状态控制电路及消防泵的制作方法

1.本实用新型涉及消防泵的集成控制领域，具体地说是一种状态控制电路及消防泵。


背景技术：

2.目前，便携式消防泵均为机械结构进行设备操作，集成度低、交互内容少。消防泵的各个重要组成部分的状态，无法实时获取。现有的便携式消防泵没有故障自我诊断停机与提示的功能，设备出现故障时往往需要花费较长时间进行故障排除。并且在长期使用中还可能会产生老化、损坏情况，若不及时保养，容易产生安全事故。
3.此外，常见压力表在夜晚使用时可见度较低，而即使带夜光功能的压力表在设备震频高的情况下也会存在读数困难。


技术实现要素：

4.本实用新型针对现有消防泵均为机械结构设备操作，集成度低、交互内容少、无法自我诊断故障并停机与提示的问题，旨在提供一种状态控制电路及消防泵，以达到操作简单、触摸屏集成控制，故障提示可视化，实现人机友好交互的作用。
5.为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案包括：plc及进行人机交互的触摸屏，所述plc还分别与采集水泵出口压力的正压压力变送器、和/或采集水泵进口负压的负压压力变送器、和/或对直流电流升压以向控制电路供电的直流升压稳压器、和/或采集压力变送器模拟量信号的模拟量输入采集器、和/ 或用来判断发动机运行状态的机油油压开关、和/或采集发动机转速的霍尔接近开关、和/或采集蓄电池两端电压的电压采集器通信连接。
6.其中，机油油压开关接入plc的输入模块；当消防泵内燃机停止时，机油油压开关与0v导通，plc的输入模块获取到机油油压开关信号；当内燃机运行时，机油油压开关与0v断开，plc输入模块获取不到机油油压开关信号，并传输至触摸屏。
7.其中，霍尔接近开关安装在内燃机磁飞轮上方，间隙为2mm；所述霍尔接近开关信号线接到plc输入模块；当内燃机运行时，磁飞轮每旋转一圈，霍尔接近开关就能捕捉到一个脉冲信号，plc对捕捉到的脉冲数进行处理，就能够计算出内燃机的转速，并传输至触摸屏。
8.其中，压力变送器采集消防泵水泵内部水的压力信号，变送成模拟量信号，模拟量输入扩展模块采集压力变送器的模拟量信号，pl对采集的模拟量信号通过计算转化成压力数据进行处理，并传输至触摸屏。
9.其中，电压采集变送器采集蓄电池两端的电压，变送成模拟量信号；plc对模拟量信号通过计算转化成电压数据进行处理，并传输至触摸屏。
10.其中，触摸屏与plc通过总线的方式进行通讯，plc为主站，触摸屏为从站。触摸屏能够对plc进行读写操作。
11.其中，还包括接入plc输入端用来进行故障复位的复位按钮，和/或接入plc 输出端用来显示发动机运行状态的第一指示灯，和/或接入plc输出端用来提示发动机故障状态的带蜂鸣器的第二指示灯。
12.基于上述电路，plc通过机油油压开关判断发动运行状态以及发动机油状态，通过霍尔传感器获取发动机转速，通过正压压力变送器获取水泵出水口压力值以及水泵运行状态，通过负压压力变送器获取水泵进口负压值，通过电压采集变送器获取蓄电池两端电压值以及电池电量，通过发动机与水泵的运行状态判断设备是否故障。
13.其中，plc判断到设备出现故障后，触摸屏上会进行故障内容提示同时plc输出端控制熄火继电器线圈吸合，从而停止发动机。
14.其中，而触摸屏可以显示发动运行状态以及发动机油状态，可以显示水泵出水口压力值以及水泵运行状态，可以显示水泵进口负压值，可以显示蓄电池两端电压值以及电池电量，可以显示设备故障内容。
15.本实用新型还提供一种消防泵，包括内燃机，内燃机设有机油油压开关、点火电路、熄火电路，及任一所述的内燃机的自动启停控制电路的电路，所述的内燃机运行状态采集电路，所述的水泵出口压力采集电路，所述的水泵进口负压采集电路，所述的电压采集器设置于电控盒中；内燃机的自动启停控制电路的电路以及内燃机运行状态采集电路以及压力采集电路以及电池电压采集电路通过插头/插座结构分别与点火电路、熄火电路以及机油油压开关实现可拆卸式连接。
16.和现有技术相比，本实用新型通过状态控制电路以及人机交互的触摸屏，增加设备的交互能力，会对设备故障状态进行判断，并且通过触摸屏进行故障内容提示，状态控制电路会在设备出现故障时自动停机，防止故障处理不及时损坏设备；还通过压力变送器将水泵压力采集之后显示在触摸屏上，方便操作人员进行识读，尤其在夜间操作时，触摸屏显示的内容更加清晰直观；会对发动机状态进行收集，及时提示操作人员保养发动机、更换电池等。
附图说明
17.图1是本实用新型的电气原理图；
18.图2是本实用新型的电气接线图。
具体实施方式
19.现结合附图对本实用新型作进一步地说明。
20.参见图1与图2，图1与图2展示的是本实用新型的一个实施例，消防泵的状态控制电路包括：包括plc及进行人机交互的触摸屏，所述plc还分别与正压压力变送器、负压压力变送器、直流升压稳压器、模拟量输入采集器、机油油压开关、霍尔接近开关、电压采集器通信连接。
21.其中，正压压力变送器采集水泵出口压力、负压压力变送器采集水泵进口负压、直流升压稳压器将便携式消防泵系统的12v直流电压升至24v直流电压用于控制电路供电、控制单元(plc)进行数据处理以及控制、触摸屏进行人机交互、模拟量输入采集器采集压力变送器模拟量信号、机油油压开关用来判断发动机运行状态、霍尔接近开关采集发动机转速、
电压采集器采集蓄电池两端电压。作为优选，上述大部分电气元件均集成在电气盒中，并且电气盒与便携式消防泵之间的电路连接采用航空插头与航空插座的连接方式，通过航空插头的插拔可以直接对电气盒进行装载卸载。
22.此外，还有两档防水旋钮开关进行模式切换、继电器控制发动机启停、防水绿色指示灯提示设备运行状态、防水红色指示灯带蜂鸣器提示设备故障、防水黄色复位按钮用来复位设备故障、航空插头以及航空插座完成电气盒与设备对接。
23.使用时，当便携式消防泵布置完成后，将便携式消防泵的钥匙开关拨至“运行”挡位。此时电气控制系统上电，触摸屏开机。操作人员可以点击触摸屏进入操作界面，操作界面显示内容有：设备运行模式、设备状态、当前时间、蓄电池电量、引水操作提示、发动机转速、发动机运行时间、当前水泵出口正压值、当前水泵进口负压值、设备当前报警、设备历史报警、设备操作指南等。设备运行时的故障提示有：水泵干转超时报警(避免水泵干转时间过长损坏机械密封)、发动机机油不足报警(避免发动机润滑不足导致拉缸)、水泵憋压时间过长(避免水泵长时间憋压损坏机封)、设备待机时间过长(防止操作人员使用完设备后忘记关机导致蓄电池亏电)、蓄电池电量过低、发动机保养提示等。通过触摸屏人机交互会使便携消防泵操作难度大大降低，对新手操作员十分友好。
24.参见图1，便携式消防泵设备面板上的钥匙开关控制整个设备电气系统的运行，钥匙开关拨到“运行”挡位后，电气系统上电。发动点火继电器线圈触点一端接到控制电源24v上，另外一端接到plc输出端子y0。当y0输出低电平时，点火继电器线圈吸合，发动机点火继电器的开关触点控制发动机启动继电器吸合，启动电机旋转，从而完成发动机的启动控制。发动熄火继电器线圈触点一端接到控制电源24v上，另外一端接到plc输出端子y1。当y1输出低电平时，熄火继电器线圈吸合，发动机熄火继电器的开关触点控制发动机启动继电器吸合，熄火继电器开关触点一端与发动机熄火线相连，一端与0v相连，从而完成发动机的熄火停机。
25.发动机自带的机油油压开关信号接入plc输入端子x1，用来判断发动机运行状态。机油油压开关为常闭开关，发动机运行时若机油充足，机油油压开关会与 0v断开，plc输入端子x1为false；若发动机停止或发动机运行时机油不足，机油油压开关会与0v接通，plc输入端子x1为true，由此能够判断发动机运行状态。
26.磁感式霍尔接近开关安装在内燃机磁飞轮上方，间隙优选为2mm。霍尔接近开关电源线红线(pin1)接到控制电24v上，蓝线(pin2)接到控制电0v上，将霍尔接近开关信号线黑线(pin3)接到plc输入模块高速输入口x0，当内燃机运行时，磁飞轮每旋转一圈，霍尔接近开关就能采集到一个脉冲信号，plc 通过高速输入口对捕捉到的脉冲数进行处理，计算得出内燃机的转速，并显示到触摸屏上。
27.正压压力变送器(本实施例采用2线制4-20ma电流输出型进行说明)的正极1 脚(pin1)接到24v上，信号2脚(pin2)接到plc模拟量输入模块ch1端口的i+端子上，ch1端口的v+端子与i+端子短接，ch1端口的com端子接到0v 上，plc的模拟量输入模块就能够采集到正压压力变送输出的电流信号，并且转化成对应的数值，通过程序计算，就能够得到正压压力变送器采集到的压力值；负压压力变送器(本实施例采用2线制4-20ma电流输出型进行说明)正极1脚(pin1)接到24v上，信号2脚(pin2)接到plc模拟量输入模块ch2 端口的i+端子上，ch2端口的v+端子与i+端子短接，ch2端口的com端子接到 0v上，这样plc的模拟量输入
模块就能够采集到负压压力变送器输出的电流信号，并且转化成对应的数值，通过程序计算，就能够得到负压压力变送器采集到的压力值。
28.电压采集器(本实施例采用4线制4-20ma电流输出型进行说明)用来采集蓄电池两端电压，plc通过采集到的电压数据来判断蓄电池电量状态。电压采集器in+引脚与蓄电池正极相接，电压采集器in-引脚与蓄电池负极相接，p+、 p-引脚用来给模块进行供电，p+引脚与24v相接，p-引脚与0v相接，out+引脚接到plc模拟量输入模块ch3端口的i+端子上，ch3端口的v+端子与i+端子短接，out-引脚接到ch3端口的com端子上，这样plc的模拟量输入模块就能够采集到电压采集器输出的电流信号，并且转化成对应的数值，通过程序计算，就能够得到蓄电池两端的电压值。
29.进一步地，绿色指示灯一端接到24v上，另一端接到plc输出端子y2上，y2 输出信号从而点亮防水绿色指示灯进行设备运行提示。而防水红色指示灯一端接到24v上，另一端接到plc输出端子y3上，y3输出信号从而点亮防水红色指示灯以及鸣响蜂鸣器进行故障提示。
30.进一步地，防水黄色按钮一端接到0v上，另一端接到plc输入端x2上，点击按钮时plc输入端子x2为true。便于操作人员进行故障处理与设备复位。
31.其中，触摸屏与plc通过总线的方式进行通讯(这里以485总线通讯方式进行说明)，plc为主站，触摸屏为从站，主站从站的通讯参数设置成一致，如波特率：9600，数据位：7停止位：1校验方式：even，触摸屏与plc完成通讯后，触摸屏便可以对plc进行读写操作。
32.本实施例拥有较强的设备交互能力，能对设备故障进行判断，并在设备出现故障时自动停机，以防止故障处理不及时损坏设备。同时还能对发动机状态进行收集，及时提示操作人员保养发动机、更换电池等。
33.上面结合附图及实施例描述了本实用新型的实施方式，实施例给出的结构并不构成对本实用新型的限制，本领域内熟练的技术人员可依据需要做出调整，在所附权利要求的范围内做出各种变形或修改均在保护范围内。