何莫兄

（深圳高力消防裝飾工程有限公司，廣東深圳518052）

現(xiàn)代消防活動(dòng)中使用的滅火劑，應(yīng)用最普遍的是水：水資源廣泛，價(jià)格低。 水不但可以直接撲救火災(zāi)，其冷卻作用也是其他滅火劑無(wú)法相比的。

消防給水系統(tǒng)按其供水壓力、用途、管網(wǎng)形式等有各種不同的分類(lèi)：基本構(gòu)成是由消防水源、固定消防給水設(shè)備、給水管網(wǎng)，固定或移動(dòng)滅火設(shè)備等組成。 固定消防給水設(shè)備是整個(gè)系統(tǒng)的心臟。 在現(xiàn)代城市建筑消防給水系統(tǒng)中，固定消防給水設(shè)備的設(shè)計(jì)很受重視，因建筑類(lèi)型各不相同，消防要求不同，使用的固定消防給水設(shè)備種類(lèi)和類(lèi)型不同。

新型自動(dòng)化控制的柴油機(jī)消防泵可并聯(lián)啟動(dòng)運(yùn)行補(bǔ)充供水，發(fā)揮設(shè)備最大供水能力的情況；也包括電控系統(tǒng)異?；驍嚯姇r(shí)，應(yīng)急啟動(dòng)新型自動(dòng)化控制的柴油機(jī)消防泵。當(dāng)設(shè)備不滿足供水規(guī)定點(diǎn)或火場(chǎng)有更大實(shí)際需求時(shí)，新型自動(dòng)化控制的柴油機(jī)消防泵會(huì)選擇提升水泵達(dá)到最大供水能力。 或采用單頭雙拖動(dòng)柴油機(jī)組(以柴油機(jī)為驅(qū)動(dòng)力直接連接消防泵和發(fā)電機(jī)的新型自動(dòng)化控制的柴油機(jī)設(shè)備)將啟動(dòng)應(yīng)急供電系統(tǒng)。 將應(yīng)急電力最直接供給電動(dòng)機(jī)消防泵，使設(shè)備達(dá)到最大供水能力。 這樣具有完全意義的消防雙動(dòng)力給水設(shè)備產(chǎn)生了。

1 發(fā)動(dòng)機(jī)的智能監(jiān)控、顯示功能

控制系統(tǒng)具有自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)，可選擇手動(dòng)控制、自動(dòng)程序控制(包括自動(dòng)巡檢控制)，遙控、強(qiáng)行啟動(dòng)等控制模式。 可設(shè)定柴油機(jī)的各種過(guò)程控制時(shí)間。 其中包括：?jiǎn)?dòng)前預(yù)熱或預(yù)潤(rùn)滑時(shí)間、啟動(dòng)延時(shí)時(shí)間、啟動(dòng)限時(shí)、啟動(dòng)電機(jī)脫離轉(zhuǎn)速、怠速運(yùn)行時(shí)間、軟升速過(guò)程時(shí)間，怠速冷卻停機(jī)時(shí)間等。在規(guī)定的范圍內(nèi)可按需要任意設(shè)定柴油機(jī)額定轉(zhuǎn)速值，自動(dòng)監(jiān)視發(fā)動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)、怠速、升速、全速等過(guò)程的速度變化。完成啟動(dòng)電機(jī)的投入與撤出(智能判斷在啟動(dòng)過(guò)程中由于啟動(dòng)電機(jī)與啟動(dòng)飛輪打滑造成啟動(dòng)失靈還是啟動(dòng)過(guò)程正常而啟動(dòng)失敗，前者應(yīng)馬上退出啟動(dòng)電機(jī)，隔一段時(shí)間重新再?lài)L試啟動(dòng)，以免損壞啟動(dòng)齒輪等部件， 后者允許在限定時(shí)間內(nèi)連續(xù)啟動(dòng)， 若一次啟動(dòng)不成功則進(jìn)行多次。 )速度過(guò)高與過(guò)低的預(yù)報(bào)警及超限停機(jī)等。

可設(shè)定報(bào)警限定值，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)超限預(yù)報(bào)警(不停機(jī))，報(bào)警同時(shí)自動(dòng)停機(jī)等；預(yù)報(bào)警的項(xiàng)目應(yīng)包括：超速、低速、低潤(rùn)滑油壓、高冷卻溫度、低氣溫(低于4℃防結(jié)冰)、低燃油位，低水位、低電池電壓、高電池電壓、轉(zhuǎn)速信號(hào)未校準(zhǔn)、超流量等；自動(dòng)報(bào)警并停機(jī)的項(xiàng)目應(yīng)包括：無(wú)轉(zhuǎn)速信號(hào)(啟動(dòng)轉(zhuǎn)速過(guò)低、速度傳感器失靈、啟動(dòng)電機(jī)打滑)、超速、低速、低潤(rùn)滑油壓、高冷卻溫度、啟動(dòng)失敗、停機(jī)失敗、油壓傳感器開(kāi)路，短路、水溫傳感器開(kāi)路／短路、速度傳感器開(kāi)路／短路、流量過(guò)大而超負(fù)荷等。

柴油機(jī)運(yùn)行狀態(tài)顯示是根據(jù)系統(tǒng)現(xiàn)時(shí)的實(shí)際情況.顯示設(shè)備當(dāng)前所處的狀態(tài)：守候、開(kāi)機(jī)、供油、啟動(dòng)、啟動(dòng)延時(shí)、怠速延時(shí)、正常運(yùn)行、冷卻停機(jī)、緊急停機(jī)。泵組運(yùn)行參數(shù)測(cè)量顯示是在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，顯示現(xiàn)時(shí)的有關(guān)參數(shù)值：轉(zhuǎn)速、運(yùn)行時(shí)間、燃油油量、電池電壓、冷卻溫度、潤(rùn)滑油壓力、水泵出口壓力、水泵流量。

泵組報(bào)警狀態(tài)顯示是當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障報(bào)警，面板即能顯示所出現(xiàn)的故障，說(shuō)明報(bào)警類(lèi)型(預(yù)報(bào)警或報(bào)警)、以及報(bào)警原因。 泵組參數(shù)設(shè)置顯示是顯示當(dāng)前系統(tǒng)設(shè)置的各個(gè)參數(shù)值， 包括啟動(dòng)／停機(jī)過(guò)程延時(shí)狀態(tài)設(shè)定值、運(yùn)行速度控制設(shè)定值和全部的報(bào)警、預(yù)警參數(shù)設(shè)定值。

2 高效集成的專(zhuān)用控制器

要完成上述的監(jiān)測(cè)、顯示功能由于要處理，控制的參數(shù)較多，如果采用普通繼電器或分立電子元件組成的數(shù)據(jù)采集及邏輯控制電路是很難實(shí)現(xiàn)的。 所以國(guó)際上通常是采用兩種系統(tǒng)：1)專(zhuān)用控制模塊；2)可編程控制器。 目前國(guó)內(nèi)普遍是采用可編程控制器(PLC)進(jìn)行多通道的模擬量（傳感器一變送器）、開(kāi)關(guān)量數(shù)據(jù)采集及控制。 采用PLC 優(yōu)點(diǎn)是免開(kāi)發(fā)上馬快、可隨時(shí)更改程序、容易擴(kuò)展，但系統(tǒng)仍較復(fù)雜、價(jià)格相對(duì)較高。 而發(fā)達(dá)國(guó)家基本采用門(mén)開(kāi)發(fā)的專(zhuān)用控制器(集成度高體積小、一體化連線少且可靠性高、傳感器直接輸入使外圍電路簡(jiǎn)單、雖研制周期長(zhǎng)／成本高但大批量生產(chǎn)時(shí)成本卻非常低)。

目前已針對(duì)柴油機(jī)水泵的特殊控制，按智能型的要求開(kāi)發(fā)出的專(zhuān)用的消防水泵控制系統(tǒng)，成功地開(kāi)發(fā)出一系列專(zhuān)用的控制器，并申報(bào)國(guó)家發(fā)明、實(shí)用型專(zhuān)利。

柴油機(jī)消防水泵控制系統(tǒng)采用一體模塊化設(shè)計(jì)，面板操作、外圍接線非常簡(jiǎn)單，該控制器滿足了上述智能化的要求。

3 先進(jìn)的柴油機(jī)泵組轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)

泵組的轉(zhuǎn)速能接受專(zhuān)用控制器進(jìn)行優(yōu)化控制。 具有優(yōu)良的穩(wěn)態(tài)，瞬態(tài)轉(zhuǎn)速調(diào)整率。 達(dá)到較理想的調(diào)節(jié)效果。

異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率一般為2%一3%， 而普通的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)凋速率為5%一10%、瞬態(tài)調(diào)速率為10%一30%，所以采用普通柴油發(fā)動(dòng)機(jī)裝配消防水泵很難達(dá)到電動(dòng)機(jī)消防泵的控制精度要求。

況且高性能的消防水泵往往是按照用戶的揚(yáng)程、流量的要求設(shè)計(jì)最節(jié)能(高效率)、體積／質(zhì)量盡可能小的泵組。 所以轉(zhuǎn)速是按揚(yáng)程、流量，水泵效率、水泵轉(zhuǎn)速特性、發(fā)動(dòng)機(jī)的功率一扭距／轉(zhuǎn)速特性等要求改變的，這使普通柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械調(diào)速裝置更難滿足要求(發(fā)動(dòng)機(jī)只有在大批量定單的前提下，生產(chǎn)廠才有可能可按某一特定轉(zhuǎn)速通過(guò)對(duì)燃油泵的修改／調(diào)整后提高穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)調(diào)整率)。

因此柴油機(jī)水泵要達(dá)到或接近電動(dòng)泵的水平必須裝配電子調(diào)速系統(tǒng)。

經(jīng)改進(jìn)的柴油機(jī)水泵專(zhuān)用電子調(diào)速系統(tǒng)，可執(zhí)行由專(zhuān)用控制器發(fā)出的指命，非常方便地使供水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)恒速或恒壓控制。

恒速：通過(guò)檢測(cè)水泵的轉(zhuǎn)速就會(huì)不斷修正發(fā)動(dòng)機(jī)的供油量，保證發(fā)動(dòng)機(jī)恒速運(yùn)行(速度閉環(huán)控制)。

恒壓： 通過(guò)檢測(cè)水泵出口壓力變化不斷改變發(fā)動(dòng)機(jī)的供油量，改變發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行轉(zhuǎn)速，以恒定水泵的出口壓力(壓力閉環(huán)變速恒壓控制)。 改進(jìn)的柴油機(jī)消防水泵控制系統(tǒng)與電子凋速器配合可對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)控制，通過(guò)用戶對(duì)系統(tǒng)設(shè)定，可任意設(shè)置怠速的運(yùn)行時(shí)間及升速的斜率。 另外還具有下列優(yōu)點(diǎn)：

（1）緩慢增加發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，可省掉發(fā)動(dòng)機(jī)與水泵之間的中間緩沖連接；采用液藕連接，發(fā)動(dòng)機(jī)升速后再向水泵傳遞力矩；

（2）減少啟動(dòng)的排耗(冷機(jī)高速啟動(dòng)會(huì)損害發(fā)動(dòng)機(jī)及增加黑煙排放；

（3）停機(jī)前先減速，然后怠速運(yùn)行一段時(shí)間，待發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻后才停機(jī)。

上述的電子調(diào)速系統(tǒng)可比較理想地解決了柴油機(jī)消防水泵的速度控制問(wèn)題。

有了電調(diào)系統(tǒng)但如何進(jìn)行機(jī)械一電子油門(mén)的改裝又是一個(gè)難題

常規(guī)的速度調(diào)節(jié)，原裝的調(diào)速系統(tǒng)只是為發(fā)動(dòng)機(jī)(汽車(chē))加速，減速而進(jìn)行油量的調(diào)節(jié)，如當(dāng)調(diào)速控制桿固定在某一角度(位置)而負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)，其發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速也會(huì)同時(shí)發(fā)生較大的變化，不能很穩(wěn)速，穩(wěn)態(tài)凋速率一般為5%一20%。

通過(guò)速度傳感器，PID 過(guò)程控制器、電磁驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器組成，其轉(zhuǎn)速由用戶設(shè)定后不論負(fù)荷大小變化，均能穩(wěn)定地工作在設(shè)定點(diǎn)上，調(diào)速率可為0。 這對(duì)于水泵能穩(wěn)定地工作在某一轉(zhuǎn)速非常重要。

由于上述兩項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，使整套系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制部件只有一個(gè)，能很容易地實(shí)現(xiàn)機(jī)組全自動(dòng)化控制，并能迅速恢復(fù)機(jī)械凋速。

［1］梅英亭.自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量判定標(biāo)準(zhǔn)研究[J].低溫建筑技術(shù),2011(11).

［2］陳繼斌,馮巧玲. 噴淋泵控制系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)及分析[J].低壓電器,2009(16).