關(guān)于固定式電動(dòng)消防泵控制柜的介紹
2017-12-17 17:37:00
電動(dòng)消防泵是一種一般應(yīng)用在醫(yī)院、商場、寫字樓和住宅樓等中高層建筑物里的一種補(bǔ)水裝置，當(dāng)發(fā)生意外火災(zāi)時(shí)，啟動(dòng)消防泵可保證管網(wǎng)內(nèi)的水壓達(dá)到滅火裝置的要求，使火災(zāi)得到及時(shí)的撲救。在我國固定(fixed)式電動(dòng)消防泵供水系統(tǒng)(system)中一般采用一個(gè)(或多個(gè))主用泵搭配一個(gè)(或多個(gè))備用泵的模式，并配備專用的控制（control)柜來實(shí)現(xiàn)對(duì)消防泵的控制。
消防泵的啟動(dòng)和停止，傳統(tǒng)的消防泵控制（control)柜一般通過二次線路中多個(gè)中間繼電器和時(shí)間繼電器來實(shí)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(diǎn)，給設(shè)備的維護(hù)和升級(jí)帶來了很大的困難。隨著消防系統(tǒng)對(duì)消防泵控制柜要求的提高，目前市場(shì chǎng)上已經(jīng)有一些控制柜生產(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(dòng)巡檢功能和遠(yuǎn)程控制等功能的控制柜，大大提高了消防泵控制系統(tǒng)的可靠性和自動(dòng)化程度，但這些新增的功能模塊與消防泵的控制相互獨(dú)立，只是兩個(gè)系統(tǒng)功能上簡單的集成，而且很多控制柜都是各個(gè)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(hù)和升級(jí)非常困難，成本相對(duì)也比較高。另外，現(xiàn)有的消防泵控制柜一般都是依據(jù)《民用建筑滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)程》和《高層民用建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范》(以下簡稱《民規(guī)》和《高規(guī)》)的相關(guān)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，由于這些規(guī)范適用的對(duì)象是建筑物內(nèi)整個(gè)消防系統(tǒng)，對(duì)消防泵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。
1、系統(tǒng)(system)組成
本新型消防泵控制柜主要由電氣驅(qū)動(dòng)器件、柜外操作裝置、智能控制器組成。
控制（control)柜中的電氣驅(qū)動(dòng)部分和目前市場上控制柜中采用的驅(qū)動(dòng)器件類同，由隔離開關(guān)、斷路器、防雷器、TS
E、降壓和全壓啟動(dòng)裝置組成，但與傳統(tǒng)的控制（control)柜內(nèi)所有器件均布置在一個(gè)殼體內(nèi)不同的是，本控制柜內(nèi)的箱體由防火板分隔成常用和備用兩個(gè)隔間，常用驅(qū)動(dòng)器件布置在右邊獨(dú)立的隔間內(nèi)，備用驅(qū)動(dòng)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(dòng)器件因短路等異常情況產(chǎn)生電弧或火花時(shí)，即使常用驅(qū)動(dòng)器件被燒毀，由于防火板的作用，備用側(cè)的器件不會(huì)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(dá)不到這種效果。
在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(duì)消防泵控制柜進(jìn)行維護(hù)和檢修時(shí)，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)控制柜經(jīng)常發(fā)生操作人員帶電開門帶來的危險(xiǎn)和檢修時(shí)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，安裝在控制柜的面板上，智能控制器以PIC單片機(jī)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(shí)鐘模塊、485通信模塊和LCD液晶顯示的人機(jī)操作單元。凱泉泵業(yè)由此可見，若離心泵葉輪不斷旋轉(zhuǎn)，則可連續(xù)吸水、壓水，水便可源源不斷地從低處揚(yáng)到高處或遠(yuǎn)方。綜上所述，離心泵是由于在葉輪的高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力的作用下，將水提向高處的。集成了智能型雙電源切換功能，消防泵自動(dòng)周期巡檢功能、遠(yuǎn)程通信功能、電機(jī)保護(hù)功能和系統(tǒng)參數(shù)實(shí)時(shí)查詢和修改功能。
2、功能及特點(diǎn)
2.1消防泵的啟動(dòng)
本電動(dòng)消防泵控制柜依據(jù)國內(nèi)大多數(shù)建筑物采用一用一備配置消防泵的實(shí)際來進(jìn)行設(shè)計(jì)，提供本地啟動(dòng)、緊急啟動(dòng)、火災(zāi)啟動(dòng)和遠(yuǎn)程啟動(dòng)四種啟動(dòng)方式，除緊急啟動(dòng)外，其他三種啟動(dòng)方式均接入到智能控制器中。凱泉泵業(yè)開動(dòng)前，先將泵和進(jìn)水管灌滿水，水泵運(yùn)轉(zhuǎn)后，在 葉輪高速旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的離心力的作用下，葉輪流道里的水被甩向四周，壓入蝸殼，葉輪入口形成真空，水池的水在外界大氣壓力下沿吸水管被吸入補(bǔ)充了這個(gè)空間。繼而吸入的水又被葉輪甩出經(jīng)蝸殼而進(jìn)入出水管。接收到啟動(dòng)信號(hào)后，智能控制器會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)常用泵，當(dāng)常用泵遇到短路或過載等故障（fault）而沒有辦法正常運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)會(huì)先停止常用泵，然后延時(shí)10s啟動(dòng)備用泵，并對(duì)常用泵的故障進(jìn)行報(bào)警和記錄。緊急啟動(dòng)是不受智能控制器控制的啟動(dòng)方式，一般只在智能控制器無法正常工作時(shí)才投入使用;操作人員可以通過(tōng guò)控制柜面板上的緊急啟動(dòng)按鈕啟動(dòng)泵。
控制柜同時(shí)支持消防泵全壓和星三角降壓兩種啟動(dòng)方式，在設(shè)計(jì)時(shí)，控制柜內(nèi)預(yù)留有降壓和全壓啟動(dòng)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(dòng)方式，只需裝上相應(yīng)的啟動(dòng)器，不需要改變控制柜的結(jié)構(gòu)和接線方式。
2.2雙電源切換功能
目前消防市場(shì chǎng)上雙電源柜和消防泵控制柜一般是兩個(gè)獨(dú)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控制柜，一般是通過一個(gè)獨(dú)立的雙電源柜配合一個(gè)消防泵控制柜來實(shí)現(xiàn)。這樣的雙電源功能的消防泵控制柜不僅成本高，而且由于多了一個(gè)控制柜，使得結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占地面積也比較大，在維護(hù)和系統(tǒng)(system)升級(jí)方面也存在很大的困難。
我公司作為國內(nèi)領(lǐng)先的ATSE生產(chǎn)和設(shè)計(jì)企業(yè)，在智能ATSE上有先進(jìn)的技術(shù)和豐富的現(xiàn)場使用經(jīng)驗(yàn)。在本新型消防泵控制柜中我們嵌入智能型雙電源切換技術(shù)，在ATSE本體不變的基礎(chǔ)上，將ATSE控制器的軟件集成到智能控制器中，實(shí)現(xiàn)了兩路電源切換的功能，使系統(tǒng)(system)在只有一個(gè)柜體的空間里，實(shí)現(xiàn)了智能型雙電源切換功能和電動(dòng)消防泵的控制功能。
2.3周期自動(dòng)巡檢
在消防泵不工作的長時(shí)期內(nèi)，泄漏水流流過靜止消防泵，會(huì)攜帶沙、建筑混凝土材料(Material)、石灰、鐵銹等，并聚積在消防泵中，導(dǎo)致(cause)泵體、底閥和單向閥卡死或銹死，使得火災(zāi)發(fā)生時(shí)設(shè)備不能發(fā)揮作用，造成不應(yīng)有的損失。GBT21208、《民規(guī)》和《高規(guī)》中針對(duì)泵的這種問題，均明確要求消防泵要定期進(jìn)行試運(yùn)行。傳統(tǒng)的消防泵檢修一般通過人工定期試運(yùn)行泵一段時(shí)間來防止泵卡死或銹死。
本新型消防泵控制柜采用功能強(qiáng)大的時(shí)鐘芯片(又稱微電路)RX8025，通過(tōng guò)軟件的方式實(shí)現(xiàn)了泵的自動(dòng)周期巡檢功能，大大降低了消防泵維護(hù)的工作量。通過控制柜門上的LCD操作控制界面，操作人員可以方便的設(shè)置消防泵巡檢的周期(月和周)和具體的時(shí)間(時(shí)和分)。本系統(tǒng)采用中斷觸發(fā)的方式啟動(dòng)泵的巡檢功能，默認(rèn)的間隔周期為一個(gè)月(周期可調(diào))。巡檢時(shí)間到后，如果沒有發(fā)生火災(zāi)，系統(tǒng)先打開泄壓閥10分鐘，等建筑物管網(wǎng)內(nèi)的水流出一部分后啟動(dòng)常用泵10秒鐘，常用泵試運(yùn)行時(shí)間到后停止常用泵，然后延時(shí)5分鐘啟動(dòng)備用泵10s，備用泵試運(yùn)行時(shí)間到后，停止備用泵并關(guān)閉泄壓閥，在裝飾面板上的LCD屏上輸出中文顯示的巡檢報(bào)告，同時(shí)通過485總線測試信息發(fā)送給中央控制室。在巡檢過程(guò chéng)中，如果突然接收到火災(zāi)啟動(dòng)信號(hào)，立刻退出消防泵的巡檢，進(jìn)入正常的消防啟泵程序。
2.4電機(jī)保護(hù)
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，使得不同型號(hào)和功率的控制柜，只需將控制柜備用殼體內(nèi)的大電流互感器更換成合適的型號(hào)，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)。上海凱泉由于葉輪進(jìn)口不可能形成絕對(duì)真空，因此離心泵吸水高度不能超過10米，加上水流經(jīng)吸水管路帶來的沿程損失，實(shí)際允許安裝高度（水泵軸線距吸入水面的高度）遠(yuǎn)小于10米。當(dāng)消防泵因異常情況出現(xiàn)過載或堵轉(zhuǎn)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)立即發(fā)出報(bào)警，并按設(shè)計(jì)要求作出相應(yīng)的動(dòng)作。由于火災(zāi)發(fā)生時(shí)，關(guān)閉消防泵以保護(hù)設(shè)備(shèbèi)可能會(huì)使消防泵連同建筑物及其內(nèi)部財(cái)物全部被火燒毀，標(biāo)準(zhǔn)GBT21208中規(guī)定雖然起動(dòng)一個(gè)有故障的消防泵可能會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)線、設(shè)備和電動(dòng)機(jī)的暫時(shí)性或永久性損壞，但仍然應(yīng)該起動(dòng)，并規(guī)定消防泵在發(fā)生堵轉(zhuǎn)時(shí)要能繼續(xù)保持運(yùn)行8～20秒鐘，在3Ie過流時(shí)，消防泵要能保持運(yùn)行至少3分鐘。為達(dá)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(shí)為為保證斷路器有足夠的過載能力，我們并對(duì)其中的脫扣電磁鐵進(jìn)行了重新的設(shè)計(jì)。另外，通過軟件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了消防泵堵轉(zhuǎn)和過流條件下的延時(shí)和自動(dòng)停機(jī)的功能，在滿足國標(biāo)要求和滅火的要求下，實(shí)現(xiàn)了對(duì)消防泵電機(jī)的保護(hù)。
2.5遠(yuǎn)程監(jiān)測
系統(tǒng)集成了485通信模塊、遠(yuǎn)程報(bào)警和遠(yuǎn)程啟動(dòng)模塊，可以方便的與建筑物內(nèi)中央控制計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)。上海凱泉泵業(yè)集團(tuán)有限公司性能的技術(shù)參數(shù)有流量、吸程、 揚(yáng)程、軸功率、水功率、效率等；根據(jù)不同的工作原理可分為 容積水泵、葉片泵等類型。 容積泵是利用其工作室容積的變化來傳遞能量； 葉片泵是利用回轉(zhuǎn)葉片與水的相互作用來傳遞能量，有 離心泵、 軸流泵和 混流泵等類型。當(dāng)消防泵系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，智能控制器會(huì)立即將相應(yīng)的報(bào)警信息發(fā)送給中央控制室計(jì)算機(jī)。中央控制室也可以通過計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)的查詢或修改消防泵控制柜的系統(tǒng)參數(shù)和各個(gè)設(shè)備(shèbèi)的運(yùn)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(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，只需在控制柜內(nèi)配備一個(gè)網(wǎng)絡(luò)適配器或者在智能控制器內(nèi)集成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)串口模塊就能很方便的實(shí)現(xiàn)控制器的升級(jí)。
2.6人機(jī)界面
本新型消防泵控制（control)柜面板上安裝192*64點(diǎn)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(duì)系統(tǒng)參數(shù)(如電流、電壓、巡檢時(shí)間、歷史故障等)進(jìn)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(bào)警器四種報(bào)警方式，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)故障的嚴(yán)重程度立即采用國標(biāo)要求的方式進(jìn)行報(bào)警。如消防泵沒有辦法啟動(dòng)時(shí)，LCD屏立刻彈出中文提示的故障界面，聲光報(bào)警器也會(huì)立刻鳴叫(此故障比較嚴(yán)重，不用LED燈和蜂鳴器報(bào)警)，同時(shí)系統(tǒng)通過485總線將消防泵無法啟動(dòng)的故障傳給中央控制室的計(jì)算機(jī)，提醒監(jiān)控人員進(jìn)行處理。
本新型控制（control)柜嚴(yán)格按照國標(biāo)的要求，采用可編程的控制器進(jìn)行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，不僅大大提高了電動(dòng)消防泵控制的自動(dòng)化和智能化程度，還使得整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更為簡單，進(jìn)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(duì)消防泵控制柜越來越高的要求，在硬件和軟件設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)留了控制接口和軟件模塊，可以很方便的根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行功能擴(kuò)展和系統(tǒng)升級(jí)。
另外，本系統(tǒng)(system)的智能控制（control)器具有很強(qiáng)的兼容性，針對(duì)不同功率的消防泵和不同的啟動(dòng)方式，無需更換智能控制器，只需要通過LCD屏進(jìn)行按鍵操作或通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)置，更改相應(yīng)的系統(tǒng)參數(shù)即可。上海凱泉如安裝過高，則不吸水；此外，由于山區(qū)比平原大氣壓力低，因此同一臺(tái)水泵在山區(qū)，特別是在高山區(qū)安裝時(shí)，其安裝高度應(yīng)降低，否則也不能吸上水來。
目前，我公司研發(fā)的這種新型的消防泵控制（control)柜已經(jīng)完成樣機(jī)的生產(chǎn)，各項(xiàng)功能均滿足設(shè)計(jì)要求，硬件部分的EMC測試已經(jīng)達(dá)到GBT21208-2007的要求，電氣性能也已通過專門檢測機(jī)構(gòu)的測試，現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入市場推廣階段。