PLC在消防泵房控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

夏 濤（南京科電新銳電力技術(shù)有限公司，江蘇 南京211100）

0 前言

消防工作是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要組成部分，它關(guān)系到人民群眾安居樂業(yè)，改革發(fā)展穩(wěn)定大局，涉及全社會(huì)的安全和利益，是構(gòu)建和諧社會(huì)的重要保障。防水泵是消火栓、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)以及其他滅火系統(tǒng)的“心臟”，它的可靠性直接關(guān)系到消防滅火工作的成敗，所以實(shí)現(xiàn)對(duì)消防水泵的可靠控制至關(guān)重要。傳統(tǒng)的消防水泵控制系統(tǒng)采用繼電器控制線路組成，功能少，器件排列繁瑣，二次接線復(fù)雜，不僅控制柜體積較大，且復(fù)雜的接線使系統(tǒng)的可靠性降低，給調(diào)試檢修和維護(hù)均帶來了不便。

采用PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)消防水泵自動(dòng)控制，取消了所有的中間環(huán)節(jié)和二次接線，而且增加了繼電器控制系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)巡檢功能，大大減少了消防值班人員對(duì)消防水泵定期手動(dòng)測(cè)試的工作量，提高了設(shè)備可靠性和自動(dòng)化水平。

1 PLC消防泵應(yīng)用

1.1 PLC功能簡(jiǎn)介

本消防泵控制系統(tǒng)方案中共有開關(guān)量輸入點(diǎn)20個(gè)、開關(guān)量輸出點(diǎn)31個(gè)，根據(jù)項(xiàng)目需要選擇某公司H2U-4040MR可編程序控制器。H2U-4040MR型系列可編程控制器共有40點(diǎn)輸入和40點(diǎn)輸出，80點(diǎn)繼電器輸入，2路60 kHz，4路10 kHz高速輸出，有內(nèi)置時(shí)鐘，它有較強(qiáng)的模擬量和高速計(jì)數(shù)的處理能力，還具有極高的可靠性、豐富的指令集、實(shí)時(shí)的特性、強(qiáng)勁的通訊能力、豐富的擴(kuò)展模塊等特點(diǎn)。

1.2 系統(tǒng)輸入輸出點(diǎn)設(shè)置

根據(jù)設(shè)計(jì)要求,本系統(tǒng)的輸入信號(hào)為按鈕、運(yùn)行信號(hào)、故障信號(hào)和消防中心泵等開關(guān)量信號(hào)；輸出信號(hào)有兩類：一類控制接觸器(控制泵用電機(jī)),另一類控制指示燈(指示泵用電機(jī)運(yùn)行或故障)。其輸入輸出點(diǎn)設(shè)置見表1，其邏輯要求如下：

（1）手/自動(dòng)SA1（X0）旋鈕處于手動(dòng)狀態(tài)時(shí),手動(dòng)燈得電（Y35），此時(shí)可以接收泵1到泵5和備用泵啟動(dòng)指令 SB1～6（X12～17）,以及泵停止 SB7 和穩(wěn)壓泵停止SB8指令（X20～21）。火災(zāi)控制啟泵（X22）輸入無效，液位（X1～3）輸入指令及故障指令（X4～7，X10～11）不受此影響，例:在手動(dòng)狀態(tài)按下SB1（X12）泵1啟動(dòng)按鈕,泵1控制接觸器KM3（Y0）及KM5（Y2）同時(shí)得電,實(shí)現(xiàn)星型啟動(dòng),同時(shí)旁路電磁閥KA1（Y30）得電,延時(shí)5s（0～10s可調(diào)）自動(dòng)失電，系統(tǒng)發(fā)出穩(wěn)壓泵停泵信號(hào)KA5（Y34）得電，延時(shí)15s（0～30s可調(diào)）后KM5（Y2）先失電，KM4（Y1）后得電完成泵三角形運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換，泵在停止后穩(wěn)壓泵停泵信號(hào)KA5（Y34）恢復(fù)初始狀態(tài)。

表1 系統(tǒng)輸入輸出點(diǎn)設(shè)置

（2）系統(tǒng)處于自動(dòng)狀態(tài)時(shí),自動(dòng)燈（Y36）得電,泵1～泵5和備泵指令SB1～6（X12～17）輸入無效，此時(shí)接受火災(zāi)啟泵信號(hào)X22和火災(zāi)停泵信號(hào)X23，火災(zāi)信號(hào)輸入X22有效后，系統(tǒng)順序啟動(dòng)各主泵，每泵間隔時(shí)間20 s（可調(diào)），單泵啟動(dòng)過程同上，旁路閥一直得電直到最后一泵啟動(dòng)開始5 s后關(guān)閉?；馂?zāi)停泵信號(hào)輸入X23時(shí)，各泵同時(shí)停止，程序同上。液位（X1～3）輸入指令及故障指令（X4～7，X10～11）不受此影響，泵停止SB7不受手自動(dòng)控制，按下泵停止按鈕SB7（X20）（此按鈕對(duì)所有泵有效），處于啟動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)的泵立即停止，同時(shí)旁路電磁閥KA1（Y30）得電,延時(shí)5s（0～10s可調(diào)）自動(dòng)失電。任一泵啟動(dòng)發(fā)生故障不能運(yùn)行，發(fā)對(duì)應(yīng)泵故障信號(hào)，同時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)備用泵。所有其它泵啟動(dòng)程序和上述相同。

（3）當(dāng)液位低時(shí)信號(hào)輸入（X2）打開進(jìn)水閥KA2（Y31），液位超低信號(hào)輸入（X3）保持進(jìn)水閥打開同時(shí)發(fā)出液位報(bào)警信號(hào)Y32、液位超低輸出Y33，報(bào)警信號(hào)保持到水位上升到低水位時(shí)解除，直到水位達(dá)到高水位（X1）時(shí)關(guān)閉進(jìn)水閥KA2（Y31）。

（4）任一泵過載，發(fā)出對(duì)應(yīng)泵故障信號(hào)，點(diǎn)亮故障燈。

（5）穩(wěn)壓泵停止信號(hào)輸入SB8（X21），輸出穩(wěn)壓泵停止信號(hào)KA5（Y34）。

1.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

因全程序較長(zhǎng)，僅附#1泵的部分程序，見圖1。其他泵與#1泵啟動(dòng)運(yùn)行程序相同。

#1泵的程序SA1旋合開關(guān)在手動(dòng)狀態(tài)下，按下#1泵啟動(dòng)按鈕SB1,X12、Y0、Y2得電，此時(shí)接觸器KM3、KM5主觸點(diǎn)閉合，從而#1泵啟動(dòng)。經(jīng)過T201延時(shí)轉(zhuǎn)換后Y2失電Y1得電，KM5觸點(diǎn)斷開KM4主觸點(diǎn)閉合，完成#1泵星三角啟動(dòng)過程。當(dāng)#1泵發(fā)生故障時(shí)，X4得電#1泵停止。此時(shí)備用泵Y17、Y21得電，KM18、KM20接觸器主觸點(diǎn)吸合，經(jīng)T200延時(shí)轉(zhuǎn)換后，Y21失電Y20得電，接觸器KM20主觸點(diǎn)斷開，KM19主觸點(diǎn)吸合，完成備用泵的星三角啟動(dòng)。

SA1旋合開關(guān)在自動(dòng)位置下，當(dāng)收到火災(zāi)信號(hào)時(shí)，X22得電，T221、T222、T223、T224經(jīng)延時(shí)后順序啟動(dòng)#1泵、#2泵、#3泵、#4泵、#5泵。當(dāng)火災(zāi)停泵信號(hào)X23、泵停止信號(hào)X20、液位超低信號(hào)X3、巡檢停泵信號(hào)M12有一個(gè)發(fā)出時(shí)，M20得電，所有泵立即停止；當(dāng)收到巡檢信號(hào)時(shí)M11得電時(shí)，#1～#5泵順序啟動(dòng)，延時(shí)3min后泵停止。

圖1 #1泵的部分程序

2 結(jié)語

采用PLC控制消防泵房系統(tǒng)具有安全、穩(wěn)定、可靠和靈活性，達(dá)到無傷害、安全滅火的目的，為滅火系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展做好充分保障，大大減少了因失誤所帶來的經(jīng)濟(jì)損失。該系統(tǒng)的操作過程更加簡(jiǎn)單，使目前復(fù)雜的控制系統(tǒng)得到進(jìn)一步的簡(jiǎn)化，降低了滅火的事故率，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)的維修提供了很大的便利。控制系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性可以保證滅火的安全可靠，PLC的靈活性贏得了高效率的滅火，解決了發(fā)生火災(zāi)時(shí)，傳統(tǒng)啟泵控制回路所存在的元件數(shù)量多，壽命短，接線復(fù)雜，維護(hù)困難等問題，提高了滅火效率，將財(cái)產(chǎn)損失降到最低。