消防变频给水控制系统的设计-不知不识网

为了提高消防系统的安全性与稳定性，本文设计了以PLC为主体的消防变频给水控制系统，采用两个变频器分别控制两台稳压泵，两台稳压泵一用一备交替运行，大大提高了系统的可靠性。

【关键词】变频器消防给水应用

本文设计的消防变频给水控制系统，满足消防自动供水的规范要求，可以接受和处理各种消防信号，发出系统各设备运行状态信号和运行指示，起到了消防控制中心的作用。

1 系统总体设计

一般规范化消防系统由稳压泵、主消防泵、相关管网、消防控制系统组成，作为消防给水控制系统的重要组成部分，稳压设备起着补压的作用，并且当火灾发生时能自动启动主消防泵灭火。为了提高消防系统的稳定性，本文设计了以PLC为主体的控制系统，其中水泵PID控制器起到调节器的作用对来自压力传感器输出的管网压力信号进行调节，并且设定稳压值，输出五路数字信号传送给PLC进行逻辑处理来控制变频器的启停和频率变化，以及消防泵的自启动。为提高系统的可靠性，采用两个变频器分别控制两台稳压泵，两台稳压泵一用一备交替运行。鉴于稳压泵的实际运行情况，设计出变频器低频运行状态，在稳压功能的前提下达到节约电能的目的。稳压泵和消防泵的启停都设计了手动控制，以便于设备的检修和维护。系统的控制原理框图如图1所示。

2 消防稳压控制系统

本控制系统中起核心作用的消防稳压控制系统，它不仅有力地保障了消防系统管网的压力稳定，还考虑了在稳压运行过程中电能的节约。火灾发生，系统接收到人为发出的信号或者自动信号（如由于消防泄水管网压力下降的压力下下限）时，能及时地启动消防泵，使消防系统安全可靠运行，真正快速方便的实现防止火灾的作用。文中详细介绍了该系统的组成、及控制原理。

稳压过程中，两台稳压泵交替运行，稳压泵的控制是通过对管网压力的调节实现的，通过水泵PID控制器设定了管网压力上上限、压力上限（低于压力上上限0.1MPa）、压力下限、压力下下限（低于压力下限0.1MPa），系统稳压状态管网压力在压力下限与压力上上限之间波动。运行时的系统状态如下：当由于渗漏使管网压力下降到压力下限时，其中一台稳压泵（1号）通过变频器（1号）自动启动向管网中补水升压，当管网压力上升到压力上上限时自动停止，1号变频器和1号稳压泵组成1号稳压运行工作线。另一台稳压泵（2号）作为备用而没有任何动作，当1号线中出现故障稳压泵没有正常启动运行，立即启动备用稳压压泵。1号稳压泵正常运行自动停止后，管网压力再一次下降到压力下限时，通过变频器（2号）自动启动2号稳压泵向管网补水，压力上升到压力上上限时自动停止，2号变频器和2号稳压泵组成2号稳压运行工作线。下一次下降到压力下限时1号线工作，如此往复，达到稳压的目的。

3 变频器在消防给水控制系统中的应用

本系统采用富士电机公司开发的风机、水泵专用FRENIC-VP系列变频器，型号为FRN30FIS-4C，该变频器具有工频/变频切换功能，可实现多种频率的设置，下下限位实现睡眠待机等功能，并且配线简单。满足系统中稳压泵的变频和节能运行的需要。其接线图如图2所示。

变频器的设置可通过左上方的控制面板进行，具体设置如下：①加速时间设置为6s；②基本频率为50Hz，最低频率设置为30Hz，启动频率为0.5Hz，频率限制上限为50Hz；③运转和操作设置为外部信号输入；④模拟量输入下限为4mA；⑤电机的额定电压、电流、功率等的选择均按照电机名牌上的参数输入。参数设置完毕后将显示屏设置为频率显示，并将参数锁定。

4 结语

目前，就国内变频器市场格局而言，业内人士将其概括为，目前变频器通用领域内资企业占据80%以上的市场份额，竞争激烈导致10年价格大幅下滑；高性能市场仍以外资品牌为主，未来将成为国内变频器企业的主攻方向。

参考文献

[1]施祖麟，许磊.中国消防安全工作治理与改革发展全书[M].北京：人民武警出版社，2004.

[2]中华人民共和国公安部消防局编.中国消防手册（第3卷）火灾预防[M].上海：上海科学技术出版社，2006.

[3]姜锡敏.浅析几种不同稳压方式在消防系统中的应用[J].给水排水，2012， 38（03）.

[4]傅杰.变频控制设备在水灭火消防系统中的应用[J].科学与财富，2012（05）.

[5]宁耀斌，明正峰，钟彦儒.变频调速恒压供水系统的原理与实现[J].西安理工大学学报，2001（03）.

[6]郭祥旭.变频控制设备在水灭火消防系统中的应用探讨[J].中国科技信息，2008（10）.

作者单位

1.中国石油吉林石化公司乙二醇厂吉林省吉林市 132000