電動消防泵是一種廣泛應(yīng)用于醫(yī)院、商場、寫字樓和住宅樓等中高層建筑物里的一種補水裝置，當(dāng)發(fā)生意外火災(zāi)時，啟動消防泵可保證管網(wǎng)內(nèi)的水壓達到滅火裝置的要求，使火災(zāi)得到及時的撲救。在我國固定式電動消防泵供水系統(tǒng)中一般采用一個(或多個)主用泵搭配一個(或多個)備用泵的模式，并配備專用的控制柜來實現(xiàn)對消防泵的控制。

    消防泵的啟動和停止，傳統(tǒng)的消防泵PLC控制柜一般通過二次線路中多個中間繼電器和時間繼電器來實現(xiàn)，這種控制方式盡管成本較低，但存在元器件數(shù)量多、接線復(fù)雜、通用性差等缺點，給設(shè)備的維護和升級帶來了很大的困難。隨著消防系統(tǒng)對消防泵PLC控制柜要求的提高，目前市場上已經(jīng)有一些PLC控制柜生產(chǎn)廠商根據(jù)客戶的需求，開發(fā)出了帶有雙電源切換功能、消防泵自動巡檢功能和遠程控制等功能的PLC控制柜，大大提高了消防泵控制系統(tǒng)的可靠性和自動化程度，但這些新增的功能模塊與消防泵的控制相互獨立，只是兩個系統(tǒng)功能上簡單的集成，而且很多PLC控制柜都是各個功能模塊由不同的生產(chǎn)廠家提供，從而造成這些系統(tǒng)維護和升級非常困難，成本相對也比較高。另外，現(xiàn)有的消防泵PLC控制柜一般都是依據(jù)《民用建筑滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)程》和《高層民用建筑防火設(shè)計規(guī)范》(以下簡稱《民規(guī)》和《高規(guī)》)的相關(guān)要求進行設(shè)計，由于這些規(guī)范適用的對象是建筑物內(nèi)整個消防系統(tǒng)，對消防泵PLC控制柜具體的要求和規(guī)范并不完善，從而造成目前國內(nèi)市場上消防泵PLC控制柜的功能和結(jié)構(gòu)五花八門，在功能和可靠性上存在缺陷。

    2、系統(tǒng)組成

    本新型消防泵控制柜主要由電氣驅(qū)動器件、柜外操作裝置、智能控制器組成.

    PLC控制柜中的電氣驅(qū)動部分和目前市場上PLC控制柜中采用的驅(qū)動器件類同，由隔離開關(guān)、斷路器、防雷器、TSE、降壓和全壓啟動裝置組成，但與傳統(tǒng)的PLC控制柜內(nèi)所有器件均布置在一個殼體內(nèi)不同的是，本PLC控制柜內(nèi)的箱體由防火板分隔成常用和備用兩個隔間，常用驅(qū)動器件布置在右邊獨立的隔間內(nèi)，備用驅(qū)動器件、TSE和智能控制器布置在左邊的備用隔間內(nèi)。這樣布置的好處是：當(dāng)常用驅(qū)動器件因短路等異常情況產(chǎn)生電弧或火花時，即使常用驅(qū)動器件被燒毀，由于防火板的作用，備用側(cè)的器件不會受到影響，從而使得備用器件真正起到作用，而傳統(tǒng)的控制柜采取的器件布局達不到這種效果。
    在PLC控制柜的面板上安裝了隔離開關(guān)和斷路器的柜外操作手柄，在工程技術(shù)人員對消防泵PLC控制柜進行維護和檢修時，可以通過這些手操裝置先斷電，再打開柜門操作。避免了傳統(tǒng)PLC控制柜經(jīng)常發(fā)生操作人員帶電開門帶來的危險和檢修時必須斷掉總開關(guān)的弊端，大大提高控制柜操作的安全性和規(guī)范性。

    智能控制器安裝是系統(tǒng)的核心控制部分，安裝在PLC控制柜的面板上。智能控制器以PIC單片機為主控制單元，周邊配備以專用電能處理芯片ATT7026A為核心的采樣處理模塊、時鐘模塊、485通信模塊和LCD液晶顯示的人機操作單元。集成了智能型雙電源切換功能，消防泵自動周期巡檢功能、遠程通信功能、電機保護功能和系統(tǒng)參數(shù)實時查詢和修改功能。

    功能及特點

    3.1消防泵的啟動

    本電動消防泵PLC控制柜依據(jù)國內(nèi)大多數(shù)建筑物采用一用一備配置消防泵的實際來進行設(shè)計，提供本地啟動、緊急啟動、火災(zāi)啟動和遠程啟動四種啟動方式，除緊急啟動外，其他三種啟動方式均接入到智能控制器中。接收到啟動信號后，智能控制器會自動啟動常用泵，當(dāng)常用泵遇到短路或過載等故障而無法正常運行時，系統(tǒng)會先停止常用泵，然后延時10s啟動備用泵，并對常用泵的故障進行報警和記錄。緊急啟動是不受智能控制器控制的啟動方式，一般只在智能控制器無法正常工作時才投入使用;操作人員可以通過PLC控制柜面板上的緊急啟動按鈕啟動泵。

    PLC控制柜同時支持消防泵全壓和星三角降壓兩種啟動方式，在設(shè)計時，PLC控制柜內(nèi)預(yù)留有降壓和全壓啟動器的安裝位置，智能控制器上也預(yù)留有控制接口。采用不同的啟動方式，只需裝上相應(yīng)的啟動器，不需要改變PLC控制柜的結(jié)構(gòu)和接線方式。

    3.2雙電源切換功能

    目前消防市場上雙電源柜和消防泵PLC控制柜一般是兩個獨立的生產(chǎn)廠商提供，傳統(tǒng)的帶有雙電源切換功能的消防泵PLC控制柜，一般是通過一個獨立的雙電源柜配合一個消防泵PLC控制柜來實現(xiàn)。這樣的雙電源功能的消防泵PLC控制柜不僅成本高，而且由于多了一個PLC控制柜，使得結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占地面積也比較大，在維護和系統(tǒng)升級方面也存在很大的困難。




    3.3電機保護

    智能控制器中集成了兩路電源電壓和電流采樣電路和功能模塊，其中電流的采集采用圖一和圖二中所示的兩級采樣，使得不同型號和功率的PLC控制柜，只需將PLC控制柜備用殼體內(nèi)的大電流互感器更換成合適的型號，而不需改變智能控制器中的采樣電路。

    系統(tǒng)每330ms采樣一次電路中的電流和電壓，并根據(jù)采樣到的數(shù)據(jù)判斷消防泵和ATSE的工作狀態(tài)。當(dāng)消防泵因異常情況出現(xiàn)過載或堵轉(zhuǎn)時，系統(tǒng)會立即發(fā)出報警，并按設(shè)計要求作出相應(yīng)的動作。由于火災(zāi)發(fā)生時，關(guān)閉消防泵以保護設(shè)備可能會使消防泵連同建筑物及其內(nèi)部財物全部被火燒毀，標(biāo)準GBT21208中規(guī)定雖然起動一個有故障的消防泵可能會導(dǎo)致導(dǎo)線、設(shè)備和電動機的暫時性或永久性損壞，但仍然應(yīng)該起動，并規(guī)定消防泵在發(fā)生堵轉(zhuǎn)時要能繼續(xù)保持運行8～20秒鐘，在3Ie過流時，消防泵要能保持運行至少3分鐘。為達到此要求，本新型控制柜中采用的是我公司特制的斷路器，去掉了斷路器中雙金屬片，使其不具備熱脫扣的性能。同時為為保證斷路器有足夠的過載能力，我們并對其中的脫扣電磁鐵進行了重新的設(shè)計。另外，通過軟件設(shè)計，實現(xiàn)了消防泵堵轉(zhuǎn)和過流條件下的延時和自動停機的功能，在滿足國標(biāo)要求和滅火的要求下，實現(xiàn)了對消防泵電機的保護。

    3.5遠程監(jiān)測

    系統(tǒng)集成了485通信模塊、遠程報警和遠程啟動模塊，可以方便的與建筑物內(nèi)中央控制計算機聯(lián)網(wǎng)。當(dāng)消防泵系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，智能控制器會立即將相應(yīng)的報警信息發(fā)送給中央控制室計算機。中央控制室也可以通過計算機實時的查詢或修改消防泵PLC控制柜的系統(tǒng)參數(shù)和各個設(shè)備的運行狀態(tài)。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，如果建筑物內(nèi)的消防泵系統(tǒng)要實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，只需在PLC控制柜內(nèi)配備一個網(wǎng)絡(luò)適配器或者在智能控制器內(nèi)集成一個網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)串口模塊就能很方便的實現(xiàn)控制器的升級。
    3.6人機界面

    本新型消防泵PLC控制柜面板上安裝192*64點陣的大屏幕液晶，采用全中文顯示，用戶可以方便的通過智能控制器上的按鍵對系統(tǒng)參數(shù)(如電流、電壓、巡檢時間、歷史故障等)進行查詢和修改。另外，系統(tǒng)還提供LCD屏、LED指示燈、蜂鳴器和聲光報警器四種報警方式，當(dāng)出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)根據(jù)故障的嚴重程度立即采用國標(biāo)要求的方式進行報警。如消防泵無法啟動時，LCD屏立刻彈出中文提示的故障界面，聲光報警器也會立刻鳴叫(此故障比較嚴重，不用LED燈和蜂鳴器報警)，同時系統(tǒng)通過485總線將消防泵無法啟動的故障傳給中央控制室的計算機，提醒監(jiān)控人員進行處理。
    本新型控制柜嚴格按照國標(biāo)的要求，采用可編程的控制器進行控制系統(tǒng)設(shè)計，不僅大大提高了電動消防泵控制的自動化和智能化程度，還使得整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更為簡單，進一步提高了消防系統(tǒng)的可靠性和規(guī)范性。本系統(tǒng)充分考慮了消防泵控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢和高層建筑物對消防泵PLC控制柜越來越高的要求，在硬件和軟件設(shè)計時預(yù)留了控制接口和軟件模塊，可以很方便的根據(jù)實際情況進行功能擴展和系統(tǒng)升級。