基于數據采集模塊的企業消防監測系統設計

張燕妮，鄭麗丹，張文霞，邵媛媛

（青島理工大學琴島學院，山東 青島266000）

隨著中國經濟迅速發展，橡膠、輪胎等化工產品的需求量日益增多，而生產橡膠的原材料具有易燃易爆的特性，所以作為該類企業生產保障的消防用水系統就成了重要的核心角色。針對當前化工企業的消防系統自動控制管理水平較低的現象，本文應用ADAM-4000系列智能模塊和組態軟件相結合的結構設計，解決了生產中的問題，第一時間根據現場傳感器的信號啟用消防水泵，并實時監測和管理全網的管道壓力，更好地提高消防系統自動化管理水平[1]。

1 系統組成

該套企業消防監測系統由上位計算機、智能模塊、現場設備、DCS等組成。

1.1 上位機的選擇

上位機選用研華工控機，能適合工業現場惡劣的環境，能長時間不間斷運行。

采用研華公司的工控機代替普通PC機后，系統的抗干擾性、穩定性、不間斷性得到極大的提高。采用的研華工控機有以下特點：①機箱采用鋼結構，有較高的防磁、防塵、防沖擊能力；②機箱內有專用底板，底板上有PCI和ISA插槽；③機箱內有專門電源，電源有較強的抗干擾能力。

操作系統：WindowsXP。

1.2 模塊的選擇

模塊選用ADAM-4000系列模塊，該系列產品具有內置的微處理器、堅固的工業級塑料外殼，使其可以獨立提供智能信號調理、模擬量I/O、數字量I/O、數據顯示和RS-485通訊等功能[2]。

1.2.1 通訊模塊的選擇

通訊模塊：研華模塊ADAM-4520。RS232轉RS485模塊。

1.2.2 采集模塊的選擇

數據采集模塊：研華模塊ADAM-4117/8路模擬量輸入模塊，電壓和電流均可。ADAM-4015/6路熱電阻輸入模塊，PT100信號。ADAM-4024/4路模擬量輸出模塊。

1.2.3 控制模塊的選擇

數據采集控制器：研華模塊ADAM-4055/16路隔離數字量輸入模塊、ADAM-4168/8路繼電器。

2 系統性能指標及技術要求

2.1 測量范圍

循環水供水總管出口壓力測量范圍：0～1 MPa。

循環水回水總管出口壓力測量范圍：0～1 MPa。

消防水池液位測量范圍：0～100%。

2.2 接地要求

保護地：是為了防止設備外殼的靜電荷積累、避免造成人身傷害而采取的保護措施，接地電阻小于4Ω。

屏蔽地：可以把信號傳輸時所受到的干擾屏蔽掉，以提高信號質量，接地電阻小于4Ω。

2.3 電源要求

操作站和控制站及控制柜供電電壓為交流220 V，50 Hz，模塊、傳感器供電電源分別為DC24 V、AC220 V。

3 系統的監控方案

為了集中監視和管理企業消防管網的數據，在上位機安裝了組態王軟件，完成整個消防系統的監控，組態王軟件畫面友好，通用性好[3]，可以通過檢測消防水池儲水液位、管道進水壓力、管道出水口壓力、報警信息等，實現消防系統的自動監控和集中管理功能。

系統結構如圖1所示。

圖1 系統結構示意圖

數據報表一方面可以及時顯示整個生產流程的生產狀況；另一方面可以長時間對生產流程的參數進行整合、對比，讓操作人員可以及時了解和對比生產數據[4]。

數據查詢：ReportSetHistData2（2，1）。

報表清除：ReportSetCellString2（"Report2"，2，1，100，30，""）。

4 實現的控制任務

4.1 實時數據采集顯示和控制

通過數據采集模塊實時采集現場溫度、壓力、流量、液位等檢測點及設備啟停等控制點。上位機安裝組態王組態軟件系統，建立起模擬現場實際系統的畫面，接受下位機的實時數據信息，并直觀地顯示在顯示界面中供操作人員查看。通過數據采集控制器對相應的數字量進行控制。

4.2 手動/自動功能

手動功能：由操作員控制閥門的開關，測試閥門是否正常，系統調試運行的時候也用手動功能生產。

自動功能：閥門開關、狀態切換按照規定的時序自動運行，處于正常生產狀態。

4.3 液位連鎖控制功能

采集到的液位數據除了實時顯示以外，系統還根據液位數據的大小對相應的水泵開關進行控制，以保證水池的液位處在正常的水平。此系統的消防水池液位和生產水泵構成液位連鎖控制，當消防水池的液位值小于設定值時，生產水泵就得停泵，以保證消防水池的液位處于正常水平。

4.4 水泵連鎖控制

本系統設置了高壓消防水泵連鎖控制和低壓消防水泵連鎖控制。當投入連鎖控制狀態中，高壓消防管網壓力開關開啟時，高壓消防水泵a和高壓消防水泵b為一開一閉狀態；低壓消防管網壓力開關開啟時，低壓消防水泵a和低壓消防水泵b也是一開一閉狀態。

5 結束語

本自動控制系統的主要特點有設備實時監控控制，自動、手動切換控制運行，生產出質量穩定的合格產品，操作容易、上位機上完成全部操作。

該自動控制工藝與傳統工藝相比具有自動化水平高、操作簡單、產品穩定、容易維護特性。此次研究對實際生產具有很高的指導作用，不僅可以提高企業的生產效率，而且會產生可觀的經濟效益。