高层建筑消防水泵控制系统设计示例

现代高层建筑的发展对消防系统提出了越来越高的要求，这使消防控制柜受多种信号的控制，如本柜控制、消控中心控制、消火栓起动、烟感信号的控制、水池水位控制等。另外，由于消防系统的特殊要求，一旦有危急信号必须万无一失，确保迅速安全起动运行，这就对系统提出了必须有备用机组的要求。一般情况下多数采用一用一备的模式，当一组泵故障的情况下必须起动备用机泵。而且由于消防泵一般功率比较大，须采用减压起动方式，如/△起动、自耦变压器减压起动、软起动或变频器起动等，这样控制线路就比较复杂，控制回路需采用多只中间继电器和时间继电器，由于采用的元件和接线较多，容易发生故障，主电路前端通常需要接自双路电源互投系统，末端是两台水泵互为备用装置以提高可靠性，在控制系统上也必须具备相应的可靠性，才能满足要求，如图5-6所示。

图5-6中未画出主电路，实际上，双路电源互投控制系统与图5-4类似，电动机控制主电路可以是前述的单机控制的/△起动电路，或自耦变压器减压起动电路，或软起动电路，或变频器起动电路中的任何一种，本图采用的是两个如图4-20所示的自耦变压器减压起动电路的并联电路，每个电路控制一套水泵机组。控制电路的基本思路与图5-4相同。整个系统分为三个控制回路，一是双路电源互投控制系统，另外是两台水泵独立的控制系统分别与其控制电源及水泵电机，与主电源连接。这样既能满足自动控制使用要求，而且在特殊情况下还能分别手动控制每台水泵电机。

图5-6控制电路中，将备用水泵机组自动投入用一个中间继电器和一个时间继电器及其延时触头控制。中间继电器KM2的常开触头控制备用水泵电动机起动。

整个电路的自动起动和自动停机均由中间继电路KM1的常开触头控制，既能达到全自动的要求，又能防止万一在灭火过程中，有可能误动作而造成不应有的停机事故。

图5-6 消防水泵继电逻辑控制系统电气原理图

手动控制时，首先扳动转换开关SA，使其手动触头接通后方能按动按钮使电动机运转。扳动转换开关也可停机，不但可以取代停机按钮，而且当手动控制后要求恢复自动位置时，可以强制操作人员为了停机而去扳动转换开关，使其恢复到自动控制位置。

由图5-6可见，线路比较复杂，采用的元器件和接线较多，容易发生故障的几率高，为此采用新器件以提高其可靠性。图5-7和图5-8是采用西门子公司生产的可编程逻辑控制继电器LOGO！230RL改造上述复杂的控制线路。

由图5-7可见，改造后的线路简单、明晰，运行、维护、检修都十分方便。控制电源为AC230V，12点输入、8点输出。图5-7中，K1～K3是工作泵减压起动控制接触器，其中K1是工作（主）接触器，K1～K3分别接在逻辑控制继电器LOGO！的输出端Q1、Q2端；K4～K6是备用泵减压起动控制接触器，其中，K4是工作（主）接触器，K4～K6分别接在逻辑控制继电器LOGO！的输出端Q3、Q4端。逻辑控制继电器LOGO！的输出端Q5接泵运行指示灯。HL1是水泵故障指示灯，HL2是工作泵起动指示灯，HL3是工作泵运行指示灯，HL4是备用泵起动指示灯，HL5是备用泵运行指示灯。逻辑控制继电器LOGO！的输入端I1、I3、I5分别为手动起泵、消控中心起泵及烟感信号起泵或消火栓起泵信号输入；I2、I4、I6分别为手动停泵、消防控制中心停泵及水池水位过低而联锁停泵信号输入；I7为工作泵接触器K1的输入信号，I8为控制工作泵的断路器跳闸信号，故障信号为逻辑非。工作原理如下。

1）I1、I3、I5中任何一个有输入信号时，其内部逻辑是通过一个或门与锁定继电器功能块在Q1点输出一个信号使K2、K3起动接通，工作泵减压起动。(www.xing528.com)

图5-7 用LOGO！实现消防水泵控制系统电气接线图

2）Q1输出状态同时接入功能块6延时（延迟10s，是根据减压时间要求设定的时间），通过延时使功能块3复位，减压起动接触器K3、K2退出运行；同时功能块7置位锁定继电器使Q2输出，工作泵运行接触器K1投入，工作泵正常运行。

3）当I7、I8有输入信号时，它们通过与非门功能块12送出一个工作泵未正常运行指示信号，HL1水泵故障指示灯亮。

4）通过功能块2输出的启泵信号，通过功能块8接通延时（延迟时间20s或必须大于功能块6设定时间），输出一个避开减压起动时间的延迟信号。该信号与工作泵未运行信号，通过与功能块10输出工作泵故障信号Q5，接通故障指示灯HL1，同时该信号通RS功能块11置位输出Q3，起动备用泵减压起动接触器K5和K6。

图5-8 逻辑功能图

5）Q3输出接入功能块14，接通延迟，使RS功能块11复位，减压起动接触器K5、K6退出运行，同时送入锁定继电器功能块15，输出Q4信号使备用泵运行接触器K4投入，实现备用泵的正常运行。

6）I2、I4、I6中任何一个有输入信号时，它们通过与非功能块4送出停泵信号A，分别送至功能块2、7、9、15，使这时有可能正在吸合的接触器退出运行，所有的RS功能块复位，实现停泵。