消防自动巡检系统的设计
【摘要】由于消防水泵除在发生火灾时启动外正常情况下不会启动，因此为防止消防水泵在长期不运行情况下腐蚀、锈死或电路回路中元器件损坏等情况不能正常工作，将PLC控制技术和变频技术为基础运用于消防自动巡检系统中，在除火情发生之外，对水泵进行低频率启动，对水管网不增加压力。自动巡检系统在维护水泵的同时更能节能环保。因此针对厂区的消防安全问题，基于消防给水系统水压稳定性考虑，结合电路使用要求，完成自动巡检系统的设计。
目录
引言 1
一、消防自动巡检系统的用途 2
二、设备选型 2
（一）三菱PLC介绍 2
（二）三菱变频器介绍 3
（三）消防水泵介绍 3
三、消防自动巡检系统的构成 4
（一）控制方式 6
（二）系统功能 6
四、消防自动巡检系统的结构设计 7
五、消防自动巡检系统的PLC设计 8
（一）I/O点分配表 8
（二）PLC梯形图 8
总结 13
参考文献 14
谢辞 15
引言
随着科技的发展，建筑内可燃物体的种类、数量也随之快速增加。在工厂中因为材料、产品等大都含有塑料、金属、油等易燃物质，因此这大大的增加了火灾的发生可能性。尽管目前各类建筑里都配备了消防灭火系统，但依旧频频发生火灾。在火灾发生之后往往会发现除了灭火设备过期等原因外，还发现消防水泵不能正常启动进行及时灭火而导致火情加重。究其原因是消防泵长时间闲置导致水泵不能在关键时刻运行。因此国家消防总局在1999年下文要求所有消防设备必须具有自检功能，消防设备必须在15天内自动启动一次，防止水泵腐蚀、锈死或电气回路发生故障。
在火灾的初始阶段可以使用适合的灭火器、浸湿的床单等装备进行及时的灭火。但是一旦火情发展到全面爆发阶段，灭火器等就不能有效灭火，就需要打开消火栓连接水带水枪进行持续的灭火，在此时水泵能否正常运行就至关重要，一旦水泵不能正常启动就不能持续提供充足的水来灭火，结果将会是非常惨重的。
总之，在火情出现时，人人都希望这些消防设备能“养军千日，用在一时”，因此消防自动巡检系统的重要性就呼之欲出了。<
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
br /> 一、消防自动巡检系统的用途
消防水泵在水灭火系统中处着至关重要的地位，其水泵的性能好坏、日常维护是否完善，直接关系到人员，财产的安危。消防设备与一般设备的最大区别就在于发生火情时，要100%确保能正常使用，其中消防水泵设备更为重要。这样的例子生活中有很多。如图11
消防水泵通常安置在地下室，坏境潮湿极易引起锈蚀导致水泵不能正常启动，此外，还有以下等情况也能致水泵不能正常启动或启动无水压：
水泵的主备供电电源断开
泄压阀压力调太低
消防用水水池水量不足
电源相序接错电机反转
水系统中单向阀堵塞或
图11火灾案例
二、设备选型
（一）三菱PLC介绍
PLC的特点：结构灵活；传输质量高、速度快、带宽稳定；范围广；成本低；适用面广。
三菱PLC产品系列有：FX1S系列、FX1N系列、FX2N系列、FX3U、FX1NC/FX2NC/FX3UC、Q系列、A系列PLC。考虑安装空间、功能特点及成本，在本设计中采用三菱FX2N PLC，该系列是三菱PLCFX家族中最先进的系列。具有高速处理及可扩展大量满足单个需要的特殊功能模块等特点，为自动化应用提供最大的灵活性和控制能力。
本设计采用的三菱FX2N系列PLC，具备除输入出1625点的独立用途外，还可以适用于在多个基本组件间的连接，模拟控制，定位控制等。在基本单元上连接扩展单元或扩展模块，可进行16256点的灵活输入输出组合。可选用16/32/48/64/80/128点的主机，并可以采用最小8点的扩展模块进行扩展。可根据电源和输出形式，自主选择。
程序容量：内置800步RAM，使用存储盒可扩展至16K步。具有128种功能指令输入过滤常数、高速处理指令、直接输出、中断输入处理、数学运算、PID运算、ACL码输出、串行数据传送、校验码等。矩阵输入、10键输入、16键输入、数字开关、方向开关、7段显示器扫描显示等指令。
（二）三菱变频器介绍
三菱变频器全称为“三菱交流变频调速器”， 主要是用三相异步交流电机，来控制和调节电机速度。?当电机的工作电流频率低于50Hz时，会节能省电，因此变频器是国家号召提倡推广的节能产品之一。?
三菱电机在中国的FA事业随着中国经济的增长而蓬勃发展。从社会基础设施建设到自动化生产等技术产业，从现场控制到远程监控，三菱电机FA技术为创造更高的生产效率和生产力提供强大的技术支持。随着节能的号召普及和自动化的推广，变频器的使用范围和数量越来越多。
三菱变频器在市场上主要使用以下系列：
通用高性能：FRA740（3P380V）FRA720（3P220V）
轻载节能型：FRF740（3P?380V）FRF720?（3P?220V）
简易通用型：FRS540E（3P380V）FRS520SE（1P 220V）FRS520E（3P 220V）
经济通用型：?FRE540?（3P?380V）?FRE520S?（1P?220V）?FRE520?（3P?220V）
选择变频器需要考虑机械设备的类型、调速范围、负载转矩特性、静态速度精度、启动转矩和使用环境。在日常生产中人们把生产机械负载分成三类：恒转矩负载、恒功率负载、风机水泵负载。
在本设计中可以直接选择风机、水泵负载的变频器，查看配置的水泵电机的参数，只需满足变频器的容量等于电动机即可选择详细型号。根据现场的7台水泵，参考其最大电机参数，采用三菱FRF740S160KCHT变频器，适配电机功率160KW。
三菱FRF740S160KCHT变频器具备简易磁通矢量控制方式，实现3Hz时输出扭矩达120%；使用最佳励磁控制方式，实现更高节能运行；内置独立的RS485通讯口；内置PID，变频器/工频切换和可以实现多泵循环运行功能；内置1A滤波器；使用节能监控功能，节能效果明显。
（三）消防水泵介绍
本设计采用的水泵机组均为上海东方泵业（集团）有限公司生产的消防水泵。该公司生产的产品获得国家免检产品的称号，并在全国多个大型供水项目上都有其产品在运行。
本设计的消防泵、喷淋泵采用XBD立式多级泵，该系列泵在性能、结构、材料和配套上均满足消防泵的要求。由于采用优秀的水力模型，因此该系列泵具有下列特点：采用立式泵结构，具有效率高、性能范围广的特点，可更好地节省占地面积；采用优质轴承和优质电解，使泵运行更为安全可靠、振动小噪声低，采用水力平衡轴向力，减省平衡鼓，可使运行更为平稳。其参数如下表21:
表21消防水泵参数表
工作介质
清水
目录
引言 1
一、消防自动巡检系统的用途 2
二、设备选型 2
（一）三菱PLC介绍 2
（二）三菱变频器介绍 3
（三）消防水泵介绍 3
三、消防自动巡检系统的构成 4
（一）控制方式 6
（二）系统功能 6
四、消防自动巡检系统的结构设计 7
五、消防自动巡检系统的PLC设计 8
（一）I/O点分配表 8
（二）PLC梯形图 8
总结 13
参考文献 14
谢辞 15
引言
随着科技的发展，建筑内可燃物体的种类、数量也随之快速增加。在工厂中因为材料、产品等大都含有塑料、金属、油等易燃物质，因此这大大的增加了火灾的发生可能性。尽管目前各类建筑里都配备了消防灭火系统，但依旧频频发生火灾。在火灾发生之后往往会发现除了灭火设备过期等原因外，还发现消防水泵不能正常启动进行及时灭火而导致火情加重。究其原因是消防泵长时间闲置导致水泵不能在关键时刻运行。因此国家消防总局在1999年下文要求所有消防设备必须具有自检功能，消防设备必须在15天内自动启动一次，防止水泵腐蚀、锈死或电气回路发生故障。
在火灾的初始阶段可以使用适合的灭火器、浸湿的床单等装备进行及时的灭火。但是一旦火情发展到全面爆发阶段，灭火器等就不能有效灭火，就需要打开消火栓连接水带水枪进行持续的灭火，在此时水泵能否正常运行就至关重要，一旦水泵不能正常启动就不能持续提供充足的水来灭火，结果将会是非常惨重的。
总之，在火情出现时，人人都希望这些消防设备能“养军千日，用在一时”，因此消防自动巡检系统的重要性就呼之欲出了。<
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
br /> 一、消防自动巡检系统的用途
消防水泵在水灭火系统中处着至关重要的地位，其水泵的性能好坏、日常维护是否完善，直接关系到人员，财产的安危。消防设备与一般设备的最大区别就在于发生火情时，要100%确保能正常使用，其中消防水泵设备更为重要。这样的例子生活中有很多。如图11
消防水泵通常安置在地下室，坏境潮湿极易引起锈蚀导致水泵不能正常启动，此外，还有以下等情况也能致水泵不能正常启动或启动无水压：
水泵的主备供电电源断开
泄压阀压力调太低
消防用水水池水量不足
电源相序接错电机反转
水系统中单向阀堵塞或
图11火灾案例
二、设备选型
（一）三菱PLC介绍
PLC的特点：结构灵活；传输质量高、速度快、带宽稳定；范围广；成本低；适用面广。
三菱PLC产品系列有：FX1S系列、FX1N系列、FX2N系列、FX3U、FX1NC/FX2NC/FX3UC、Q系列、A系列PLC。考虑安装空间、功能特点及成本，在本设计中采用三菱FX2N PLC，该系列是三菱PLCFX家族中最先进的系列。具有高速处理及可扩展大量满足单个需要的特殊功能模块等特点，为自动化应用提供最大的灵活性和控制能力。
本设计采用的三菱FX2N系列PLC，具备除输入出1625点的独立用途外，还可以适用于在多个基本组件间的连接，模拟控制，定位控制等。在基本单元上连接扩展单元或扩展模块，可进行16256点的灵活输入输出组合。可选用16/32/48/64/80/128点的主机，并可以采用最小8点的扩展模块进行扩展。可根据电源和输出形式，自主选择。
程序容量：内置800步RAM，使用存储盒可扩展至16K步。具有128种功能指令输入过滤常数、高速处理指令、直接输出、中断输入处理、数学运算、PID运算、ACL码输出、串行数据传送、校验码等。矩阵输入、10键输入、16键输入、数字开关、方向开关、7段显示器扫描显示等指令。
（二）三菱变频器介绍
三菱变频器全称为“三菱交流变频调速器”， 主要是用三相异步交流电机，来控制和调节电机速度。?当电机的工作电流频率低于50Hz时，会节能省电，因此变频器是国家号召提倡推广的节能产品之一。?
三菱电机在中国的FA事业随着中国经济的增长而蓬勃发展。从社会基础设施建设到自动化生产等技术产业，从现场控制到远程监控，三菱电机FA技术为创造更高的生产效率和生产力提供强大的技术支持。随着节能的号召普及和自动化的推广，变频器的使用范围和数量越来越多。
三菱变频器在市场上主要使用以下系列：
通用高性能：FRA740（3P380V）FRA720（3P220V）
轻载节能型：FRF740（3P?380V）FRF720?（3P?220V）
简易通用型：FRS540E（3P380V）FRS520SE（1P 220V）FRS520E（3P 220V）
经济通用型：?FRE540?（3P?380V）?FRE520S?（1P?220V）?FRE520?（3P?220V）
选择变频器需要考虑机械设备的类型、调速范围、负载转矩特性、静态速度精度、启动转矩和使用环境。在日常生产中人们把生产机械负载分成三类：恒转矩负载、恒功率负载、风机水泵负载。
在本设计中可以直接选择风机、水泵负载的变频器，查看配置的水泵电机的参数，只需满足变频器的容量等于电动机即可选择详细型号。根据现场的7台水泵，参考其最大电机参数，采用三菱FRF740S160KCHT变频器，适配电机功率160KW。
三菱FRF740S160KCHT变频器具备简易磁通矢量控制方式，实现3Hz时输出扭矩达120%；使用最佳励磁控制方式，实现更高节能运行；内置独立的RS485通讯口；内置PID，变频器/工频切换和可以实现多泵循环运行功能；内置1A滤波器；使用节能监控功能，节能效果明显。
（三）消防水泵介绍
本设计采用的水泵机组均为上海东方泵业（集团）有限公司生产的消防水泵。该公司生产的产品获得国家免检产品的称号，并在全国多个大型供水项目上都有其产品在运行。
本设计的消防泵、喷淋泵采用XBD立式多级泵，该系列泵在性能、结构、材料和配套上均满足消防泵的要求。由于采用优秀的水力模型，因此该系列泵具有下列特点：采用立式泵结构，具有效率高、性能范围广的特点，可更好地节省占地面积；采用优质轴承和优质电解，使泵运行更为安全可靠、振动小噪声低，采用水力平衡轴向力，减省平衡鼓，可使运行更为平稳。其参数如下表21:
表21消防水泵参数表
工作介质
清水
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