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教授

函授站：

2015年2月

对系外消防统系统设计

专业班级：

13机械设计及其自动化学生姓名：

侯丽娜

指导教师：

樊曙天职称：

摘要为了提高人机对话功能，以及对对外消防系统有更好的监视控制功能，本系统采用了遥控、控制柜。

为实现工业环境下的自动控制而专门设计开发可编程序控制器技术，它提供给用户大量的逻辑运算、顺序控制、定时、计数、通信和数学运算指令，以及用户应用程序、数据的存储空间用户能利用这些指令编写符合工艺要求的应用程序，并存储在PLC的内存中，PLC能执行用户程序，可以相应的控制消防炮的上下、左右，从而达到有效的控制对外消防系统的目的。

关键词：

遥控控制柜PLC对外消防系统

Externalfirefightingsystem

AbstractInordertoimproveman-machineconversationfunction,aswellastheexternalfirefightingsystemforbettermonitoringandcontrolfunctions,thesystemusesaremotecontrol,controlcabinet.Toachieveautomaticcontrolofindustrialenvironmentsspecificallydesignedtodevelopaprogrammablelogiccontrollertechnology,whichprovidestheuseralargenumberoflogicaloperations,sequencecontrol,timing,counting,communicationsandmathinstruction,anduserapplications,datastorageUserscanusetheseinstructionspreparedinaccordancewithrequirementsoftheapplicationprocess,andstoredinthememoryofPLC,PLCuserprogramcanrun,youcancontrolthefiremonitorthecorrespondingupperandlower,leftandright,soastoachieveeffectivecontrolofexternalfireprotectionsystempurpose.

Keywords:

RemotecontrolcontrolcabinetPLCExternalfire-fightingsystem

第一章绪论

随着微机处理器、计算机和数字通讯技术的飞速发展，计算机控制已经扩展到了几乎所有的工业领域，可编程序控制器PLC正是顺应发展要求的微处理器装置，它是一种数字电子系统，是为实现工业环境下的自动控制而专门设计开发的，它提供给用户大量的逻辑运算、顺序控制、定时、计数、通信和数学运算指令，以及用户应用程序、数据的存储空间用户能利用这些指令编写符合工艺要求的应用程序，并存储在PLC的内存中，PLC能执行用户程序，并通过数字量、模拟量输入输出控制各种类型的机械和生产过程。

近年来，在自动化领域发展迅速，应用越来越广泛，以应用于纺织、橡胶、化工、冶金、印刷、包装、空调、机床等行业。

各PLC生产商一方面大力推广PLC在各行业的应用，另一方面加大了研发力度，不断也推出功能更强的新产品，也就是我现在所介绍的PLC在工业灭火设备中的应用。

我们所应用的PLC是施耐德电气投资有限公司作为全球领先的自动化产品生产商，旗下拥有知名的MODLCON系列。

在微型PLC、中小型领域，施耐德电气投资有限公司推出了性能卓越的TWIDOPLC和ZELIOLOGIC逻辑控制器。

变频器是用于三相交流电动机调速的系列产品，由微机处理器控制。

西门子MM430系列变频器采用绝缘栅双极型晶体管（IGBT）作为功率输出器件，具有很高的运行可靠性和很强的功能。

MM430的输出功率为7.5～450KW，适合于要求高、功率大的场合。

尤其适应于水泵、风机和传送带装置。

为了提高人机对话功能，以及对系统有更好的监视控制功能，本系统采用了触摸屏，触摸屏选用的是台达DOP系列，本产品拥有人性化的使用界面，也有高速的硬件构架。

可以呈献给用户一个使用方便与可规划输入的界面产品。

我公司是目前国内外少数几家兼具铸造型和焊接型消防炮厂家之一，我们可以向全世界的客户提供铝合金、铜合金、铸铁的铸造型消防炮，也可提供碳钢、不锈钢的焊接型消防炮。

而消防炮任何流量和工作压力、常规扭矩、超轻扭矩、常规转速、超轻转速等参数，均可按照客户的要求量身定做。

现公司生产规模从生产消防炮、消防枪到专业设计生产整套消防系统包括：

消防泵、消防炮、消防枪、消防炮塔、控制系统、比例混合器、水幕喷头等。

第二章对外消防系统概述

该系统是由消防炮、离心泵、电动蝶阀、控制柜、变频器组成得一个独立消防系统，本系统的打水距离约为140~150米。

2.1消防系统的构成

2.1.1消防炮

●水平回转±

135°

/垂直回转－70°

～＋40°

●可以通过控制柜/触摸屏/遥控器控制其转向

●额定流量：

100L/S

2.1.2消防泵

本系统采用离心泵,有三相电机拖动，采用变频启动/停止控制其转动，已减小由于起泵造成对其它用电设备的影响。

2.1.3电动蝶阀

管路阀门采用电动蝶阀，可以通过控制柜控制其开/关，可以通过调节电动阀的限位开关来控制阀的打开程度，同时也可以将阀门的状况通过限位开关送到可编程控制器中，通过可编程控制器控制阀门电机是否到位的通断。

2.1.4系统控制柜

控制柜采用防暴柜、面板包含系统整个操作按钮，例如：

一号水炮得阀开、阀关，以及它的角度调整控制摇杆。

控制柜内部有无线遥控接收机，可以通过无线遥控来控制整个的系统，但是无线遥控的优先级大于控制面板。

触摸屏控制是通过和控制柜内部的PLC通过通讯模块RS485进行通讯的，所以触摸屏可以实现远程控制和监视的功能。

2.2消防系统的控制

2.2.1PLC接口技术

本系统采用的是施耐德公司的Twido系列PLC，CPU型号采用的是20I/OsTWDLMDA20DRT,此型号的CPU最多可以扩展7个模块，12个直流24V输入通道、8个输出通道（继电器6个，晶体管2个），通讯协议支持Modbus，包含：

ModbusASCII和ModbusRTU两种。

工作电源为直流24V,由于本身没有开关电源模块，所以使用是要用外部的供电模块。

程序下载电缆PLC端采用Mini-Din型8针接口，PC机端采用USB接口。

2.2.2控制柜面板

本系统包含三个控制柜：

泵控制柜、1号炮和2号炮控制柜其中泵控制柜面板包含：

开/停泵、入口阀开/关按钮及备用泵的开/停、入口阀开/关按钮和指示灯。

1＃和2#炮控制面板包含：

阀开、阀关按钮以及炮的转向控制摇杆，遥控转换开关和电源开关及它们的指示灯。

1号和2号炮又包含：

水和泡沫，它们的操作方式相同，原理类似。

图1是炮和阀门的控制面板，其中泊位水幕的阀开/阀关是1号水炮和2号水炮公用的阀，泡沫炮没有泊位水幕。

而且泡沫炮也没有塔架水幕。

炮的上下左右都是通过对应的摇杆进行控制的。

遥控指示灯只有在系统用遥控装置时才会亮。

图1炮和阀门的控制面板

2.2.3系统操作过程

图2控制系统图

该消防系统（图2）可以控制4台消防炮的“上、下、左、右”回转，及阀门的“阀开、阀关”动作，该消防电气控制系统分为控制柜和遥控器两种控制方式。

具体操作如下：

（1）柜制控制:

将控制柜内的断路器合上，给系统供电。

按钮板的电源开关是两位的旋钮开关，将电源开关打开，给按钮板供电，此时电源灯被点亮。

将按钮板上的“0—开”旋钮打到“开”的位置，面板上的“开”指示灯点亮。

相应的消防炮的“上、下、左、右”按钮即可控制对应消防炮的动作。

操作阀门的按钮可实现相应阀门的开启和关闭操作，当阀门开到位或关到位时点亮相应的到位指示灯。

（2）遥控控制:

系统可以用遥控器操作消防炮及对应的出口阀门的动作，也能控制水幕阀门的开关动作。

先把控制柜的的“0—开”旋钮打到“0”的位置，面板上的遥控指示灯点亮。

打开遥控器的电源和急停按钮，就可以使用遥控器操作。

首先选择所要操作炮的号码，再按相应的按钮即能操作相应的动作。

塔架水幕和塔架前沿水幕也可由遥控器控制，在选择泡沫炮时，按下水幕阀门的开关为控制塔架水幕的阀门。

选择水炮时，按下水幕阀门的开关为控制塔架前沿水幕的阀门。

第三章对外消防电气系统设计

3.1与PLC通讯线连接图

3.1.1PLC与触摸屏的连接

不同型号的PLC和不同厂家的触摸屏连接时通信电缆是不同的，参考所选用的触摸屏手册，制作匹配的连接电缆。

下面给出了施耐德PLC与台达DOP触摸屏的电缆制作方法。

（1）、RS232/PPIMulti-MasterCable（连接DOP与PPICable）（图3）

图3RS232/PPIMulti-MasterCable

（2）、RS-485PLCProgramPort（RS-485）:

直接从台达触摸屏的COM2口与PLC（RS485）连接时使用此方法。

（图4）

图4RS-485PLCProgramPort

3.2PLC通讯地址分配表（表1）

表1

触摸屏按钮及指示灯

PLCI/O口及内部寄存器地址

触发地址

系统上电指示

％s0

－

1＃水炮阀控制

％I0.8

1#海水阀开/指示灯

%I0.4/%Q1.0

1#海水阀关/指示灯

%I0.5/%Q1.1

1#水幕阀开/指示灯

%I0.6/%Q1.8

1#水幕阀关/指示灯

%I0.7/%Q1.9

2＃水炮阀控制

％I1.10

2#海水阀开/指示灯

%I0.4/%Q1.4

2#海水阀关/指示灯

%I0.5/%Q1.5

2#水幕阀开/指示灯

%I0.6/%Q1.10

2#水幕阀关/指示灯

%I0.7/%Q1.11

1＃泡沫炮阀控制

％I0.9

1#泡沫阀开/指示灯

%I0.4/%Q1.2

1#泡沫阀关/指示灯

%I0.5/%Q1.3

2＃泡沫炮阀控制

%I1.11

2#泡沫阀开/指示灯

2#泡沫阀关/指示灯

1＃水炮角度控制

上/下、左/右

％I0.0/%I0.1、％I0.2/%I0.3

2＃水炮角度控制

1＃泡沫炮角度控制

2＃泡沫炮角度控制

％I0.11