户程序、输出结果。这五个阶段的上作过程称为一个扫描周期。PC或上图2可编程控制器组成图1．2PLC应具有的功能(1)自动巡检功能在设定的巡检周期到来时，工作泵与备用泵按设定间隔时间先后启泵、停泵。为避免因压力增大对管网产生破坏，我们在管网增加电磁阀，巡检启泵时才打开电磁阀泄压。(2)启泵方式与顺序在自动启动多台泵的情况下，为了避免同时投入水泵而对电网造成过大的冲击，可设定为逐台启泵。当设备的工作泵出现故障时(过载和短路信号)，备用泵应能

4、自动投入运行，因为消防泵的重要性备用泵运行不设过载保护，并且启动顺序可以任意调整。(3)故障报警与保护功能PLC应设定过压、欠压、过流、短路、缺相、水源缺水等故障报警与保护功能。当设备出现故障时，PLC将用声、光报警方式提示工作人员，及时处理故障。在处理故障时，又将故障进行分类，有些故障是要求系统停止运行的，但有些故障对系统工作影响不大，系统可带故障运行，故障可在运行中排除，这样就大大减少整个系统停止运行时间，提高系统可靠性运行水平。(4)其它功能设备还可以根据用户要求增设楼宇自动控制(BA)接口，与终端计算机联网，实现计算机集中监控。1．3可靠性分析(1)PLC的使用

5、可以极大的减少继电器的使用数量和线路的中国消防协会电气防火专业委员会2008年电气防火学术会议论文集5l火灾预防与控制技术的研究复杂程度从而简化设备的安装和维护工作提高系统的可靠性。(2)水泵起动控制线路的硬件连接具有极强的兼容性。Y—D起动方式、自耦降压起动方式和软起动方式的硬件仅有很小的差别，稍加改动就可以相互通用，有利于实现标准化设计和旧设备的改造。(3)起动控制系统的控制逻辑几乎全部内部的程序完成，在制造和运行当中，可以随时根据需要修改程序，使系统的使用和维护变得十分方便。2变频器(1)变频调速技术用于消防给水系统可以实现水泵电机无级调速，依据用水量的变化A动调

6、节系统的运行参数，存用水量发生变化时保持水压恒定以满足消防用水要求。与传统消防给水方式相比，不论是设备的投资、运行的经济性，还是系统的稳定性、可靠性、自动化程度等方面都具有无法比拟的优势，而且具有显著的节能效果。(2)原理及控制方式变频器的作用是为电机提供可变频率的电源，实现电机的无级调速，从而使输出水压连续变化。其基本原理是根据交流电动机工作原理中的转速关系，即均匀改变电动机定子绕组的电源频率，就可以平滑地改变电动机的同步转速。变频调速很容易实现电动机的正、反转。只需要改变变频器内部逆变管的开关顺序。即可实现输出换相，也不存在冈换相不当而烧毁电动机的问题。其中，传感器

7、的任务是检测管网水压。压力设定单元为系统提供满足用户需要的水压期望值。压力设定信号和压力反馈信号在输入可编程控制器后，经控制器内部积分微分PID控制器的计算，输出给变频器一个转速控制信号，调速器的控制可以自动，也日，以手动。变频器的加速和减速可根据要求自动谓节，摔制精度高。目前，最常见的控制方式是将PID、可缩程序逻辑(PLC)控制器的功能都以集成方式综合到变频器内，形成r面向控制和应用的新型变频器。由于PID运算预先固化存变频器内部，省去对PLC的设计和对PID的编程，而且PID参数的在线调试非常容易。内置PID调节器采用了优化算法，所