[发明专利]变电站消防蓄水、给水智能控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种变电站消防蓄水、给水智能控制系统，其特征是，它包括与蓄水池连接的补水管道，还包括与蓄水池通过管道连接的至少一组消防泵，所述消防泵的出水口与消防管网连接，所述消防管网上设有增压装置以及数据采集变送器，所述数据采集变送器与数据采集模块电连接，所述数据采集模块与控制装置电连接，所述控制装置与人机对话装置电连接，所述控制装置还与至少一组被控单元电连接，所述被控单元包括与控制装置电连接的至少一组软启动器以及与软启动器电连接的至少一组消防泵，同时，所述控制装置通过通讯网络与至少一台上位机电连接。

2.如权利要求1所述的一种变电站消防蓄水、给水智能控制系统，其特征是，所述的控制装置为PLC控制器，PLC控制器输入端与火情信号系统连接，PLC控制器与PLC通讯模块连接，在PLC控制器另外连接有I/O扩展模块，所述I/O扩展模块与操控按钮、状态指示灯、报警装置连接；所述PLC控制器通过通讯网络与至少一台上位机连接，所述操控按钮包括增压泵，电动闸阀，回流阀手动启动、停止按钮。

3.如权利要求1或2所述的变电站消防蓄水、给水智能控制系统，其特征是，所述的增压装置包括至少一组增压泵，至少一组增压泵与消防管网连接，其中在与消防管网连接的管道上设有气压罐；所述增压泵通过中间继电器还与PLC控制器电连接，所述消防管网与蓄水池之间还设有实验放水管道和回水管道，所述实验放水管道和回水管道上分别设有回流阀和实验放水阀，所述回流阀的电动机经中间继电器与PLC控制器连接。

4.如权利要求3所述的变电站消防蓄水、给水智能控制系统，其特征是，所述的增压装置包括两组增压泵，两组增压泵分别通过各自管道与消防管网连接，在所述的各自管道之间设有连接管，在所述连接管上设有气压罐；所述两组增压泵还通过中间继电器与PLC控制器电连接。

5.如权利要求1所述的变电站消防蓄水、给水智能控制系统，其特征是，所述的数据变送器包括与数据采集模块连接的液位变送器，压力变送器，温度变送器，流量变送器；所述液位变送器探头设在蓄水池中，所述压力变送器设置在增压泵与消防管网连接管道出口，所述温度变送器探头设置在蓄水池中，所述流量变送器设置在消防泵管道出口或设置在消防管网出口前端。

6.如权利要求2所述的变电站消防蓄水、给水智能控制系统，其特征是，所述电动闸阀设置在补水管道上，电动闸阀经中间继电器与PLC控制器输出端电连接。

7.如权利要求1或2所述的变电站消防蓄水、给水智能控制系统，其特征是，所述数据采集模块为PLC模拟量输入模块，PLC模拟量输入模与PLC控制器连接；所述人机对话装置为触摸屏；所述触摸屏内设有包括增压泵，电动闸阀，回流阀手动启动、停止按钮。

8.如权利要求1或2所述的变电站消防蓄水、给水智能控制系统，其特征是，所述通讯接口为以太网络接口、USB接口、光通信接口、无线通信接口、串行通信RS232接口/RS422接口/RS485接口，采用通信协议包括TCP/IP协议、IEC60870系列协议、DL/T860系列协议、MODBUS标准协议、DL/T634.5101-2002协议、DL/T634.5104-2009协议、DL/T719-2009协议。

9.如权利要求1所述的变电站消防蓄水、给水智能控制系统，其特征是，所述软启动器，还设有与之连接的手动按钮。

10.一种变电站消防蓄水、给水智能控制系统的控制方法，其特征是，它包括的控制步骤有：

1)启动控制系统；

2)若需对系统中变送器的工艺运行参数进行设定则执行步骤2)，否则，执行步骤3)；

I、通过上位机或人机对话装置对系统中液位变送器的工艺运行参数进行设定，并在触摸屏上动态设置，所需设定的参数有：

a.监控水位，该监控水位作用是，当蓄水池实际水位位于该设定值时，说明需要向蓄水池中进行补水，补水管道上的电动闸阀将打开进行补水；

b.工作水位，该水位作用是，当蓄水池实际水位位于该设定值时，补水管道上的电动闸阀停止补水，蓄水池水位维持在该水位备用；

c.警戒水位，该水位作用是，当系统实际运行中，为防止消防泵无水空转，当水位位于该设定水位时，PLC控制器使消防泵停止运行进行设备保护；

d.上限水位，该水位作用是，防止因补水管道上的电动闸阀失控，造成蓄水池水满溢出而设置的水位上限值，当达到该水位值时将启动报警装置，同时上传给上位机做进一步处理；

II、通过上位机或人机对话装置对系统中压力变送器的工艺运行参数进行设置，并在触摸屏上动态设置，所需设置的参数有：

a.监控压力，该压力作用是，当管道出口水压力小于设定的该值时，增压泵将启动；

b.工作压力，该压力作用是，当管道出口压力值为设定的该值时，增压泵将停止工作；

c.消防泵启动压力，当达到该值时，说明启动消防泵条件具备，系统进入消防启动状态；

d.上限压力，为防止增压泵失控而设，系统检测到该值时，说明系统管网压力异常，为保护管网，系统将打开管网上的回流阀，并启动报警装置报警，同时上传给上位机做进一步处理；

III、通过上位机或人机对话装置对系统中流量变送器的工艺运行参数进行设置，并在触摸屏上动态设置，所需设置的参数有：

工作流量，根据消防泵的流量和实际使用中所需的流量进行设定；

VI、通过上位机或人机对话装置对系统中温度变送器的工艺运行参数进行设置，并在触摸屏上动态设置，所需设置的参数有：

温度下限，为防止蓄水池水温过低结冰，对蓄水池水温检测值下限进行设定，当低于该设定值时，启动报警装置报警，同时上传给上位机做进一步处理；

另外，为保证整个系统所设设备工况良好，需要定期进行必要的巡检，所述巡检包括按照设定的巡检周期启动整个系统进行的巡检或通过触摸屏操作启动的巡检，所述时间周期可人工设定；

上述设定项或先后顺序根据实际需要进行必要的取舍和调整；

3)通过对PLC控制器输入端的各变送器以及火情信号系统或触摸屏操作传送来的信号、操控按钮开关的状态和上位机通讯信息进行接收判断，当满足所设定的某工艺运行参数的条件时，系统将执行相应的程序：

当检测有火情信号系统传输来火情信号时，系统将启动消防泵进行施救，

当检测到有内部定时器设有的巡检周期启动的信号提示或通过触摸屏操作手控启动，则执行步骤4)；

相应的，系统对步骤2)中的各运行工艺参数进行实时循环跟踪判断，针对发生的消防管网中的压力变化，消防蓄水池水位变化情况以及消防管网中的流量的变化情况实时作出判断，按步骤2)中预先设置的程序执行相应操作；

同时，系统中的软启动器，一方面接受PLC控制器的控制，另一方面，辅助PLC控制器对消防泵的运行情况进行实时的检测，所检测的消防泵的运行参数有电压值，电流值，热继电保护，并对的电机运行参数如欠压、过流、缺相作出保护；

4)当检测到内部定时器设有的巡检周期启动的信号提示或通过触摸屏操作，手动启动并暂停液位压力变送器的采集和巡检周期的计时，进入巡检过程，具体巡检为：

a)记录当前蓄水池液位数值，对补水管道的电动闸阀启动进行补水，经设定适当的延时后，再次对液位数值进行提取，若液位上升，则转到b)，否则，液位未上升说明电动闸阀故障，报警装置启动，同时将故障记录保存；之后判断此刻液位是否大于蓄水池警戒液位，若小于蓄水池警戒液位则提示报警，同时将故障记录保存，并通过触摸屏显示故障状态闪烁和滚动提示信息条，随即进行增压泵的巡检；若大于蓄水池警戒液位，则转入b)进行消防泵的巡检；

b)此刻同时对提取蓄水池液位比较，若上升的液位大于消防泵工作液位，说明消防泵不会因水位过低空转而损坏随即进行消防泵的巡检：开启消防管网上的回流阀，采集此刻管道压力，经延时，再次采集管道压力值，若管道压力在短期的延时时间内就下降，说明回流阀正常，否则关闭回流阀，提示报警，同时将故障记录保存；并通过触摸屏显示故障状态闪烁和滚动提示信息条，若管道压力没有下降但满足消防泵启动压力要求，则进行消防泵启动，同时对消防泵的软启动器状况进行采集，若消防泵和软启动器有故障，则PLC关闭消防泵启动输出，消防泵和软启动器失电，同时提示报警，同时将故障记录保存；并通过触摸屏显示故障状态闪烁和滚动提示条，相反若消防泵启动正常则进行流量变送器的巡检，按消防泵额定流量的70％～80％作为参照流量，若流量实测值大于该设定值，说明该消防泵工作正常，随进入对其他消防泵的巡检；若流量实测值小于该设定值，说明该消防泵工作出力不足，提示报警，同时将故障记录保存；并通过触摸屏显示故障状态闪烁和滚动提示条；

c)接通增压泵的，采集此刻压力值，经延时后再次采集压力值并已之前所采集的压力值相比较，若压力值未增加提示报警，同时将故障记录保存；并通过触摸屏显示故障状态闪烁和滚动提示条，若压力值增加，说明该增压泵正常则停止该增压泵运行延时等待后再用同样的方法巡检系统中另外设有的增压泵；

d)保存巡检的结果，并提示巡检结束，所需上传的数据上传，恢复正常的液位、压力数据采集，恢复正常的巡检周期后台运行；

5)返回步骤2)循环进行实时扫描检测各变送器，火情信号系统、操控按钮的状态、触摸屏操作启动传送来的信号、以及接收的的上位机通讯信息进行判断执行。