30KW消防水泵控制_开题报告

（一）、新旧国家规范对消防水泵控制的区别及新规范下水泵控制的要求

2013年至2014年国家针对建设工程的消防规范进行了全方位的更新，如《火灾自动报警设计规范》GB50116-2013（2014年5月1日执行）替换《火灾自动报警设计规范》GB50116-98；重新出台《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014（2014年10月1日执行）。这些新出台的消防规范对消防水泵控制有了新的要求和内容，如《火灾自动报警设计规范》GB50116-2013第4.3条消火栓系统的联动控制设计要求：“4.3.1 联动控制方式，应由消火栓系统出水干管上设置的低压压力开关、高位消防水箱出水管上设置的流量开关或报警阀压力开关等信号作为触发信号，直接控制启动消火栓泵，联动控制不应受消防联动控制器处于自动或手动状态影响。当设置消火栓按钮时，消火栓按钮的动作信号应作为报警信号及启动消火栓泵的联动触发信号，由消防联动控制器联动控制消火栓泵的启动。”《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014也提出相类似的内容，且还有以下几点要求（规范条文）：

11.0.3 消防水泵应保证在火灾发生后规定的时间内正常工作，从接到启泵信号到水泵正常运转的时间，当为自动启动时应在2min 内正常工作。

11.0.4 消防水泵应由水泵出水干管上设置的低压压力开关、高位消防水箱出水管上的流量开关，或报警阀压力开关等信号直接自动启动消防水泵。消防水泵房内的压力开关宜引入控制柜内。

11.0.5 消防水泵应能手动启停和自动启动。

11.0.14 消防时消防水泵应工频运行，消防水泵应工频直接启泵，当功率较大时宜采用星三角和自耦降压变压器启动，不宜采用有源器件启动。

11.0.19 消火栓按钮不宜作为直接启动信号，可作为报警信号。

以上罗列出的规范条文为新要求，也是新旧规范对消防水泵控制的区别。综上所述，在新规范下，本^范文所提的30KW水泵控制应满足以下要求：

1）宜采用星三角和自耦降压变压器启动；

2）消火栓按钮不作为直接启动信号，只作为报警信号；

3）水泵由压力开关、流量开关直接自动启动消防水泵，压力开关引入控制柜内。

4）从接到启泵信号到水泵正常运转的时间，当为自动启动时应在2min 内。

5）应能手动启停和自动启动

（二）、水泵控制系统的市场现状

《火灾自动报警设计规范》GB50116-98执行至今已有十几年的历史了，各消防水泵生产厂家生产了无数种旧规范的控制柜。而且大多数控制柜采用简单的手动控制和电气联锁控制方式，自动化程度低，可靠性差。而新规范执行时间较短，市场商品存在一定的滞后，响应新规范要求的消防水泵控制柜产品不多，，部分生产厂家仅仅将旧式水泵控制柜做了简单的改造就投入市场，如此并不能完全符合新规范的规定。如下图为某品牌消防泵控制柜电气图

从图中可以看出，该控制柜只改造了两个启泵方式，但对新规范的其它要求并未完全符合，如启动时间小于2min这条要求未响应，待机工作巡检能力无。所以对老式的消防泵控制柜作简单改造已不能满足新规范的要求，势必重新设计控制柜。

（三）、^范文设计思路

本人在工程上正接触到一座消防水泵房，内设两台30KW的消防水泵，一用一备。此工程需执行消防新规范，在此前提下，本人将设计一款消防水泵控制系统。因PLC控制器简单易学，接口丰富，扩展性好，所以本次^范文设计的消防水泵控制系统将基于PLC控制。将传统电气控制与PLC控制接合起来，实现新消防规范对水泵控制的各项要求。

本次采用西门子S7-200系列的224型PLC，该型PLC产品应用技术成熟，已投产十余年，工作稳定，价格低廉。本机有输入数字量接口14点，输出数字量接口10点，可连接7个扩展模块，有1个RS485通讯/编程口。无论从技术要求，还是从稳定性上224型PLC都能满足要求。

水泵启动采用星-三角启动方式，控制方式以PLC与接触器共同控制。

消防泵出水干管上的压力开关和高位水箱出水管上流量开关作为PLC的输入信号，PLC的输出信号直接控制接触器开关主电路。PLC的计数器功能用来实现消防泵待机巡检及启泵时间的要求。RS485接口作为编程及与消防主机通讯报警用。

二、^范文提纲

1. 消防水泵及控制系统的要求

1.1 消防水泵的技术要求

1.2 控制系统的技术要求

1.3 控制系统的可靠性要求

2.  PLC控制系统的组成

2.1  PLC系统设备选用

2.2  PLC系统的组成

2.3  PLC系统的编程流程。

3. 基于PLC的水泵控制柜

3.1 电气原理图

3.2 功能实现

4. 小结

三、参考文献

[1]中华人民共和国国家标准.火灾自动报警设计规范GB50116-2013 [M].中国计划出版社，2013

[2]中华人民共和国国家标准.消防给水及消火栓系统技术规范GB50974-2014 [M]. 中国计划出版社，2014

[3]王永华.现代电气控制及PLC应用技术（第二版）[M].北京航空航天大学出版社，2008

[4]林小峰.可编程序控制器及应用 [M].高等教育出版社，2009

[5]S7-200 CN可编程序控制器手册 [M].西门子（中国）有限公司自动化与驱动集团，2005

[6]SIEMENS WinCC手册 [M].西门子（中国）有限公司自动化与驱动集团，2004

[7]许大中，贺益康.电机控制（第三版）[M].浙江大学出版社，2010

[8]郭树林，孙英男建筑消防工程设计手册 [M].中国建筑工业出版社，2012

[9]钟炎平.电力电子电路设计 [M]. 武汉：华中科技大学出版社，2010

[10]崔纳新， 张承慧， 孙丰涛.异步电动机的效率优化快速响应控制研究 [M]．中国电机工程学报，2005 

[11]王幸强.建筑电气中风机、水泵控制模块的运用 [J].低压电器期刊，2008

[12]肖彦，杜克俭.水泵控制电路图设计分析 [J]智能建筑电气技术期刊，2009 

[13]李璐.电机控制常用操作技巧及方法 [J]黑龙江科技信息，2015