专利名称：智能自检恒压消防给水设备的制作方法
技术领域：
本实用新型是属于消防给水设施。
目前，已经使用的消防给水设备和正在生产的消防给水设备，不论是变频给水、恒压给水还是调压给水，哪一类消防给水设备，都不具备自身检测功能。虽然很多单位为了弥补这个缺陷规定了很多规章制度，要求加强管理，定期进行手动运行检查，但很多单位因无火警发生，消防意识淡薄，使规章制度形同虚设，故使很多消防给水设备长期在恶劣条件下锈蚀，不运行、不保养，变成锈烂的废设备，当有火情时，主消防泵无法自动启动，延误了火灾扑救时间，造成生命财产巨大损失。
本实用新型的目的是提出一种智能自检恒压消防给水设备，使消防给水装置定期进行自检，保证给水设备任何时间均能自动或手动启动，争取时间，尽快完成火灾扑救任务，减轻财产的损失。
本实用新型主要由消防电动泵1、稳压泵2、消防内燃机泵3、稳压罐4、补气罐5、压力控制器6、主电控柜7、智能自检控制柜8、主干管9、回流管10、回流阀11、安全阀12、止回阀13、闸闽14、框架15等组成，如图1、2所示；其特征在于a、在设备中增加自检控制柜8、回流管10、回流阀11，其中自检控制柜8与主电控柜7联接，回流阀11一端与主干管9联接，另一端与回流管10联接，回流管10的另一端与消防水池的出水口联接；b、自检控制柜8中的8098单片机控制系统由芯片8098、EPR0M、随机存取器、锁存器、并行输入输出口、键盘显示接口、微型打印机接口、译码器、驱动器、模拟开关、单稳触发器、发光二极管、七段LED显示器、数字键、功能键组成；8098单片机与各芯片之间采用三总线联接，内套在三相电源线上的电压传感器和电流传感器，将各电泵的电压信号和电流信号，经电平变换电路送入模拟开关，经8098单片机处理后经并行口输出，驱动双色发光二极管指示电压电流用七段LED显示；压力控制器信号由模拟开关输入，经单片机8098处理后，由并行口输出，经相应双色发光二极管指示，单片机8098控制系统的并行口的12根输出线接12个继电器控制电路，分别控制电动泵和电磁阀；双单稳触发器构成程序监督定时器，74LS123的6、7脚接100μF电容，14、15脚间接100μF电容，7脚与15脚分别接33K电阻和300K电阻，电阻另一端接正5V电源，74LS123的10、11、16和3脚接电源正5V，1、8脚接地，13、9脚短接在一起，2脚接10K电阻，电阻另一端接5V，LS123输出脚12接8098复位端48脚c、消防内燃机泵的控制装置由电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路、充电电路、定时电路、振荡电路及继电器、电磁阀，驱动控制电路组成单相变压器原边接220V交流电压，变压为15V交流电压，经桥块KBP及电容整流滤波，三极管T1和T2电阻电容构成恒流充电电路，二极管D1接在整流输出5K电位器一端，二极管另一端经单刀开关接12V电瓶正极，由集成电路555及150KΩ电阻、10K电阻、100μF电容、47μF电容构成定时电路，其3脚输出接在MC40106构成的可控振荡器的控制端1脚上，MC40106的4脚是振荡器的输出端接反相器4069的1脚，振荡器高电平时，4069的1脚经J7常闭触点、三极管基极电阻驱动J5继电器、电动泵工作；振荡器低电平时4069的2脚经继电器常开触点J3的常闭触点和三极管基极电阻驱动J4继电器，实现消防内燃机启动，消防内燃机启动成功时，消防内燃机发电机的紫线为12V，该线接J7、J3继电器的线圈，切断J4、J5继电器。
本实用新型的入口和消防水池相接，出口和消防管网相接，在建筑物内的消防管网中造成一个局部保持恒压的消防给水系统，平时无火象发生时由一台低流量高扬程的电动稳压泵和一台小型稳压罐维持系统内的恒压，火象发生时随着消火栓的投入，设备配备的消防电动泵投入工作，保证管网的消防用水。当火场断电消防电动泵失去工作能力时，设备配有的同功率消防内燃机泵接到启动信号用自备电源在5秒钟内自动带负荷启动，投入消防扑救工作2小时。设备上配备的智能自检设备是设备必须的自身保护装置，定期自动对设备的消防电动泵、内燃机泵、压力控制装置进行智能检测，如图5所示。
工作原理设备上的稳压泵2的吸水口与消防水池相连，出水口通过补气罐5与稳压罐4的进水口相连，稳压罐4的出水口与管网相连，构成稳压系统，维持系统无火灾状态下的恒压。设备上的消防电动泵和消防内燃机泵3的吸水口与消防水池相连，出水口与管网相连，火灾发生时随着消火栓的投入，压力控制器6降压到设定低压值时，压力控制器6发出信号，指示主电控柜7启动消防电动泵1投入工作，达到设定上限值时，压力控制器6发出信号，指示电控柜7自动停止消防电动泵1。当火场停电时，备有双电源的设备迅速通过主电控柜7切换备用电源，继续工作。无备用电源的设备，随着消火栓的继续投入，配备在设备上的同功率消防内燃机泵3通过自备电源，在接到压力控制器9发出的启动信号时，5秒钟内自动带负荷启动，继续保证设备正常供水。
消防内燃机泵3控制原理主电控柜设有一个由交流变直流的切换器，直流降压12V。当有交流电时内燃机不启动，靠消防电动泵工作，交流电经整流后给内燃机电瓶自动充电。当交流电停电，压力不足时自动开启内燃机主油路阀，同时电动油泵自动泵油三次，然后启动电动机工作3秒，内燃机启动投入工作。若三次启动未成功则切断内燃机电路，判定内燃机故障、发出报警信号。实现控制方法如图4有交流电时，220V交流电经变压器变压桥式整流电容滤波后，依三端稳压集成电路7812的输入端、7812的输出端接继电器J1，J1得电，动作，常闭触点J1-1断开，实现切断内燃机启动电路；交流电经整流稳压输出后，由T1和T2组成的电并自动充电电路给电并充电。无交流电时，J1-1触点闭合，压力不足时电压传感器触点闭合，电并12V电源正极经J1-1、J2-1接入A点。集成电路555组成定时电路，定时时间为20秒，当压力不足压力传感器触点闭合时触发555定时电路开始定时，同时主油路阀接通MC40106集成电路构成的震荡器开始震荡，产生方波。方波的高电平时为5秒，经MC40106的4脚输出，控制J5继电器使电动油泵转动三圈，方波的低电平时为3秒经4069集成电路反相后控制J4继电器使启动电动机工作，当第一次启动成功，则内燃机发电机发电，J3、J7继电器得电，常闭触点断开切断了J4、J5线圈电压。当第一次启动未成功时，第二个方波的高电平到达，进行泵油和启动，若三次启动均未成功，555定时已到，切断了启动与泵油电路。
智能自检控制柜8的工作原理是设备上配备的智能自检设备通过并连在主控制电路上的监控电路对消防电动泵、消防内燃机泵、压力控制器进行随机定时自动检测。对检测结果进行分析，指出故障原因，发出报警，达到及时发现问题。设备上的微型打印机打印检测记录。如图5、6、7所示。
本实用新型与现有的技术相比，此设备有以下优点1、本设备配备的智能自检设备解决了其它消防给水设备不能进行自身自动检测的缺陷。
2、本设备实现了按设定周期对设备各主要部位自动检测，一切检测结果能够通过LED反映，并能灯(声)报警，存贮打印记录，调出查询，避免了人为虚检、不检的敝端，保证设备在接到火警信号时充分发挥临战作用。
3、采用90年代电子技术普遍应用的工业级8098芯片作CPU，四路高速输入输出口、运行速度快、采样精度高、运行稳定、抗干扰能力强、安全可靠，是其它消防给水设备不具备的优点。
4、智能自检的监控电路与主控制电路采用并联原则，不干扰主控制系统的工作，当自检状态时收到火警信号，能立即自动停止自检，恢复设备正常供水功能。
5、智能自检不但能自检出设备故障位置，还能在发现故障后发出警报立即关机，并跨越下台设备进行自检，从而保护设备的安全。
6、本设备框架结构占地面积小，节省建设单位建筑开支，设备可分解、组装，便于运输、便于安装。
图1是本实用新型的总体结构示意图；图2是本实用新型的工作原理图；图3是本实用新型的消防内燃机泵控制框图；图4是本实用新型的消防内燃机泵控制线路图；图5是本实用新型的总体框图；图6是本实用新型的继电器控制框图；图7是本实用新型自检设备主程序流程图；图8是本实用新型在火警中断时服务流程图；图9是本实用新型智能自检控制器的8098单片机系统框图；图10是本实用新型智能自检控制器的8098单片机控制系统图。
本实用新型的实施例智能自检恒压消防给水设备由消防电动泵1、稳压泵2、消防内燃机泵3、稳压罐4、补气罐5、压力控制器6、主电控柜7、智能自检控制柜8、主干营9、回流管10、回流阀11、安全阀12、止回阀13、闸阀14、框架15等组成。如图1、2所示；除智能自检控制柜8、回流管10、回流阀11是新增加的外，其它均为选用件；智能自检控制柜8和回流管10用钢板、管机加而成，回流阀11可选用标准件。其中增加的自检电控柜8与主电控柜7联接，回流阀11一端与主干管9联接，另一端与回流管10联接，回流管10另一端与消防水池出水口联接。智能自检设备各项功能的实现核心是智能自检控制器，它的结构分为两部分中心控制器和键盘。
中心控制器中心控制器选用单片机应用领域中最流行的8098芯片作为CPU，数字化PID及智能化设计运行速度快，采集精度高，运行稳定，所有操作使用键盘智能化控制。见8098单片机系统流程图(图9)，其具体是如图10所示；U1(8098单片机)25-32脚为A7-A0，8根数据线与U6(74LS373)8D锁存器18-3脚连接，同时与U2(EPROM2764)的19-11脚连接也与U3(6264RAM)的19-11脚及U4(8079芯片)的19-12相连还与U8、U14(377芯片)的18、17、14、13、8、7、4、3脚相连，同时与U5(GD16)的10、9、8、7、6、5、4、3脚相连，U1的(A12-A8)24-20脚与U2(EPROM2764)的(A12-A8)2、23、21、25、24脚相连也与U3(6264)的(A12-A8)2、22、23、24、25脚相连，U6的19、16、15、12、9、6、5、2脚与U2(2764)的3、2、5、6、7、8、9、10(A7-A0)相连，同时也与U3(RAM6264)的3-10脚(A7-A0)相连，U1(8098单片机)的A15、A14、A13脚17、18、19与(74LS138)的3、2、1脚相连；U7(74LS138)的14脚与U2(2764)的20脚相连，13脚与(6264)的20脚相连，U7的12脚与8279(键盘与显示接口芯片)的22脚相连，U7的11脚与U15(4069反相器)的1脚连接U15的2脚与U8(3771)的1脚相连；U7的10脚与U5(GP16微打)的11脚相连，U7的9脚与U15的3脚相连，U15的4脚与U9(AD7506)的18脚相连，U7的9脚同时与U15的5脚相连，U15的8脚与U14(74LS377II)的1脚相连接。
U1(8098单片机)的34脚与U6的11脚及U4的3脚相连接，U1的33脚与U2的22脚相连接也与U3的22脚相连，同时也与U4的10脚相连，U5的13脚相连。
(8098)的14脚与U3的27脚相连，同时与U5的12脚相连，同时与U4(8279)的11脚相连，也同时与U8(377)的11脚和U14(377)的11脚相连接；(8098)芯片的41脚与R1的一端相接，同时与C1的一端连接，R1的另一端与4148-1二极管阳极，4148-2的阴极相连，4148-1二极管的阴极与+5V电源相连。4148-2的阳极与C1电容的另一端相连，并与地连接，(8098)芯片的3脚与U4(8279)的3脚相接。(8098)的38脚与+5V电容相连，C2电容的一端相连，而电容C2的另一端与地相连，(8098)的36脚与35脚之间接6MHZ晶体管，同时(8098)的35脚和36脚分别接C3和C4电容；C3和C4电容的另一端分别接地。(8098)芯片的48脚同时与R2电阻，S(按钮开关)，1N4148-3二极管的阳极和电容C5的+极相连，电阻R2的另一端与二极管4148-3阴极连接后与+5V电源连接；C5的负极与地接S的另一端也与地连接。
8098的45脚、46脚与+5V电源连接，45脚还同时与电容C6和C7的一端相连，8098的37脚与电容C6和C7的另一端相连同时与8098的11脚、44脚相连，8098的39脚接地。8098的47脚与火警信号输入线连接；8098的4脚与U5(GD16)的14脚相连。
U2(2764EDROM总片)的27、28脚接+5V电源，14脚接地；26脚与电阻R3一端连接，R3另一端接+5V。U4的2脚与U6的2脚连接；U4的32、33、34脚分别与U11(74LS138总片)的1、2、3脚连接，U4的38、39、1、2、5、6、7脚分别与键盘的1、2、3、4、5、6、7脚连接。
U4的31、30、29、28、27、26、25、24脚分别与U13(74LS244)的2、4、6、8、11、13、15、17脚相连。U4的9脚与R4的一端相联，同时与C8的负端相连，C8的正端接+5V，U4的36、37、20脚接地。
U5的1、2脚接+5V，15、16脚接地。
U6的1、10脚接地，20脚接+5V。
U7的6、16脚接+5V，10脚接地，2脚接R4的一端，R4的另一端接U10的1脚和灯1的1脚，U8的5脚接R5的一端，R5的另一端接U10的3脚和灯2的2脚，U8的6脚接R6的一端，R6的另一端接U10的5脚和灯3的1脚，U8的9脚接R7的一端，R7的另一端接U10的9脚和灯4的1脚，U8的12脚接R8的一端，R8的另一端接U10的11脚和灯5的1脚，U8的15脚接R9的一端，R9的另一端接U10的13脚和灯6的1脚，U8的16脚接U10的一端，R10的另一端接灯7的1脚同时接U15的13脚，U15的12脚接灯7的2脚，U8的19脚接R11的一端，R11的另一端接灯8的1脚，也接U15的11脚，U15的10脚接灯8的2脚。
U10的14脚接+5V，7脚接地，2脚接灯1的2脚，4脚接灯2的2脚，6脚接灯3的2脚，8脚接灯4的2脚，10脚接灯5的2脚，12脚接灯6的2脚，灯1、2、3、4、5、6、7、8的3脚同时接+5V。
U1的29、30、31、32脚与U16的7、6、3、2脚相连，U16的1、15、10、9-5、U9(AD7506)的17、16、15、14脚相连，U16的5脚接+5V。U9的1脚接+12V，12脚接地，U9的19脚接A相电压传感器，20脚接B相电压传感器，21脚接C相电压传感器，22脚接A相电流传感器，23脚接B相电流传感器，24脚接C相电流传感器，25脚接压力传感器，26脚接压力传感器2，11脚接压力传感器3，10脚接压力传感器4，9脚接内燃机检测电路。
U14(74LS377II)20脚接+5V，10脚接地，2脚接泵1电源开关，5脚接泵2电源开关，6脚接泵3电源开关，9脚接内燃机小线圈开关，12脚接电磁阀线圈。
U11的6、16脚接+5V，8、4、5脚接地，U11的15脚与键盘的8脚和U12(74LS244)2脚相连，U11的14脚与键盘的9脚和U12的4脚相连，U11的13脚与键盘的10脚和U12的6脚相连，U11的12脚接U12的8脚，U11的11脚接U12的11脚，U11的10脚接U12的13脚，U11的9脚接U12的15脚，U11的7脚接U12的17脚。
U12的1、19脚接地，20脚接+5V，U12的7、9、12、14、16、18、3、5脚分别与LED1-8的3脚和8脚相连。
U13(74LS244)的20脚接+5V，1、10、19脚接地，18、16、14、12、9、7、5、3脚分别与LED1-8的7、6、4、2、1、9、10、5脚相连，同时与R12-R19的一端相连，U12-R19的另一端接+5V。见8098单片机控制系统图(图10)。
键盘智能自检设备所有操作使用键盘智能化控制，键盘设有二十一个键0～9共十个数字键，十一个功能键。
功能键功能如下(1)校时键按二次数字键校时，继按二次数字键校分。设置自检日期，显示自检日期为××时，××分。
(2)电压键先按数字键为设备号0～3，再按1、2、3为相电压号，即显示该相电压值。
(3)电流键先按数字键为设备号0～3，再按1、2、3为相电流号，即显示该相电流值。
(4)自检周期键按数字键二次为00～99单位为天。
(5)“开”键输入数字键0～4为设备号，相应设备被接通。
(6)“关”键输入数字键0～4为设备号，相应设备被断开。
(7)顺序显示键顺序显示相电压，相电流值。
(8)自检次数键显示自检次数。
(9)清除键清除自检数据及报警信号。
(10)查录键按数字键为欲查的某次记录的编号，显示该次自检数据。
(11)自检日期倒计时键按下此键显示距离自检日期的天数。
8个七段LED显示器，8个双色发光二极管显示采集到的各种数据及检查结果。
内燃机泵电控装置如图3所示，由电源变压器、“桥式”整流、“电容”滤波、充电电路、定时电路、振荡电路及继电器电磁阀驱动控制电路组成。单相变压器原边接220V电源变压为15V交流电，经桥块KBP及电容器整流为直流电压。三极管T1和T2等构成恒流充电电路。二极管D1接在整流输出5K电位器一端，二极管另一端接12V电瓶的正极端。有交流电时，整流后的直流电压经D1给电瓶恒流充电，无交流电时二极管D1阻止电瓶向充电电路放电。由集成电路555及外围器件150K电阻，100μ电容、47μ电容、10K电阻等构成定时电路定时20秒，其3脚输出接在MC40106构成可控振荡器的控制端1脚上。MC40106的4脚是振荡器输出端接反相器4069的1脚；振荡器为高电平输出时，经驱动电路使J5继电器工作，电动油泵工作，低电平输出时经反相器40692脚及驱动电路使J4继电器动作，实现内燃机启动、启动成功时内燃机发电机紫线为12V电压，接直J7、J3继电器的线圈上，用于切断J4、J5继电器，如图4所示。
权利要求1.一种智能自检恒压消防给水设备，由消防电动泵、稳压泵、消防内燃机泵、稳压罐、补气罐、压力控制器、主电控柜、主干管、安全阀、止回阀、闸阀、框架组成，其特征在于a、在设备中增加自检控制柜(8)、回流管(10)、回流阀(11)，其中自检控制柜(8)与主电控柜(7)联接，回流阀(11)一端与主干管(9)联接，另一端与回流管(10)联接，回流管(10)的另一端与消防水池的出水口联接；b、自检控制柜(8)中的8098单片机控制系统由芯片8098、EPR0M、随机存取器、锁存器、并行输入输出口、键盘显示接口、微型打印机接口、译码器、驱动器、模拟开关、单稳触发器、发光二极管、七段LED显示器、数字键、功能键组成；8098单片机与各芯片之间采用三总线联接，内套在三相电源线上的电压传感器和电源传感器，将各电泵的电压信号和电流信号，经电平变换电路送入模拟开关，经8098单片机处理后经并行口输出，驱动双色发光二极管指示电压电流用七段LED显示；压力控制器信号由模拟开关输入，经单片机8098处理后，由并行口输出，经相应双色发光二极营指示，单片机8098控制系统的并行口的12根输出线接12个继电器控制电路，分别控制电动泵和电磁阀；双单稳触发器构成程序监督定时器，74LS123的6、7脚接100μF电容，14、15脚间接100μF电容，7脚与15脚分别接33K电阻和300K电阻，电阻另一端接正5V电源，74LS123的10、11、16和3脚接电源正5V，1、8脚接地，13、9脚短接在一起，2脚接10K电阻，电阻另一端接5V，LS123输出脚12接8098复位端48脚；c、消防内燃机泵的控制装置由电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路、充电电路、定时电路、振荡电路及继电器、电磁阀，驱动控制电路组成单相变压器原边接220V交流电压，变压为15V交流电压，经桥块KBP及电容整流滤波，三极管T1和T2电阻电容构成恒流充电电路，二极管D1接在整流输出5K电位器一端，二极管另一端经单刀开关接12V电瓶正极，由集成电路555及150KΩ电阻、10K电阻、100μ电容、47μ电容构成定时电路，其3脚输出接在MC40106构成的可控振荡器的控制端1脚上，MC40106的4脚是振荡器的输出端接反相器4069的1脚，振荡器高电平时，4069的1脚经J1常闭触点、三极管基极电阻驱动J2继电器、电动泵工作；振荡器低电平时4069的2脚经继电器常开触点J3的常闭触点和三极管基极电阻驱动J4继电器，实现消防内燃机启动，消防内燃机启动成功时，消防内燃机发电机的紫线为12V，该线接J7、J3继电器的线圈，切断J4、J5继电器。
专利摘要智能自检恒压消防给水设备由消防电动泵、稳压泵、消防内燃机泵、稳压罐、补气罐、压力控制器、主电控柜、智能自检控制柜、主干管、回流管、回流阀、安全阀、止回阀、闸阀、框架等组成，它是一种能够对自身设备功能进行自动智能化检测，并能够实现消防管网流量为0时始终保持最高压值，当火场停电时，备有双电源的设备切换备用电源，无备用电源时设备上的消防内燃机泵继续工作，保证消防用水要求的消防给水装置。
文档编号A62C99/00GK2271380SQ96238639
公开日1997年12月31日 申请日期1996年9月26日 优先权日1996年9月26日
发明者李先万, 刘洪志, 励幼芳, 徐毅, 李春芝 申请人:李先万