消防水泵控制人机界面设置技巧

知识导读

人机界面最突出的特点是实时多任务。数据采集与输出、数据处理与图形显示及人机对话、实时数据的存储、检索管理、实时通信等多个任务可在同一台触摸屏上同时运行。自动化工程设计技术人员在触摸屏中只需填写一些事先设计的表格，再利用图形功能把被控对象，如压力、趋势曲线、报表等形象地画出来，通过内部数据连接把被控对象的属性与I/O设备的实时数据进行逻辑连接。

本系统采用mcgsTpc 嵌入式一体化触摸屏TPC7062K 和MCGS 嵌入版工控组态软件，与三菱FX 系列PLC 建立通信，实现对消防水泵的智能控制。

MCGS 软件系统是由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略组成，每一部分分别进行组态，完成不同的工作。

主控窗口是工程的主窗口，负责调度和管理这些窗口的打开或关闭。

设备窗口是连接和驱动外部设备的工作环境，在本窗口内配置数据采集和控制输出设备，注册设备驱动程序，定义连接与驱动设备用的数据变量。

用户窗口主要用于设置工程中人机交互的界面，如系统流程图、曲线图、动画等。

实时数据库是工程各个部分数据交换和处理的中心，将MCGS 工程的各个部分连成有机整体。

运行策略主要完成工程运行流程的控制，如编写控制程序、选用各种功能构建等。

任务实施

根据消防控制系统的要求，采用两台消防泵，7.5 kW 互为备用，当工作泵出现故障时，备用泵自动投入运行。当发生火灾时，打开消防栓箱门，启动消防泵，可以手动进行泵的停止运行。当消防给水管网水压过高时，停止水泵并报警。当低水位消防水泵缺水时，水泵停止并开始报警，具有自动、手动的工作模式。本系统采用mcgsTpc 嵌入式一体化触摸屏TPC7062K 和MCGS 嵌入版工控组态软件，与三菱FX 系列PLC 建立通信，有手动、自动模式，电源指示、报警指示、水位显示等实现对消防水泵的智能控制。

一、准备阶段

PLC 实训室，FX2N 系列PLC（或FX3U 系列PLC）及TPC7062K 触摸屏，电工工具，安全用具。

二、操作过程

1.建立“三菱FX 系列PLC 通信”工程

启动MCGS 嵌入版组态软件，新建工程后，选择文件菜单中的“工程另存为”选项，弹出“文件保存”窗口，在文件名一栏输入“三菱FX 系列PLC 通信”，单击“保存”按钮，完成工程的创建。

2.设备组态设备构件

（1） 在设备窗口内配置设备构件。

在工作台中激活设备窗口：鼠标双击进入设备组态界面，单击工具条中的按钮，打开“设备工具箱”界面，如图2.6.8 所示。

在设备工具箱中，按顺序先后鼠标双击“通用串口父设备”和“三菱_FX 系列编程口”添加至设备组态界面，如图2.6.9 所示。

图2.6.8　设备工具箱和设备窗口界面

图2.6.9　FX 系列PLC 父设备属性窗口

此时会弹出提示框，提示是否使用三菱FX 系列编程口驱动的默认通信参数设置父设备，如图2.6.10 所示，单击“是”按钮即可。所有操作完成后保存并关闭设备窗口，返回工作台。

图2.6.10　组态环境提示框

（2） 设置“通用串口父设备”属性。

双击“通用串口父设备”选项，进入通用串口父设备的基本属性设置。此设置的目的是使通用串口父设备与子设备“三菱_FX 系列编程口”通信参数相匹配：串口端口号设置为0，即选用COM1 口（RS-232 通信协议）；波特率为9 600，7 位数据位，1 位停止位。数据校验方式为偶校验，如图2.6.11 所示。

图2.6.11　通用串口设置

（3） 设置“三菱_FX 系列编程口”的设备属性。

双击“三菱_FX 系列编程口”选项，进入设备编辑窗口，如图2.6.12 所示。左边窗口下方“CPU 类型”选择“4-FX3UCPU”。右窗口中“通道名称”默认为X000～X007，可以单击“删除全部通道”按钮给以删除。

图2.6.12　设备编辑窗口

3.图形界面的组态步骤

（1） 新建用户窗口。

在工作台中激活用户窗口，单击“新建窗口”按钮，建立新窗口“窗口0”，如图2.6.13（a）所示。接下来单击“窗口属性”按钮，弹出“用户窗口属性设置”对话框，在“基本属性”页，将“窗口名称”修改为“三菱FX 控制画面”，然后单击“确定”按钮进行保存，如图2.6.13（b）所示。

图2.6.13　新建用户窗口

（a）新建用户窗口；（b）更改窗口名称

（2） 组态按钮构件。

在用户窗口双击“三菱FX 控制画面”图标，进入动画组态控制画面；单击按钮打开“工具箱”。

建立基本元件按钮：从工具箱中单击“标准按钮”构件，在窗口编辑位置按住鼠标左键拖放出一定大小后，松开鼠标左键，这样一个按钮构件就绘制在窗口中，如图2.6.14 所示。接下来双击该按钮打开“标准按钮构件属性设置”对话框，在“基本属性”页中将“文本”修改为“启动”，然后单击“确认”按钮保存。

图2.6.14　在窗口放置一个按钮

接着双击该按钮打开“标准按钮构件属性设置”对话框，在“基本属性”页中默认“抬起功能”按钮为按下状态，勾选“数据对象值操作”，选择“按1 松0”，单击弹出“变量选择”对话框，选中“根据采集信息生成”，通道类型选择“M 辅助寄存器”，通道地址设为“0”，读写类型选择“读写”，如图2.6.15 所示。设置完成后单击“确认”按钮。

图2.6.15　在实时数据库中定义数据对象

用同样的方法组态按钮2，其“文本”属性修改为“停止”。

（3） 组态指示灯元件。

单击工具箱的“插入元件”按钮，打开“对象元件管理”对话框，选中图形对象库中指示灯中的指示灯6，单击“确认”按钮，将其添加到窗口画面中，并调整到合适的大小，摆放在按钮列旁边，然后依次完成其他储水罐、工作泵、消防泵等元件的组态，放置在合适位置，如图2.6.16 所示。

图2.6.16　消防水泵控制界面

（4）工程下载。

组态完成后，单击工具条中的“下载”按钮，进行下载配置。选择“连机运行”，连接方式选择“USB 通信”，然后单击“通信测试”按钮，通信测试正常后，单击“工程下载”按钮，并在触摸屏中调试运行。

项目评价

对项目实施的完成情况进行检查，并填写项目评价表，见表2.6.3。

表2.6.3　消防电气系统装调与维修项目评价表

拓展知识

火灾自动报警及消防联动控制系统施工案例

一、系统施工步骤

（1）阅读系统图和平面图，做好施工准备。

（2）定位、画线、做材料预算。

（3）布管、穿线。

（4）检查线路敷设是否正确，测试线间绝缘电阻和线对地绝缘电阻应符合要求。

（5）为系统设备编写一次码。

（6）设备安装与连线。

（7）系统整体检测。

（8）加电调试。

二、系统常用图例

系统常用图例如表2.6.4 所示。

表2.6.4　系统常用图例

三、实验设备

实验设备如表2.6.5 所示。

表2.6.5　实验设备

四、消防系统的设备安装

（一）探测器的安装

1.常用点型探测器的安装

常用点型探测器安装方式如图2.6.17 所示。

图2.6.17　常用点型探测器安装方式

图2.6.17 中使用的预埋盒和探测器通用底座的外形如图2.6.18 所示。(www.xing528.com)

图2.6.18　预埋盒和探测器的通用底座

（a）86H50 预埋盒外形示意图；（b）探测器通用底座外形示意图

可见，底座上有4 个导体片，片上带接线端子，底座上不设定位卡，便于调整探测器报警指示灯的方向。预埋管内的探测器总线分别接在任意对角的两个接线端子上（不分极性），另一对导体片用来辅助固定探测器。待底座安装牢固后，将探测器底部对正底座顺时针旋转，即可将探测器安装在底座上。

探测器安装时要求：

（1）探测器的底座应固定牢靠，其导线连接必须可靠压接或焊接。当采用焊接时，应使用带防腐剂的助焊剂。

（2）探测器的确认灯应面向人员观察的主要入口方向。

（3）探测器导线应采用红色导线。

（4）探测器底座的外接导线，应留有不小于15 cm 的余量，入端处应有明显标志。

（5）探测器底座的穿线宜封堵，安装完毕后的探测器底座应采取保护措施（以防进水或污染）。

（6）探测器在即将调试时方可安装，在安装前妥善保管，并应采取防尘、防腐、防潮措施。

2.红外光束线型火灾探测器的安装

红外光束线型火灾探测器的安装方法如图2.6.19 所示。

图2.6.19　红外光束线型火灾探测器的安装

（a）红外光束感烟探测器安装示意图；（b）平顶层；（c）高大平顶层

安装时应注意：

（1）将发射器与接收器相对安装在保护空间的两端且在同一水平直线上。

（2）相邻两面光束轴线间的水平距离不应大于14 m。

（3）建筑物净高h＜5 m 时，探测器到顶棚的距离h2 = h-h1≤30 cm，如图2.6.19（b）所示。

（4）建筑物净高5 m≤h≤8 m 时，探测器到顶棚的距离为30 cm≤h2≤150 cm。

（5）建筑物净高h＞8 m 时，探测器需分层安装，一般h 在8～14 m 时分两层安装，如图2.6.19（c）所示，h 在14～20 m 时，分三层安装（图中S 为距离）。

（6）探测器的安装位置要远离强磁场。

（7）探测器的安装位置要避免日光直射。

（8）探测器的使用环境不应有灰尘滞留。

（9）应在探测器相对面空间避开固定遮挡物和流动遮挡物。

（10）探测器的底座一定要安装牢固，不能松动。

（二）手动报警按钮的安装

手动报警按钮底盒背面和底部各有一个敲落孔，可明装也可暗装，明装时可将底盒装在86H50 预埋盒上。

按规范要求，手动报警按钮旁应设计消防电话插孔，考虑到现场实际安装调试的方便性，将手动报警按钮与消防电话插座设计成一体，构成一体化手动报警按钮。按钮采用拔插式结构，可电子编码，安装简单、方便。

手动报警按钮的安装要求：

（1）手动报警按钮安装高度为距地1.5 m。

（2）手动报警按钮应安装牢固并不得倾斜。

（3）手动报警按钮的外接导线，应留有不小于10 cm 的余量，且在其端部有明显标志。

（三）消火栓报警按钮的安装

消火栓报警按钮的外形尺寸及结构与手动报警按钮相同，安装方法也相同。

消火栓报警按钮的安装要求：

（1）编码型消火栓报警按钮，可直接接入控制器总线，占一个地址编码。

（2）墙上安装，底边距地1.3～1.5 m，距消火栓箱200 mm 处。

（3）应安装牢固并不得倾斜。

（4）消火栓报警按钮的外接导线，应留有不小于10 cm 的余量。

（四）总线中继器的安装

总线中继器的外形尺寸及结构如图2.6.20 所示。

总线中继器的安装采用M3 螺钉固定，在室内墙上安装。

图2.6.20　LD-8321 总线中继器外形示意图

（五）消防广播设备的安装

消防广播设备的安装要求：

（1）用于事故广播扬声器间距，不超过25 m。

（2）广播线路单独敷设在金属管内。

（3） 当背景音乐与事故广播共用的扬声器有音量调节时，应有保证事故广播音量的措施。

（4） 事故广播应设置备用功率放大器，其容量不应小于火灾事故广播扬声器的三层（区）扬声器容量的总和。

（六）火灾报警控制器的安装

（1）火灾报警控制器在墙上安装时，其底边距地（楼）面高度不应小于1.5 m，设备靠近门轴的侧面距离不应小于0.5 m。

（2）控制器应安装牢固，不得倾斜；安装在轻质墙上时，应采取加固措施。

（3）引入控制器的电缆导线，应能够符合下列要求：

① 配线整齐，避免交叉并应固定牢靠。

② 电缆芯线和所配导线的端部，均应标明编号，并与图纸一致，字迹清晰不易退色。

③ 端子板的每个接线端，接线不得超过2 根。

④ 电缆芯和导线，应留不小于20 cm 的余量。

⑤ 导线应绑扎成束。

⑥ 在进线管处应封堵。

（4）控制器的主电源引入线，应直接与消防电源连接，严禁使用电源插头，主电源应有明显标志。

（5）控制器的接地应牢固，并有明显标志。

五、消防系统的接地

为了保证消防系统正常工作，对系统的接地规定如下：

（1）火灾自动报警系统应在消防控制室设置专用接地板，接地装置的接地电阻值应符合下列要求：当采用专用接地装置时，接地电阻值不大于4 Ω；当采用共用接地装置时，接地电阻值不应大于1 Ω。

（2）火灾报警系统应设专用接地干线，由消防控制室引至接地体。

（3）专用接地干线应采用铜芯绝缘导线，其芯线截面积不应小于25 mm2，专用接地干线宜穿硬质型塑料管埋设至接地体。

（4）由消防控制室接地板引至各消防电子设备的专用接地线应选用铜芯塑料绝缘导线，其芯线截面积不应小于4 mm2。

（5）消防电子设备凡采用交流供电时，设备金属外壳和金属支架等应作保护接地，接地线应与电气保护接地干线（PE 线）相连接。

（6）区域报警系统和集中报警系统中各消防电子设备的接地亦应符合上述（1）～（5）条的要求。

六、系统的调试

系统调试应当在系统设备全部安装、检查完毕后进行。