高层消防水泵控制系统的设计(附件)【字数：9226】
摘 要根据国家消防规范要求，高层建筑消防水泵必须采用“双电源，双回路，一用一备”的方式来设计。原继电器控制电路有很多缺陷，如改用可编程控制器（PLC）控制高层建筑消防水泵的电气控制线路，实现执行元件的“硬联动”，可大大提高系统可靠性、维护性。采用PLC对消防泵系统进行控制，使消防水泵能定期自动试运行，保证消防水泵的可靠性。建立消防水泵控制系统与火灾控制中心的信号联络，保证消防水泵在发生火灾时及时、可靠投入运行。启动按钮和停止按钮为PLC提供输入信号。采用多点启动消防泵的设计，考虑各楼层突然出现意外火情时，水泵房又无人值班时，消防员能顺利启动消防泵，便于在短时间内控制火灾情况。同时考虑消防池中用水情况，设计高低水位控制信号检测，便于消防水位始终处于高水位状态。PLC控制系统具有可靠性高、灵活性强、编程简单、耐恶劣环境能力强以及使用方便等诸多优点，本文设计采用以三菱FX2N可编程控制器控制为主的可编程控制器控制，对系统的硬件和软件设计、调试等等作了详细阐述。
目 录
第一章 高层消防水泵概述 1
1.1高层消防水泵简介以及应用 1
1.2高层消防水泵的适应性要求 1
1.3高层消防水泵的可靠性要求 2
1.4高层消防水泵的控制与操作要求 2
第二章 高层消防水泵控制系统概述 4
2.1高层消防水泵控制系统的设计思路 4
2.2高层消防水泵控制系统对比 4
2.3PLC在高层消防水泵控制系统中的应用 6
第三章 高层消防水泵的硬件配置 7
3.1高层消防水泵三相异步电动机 7
3.2 PLC的功能与选定 9
3.3其他资源配置 9
第四章 PLC配置说明 12
4.1PLC地址配置 12
4.2PLC硬件接线 12
4.2.1PLC外部接线图的相关说明 13
第五章 PLC程序设计 15
5.1状态转移图的设计 15
5.2程序语句的设计 17
第六章 模拟调试 20
6.1硬件系统的调试 20
6.2软件系统的调试 20< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
br /> 结束语 23
致谢 24
参考文献 25
高层消防水泵概述
1.1高层消防水泵简介以及应用
消防泵是负责输送如水等液体给消防灭火系统，并加以压力的泵体，消防泵上装有动力装置的称为泵组。消防水泵实物如图11所示。消防设施中最重要的器件就是消防泵，它控制着整个消防设施。在灭火的过程中，消防泵把水等液体加以压力输送到灭火设备，完成灭火工作。
消防水泵的使用场景比较特殊，不同于其他设备，在使用消防泵时操作者难以完全符合要求操作，很多情况下是需要加大供水，这个时候对水压的控制要求比较高，不能影响正常消防灭火。当用水量减小时，压力不可过大，那样必须投入更高的资金来使用更加耐压的软管以及管道附件等。水量时大时小这一点要求消防水泵必须满足动态要求。
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图11 消防水泵实物图
1.2高层消防水泵的适应性要求
我国在消防水泵的测试和性能要求方面没有严格的数据支持，因此经常出现较大的误差。消防水泵与生活中所用的水泵不同，与工厂使用的也有很大差异，这些都导致出现许多问题。
美国NFPA20对其的性能要求如下：消防泵应该能够承受超过额定流量百分之150的压力，扬程要在额定扬程的百分之65以上，合上时的扬程在额定扬程的百分之140以下。 流量计是用来记录流量的仪器，通常可以安装在送水管上，要达到能计算额定流量的百分之175，出水管上的压力表要在89毫米以上。这就表示消防泵必须有一个平缓的扬程——流量曲线，扬程应该保持稳定，不会因为流量过低而显示错误，在高流量下也保持稳定。
火灾发生时都是紧急情况，不可浪费半点时间，而消防水泵必须满足这个条件，即适应性的要求:
（1）火灾发生时要第一时间启动。
（2）因为消防用水的特殊性，要求即使用水量突然增大，还能够正常满足性能要求。
1.3高层消防水泵的可靠性要求
消防泵中的可靠性要求是最为关键的要求。消防泵很少运行，如果仅仅靠几个小时的维护测试是不能达到要求的，可靠性便显得格外重要。消防系统的可靠性与硬件，软件都有关系。而影响可靠性的最基础元件——泵有下列要求:
（1）泵是否能够承受较大的压力。在一般的情况下，消防泵的阀门是开启的，因为消防系统并不需要经常使用，这就会导致关键阀门容易生锈。在需要使用消防泵时难以打开甚至坏死的情况也会出现。此时消防泵打开时不能承受巨大的压力而硬件崩坏，所以必须要有足够的硬度要求来满足消防水泵的运行。
（2）结构是否合理。结构的合理性十分关键，不合理的结构会破坏转接结构，引发危险。
（3）选的材料要满足液体要求。
（4）驱动机是否可靠。驱动机必须要有足够的宽度去承受超负荷的工作，因为消防水泵工作范围大，有时会超出工作范围的工作。
（5）驱动机的控制系统也必须具有可靠性。控制系统的可靠性非常关键，因为消防泵的工作情况十分特殊，快速响应并完成动作就需要其具备可靠性。
1.4高层消防水泵的控制与操作要求
消防水泵的控制与操作应符合下列要求:
（1）消防水泵需要保护措施以防止因为外在因素而导致器件损坏。
（2）在设置控制程序时，要知道启动后就不能自动停止，否则影响消防灭火，所以不能带有自动停止的算法，是否停止由人为选择。
（3）消防水泵在处于投入工作时应该能够自启动。
（4）消防水泵应该保证在警报开始后三十秒内自动动作。
（5）建筑物的消防系统必须有备用启动能力，当供电系统有困难时，用柴油机可以代替。
（6）消防水泵应该通过压力开关，报警阀以及高水位的消防信号自动运行。
（7）消防水泵系统里给水装置应该有两个开关控制，水管压力上的低水位开关和阀开关负责给定信号，当信号发出时消防水泵能够完成自动启动。
目 录
第一章 高层消防水泵概述 1
1.1高层消防水泵简介以及应用 1
1.2高层消防水泵的适应性要求 1
1.3高层消防水泵的可靠性要求 2
1.4高层消防水泵的控制与操作要求 2
第二章 高层消防水泵控制系统概述 4
2.1高层消防水泵控制系统的设计思路 4
2.2高层消防水泵控制系统对比 4
2.3PLC在高层消防水泵控制系统中的应用 6
第三章 高层消防水泵的硬件配置 7
3.1高层消防水泵三相异步电动机 7
3.2 PLC的功能与选定 9
3.3其他资源配置 9
第四章 PLC配置说明 12
4.1PLC地址配置 12
4.2PLC硬件接线 12
4.2.1PLC外部接线图的相关说明 13
第五章 PLC程序设计 15
5.1状态转移图的设计 15
5.2程序语句的设计 17
第六章 模拟调试 20
6.1硬件系统的调试 20
6.2软件系统的调试 20< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
br /> 结束语 23
致谢 24
参考文献 25
高层消防水泵概述
1.1高层消防水泵简介以及应用
消防泵是负责输送如水等液体给消防灭火系统，并加以压力的泵体，消防泵上装有动力装置的称为泵组。消防水泵实物如图11所示。消防设施中最重要的器件就是消防泵，它控制着整个消防设施。在灭火的过程中，消防泵把水等液体加以压力输送到灭火设备，完成灭火工作。
消防水泵的使用场景比较特殊，不同于其他设备，在使用消防泵时操作者难以完全符合要求操作，很多情况下是需要加大供水，这个时候对水压的控制要求比较高，不能影响正常消防灭火。当用水量减小时，压力不可过大，那样必须投入更高的资金来使用更加耐压的软管以及管道附件等。水量时大时小这一点要求消防水泵必须满足动态要求。
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图11 消防水泵实物图
1.2高层消防水泵的适应性要求
我国在消防水泵的测试和性能要求方面没有严格的数据支持，因此经常出现较大的误差。消防水泵与生活中所用的水泵不同，与工厂使用的也有很大差异，这些都导致出现许多问题。
美国NFPA20对其的性能要求如下：消防泵应该能够承受超过额定流量百分之150的压力，扬程要在额定扬程的百分之65以上，合上时的扬程在额定扬程的百分之140以下。 流量计是用来记录流量的仪器，通常可以安装在送水管上，要达到能计算额定流量的百分之175，出水管上的压力表要在89毫米以上。这就表示消防泵必须有一个平缓的扬程——流量曲线，扬程应该保持稳定，不会因为流量过低而显示错误，在高流量下也保持稳定。
火灾发生时都是紧急情况，不可浪费半点时间，而消防水泵必须满足这个条件，即适应性的要求:
（1）火灾发生时要第一时间启动。
（2）因为消防用水的特殊性，要求即使用水量突然增大，还能够正常满足性能要求。
1.3高层消防水泵的可靠性要求
消防泵中的可靠性要求是最为关键的要求。消防泵很少运行，如果仅仅靠几个小时的维护测试是不能达到要求的，可靠性便显得格外重要。消防系统的可靠性与硬件，软件都有关系。而影响可靠性的最基础元件——泵有下列要求:
（1）泵是否能够承受较大的压力。在一般的情况下，消防泵的阀门是开启的，因为消防系统并不需要经常使用，这就会导致关键阀门容易生锈。在需要使用消防泵时难以打开甚至坏死的情况也会出现。此时消防泵打开时不能承受巨大的压力而硬件崩坏，所以必须要有足够的硬度要求来满足消防水泵的运行。
（2）结构是否合理。结构的合理性十分关键，不合理的结构会破坏转接结构，引发危险。
（3）选的材料要满足液体要求。
（4）驱动机是否可靠。驱动机必须要有足够的宽度去承受超负荷的工作，因为消防水泵工作范围大，有时会超出工作范围的工作。
（5）驱动机的控制系统也必须具有可靠性。控制系统的可靠性非常关键，因为消防泵的工作情况十分特殊，快速响应并完成动作就需要其具备可靠性。
1.4高层消防水泵的控制与操作要求
消防水泵的控制与操作应符合下列要求:
（1）消防水泵需要保护措施以防止因为外在因素而导致器件损坏。
（2）在设置控制程序时，要知道启动后就不能自动停止，否则影响消防灭火，所以不能带有自动停止的算法，是否停止由人为选择。
（3）消防水泵在处于投入工作时应该能够自启动。
（4）消防水泵应该保证在警报开始后三十秒内自动动作。
（5）建筑物的消防系统必须有备用启动能力，当供电系统有困难时，用柴油机可以代替。
（6）消防水泵应该通过压力开关，报警阀以及高水位的消防信号自动运行。
（7）消防水泵系统里给水装置应该有两个开关控制，水管压力上的低水位开关和阀开关负责给定信号，当信号发出时消防水泵能够完成自动启动。
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