[发明专利]一种管廊内部联动控制装置

摘要

本发明属于智能综合管廊技术领域，涉及一种管廊内部联动控制装置，主体结构包括PLC、CAN总线、进风口、摄像头、温湿度仪、出风口、风机、水泵、液位仪和管线阀门开关，PLC实时监测管廊内的环境状况、温湿度和积液深度并控制风机、水泵和管线阀门开关的动作，不再依靠人力值守通过系统界面对管廊内部进行控制，集成有FLASH的PLC运行时不需要电池和计算机的支持，发生线路故障时，也能保证管廊内的部件正常运转，计算机只是用来查看实时数据与历史数据，设置NCU和现场的运行逻辑和参数，观察运行状态，摄像头便于监控管廊内的部件和环境，PLC的响应时间快，及时排除危险；其结构简单，原理科学，易于实现，操作简便，应用效果好，使用环境友好。

主权项

1.一种管廊内部联动控制装置，其特征在于主体结构包括PLC、CAN总线、进风口、摄像头、温湿度仪、出风口、风机、水泵、液位仪和管线阀门开关；管廊的每个防火分区设置1套管廊内部联动控制装置，PLC设置在防火分区的就地箱中，CAN总线设置在防火分区内管廊的四周并形成闭合的回路，进风口设置在防火分区的入口处顶部，摄像头设置在防火分区内的顶部，温湿度仪设置在防火分区的底部，出风口设置在防火分区的出口处顶部，风机设置在防火分区的中部，水泵设置在防火分区的排水沟内，液位仪设置在防火分区的集水坑内，进风口、温湿度仪和出风口设置在防火分区的横向墙体一侧，风机设置在防火分区纵向墙体一侧，水泵、液位仪和管线阀门开关设置在防火分区的横向墙体另一侧，进风口、温湿度仪和出风口所在的水平面与水泵、液位仪和管线阀门开关所在的水平面平行；PLC通过CAN总线分别与进风口、摄像头、温湿度仪、出风口、风机、水泵、液位仪和管线阀门开关电连接；进风口与摄像头之间的水平距离大于3米，进风口与出风口之间的水平距离大于200米，水泵与液位仪之间的水平距离大于3米；PLC与控制室的主控中心连接，PLC内集成有FLASH、风机、水泵和管线阀门开关的运行逻辑和保护逻辑，PLC的输出电路为4路，PLC的输出电流为16A，PLC的输入电压为24V，PLC的工作电流和静态电流分别为120mA和20mA，PLC的通信总线包括C4、RS485、RS232和TCP/IP，PLC的状态指示包括红色电源指示、绿色运行指示和黄色故障指示，PLC的触点寿命为10万次，PLC的可编程逻辑数为1000次，PLC的单网络安装数量为32个，PLC的通信距离为0‑1200米，PLC的通信速率为9600bs，PLC的工作环境温度为‑10‑40℃，PLC的工作湿度为0‑70％不结露；CAN总线采用通信线缆，CAN总线的数据传输距离为10Km，CAN总线的数据传输速率为1Mbit/s，CAN总线根据报文的ID决定接收或屏蔽该ID的报文，报文不包含源地址或目标地址，仅用标志符来指示功能信息和优先级信息，CAN总线具有可靠的错误处理和检错机制，节点在出现错误时自动退出CAN总线，CAN总线发送的信息遭到破坏后自动重发；进风口为管廊输送新鲜空气，进风口的电源电压为220V/50Hz，进风口的输入信号为4‑20mA或1‑5V.DC，进风口的输出信号为4‑20mA.DC，进风口的防护等级为IP65，进风口的隔爆标志为ExdII BT4，进风口的工作环境温度为‑25‑+70℃，进风口的工作环境湿度≤95％；摄像头为Φ220×353.4mm的球形摄像头，用于拍摄管廊内的影像，摄像头的成像器件为1/3英寸CCD，摄像头的PAL有效像素为976H×582V，NTSC有效像素为976H×494V，摄像头的镜头为23倍变焦，焦距为4‑92mm，摄像头的最低照度包括0.02Lux/F1.6，AGC ON、0.0008Lux/F1.6，AGC ON，感光度×256、彩色0.002Lux/F1.6，AGC ON、0.00008Lux/F1.6，AGC ON，感光度×256和黑白0Lux with IR，摄像头的彩色水平清晰度为7000TVL，黑白水平清晰度为750TVL，摄像头的电子快门速度为1‑1/10000s，摄像头的信噪比大于50dB，摄像头支持动态侦测，摄像头采用16倍数字变倍，摄像头的红外照射距离为100米，摄像头的视频输出为1.0V[p‑p]/75Ω，摄像头的视频头为PAL、NTSC或BNC头，摄像头的控制接口为RS‑485，摄像头的防护等级为IP66，摄像头的电源电压为AC24V，摄像头的电源功率为30Wmax，摄像头的红外灯电源功率为6Wmax，摄像头的加热电源功率为9Wmax，摄像头的重量为5.5kg，摄像头的工作环境温度为‑30‑65℃，摄像头的工作环境湿度小于90％；温湿度仪监测管廊内的温湿度，温湿度仪的电源为12VDC或24VDC，温湿度仪的外传感探头配置0.5米标准接线，温湿度仪的温度量程为‑40‑80℃，温湿度仪的温度分辨率为0.1℃，温湿度仪的温度精度为±0.5℃，温湿度仪的湿度量程为0‑100％RH，温湿度仪的湿度分辨率为1％RH，温湿度仪的湿度精度为±3％RH，温湿度仪的输出电流为4‑20mA，温湿度仪的额定电流小于45mA，温湿度仪的工作环境温度为‑20‑80℃，温湿度仪的防护等级为IP65；出风口排出管廊内的废气和有毒气体，出风口的电源电压为220V/50Hz，出风口的输入信号为4‑20mA或1‑5V.DC，出风口的输出信号为4‑20mA.DC，出风口的防护等级为IP65，出风口的隔爆标志为ExdII BT4，出风口的工作环境温度为‑25‑+70℃，出风口的工作环境湿度≤95％；风机的启闭方式包括自动控制、手动控制和机械紧急控制，风机的功率为15KW，风机的电源电压为220V，风机的转速为2800r/min，风机的风量为10000m3/h，风机的气压为170Pa，风机的噪音为80Db/A；水泵启闭方式包括自动控制、手动控制和机械紧急控制，水泵的电源电压为220V，水泵的功率为1100W，水泵的吸程为9米，水泵的扬程为35米，水泵的流量为6吨/小时，水泵的口径为1.5寸，水泵的转速为2860r/min，水泵的压力开关压力为2.5‑3.3pa，水泵的工作环境温度为‑2‑120℃，耐高温；液位仪监测管廊内的积水深度，液位仪测量范围为0‑200米，液位仪测量精度为0.5％，液位仪的材质为不锈钢，液位仪的电源电压为9‑36V，液位仪的输出信号包括4‑20mA、0‑10V和0‑5V，液位仪的测量介质包括水、油和各种液体；管线阀门开关的输入信号为4‑20mA，管线阀门开关的输出信号为4‑20mA，防护等级为IP67或IP68，管线阀门开关附属在CAN总线上，管线阀门开关的具体设置位置根据管廊设计图纸确定，管线阀门为含有电动执行器电子阀门，电动执行器内有定位控制器和阀位信号发送器，定位控制器接收4‑20mA的外控给定信号，阀位信号发送器将阀位信号编程为4‑20mA的反馈信号，定位控制器根据外控给定信号和阀位反馈信号的比较结果，自动输出正转或反转控制信号，通过驱动正反转接触器动作，使电动执行器的电机正转或反转，实现阀门的开大或开小的调整；使用时，把PLC安装在防火分区出入口的就地箱中，将管廊每个防火分区的PLC分别与控制室的主控中心连接，PLC通过摄像头实时查看管廊内部环境的影像，当维修人员进入管廊进行施工或维修时，外部技术人员能够及时掌握施工或维修进程，通过通讯设备指挥施工或维修，不需要进入管廊内部观察，增加了工作空间，降低了风险，温湿度仪监测到管廊内的温湿度超过临界值时，PLC发出报警并及时自动启动风机，风机带动进风口和出风口开始动作，新鲜的空气从进风口进入管廊，废气或有毒气体从出风口排出管廊，当温湿度仪监测到管廊内的温湿度符合设定值时，PLC自动关闭风机，风机带动进风口和出风口停止动作，液位仪监测到管廊内的积液深度超过设定的临界值时，PLC发出报警并及时自动启动水泵进行排水，当液位仪监测到管廊内的积液深度符合设定值时，PLC自动关闭水泵，当温湿度仪达到设定的火灾报警值或CAN总线的流量压力达到设定的报警值时，PLC打开摄像头，启动风机带动进风口和出风口开始动作，启动水泵关闭管线阀门开关，PLC实时监测风机、水泵和管线阀门开关的工作状态及设备状况并上传至主控中心，通过控制中心或PLC手动或自动能够操控进风口、出风口、风机和水泵，进风口、出风口、风机、水泵和管线阀门开关能够独立运行，也能够根据预先设置的运行程序联动运行，通过PLC或控制中心能够更改进风口、出风口、风机、水泵和管线阀门开关的动作参数，在控中心失电或发生故障时，PLC不受影响；当管廊内发生突发事故时，CAN总线能够在事故发生后1s内通过PLC设置的应急运行程序控制进风口、出风口、风机、水泵和管线阀门开关联动运行。