专利名称：涡喷消防车的智能控制方法
技术领域：
本发明涉及一种控制方法，具体涉及一种涡喷消防车的智能控制方法。
背景技术：
随着世界经济的发展，对生命安全、财产安全的保障日益重视，这对消防行业、消防装备提出了新的要求。为满足城市建筑火灾的需要，同时满足各类工业火灾和交通环境的安全的需要，涡喷消防车孕育而出。涡喷消防车是将航空涡轮喷气发动机(以下简称涡喷发动机)作为喷射灭火剂的动力装置，将其安装在汽车底盘上，相应配置水箱、泡沫箱、水泵，组成高机动性的消防车。该车能喷射出大流量、高速度、高强度的灭火剂，喷射距离远，穿透火焰中心能力强，充分发挥了灭火面积大，灭火能力强的优势，大幅度提高了灭火效率，减少了水溃灾害和环境污染，是解决扑灭油田、大型石油化工企业、天然气泵站、航空机场、高速隧道的火灾需求理想的，同时还具正压送风，能对事故现场迅速冷却降温，稀释和吸收有毒有害气体，实现有效的保障人身生命安全和财产的安全。涡喷消防车的核心装置涡喷发动机，是歼击5型飞机所使用的发动机，对操作要求高，启动点火步骤复杂，操作人员短时间难以掌握，特别是消防部队大部分人员没有接触过飞机发动机，对涡喷消防车望而生畏，感到技术含量高，担心由于操作不当引起的故障。对该车的推广和应用，产生极其不利的影响。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种涡喷消防车的智能控制方法，本发明根据涡喷发动机的启动点火逻辑顺序，进行编程控制，解决操作复杂、人员短时间内难以掌握的缺点，使操作步骤简单、方便，有利于操作人员进行灭火战斗作业。本发明是以如下技术方案实现的一种涡喷消防车的智能控制方法，由以中央处理模块为核心的控制器，控制涡喷消防车的核心装置一涡喷发动机的启动、使用、停车(或应急停车)，其特征在于，步骤如下
(1).涡喷发动机处于停车状态，开启涡喷发动机燃油供油系统，进入待机状态；
⑵.涡喷发动机燃油系统压力达到设定压力，开启启动系统；
(3).涡喷发动机由启动系统带动达到点火转速时，开启工作油路，持续加大油门，提高涡喷发动机转速；
⑷.涡喷发动机,达到自行运转转速时,关闭启动系统；
(5).涡喷发动机，达到慢车运转转速时，涡喷发动机启动完毕；
以上步骤⑴-步骤(5)构成启动程序；
(6).涡喷发动机转速达到暖机转速时，停止增大油门，保持一段时间进行暖机后，继续增大油门；
(7).涡喷发动机达到作业转速时，打开灭火剂阀门，经涡喷发动机换能后，进行喷雾灭火作业；以上步骤(6)、步骤(7)构成工作程序；
(8).在涡喷发动机作业转速时，先关闭灭火剂阀门，再减小涡喷发动机油门。(9).当降至冷机转速时，停止减小油门，冷机一段时间后，将油门恢复到最小位置。(10).当排气温度由下降变为回升时，关闭工作油路及燃油供油系统，涡喷发动机停车，直至达到停车状态。以上步骤⑶-步骤O 构成停车程序。本发明的优化方案中，还设有应急停车的工作步骤
(11).同时关闭燃油供油系统及工作油路，油门恢复到最小位置，关闭启动系统，涡喷发动机应急停车，直至达到停车状态。以上步骤(11)构成应急停车程序。所述的步骤⑴涡喷发动机的停车状态，是涡喷发动机的转速为O转/分。所述的步骤⑵燃油系统压力设定值为O. 03 O. IlMPa0所述的步骤⑶启动系统包括启动液压马达(以下简称启动马达)、启动油泵以及点火线圈，启动马达带动涡喷发动机转动，启动油泵向点火喷嘴供油，由点火线圈点燃燃油。所述的步骤⑶涡喷发动机的点火转速为1100±100转/分。所述的步骤⑷涡喷发动机的自行运转转速为2000±100转/分。所述的步骤⑵-⑷的启动系统的开启至关闭的时间为O 60秒，超过要求时间，且涡喷发动机转速未达到自行运转转速，即2000± 100转/分时，涡喷发动机进入应急停车步骤。所述的步骤(5)涡喷发动机的慢车运转转速为2500± 100转/分。所述的步骤(5)涡喷发动机慢车运转时，即转速为2500± 100转/分时，涡喷发动机的排气温度不大于540°C，超过要求温度时涡喷发动机进入应急停车步骤。所述的步骤(6)涡喷发动机暖机转速为5000±300转/分。所述的步骤(6)，暖机时间气温在-10°C以上时I 2分钟，气温在-10°C以下时暖机时间为2 3分钟。所述的步骤(6)时，涡喷发动机的瞬时排气温度不大于680°C，气温在-10°C以下时不应超过720°C，超过要求温度时，涡喷发动机进入应急停车步骤。所述的步骤(7)涡喷发动机作业转速为8000 10500转/分。所述的步骤(7)在进行喷雾时，涡喷发动机的排气温度大于720°C，，超过要求温度时，先关闭灭火剂阀，涡喷发动机再进入应急停车步骤。所述的步骤(7)在进行喷雾时，消防车罐体内灭火剂液位低于1/5时系统自动声光报警。所述的步骤(7)在进行喷雾时，涡喷发动机转速低于8000转/分时，自动关闭灭火剂阀门。所述的的步骤(9)，冷机时间气温在-10°C以上时I 2分钟，气温在-10°C以下时暖机时间为2 3分钟。所述步骤⑷ (7)时，涡喷发动机润滑油温度超过90°C，涡喷发动机进入应急停车步骤。
所述步骤⑷ (6)时，润滑油压力小于O. 02 MPa时，涡喷发动机进入应急停车步骤。所述步骤(7)时，润滑油压力小于O. 14 MPa或大于O. 35 MPa时，涡喷发动机进入应
急停车步骤。完成上述发明步骤的设备结构如下一种涡喷消防车智能控制系统，设有以中央处理模块为核心的控制器，其特征在于，输入装置、检测装置与摄像装置的输出，均连接到该控制器；该控制器的输出，连接到显示装置与执行单元；同时，该控制器的输出还连接到所述的摄像装置。
所述的控制器包括中央处理模块、开关量输入接口、数字量输入接口、电压型模拟量输入接口、电流型模拟量输入接口、视频信号电路、输入电路、ADC芯片、电源处理电路、复位电路，输出电路、CAN通信电路、RS232通信电路、RS485通信电路、RJ45通信电路、场效应管、继电器、PWM接口，中央处理模块分别与复位电路、模拟量输入I接口、CAN通信电路、RS232通信电路、RS485通信电路连接，通过系统总线分别与输入电路、ADC芯片、输出电路相连；输入电路与开关量输入接口连接；ADC芯片与模拟量输入2接口连接；输出电路分别与场效应管、继电器、PWM接口连接。所述的中央处理模块，包含控制信号输入模块、控制信号输出模块、错误诊断及处理模块、动作控制模块、发动机启动控制模块；其中发动机启动控制模块，包括操作优先级处理、点火控制处理、速度控制处理及点火信号输出。所述的的检测装置包括，涡喷发动机的润滑油温度传感器、燃油压力传感器、润滑油压力传感器、排气温度传感器、转速传感器、燃油箱液位传感器以及车辆的液压系统压力传感器、水泵压力传感器、水罐液位传感器、泡沫罐液位传感器、底盘发动机转速传感器，可检测涡喷发动机的润滑油温度、燃油压力、润滑油压力、排气温度、转速、燃油箱液位以及车辆的液压系统压力、水泵压力、水罐液位、泡沫罐液位、底盘发动机转速等参数。所述的检测装置可以与控制器直接连接，通过控制器处理后在显示装置上进行参数显示,也可与润滑油温度表、燃油压力表、润滑油压力表、排气温度表、转速表、燃油箱液位表以及车辆的液压系统压力表、水泵压力表、水罐液位表、泡沫罐液位表、底盘发动机转速表连接进行直接显示。所述的控制器分别与输入装置、显示器、摄像装置、检测装置进行连接，连接方式可以为模拟量、开关量、数字量等信号，也可采用CAN总线、Profibus现场总线等总线形式。所述的执行单元为涡喷发动机的输油泵、总开关(防火开关)、启动油泵、点火线圈、供油泵、油门开关、油量开关、启动马达，车辆液压系统，涡喷发动机的回转、俯仰的电磁阀组或电磁比例阀组，摄像探头的变焦、对焦装置，摄像探头支架的升降、俯仰及旋转装置，消防水泵启闭装置、水路启闭电磁阀，和/或泡沫启闭电磁阀。本发明有益效果如下解决了涡喷发动机的启动复杂，人员难以短时间掌握的问题，开发了涡喷发动机智能启动控制软件系统，简化了操作，具有较高的安全性，可靠性，提高了作战人员及设备的使用安全性。程序中预设作业参数，超过预定数值时，还可进行光电报警，保障了作战安全性，提高了作战效率，降低了作战人员劳动强度。
图I为本发明涡喷消防车智能控制方法流程图。
具体实施例方式参照图1，涡喷消防车智能控制方法，由涡喷消防车的核心装置，涡喷发动机的启动、使用、停车、应急停车等各步骤组成，
启动步骤如下
(1).涡喷发动机处于停车状态，输入启动信号，控制器开启涡喷发动机燃油供油系统，即启动输油泵、总开关(防火开关)，进入准备状态。如发动机未处于停车状态，输入启动信号无效。(2).涡喷发动机燃油系统压力达到O. 03MPa时，控制器开启启动系统，该系统包括启动马达、启动油泵以及点火线圈，启动马达带动涡喷发动机进行转动，启动油泵向点火喷嘴供油，由点火线圈在点火喷嘴处点燃燃油。 如压力无法达到O. 03MPa时，控制器关闭燃油供油系统，并发出燃油系统异常报
m
目O(3).涡喷发动机达到点火转速，即1000转/分时，控制器开启涡喷发动机工作油路，向工作喷嘴油路供油，燃油在工作喷嘴处被点火喷嘴火焰引燃，引燃后控制器持续增大工作喷嘴供油量，提高涡喷发动机转速稳步上升。(4).启动系统自开启到涡喷发动机达到自行工作转速时，即转速达到2000转/分，时间小于30秒时间，控制器自动关闭涡喷发动机启动系统，即关闭启动油泵、点火线圈、启动马达。如启动系统自开启时间超过30秒，涡喷发动机未达到自行工作转速时，控制器强制关闭涡喷发动机启动系统，进入应急停车步骤，发出启动超时报警；如涡喷发动机润滑油温度超过90°C，控制器控制涡喷发动机进入应急停车步骤，发出润滑油超温报警；如润滑油压力小于O. 02 MPa时，控制器控制涡喷发动机进入应急停车步骤，发出润滑油压力异常报警。(5).通过增大油门涡喷发动机达到慢车工作转速，即转速达到2500转/分左右时，涡喷发动机启动完毕，控制器输出提示信息。如涡喷发动机的排气温度大于540°C时，控制器控制涡喷发动机进入应急停车步骤，发出排气超温报警；如涡喷发动机润滑油温度超过90°C，控制器控制涡喷发动机进入应急停车步骤，发出润滑油超温报警；如润滑油压力小于O. 02 MPa时，控制器控制涡喷发动机进入应急停车步骤，发出润滑油压力异常报警。工作步骤如下
(6).涡喷发动机达到暖机转速，即转速达到5000转/分时，控制停止增大涡喷发动机油门，暖机1-2分钟后(气温大于-10°C )，继续增大涡喷发动机油门。如涡喷发动机的瞬时排气温度大于680°C (气温大于-10°C)，控制器控制涡喷发动机进入应急停车步骤，发出排气超温报警信号。如涡喷发动机润滑油温度超过90°C，控制器控制涡喷发动机进入应急停车步骤，发出润滑油超温报警。如润滑油压力小于O. 02 MPa时，控制器控制涡喷发动机进入应急停车步骤，发出润滑油压力异常报警。(7).涡喷发动机转速达到8000转/分以上，不超过10500转/分，控制器允许打开灭火剂阀门，输入灭火剂阀门开启信号，灭火剂经涡喷发动机换能后，进行喷雾灭火作业。
在喷雾过程中，如消防车罐体内灭火剂液位低于1/5时，控制器发出低水位报警；如涡喷发动机转速低于8000转/分时，自动关闭灭火剂阀门，控制器发出提示；如涡喷发动机的排气温度大于720°C，控制器先关闭灭火剂阀，再控制涡喷发动机进入应急停车步骤，并发出排气超温报警信号。如涡喷发动机润滑油温度超过90°C，控制器控制涡喷发动机进入应急停车步骤，发出润滑油超温报警。如润滑油压力小于O. 14 MPa或大于O. 35 MPa，控制器控制涡喷发动机进入应急停车步骤，发出润滑油压力异常报警。停车步骤如下
(8).喷雾作业时，输入停车信号，控制器关闭灭火剂阀门，控制器减小涡喷发动机油门。(9).当转速降至5000转/分时，冷机1-2分钟后(气温大于_10°C )，油门恢复到最 小位置。(10).当排气温度由下降变为回升时，控制器关闭工作油路及燃油供油系统，涡喷发动机停车，直至达到停车状态。应急停车步骤
发生故障和有可能损害人员、设备的安全情况时，操作人员输入应急停车信号，或控制器自动采取此种方式以保障人员、设备的安全，步骤如下
(11).同时关闭燃油供油系统及工作油路，油门恢复到最小位置，关闭启动系统，涡喷发动机应急停车，直至达到停车状态。
权利要求
1.一种涡喷消防车的智能控制方法，由以中央处理模块为核心的控制器，控制涡喷消防车的核心装置--涡喷发动机的启动、使用、停车，其特征在于，步骤如下 (1).涡喷发动机处于停车状态，开启涡喷发动机燃油供油系统，进入待机状态； ⑵.涡喷发动机燃油系统压力达到设定压力，开启启动系统； (3).涡喷发动机由启动系统带动达到点火转速时，开启工作油路，持续加大油门，提高涡喷发动机转速； ⑷.涡喷发动机,达到自行运转转速时,关闭启动系统； (5).涡喷发动机，达到慢车运转转速时，涡喷发动机启动完毕； 以上步骤⑴-步骤(5)构成启动程序； (6).涡喷发动机转速达到暖机转速时，停止增大油门，保持一段时间进行暖机后，继续增大油门； (7).涡喷发动机达到作业转速时，打开灭火剂阀门，经涡喷发动机换能后，进行喷雾灭火作业； 以上步骤(6)、步骤(7)构成工作程序； (8).在涡喷发动机作业转速时，先关闭灭火剂阀门，再减小涡喷发动机油门； O).当降至冷机转速时，停止减小油门，冷机一段时间后，将油门恢复到最小位置； 00).当排气温度由下降变为回升时，关闭工作油路及燃油供油系统，涡喷发动机停车，直至达到停车状态； 以上步骤⑶-步骤(10)构成停车程序。
2.根据权利要求I所述的涡喷消防车的智能控制方法，其特征在于，还设有应急停车的工作步骤 (ID ·同时关闭燃油供油系统及工作油路，油门恢复到最小位置，关闭启动系统，涡喷发动机应急停车，直至达到停车状态。
3.根据权利要求I所述的涡喷消防车的智能控制方法，其特征在于，所述的步骤⑴涡喷发动机的停车状态，是涡喷发动机的转速为O转/分；所述的步骤⑵燃油系统压力设定值为 O. 03 O. IlMPa0
4.根据权利要求I所述的涡喷消防车的智能控制方法，其特征在于，所述的步骤⑶启动系统包括启动液压马达、启动油泵以及点火线圈，启动马达带动涡喷发动机转动，启动油泵向点火喷嘴供油，由点火线圈点燃燃油。
5.根据权利要求I所述的涡喷消防车的智能控制方法，其特征在于，所述的步骤⑶涡喷发动机的点火转速为IlOOilOO转/分；所述的步骤⑷涡喷发动机的自行运转转速为2000 ±100 转 / 分； 所述的步骤⑵-⑷启动系统的开启至关闭的时间为O 60秒，超过要求时间，且涡喷发动机转速未达到自行运转转速，即2000± 100转/分时，涡喷发动机进入所述步骤(11)的应急停车程序。
6.根据权利要求I所述的涡喷消防车的智能控制方法，其特征在于，所述的步骤(5)涡喷发动机的慢车运转转速为2500± 100转/分；所述的涡喷发动机慢车运转时，涡喷发动机的排气温度不大于540°C，超过该规定温度时涡喷发动机进入步骤(11)的应急停车程序。
7.根据权利要求I所述的涡喷消防车的智能控制方法，其特征在于，所述的步骤(6)涡喷发动机暖机转速为5000±300转/分；暖机时间气温在-10°C以上时I 2分钟，气温在-10°C以下时暖机时间为2 3分钟；涡喷发动机的瞬时排气温度不大于680°C，气温在-10°C以下时不应超过720V;超过要求温度时，涡喷发动机进入步骤(11)的应急停车程序。
8.根据权利要求I所述的涡喷消防车的智能控制方法，其特征在于，所述的步骤(7)涡喷发动机作业转速为8000 10500转/分；在进行喷雾时，涡喷发动机的排气温度大于7200C ;超过要求温度时，先关闭灭火剂阀，涡喷发动机再进入步骤(11)的应急停车程序。
9.根据权利要求I所述的涡喷消防车的智能控制方法，其特征在于，所述的步骤(7)在进行喷雾时，消防车罐体内灭火剂液位低于1/5时系统自动声光报警；在进行喷雾时，涡喷发动机转速低于8000转/分时，自动关闭灭火剂阀门。
10.根据权利要求1-9之一所述的涡喷消防车的智能控制方法，其特征在于，所述的的步骤(9)，冷机时间气温在-10°C以上时I 2分钟，气温在-10°C以下时暖机时间为2 3分钟；所述步骤⑷ ⑴时，涡喷发动机润滑油温度超过90°C，涡喷发动机进入步骤(11)的应 急停车程序；所述步骤⑷ (6)时，润滑油压力小于O. 02 MPa时，涡喷发动机进入步骤(11)的应急停车程序；所述步骤(7)时,润滑油压力小于O. 14 MPa或大于O. 35 MPa时，涡喷发动机进入步骤(11)的应急停车程序。
全文摘要
涡喷消防车的智能控制方法，由控制器控制涡喷发动机⑴开启供油系统进入待机状态；⑵达到设定压力，开启启动系统；⑶达到点火转速时开启工作油路，加大油门提高转速；⑷达到自行运转转速时关闭启动系统；⑸达到慢车转速时启动完毕；⑹达到暖机转速时停止增大油门，暖机一段时间后增大油门；⑺达到作业转速时打开灭火剂阀门，进行喷雾灭火；⑻在作业转速先关闭灭火剂阀门再减小油门；⑼降至冷机转速时停止减小油门，冷机一段时间后，油门恢复到最小位置；⑽当排气温度变为回升时关闭工作油路及燃油系统，涡喷发动机停车。本发明解决了涡喷发动机的启动复杂，难以短时间掌握的问题，简化了操作，具有较高安全性，可靠性。
文档编号A62C27/00GK102949792SQ201210454730
公开日2013年3月6日 申请日期2012年11月14日 优先权日2012年11月14日
发明者张铂, 王红兵, 赵风城, 白清博, 钱广贵 申请人:徐州海伦哲专用车辆股份有限公司