变频器与PLC在消防给水系统的应用Word文件下载.docx

变频器与PLC在消防给水系统的应用Word文件下载.docx

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传统的降压启动线路，结构比较复杂，效能低下，能耗大，工作环境潮湿经常出现控制不良，严重时使产品设备损坏。

又如发生火灾时，若供水压力不足或设备损坏造成无水供应，不能迅速灭火，可能引

起重大经济损失和人员伤亡。

所以，在消防给水系统采用恒压供水系统，具有较大的经济和社会意义。

2改造前系统概述及改造理由在整个消防给水中，消火栓是即时启动，即在火警时按下消防

栓按钮，消防栓泵迅速启动，消火栓输出一定压力的水柱，在此时喷向火警现场，达到灭火的目的。

在预警状态时，管道无水，水泵处在待命状态。

依此特性，故不对此系统进行改造。

喷淋给水系统中，管道需要保持一定的压力，在遇火警时，火警

现场温度升高，喷头的水银玻璃破碎，利用管道压力喷头喷出水雾，同时湿式报警阀打开，压力开关打开，通过消控中心联动水泵进行大压力供水，以达到迅速灭火的目的。

在平时监测状态下,由于采用湿式报警阀，管道要保持一定的压力,一般采用两种方法：

采用屋面水池，利用水池落差压力保持管道压力。

另一种是采用压力罐方式保持管道压力。

这两种方法都造成了工程量的增加，施工难度的增

图1消防给水系统图

大，一旦管道压力下降，水泵全压启动也增加了能耗、设备的损耗。

故对此系统进行改造。

3改造后的系统组成和工作原理

3.1系统组成

由变频器三菱FR-A740-22K（额定容量22KW，额定电流

43A）、PLC（三菱FX2N-32MR）、电触点压力表（HZ26-YX-150）和四台（两用两备）水泵（广州白云水泵生产的XBD-L1-15K两台、

XBD-L1-2.2K）构成，系统如图1、图2。

利用了变频器相关功能和

PLC配合进行变频恒压补水,在管道压力低于设定值时,辅助水泵

M3或M4自动低功率补水,对管道进行补压,在设定时间内如果管道压力没有达到预定值。

水泵M1、M2变频运行，如再经过预定时间

后还达不到设定的压力，自动切换成工频运行。

以达到节能的作用。

同时该系统具有自动/手动切换功能，可在维护的时候进行手动补压力。

在火警状态时,消控中心可远程启泵,水泵自动切换成工频全压运行。

当变频器发生故障时，可通过控制柜开关切换到手动，控制水泵工频运行。

3.2系统图

3.3PLCI/O分配接线（表1）

3.4程序设计（梯形图）（图3）

3.5控制过程：

3.5.1管道自动稳压过程：

根据消防工程施工技术标准,设定喷淋给水压下限为0.6,上限为0.8,当管网压力低于下限时，变频器启动辅助泵M3低速运转，运行一段时间后，由远传压力表来的压力

图2

需要说明一下的是：

变频器必须设置好运行的相关参数，和配合PLC控制的相关工作状态触点输出。

详细调整参见三菱FR-A740的说明书。

在本例中，须大致调整以下几个参数。

1、设置变频器启/停控制为外部端子运行。

2、设置为自由停车方式，以避免变频/工频切换时造成对变频器输出端的冲击；

3、设置低、中、高运行频率。

4、设置变频器的过流保护值。

3.5.2手动/自动功能：

在现场进行维护调试时，通过开关SA1

信号达到上限值时，辅助泵停止。

如运行一段时仍未到达设定值时，切换至手动运行。

3.5.3备用切换功能：

在消防系统定期维护时，通过SA2切换两

PLC控制变频器、辅助泵中速运行，达到压力上限值后停止，如经过

一段时间后仍末达到上限压力，切换辅助泵高速运行，达到设定压力后停止，如再达到设定压力，系统自动切换到消防主泵M1全频

（50HZ）运行，如应该某情况下（如管道漏水）末达到设定压力，M1变频运行切换至工频运行，同时工频运行信号送至消控中心进行报警。

如果管网正常，管道在辅助泵M3的补压下，自动维持管道压力。

如此循环不已。

种工作方式：

M1、M3泵为主泵，M2、M4为备用泵；

M2、M4泵为主

泵，M1、M3为备用泵；

3.5.4系统保护功能：

水泵故障信号未经PLC处理，而是汇总给继电器KA2。

KA2触点再送至PLC处理。

主泵M1、M2变频的保护由变频器保护设定。

系统的各个指示信号都送至消防中心进行联动

显示，以提高整个系统的运行安全性。

（下转52页）

、

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科技论坛

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52·

由BH1415F组成的数控调频台

程俊红戴青云

（石家庄职业技术学院,河北石家庄050081）

本设计采用Rohm公司生产的调频发射专用集成电路BH1415F，由单片机AT89C52组成控制显示电路。

本数控调频发射器可在80.0MHZ至109.9MHZ范围内任意设置发射频率，可预置11个频道，可用于学校无线广播、无线演说等场所。

调频;

频道;

无线广播

1系统硬件设计

1.1控制部分

单片机采用AT89C52，P0口和P2口作为共阳LED数码管驱动用，P1口作为16键的键盘接口，其中T0-T3分别为百位、十位

个位、小数位的频率操作键。

P3.0、P3.1、P3.2作为与BH1415的通讯

端口，用于传送发射频率控制数据，P3.3用于立体声发射批示。

采用

12MHZ晶振，模拟串口通讯。

1.2调频调制发射部分

调频发射专用集成电路BH1415F，内含立体声信号调制、调频广播信号发射电路，BH1415F内有前置补偿电路、限制器电路、低通滤波电路等，因此具有良好的音色，内置PLL系统调频发射电路，传

输频率非常稳定。

调频发射频率可用单片机通过串行口直接控制从11脚输出的调频调制信号经高频放大后由天线发射输出，后级

图1单片机控制电原理图

高频放大器的功率可根据接收的距离范围考虑。

BH1415F的频率控制码为16位，其传送格式要求是：

其中

D0-D10为频率控制数据，其值乘0.1即为BH1415F的输出频率

（单位MHZ）。

D11-D15为控制位，其中D11（MONO）位为单声道/立体声控制位，0时为单声道发射模式，1时为立体声发射模式。

D12（PD0）、D13（PD1）位用于相位控制，通常为0，当分别为01和

10时可使发射频率在最低和最高处。

D14（T0）和D15（T1）为测试模式控制用，通常为00，当为10时为测试模式。

1.3电源系统

采用单片机控制的数字调频台功耗很小，可用7805三端稳压块分别对单片机和BH1415F电路单独供电，电源变压器功率大于

10W即可。

集成块电源脚应就近接0.1μF的瓷片电容。

2系统软件设计

2.2显示程序

采用动态扫描法显示4位频率数字值。

2.3串行通讯程序

由十进制BCD码转十六进制程序、16位频率控制字节合成程序、模拟异步串行发送程序组成。

结束语

本设计中由于采用了单片机作控制显示，通过调试，本系统基本符合了设计要求中各项的技术指标。

接下来的工作应该是优化系

统的软件和硬件，以提高系统的综合性能。

参考文献

[1]范瑜,陈兰.高斯脉冲调制Chirp信号分数Fourier变换的解析表示

[J].通信与信息技术,2009,19.

2.1键盘扫描程序

采用4*4行列式查询法。

方法是对P1.0-P1.3行线口分别置0，[2]张公礼.全数字接收机理论与技术[M].北京:

科学出版社,2005.

[3]柳群英.信息化数字校园的建设[J].现代情报,2003.

然后读入P1口高四位的值，若不为1111则说明有键按下，根据读

入的P1口值与键号表进行查表对照，从而取得按键的键号值。

（上接51页）

心可远程启动水泵，并将相关的信号送至消控中心。

最大限度保证

了大楼的安全。

结束语此系统与传统的喷淋给水系统相比，具有如下优点：

（1）节省工程量，这是此系统最大一个优点，省下屋面水池或压力稳压系统的建设，为建设方节省了大量资金。

（2）节能，这个是变频稳压供水最显著的优点，由于采用了辅助

泵，节能通常能达10%~40%。

（3）运行可靠，在本人参于的工程建设中，整改了十余套恒压消防给水系统中，最早的一套从2004年无故障运行至今。

由于采用了变频器，使供水压力由变频器控制的水泵软启动，从而实现水压的

缓冲，避免管道破裂，从保护了整个消防喷淋管网，增加了消防自动控制系统的可靠性。

（4）自我保护功能完善。

（5）延长设备寿命，保护电网稳定。

参考文献[1]华南理工大学出版社出版钟肇新等编著.可编程序控制器原理及应用.

[2]高层民用建筑设计防火规范GB50045-2005,2010,6.

图3

3.5.5消防远程启泵：

利用消控中心的无源触点信号控制PLC

的X10端口。

如遇火警状态下，不管系统工作于何种状态，消控中