消防给水远程控制系统的制作方法

本实用新型涉及消防电气自动化技术领域，尤其是涉及一种消防给水泵远程监视和控制装置。

背景技术：

目前的建筑消防给水泵控制是通过交流接触器或软启动器实现启泵和停泵的控制装置，其必须受到消防联动信号的与逻辑信号后方能启动。现在存在的问题是消防管道需始终保持末端存在0.4mPa-0.6mPa的压力，故消防给水泵一旦一次注水后便不再启动，长此以往，一旦发生火灾时消防给水泵由于平时基本不用，在突发状态下启动会由于钝锈、卡泵引起给水泵堵转而发挥不了作用。现在目前解决的方式采用现场定期巡查起泵控制装置，其结构一般由变频器启动电路、PLC控制电路及待巡检泵的转换电路三部分构成，具体来说，通常包括：变频器交直交脉冲产生电路部分，PLC逻辑分析电路部分及延时切换电路部分。就消防泵控制柜设置环境场合是潮湿及夏日高温环境，由此控制装置间歇性工作的特点增加了工作时会产生不稳定的特点，另外给水系统末端压力反馈及给水泵运行监控状态好坏都不能执行。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种消防给水远程控制系统，其一方面克服了现有消防给水泵控制的简易不可靠的缺陷，另一方面能够在远端控制室通过此装置动态监视消防给水工作，运行状态以及远程联动消防给水泵工作的需求。

本实用新型所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：

一种消防给水远程控制系统，包括：中央控制器、电磁阀、水泵、水压检测装置、电源检测装置；其中，所述中央控制器通过所述电磁阀控制所述水泵开启或关闭；所述水压检测装置检测水泵水压和水流，并将检测结果传递给所述中央控制器；所述电源检测装置，检测消防给水远程控制系统中的电压和电流，并将检测结果传递给所述中央控制器。

更好地，所述中央控制器为STM32F429IGT6芯片。

更好地，所述消防给水远程控制系统还包括：显示装置，所述显示装置与所述中央控制器连接，显示所述水压检测装置检测的水压和水流数据以及所述电源检测装置检测的电压和电流数据。

更好地，所述消防给水远程控制系统还包括：报警装置，所述报警装置与所述中央控制器连接，当所述中央控制器接收到的所述水压、水流、电压和电流数据超过阈值时，所述中央控制器控制报警装置报警。

更好地，所述水压检测装置，通过RS485接口连接所述中央控制器。

本实用新型的消防给水远程控制装置与现有技术相比，具有以下优点：

第一：结构简单，本装置中央控制电路板与显示电路板进行插拔连接接口设计。

第二：采用单片机STM32F4进行控制，处理的逻辑量数据加大，满足工控机的内存处理量。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型的技术方案进行详细地说明。

附图说明

图1为本实用新型消防给水远程控制系统逻辑结构框图；

图2为本实用新型的中央控制电路图；

图3为本实用新型的输入输出接口控制电路图；

图4A为本实用新型的显示电路电源部分电路图；

图4B为本实用新型的显示电路存储部分电路图；

图4C为本实用新型的显示电路显示部分电路图；

图4D为本实用新型的显示电路触摸部分电路图；

图5为本实用新型电源检测装置电路图；

图6A为本实用新型的保护控制电路电源部分及稳压控制部分电路图；

图6B为本实用新型报警装置电路图；

图6C为本实用新型通讯控制电路图。

具体实施方式

图1为本实用新型消防给水远程控制系统逻辑结构框图。如图1所示，本实用新型提供一种消防给水远程控制系统，包括：中央控制器1、电磁阀2、水泵3、水压检测装置4、电源检测装置5、远程操作端6、显示装置7、报警装置8和存储单元9。所述中央控制器1通过所述电磁阀2控制所述水泵3开启或关闭；所述水压检测装置4检测水泵水压和水流，并将检测结果传递给所述中央控制器1；所述电源检测装置5，检测消防给水远程控制系统中的电压和电流，并将检测结果传递给所述中央控制器1；所述远程操作端6向所述中央控制器1发送动作指令，所述中央控制器1根据动作指令做出相应控制动作；所述显示装置7与所述中央控制器1连接，显示所述水压检测装置4检测的水压和水流数据以及所述电源检测装置5检测的电压和电流数据；所述报警装置8与所述中央控制器1连接，当所述中央控制器1接收到的所述水压、水流、电压和电流数据超过阈值时，所述中央控制器1控制报警装置8报警；所述存储单元9与所述中央控制器1连接，存储所述水压检测装置4检测的水压和水流数据和所述电源检测装置5检测的电压和电流数据；其中，所述中央控制器1为STM32F429IGT6芯片；所述水压检测装置4，通过RS485接口连接所述中央控制器1。

请再次参考图1所示，本实用新型消防给水远程控制系统工作原理如下，远程操作端6内设有应用软件，该应用软件为现有技术，在此不再赘述。通过该应用系统控制中央控制器1完成以下动作过程：

在火灾发生时，远程操作端6向所述中央控制器1发送打开或关闭水泵3的指令信号，所述中央控制器1根据指令信号控制所述电磁阀2打开或关闭水泵3。

在平时检测时，远程操作端6通过所述中央控制器1打开需要检测的水泵3，并且同时通过所述中央控制器1开启水压检测装置4检测当前打开的水泵3的水流和水压，也就是说，在实际操作中，水泵3和水压检测装置4为多个；所述水压检测装置4将该需要检测水泵3的检测结果通过中央控制器1发送到显示装置7上，若所述中央控制器1接收到的检测结果超过或没有达到在中央控制器1中设定的阈值时，中央控制器1会控制所述报警装置8报警，并在所述显示装置7上显示检测不合格的水泵3的位置，所述远程造作端6发出关闭不合格水泵3的指令。维修人员根据提示的水泵3的位置进行现场维修。

在本系统中，电源检测装置5为实时检测消防给水远程控制系统中的电压和电流，并实时将检测结果发送给所述中央控制器1，当检测结果超出或未达到在中央控制器1中设定的阈值时，中央控制器1会控制所述报警装置8报警，并在所述显示装置7上显示电压或电流不合格，提醒维修人员进行检查。根据上述，中央控制器1根据水压检测装置4和电源检测装置5反馈的检测数据，将预先存储的合格阈值进行比对，若哪项检测数据超出或未达到阈值，所述中央控制器1根据不合格的数据种类，在所述显示装置7上显示该不合格数据对应的信息。

所述存储单元9存储上述检测所得数据，以便日后维修或监管人员查看。

图2为本实用新型的中央控制电路图，如图2所示，

1、中央控制器控制部分

1）控制芯片与接口电路进行数据交互和控制，其中包括水流指示、压力数据和控制末端电磁阀打开、关闭；

2）控制芯片与电源检测设备进行电压、电流数据交互，其中包括电压欠压、过压、错相、缺相、中断及电流过载；

3）控制芯片通过节点信号控制给水泵的起泵和停泵；

4）控制芯片通过显示屏和触摸屏进行人机交互；

5）控制芯片通过RMLL网络接口，利用TCP/IP协议对处理完的数据上传后台终端；

6）控制芯片通过USB接口及SD卡方式对数据进行拷贝和永久储存；

7）控制芯片通过IIC协议对重要数据进行永久储存和加载；

8）控制芯片通过输入节点信号或RS485通讯进行消防联动；

9）控制芯片通过控制继电器吸合对电池的过冲及过放电进行保护；

2、中央控制器单片机采用STM32F429IGT6芯片，主要通过程序实现显示和触摸的人机交互，控制电池的过冲及过放电保护，直流单节电池电压超压及欠压，主电源电压欠压、过压、错相、缺相、中断及电流过载，全部数据的传输和存储等主要功能的实现。

图3为本实用新型的输入输出接口控制电路图。如图3所示，

输入输出接口控制电路输入部分：1为电路提供DC24V电源，2为控制芯片提供消防联动信号。

显示电路分为5个部分组成：

图4A为本实用新型的显示电路电源部分电路图，如图4A所示，

1、显示电路：显示的电源部分

本实用新型的显示部分需要DC3.3V、5V、4V、-7、9.8V、10.4V、16V多种不同电压，但显示部分功率极低；

5V电压利用电源转换芯片TPS61040进行电压转换，U1406和U1407均为电源转换芯片TPS61040，U1406通过反馈点3利用2个精密电阻R1408、R1410分压得到9.8V电压，U1407通过反馈点3利用2个精密电阻R1409、R1411分压得到10.4V电压，再通过R1400和R1401，R1402和R1403得到-7V和16V电压，最后通过R908和R909分压得到4V电压。

图4B为本实用新型的显示电路存储部分电路图，如图4B所示，

2、显示电路：数据的存储部分

本实用新型的显示分辨率为800*480像素，显示位色为真彩16位，一个像素点占用2字节，

显示一张图片所用76800字节，约为750KB，因此需要对显示的数据进行短暂的保存，显示过后进行释放；

2）本实用新型的显示存储芯片采用一种宽电压IS61WV51216BLL-10TIL芯片，存储容量为1024KB，由于中央控制器控制电路较多，避免由于电压不稳造成数据存储错误，丢失数据，造成显示不稳定等问题；

3）利用控制芯片的FSMC（灵活静态存储器控制器）功能对IS61WV51216BLL-10TIL芯片进行数据交互，U800为IS61WV51216BLL-10TIL芯片，A0-A18为数据存入端口，I/O0-15为数据读取端口，其UB处理高字节数据，LB处理低字节数据，OE，WE分别为存入，读取使能，CS为片选使能。

图4C为本实用新型的显示电路显示部分电路图，如图4C所示，

3、显示电路：显示部分

1）本实用新型的显示为一种7寸AT070TN92显示屏，其显示屏为新型TFT-LCD屏，显示为RGB格式，支持555，565，666，888等不同种形式数据，单点颜色高达上千万种；

2）本实用新型采用565格式显示，其单点颜色为65535种，人机交互时效果好，占用内存小；

3）本实用新型显示J900为AT070TN92显示屏连接线，其点R0-R8，G0-G8，B0-B8均为数据线，右侧线均为电源线，左上方均为控制线，主要控制数据显示的方式，模式，方向，时钟，水平及垂直点等。

）本实用新型显示首先通过控制线对要显示的界面进行设置，然后通过控制芯片设定心跳对数据进行整体快速的输出。

图4D为本实用新型的显示电路触摸部分电路图，如图4D所示，

4、显示电路：触摸部分

1）本实用新型的触摸屏选为一种4线电阻屏，此屏性能优良，价钱低，性价比级高；

2）本实用新型的触摸屏通讯方式采用IIC协议和单线中断方式进行传输，采用U1303触摸芯片TSP2007，交互方式简单，准确率高；

5、显示电路：主要通过程序真正实现良好的人机交互，视觉，触觉效果极佳。

图5为本实用新型的电源检测装置电路图。如图5所示，

1）本实用新型的电源检测装置5为一款32位STM32F103C8T6型单片机，其性能稳定，功能强大，性价比高；

2）本实用新型电源检测装置5采用4线CLK、CS、MOSI、MISO的SPI通讯方式与采样芯片ATT7022EU进行数据交互，获得采样数据进行处理后与中央控制器1通讯；

3）ATT7022EU通过电压型电流互感器和电流互感器对电压，电流进行采集；

4）STM32F103C8T6型单片机通过对ATT7022EU通过校准、补偿、配置等过程得到准确数据。

本实用新型的保护控制电路图说明如下：

图6A为本实用新型的保护控制电路电源部分及稳压控制部分电路图，如图6A所示，

1、电源部分及稳压控制部分。保护目的：防止DC24+、DC24-接反、24V电压转换为5V，稳压，降压作用。实施方式：1）将电源线DC24+（红）、DC24V-（红）接入power蓝色插头内，再由线路板上通过1个MB6S整流桥（U1410），从而实现无论外围电源线如何接，都将避免电源正负极接反，从而损坏PCB板；2）由第一步骤转换完成的电源经过→C1421 电解电容（100uF/50V）→ C1422贴片电容（0.1uF）→U1404稳压块（LM2576）→C1423电解电容输出为5V电压再通过C1440钽电容（10uF/16V）→U201稳压块（ASM1117）→C1418STM32钽电容（10uF/16V）以便实现输出为3.3V电压进入STM32F429IGT6微处理器，将电源板上DC24V电压一路引入U1404稳压块的IN接口上，另外一路通过C1421电解电容（100UF 50V）与U1404稳压块上的GND一起接地，而U1404稳压块上的UOT出线则经过C1419的0.1uF贴片电容接地与输出。

图6B为本实用新型报警装置电路图，如图6B所示，

2、报警装置。由单片机STM32F429IGT6芯片中BEEP位置引出，经过R1601 2K（封装为0805）贴片电阻，至Q1601 9013贴片三极管（封装SOT-23），一路引至线路板上的VCC24V，一路作为24V蜂鸣器的电源，蜂鸣器另外一端需接地。

图6C为本实用新型通讯控制电路图，如图6C所示，

3、通讯A与通讯B的控制部分。目的：为接口电路提供通讯，实施方式：1）由单片机上的RXD，TXD接口经PC817B光耦进行电-光-电隔离，再到MAX1487芯片；2）MAX1487芯片另外一端VCC电源电压通过0.1uF（封装0805）贴片电容，接地；GND直接接地；3）MAX1487芯片中A、B，分别引至PCB板对应的A、B蓝色插头上，再由MAX1487收发器芯片经过D400、D401、D402 TVS二极管（SMAJ7.5CA 封装为SMA）在接地，同时端口A，B前端分别串联PTC（正温度系数热敏电阻），当通讯线电压过大，通过TVS将能量释放掉，同时由于电流过大，PTC阻值增大，PTC两端压降增大，保护电流不受损坏。