消防泵控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種消防泵控制系統(tǒng)，包括控制器?？刂破骺杀慌渲每刂葡辣靡蕴峁┑谝凰降乃畨号c控制管道補壓泵的運行，被配置與消防泵并聯(lián)以提供第二水平的水壓，第二水平的水壓低于第一水平的水壓。所述控制器還被配置以從與消防系統(tǒng)連接的壓力感測器接收代表消防系統(tǒng)水壓輸出?？刂破鬟€被配置基于與低于第一值的所述輸出相關的所述壓力值提供指令以啟動所述管道補壓泵；以及基于與低于第二值的所述輸出相關的所述壓力值提供指令以啟動所述消防泵，第二值小于第一值。
【專利說明】消防泵控制系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本申請涉及消防領域，尤其涉及一種消防泵控制系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]消防系統(tǒng)可以包括灑水系統(tǒng)和/或豎管系統(tǒng)。灑水系統(tǒng)是向連接有多個噴灑滅火器的配水管道系統(tǒng)提供足夠壓力和流量的主動(active)消防措施。一旦灑水器周圍的環(huán)境溫度達到單個灑水噴頭的設計激活溫度，則能夠觸發(fā)每一個噴頭閉合的灑水器。在標準的濕管灑水系統(tǒng)中，當達到預定熱等級(heat level)時，獨立地激活每一個灑水器。為此，運行的灑水器的數(shù)目僅限于火災附近的那些，進而使得起火點上方的可用水壓最大化。
[0003]豎管系統(tǒng)是另一種類型的消防措施，其由安裝在多層建筑內規(guī)劃的位置處的豎向管道網組成。豎管系統(tǒng)可以將大量的水傳送至該建筑的任意一層以例如供給消防員的水帶線(hose line)。
[0004]圖1示出了現(xiàn)有技術消防泵裝置50的框圖。消防泵52通過向水傳遞能量以提升水源54的水壓。水壓的上升將水移動至消防系統(tǒng)56。消防泵控制器58用于以一些預定的方式自動地管理啟動或停止消防泵52，以及監(jiān)控并標志消防泵52 (包含泵與驅動器)、消防泵控制器58與多數(shù)個配件的狀態(tài)與狀況。當消防泵52沒灑水時，壓力維持泵或管道補壓泵60可用以將維持消防系統(tǒng)56的壓力介于預設的界限。壓力維持泵控制器(或管道補壓泵控制器)62用于以一些預設的方式來自動地管理啟動或停止管道補壓泵60，以及去監(jiān)控與標志管道補壓泵60 (包含泵與驅動器)、管道補壓泵62件的狀態(tài)與狀況。止回閥，例如止回閥64，被用于消防泵裝置50，以允許水的流向在同一方向，以在消防系統(tǒng)56中建立壓力。止回閥被安裝在每個泵的出口與消防系統(tǒng)56之間。閘式閥，例如閘式閥66，為了維持的目的，被安裝于每個泵的入口與出口，且被用于從消防系統(tǒng)56隔離兩個泵的任意一個。
[0005]在一典型的消防泵裝置中，管道補壓泵60的輸出與止回閥的系統(tǒng)側連接。管道補壓泵60的主要的功能為通過在壓力設定點之間自動循環(huán)而維持系統(tǒng)水壓。即，通過在預設的獨立的START與STOP壓力設定之間自動循環(huán)開啟與關閉，管道補壓泵60將維持消防系統(tǒng)56的水壓。以這樣的方式，管道補壓泵60用于彌補系統(tǒng)小的泄漏，且因此有助于防止大型消防泵有害的循環(huán)。通常，之后，管道補壓泵60的START與STOP設定被設定優(yōu)于上述那些的消防泵52，因此，管道補壓泵60是循環(huán)以維持壓力抵抗正常的泄漏。
[0006]消防泵裝置50包括通過閘式閥66與水源54連接的消防泵52。水源54在壓力下提供水流至自動灑水系統(tǒng)豎板與橡皮軟管豎管。一般，當水供應器無法提供足夠壓力滿足自動灑水系統(tǒng)的水壓設計需求設計時，需要消防泵。這經常發(fā)生于高的建筑物，例如，超高層的建筑物，或這發(fā)生于在自動灑水系統(tǒng)處須要相對高終端壓力以提供較大水量的系統(tǒng)中，例如，儲存?zhèn)}庫。
[0007]當消防系統(tǒng)56中的壓力下降低于某個預設定的起始壓力(低壓力)，消防泵52啟動。當一個或多個自動灑水器是曝露于高于其設計溫度的熱并開啟釋放水時，消防系統(tǒng)56中的此壓力可能大大地降低。可選地，消防水管連接豎管系統(tǒng)可通過消防隊員打開，將導致在消防系統(tǒng)56的壓力下降。消防泵52可具有介于3與3500馬力之間的額定值。
[0008]管道補壓泵60旨在維持消防系統(tǒng)56壓力，因此，大型的消防泵52不須不斷地運作。舉例來說，管道補壓泵60維持壓力在人工水平，因此，單一消防灑水器的運作將造成壓力降，這將被消防控制器58所感測，以導致消防泵52啟動。管道補壓泵60可具有介于1/4與100馬力之間的額定值。
[0009]管道補壓泵60可保持壓力在大型的消防泵52的壓力設定之上，為了去防止主要消防泵52間歇地啟動。舉例來說，管道補壓泵60為系統(tǒng)中的正常的泄漏提供提供彌補水壓(例如，閥門包裝，接合處泄漏，消防給水栓泄漏，或系統(tǒng)內的泄漏，例如，經由止回閥64，從系統(tǒng)58向低壓源54的逆流)，以及為從水供應器水的疏忽使用提供彌補水壓。當消防泵52啟動，信號可以被傳送至建筑物的報警系統(tǒng)以觸發(fā)消防警報。消防泵52的有害運作最終導致消防部門介入。有害運作也增加主要消防泵52磨損。因此，通常期望既減少和/或避免任何傷害或非計劃中的消防泵52運作。
[0010]在美國，消防系統(tǒng)中管道補壓泵60的應用由NFPA20提供:固定消防泵的安裝標準，此禁止主要消防泵或輔助消防泵被使用當作壓力維持泵。
[0011]每個消防泵52與管道補壓泵60包括泵控制器，泵控制器可包括可被用于調整開啟或停止設定點的基于微處理器的控制器
[0012]如上述例子，早在2001年I月，位于北加州卡里的Firetrol公司提供基于微處理器的管道補壓泵控制器。這些基于微處理器的控制器或管道補壓泵控制器一般被包含在工業(yè)附件，包括數(shù)字顯示器，并且通過固態(tài)壓力感測器的方式接收壓力訊息，一般經由l-5Vdc。使用此電子的壓力監(jiān)控器，可利用提供0-300與0-600psi的l_5Vdc的輸出的壓力傳感器來監(jiān)測水壓。泵的運作可經由可程式化的設定點被控制。用于每個泵的這種多個設定點包括啟動與停止壓力、及導通延遲、最低運行以及截止延遲期限。一個外加的輸出被提供給調用以啟動指示低壓力狀態(tài)，以及遠端停止/重設輸入被提供給所有時間功能的重設。
[0013]管道補壓泵控制器62可具有大至為五到十磅每平方英寸的起始壓力設定點，大于消防泵控制器58啟始壓力設定點。在這樣的狀態(tài)，管道補壓泵控制器62使得管道補壓泵60循環(huán)，以維持系統(tǒng)在高于上述消防泵52的起始設定的預設的壓力。，因此，消防泵僅運作當火警發(fā)生或管道補壓泵60受到比壓力系統(tǒng)正常損失大的極大影響。
實用新型內容
[0014]在一個示例方案中，提供消防泵控制系統(tǒng)，種消防泵控制系統(tǒng)，包括:控制器，被配置為控制消防泵的運行以提供消防系統(tǒng)中的第一水平的水壓，且控制與所述消防泵并聯(lián)的管道補壓泵的運行以提供所述消防系統(tǒng)中的第二水平的水壓。所述控制器還被配置以:從與所述消防系統(tǒng)連接的壓力感測器接收代表所述消防系統(tǒng)所述水壓的輸出；基于與低于第一值的所述輸出相關的所述壓力值提供指令以啟動所述管道補壓泵；以及基于與低于第二值的所述輸出相關的所述壓力值提供指令以啟動所述消防泵。所述第二值小于所述第一值，
[0015]在另一示例方案中，提供一種消防泵控制方法，所述方法由控制器執(zhí)行，所述控制器被配置為控制所述消防泵系統(tǒng)中的消防泵與管道補壓泵兩者的運作，所述方法包括:從與所述消防系統(tǒng)連接的壓力感測器接收代表所述消防系統(tǒng)的水壓的輸出；基于與低于第一值的所述輸出相關聯(lián)的所述壓力值提供指令，以啟動所述管道補壓泵，其中所述管道補壓泵被配置為提供所述消防系統(tǒng)中第一水平的水壓；以及基于與低于第二值的所述壓力值相關聯(lián)的所述輸出提供指令，以啟動所述消防泵，其中，所述第二值小于所述第一值，以及所述消防泵與所述管道補壓泵并聯(lián)且被配置以提供所述消防系統(tǒng)中的第二水平的水壓，所述第二水平的水壓高于所述第一水平的水壓。
[0016]在另一示例方案中，提供一種非易失性計算機可讀媒介，其具有儲存在其中的指令，當經由控制器執(zhí)行時，被配置為控制消防泵與管道補壓泵二者的運行，導致控制器執(zhí)行多個功能。多個功能包括從與所述消防系統(tǒng)連接的壓力感測器接收代表所述消防系統(tǒng)的水壓的輸出。多個功能也包括基于與低于第一值的所述輸出相關聯(lián)的所述壓力值提供指令，以啟動所述管道補壓泵。管道補壓泵被配置為提供在消防系統(tǒng)的第一水平的水壓。多個功能也包括基于與低于第二值的所述壓力值相關聯(lián)的所述輸出提供指令，以啟動所述消防泵，且第二值是小于所述第一值。消防泵與管道補壓泵并聯(lián)，且被配置以提供在消防系統(tǒng)的第二水平的水壓，二水平的水壓高于第一水平的水壓。
[0017]上述內容只是示例性的，并非旨在以任何方式進行限制。除了以上描述的示例性方案、實施例和特征，通過參照附圖和以下的詳細描述，其他方案、實施例和特征將變得清晰。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是現(xiàn)有技術消防泵裝置的框圖。
[0019]圖2是示出示例的消防泵裝置的框圖。
[0020]圖3是示出另一示例的消防泵裝置的框圖。
[0021]圖4是示出控制泵以維持水系統(tǒng)中水壓的泵控制器的框圖。
[0022]圖5是示出消防泵運作的示例方法的流程圖。
[0023]圖6是示出根據(jù)在此描述的至少一些實施例布置的示例計算機程序產品的概念局部視圖的示意圖，該示例計算機程序產品包括用于在計算設備上執(zhí)行計算機處理的計算機程序。
【具體實施方式】
[0024]在以下的詳細描述中，參照構成其一部分的附圖。在附圖中，除非文中另有說明，相似的標號典型地指代相似的部件。在詳細描述中描述的示例性實施例、附圖以及權利要求書并不是為了限制。在不脫離本文列出主題的構思或范圍的情況下，也可以采用其他實施例，并且可以進行其他變化。應當容易理解，可以對本文大致描述以及在圖中示出的本公開內容的方案以多種不同配置來進行布置、替換、組合、分離以及設計，所有的這些均是本文清楚預期的。
[0025]本文公開的示例設備、系統(tǒng)和方法涉及控制器被配置為控制消防系統(tǒng)中壓力維持。單一控制器可被配置為控制消防泵以提供第一水平的水壓，且控制管道補壓泵的運行，管道補壓泵與所述消防泵并聯(lián)以提供第二水平的水壓。所述控制器還被配置從與消防系統(tǒng)連接的壓力感測器接收代表消防系統(tǒng)水壓的輸出。所述控制器還被配置以基于與低于第一值的輸出相關聯(lián)的所述壓力值來提供多個指令以啟動管道補壓泵，以及基于與低于第二值的輸出相關的壓力值來提供多個指令以啟動消防泵，第二值是小于第一值。
[0026]再參考附圖，圖2是示出示例的消防泵裝置100的框圖。消防泵裝置100包括消防泵102，其與水源104相連接。水源104以高壓提供至消防系統(tǒng)106的水流。消防泵102可被配置為以高流量提供至消防系統(tǒng)106的水流。消防泵102可經由幾種元件被供電，包括一個或多個的電動機，柴油引擎，或蒸汽輪機。在一些示例中，電動機可以被供電利用應急發(fā)電機。在另一示例，系統(tǒng)可以包括多個消防泵(圖中未示)。
[0027]在一些示例中，當水壓104無法提供足夠的壓力以滿足消防系統(tǒng)106的水壓設計要求時，需要消防泵102。舉例來說，這可能發(fā)生于高的建筑物，例如，超高層的建筑物，或在消防系統(tǒng)106須要相對高終端壓力以提供較大水量的系統(tǒng)中，例如，儲存?zhèn)}庫。
[0028]所述消防泵裝置100也可包括管道補壓泵108，管道補壓泵108被配置維持在消防系統(tǒng)106壓力，因此，消防泵102不需要不斷地運作。舉例來說，管道補壓泵108可將壓力維持在人工高水平，因此，通過消防泵控制器110可感測單一消防灑水器運行而造成的壓力降，以導致消防泵102啟動。在一些示例中，管道補壓泵108可小于消防泵102。舉例來說，管道補壓泵108可是適當?shù)某叽缫詾榱藦浹a預設的時間范圍(例如，十分鐘)內由于在消防系統(tǒng)106泄露的壓力損失。
[0029]消防泵控制器110可為電子消防泵控制器，柴油消防泵控制器，全壓啟動消防泵控制器，ΥΛ變換消防泵控制器，其他型式消防泵控制器。消防泵控制器110中的裝置可執(zhí)行多個功能，例如接收來自裝置(例如，壓力感測器，灑水器報警閥，或遠端消防警報裝置)信號，以及啟動馬達控制裝置以提供電力至馬達驅動消防泵102。此外，消防泵控制器110可監(jiān)控消防泵102的運作與效能?？蛇x地，消防泵控制器102也可監(jiān)控三相電力線以計算與三相電力線相關的信息。
[0030]在一示例中，消防泵控制器110可接收來自于消防泵壓力感測器112的壓力訊號。所述消防泵壓力感測器112可是任何類型的壓力感測器或是傳感器，或固態(tài)壓力感測器。舉例來說，消防泵壓力感測器112可是可根據(jù)施加的壓力產生信號的任一類型壓力感測器。
[0031]如圖2所示，消防泵控制器110可被配置控制消防泵102的運作，且也可被配置與管道補壓泵108相連接以控制管道補壓泵108運作。消防泵102與管道補壓泵108可與水源104及消防系統(tǒng)106并聯(lián)。
[0032]在先前技術中，管道補壓泵經由獨立壓力感測器或壓力切換與控制器而被控制(如圖1所示)。此處使用示例，單一壓力感測器112與消防泵控制器110被配置以控制壓力感測器112與消防泵控制器110 二者。
[0033]使用僅一個控制器與一個壓力感測器以控制控制壓力感測器112與消防泵控制器110 二者具有許多優(yōu)點。舉例來說，使用此單一壓力感測器112的優(yōu)點是由于同一壓力傳感器被用于控制控制管道補壓泵108與消防泵102兩者，因此在消防泵控制器110內的微處理器可以被由于判定壓力感測器112準確的效能。舉例來說，在啟動管道補壓泵108之后，微處理器可監(jiān)控壓力訊號的改變，如同在管道補壓泵108已經啟動之后所預期的。舉例來說，在某些一般操作程序之下，當管道補壓泵108被驅動朝向其標準操作速度，系統(tǒng)應該感受到平滑與漸進的壓力增加。這可判定壓力感測器112是正常地響應。然而，如出于一個理由或其他，在管道補壓泵108已經啟動之后，微處理器偵測系統(tǒng)沒感受到期待的壓力增加，然后，消防泵控制器110可通過顯示器、燈、遠端觸點、通過文字訊息、電子郵件或其它相似網路通知來提供一些型態(tài)的報警，期待系統(tǒng)壓力并沒有達到。通過控制管道補壓泵判定壓力感測器來確認壓力傳感器連同相對應的電子控制正常運行，且以這種方式提供提供此系統(tǒng)(至少感測與控制系統(tǒng))正常運行的判斷。
[0034]在一些例子中，消防泵102與管道補壓泵108不被配置為用于消防的冗余泵。然而，管道補壓泵108可被配置以在有損啟動期間節(jié)省消防泵102磨損，且可不具有泵送足夠的水以支持消防泵102的能力。
[0035]消防泵控制器110可被配置當消防系統(tǒng)106中壓力下降低于某預設的起始壓力時啟動消防泵102的運作。舉例來說，當一個或多個消防灑水器被曝露在高于其設計溫度的熱，且打開灑水時時，壓力在消防系統(tǒng)106中可能大量地下降?？蛇x地，消防軟管連接至豎管系統(tǒng)可由消防員開啟，這將造成消防系統(tǒng)106中壓力下降。在此例子中，消防泵102可具有介于3與3500馬力(HP)之間的額定值。
[0036]消防泵控制器110也可被配置以當在消防系統(tǒng)106中壓力下降低于某預設的起始壓力時啟動管道補壓泵108的運作，。管道補壓泵108可被視為維持消防系統(tǒng)106中壓力的壓力維持泵，因此，消防泵102不需要時常地運作。舉例來說，管道補壓泵108將壓力維持在人工高水平，因此，消防泵控制器110將感測到單一消防灑水器的運作導致的壓力下降，這導致消防泵102啟動。在一些例子中，管道補壓泵108可具有介于1/4與100馬力(HP)之間的額定值。因此，管道補壓泵108比消防泵102的能力低，且有能力補償壓力泄露。在某些范例中，管道補壓泵108可以不具有泵送足夠的水以供給消防系統(tǒng)106的能力。
[0037]在一個例子中，管道補壓泵108可為系統(tǒng)中常態(tài)泄露(例如，閥門包裝，接合處泄漏，消防給水栓泄漏，與經由止回閥64逆流)以及水源104的疏忽使用提供補充水壓力。當消防泵102啟動，信號可以被傳送至建筑物的報警系統(tǒng)以觸發(fā)消防警報。消防泵102的有害運作最終導致消防部門介入。有害運作也增加主要消防泵52磨損。因此，通常期望既減少和/或避免任何傷害或非計劃中的消防泵102運作。
[0038]消防泵控制器110可包括可用于調整啟動或停止設定點的基于微處理器的控制器。舉例來說，當水壓低于壓力設定點。消防泵控制器Iio可自動使消防泵102啟動或使管道補壓泵108啟動。管道補壓泵108可具有大約五到十磅每平方英寸(psi)的起始壓力設定點，大于消防泵控制器110的起始壓力點。在此狀況下，消防泵控制器110使管道補壓泵108循環(huán)以維持消防系統(tǒng)106處于高于上述消防泵102的起始設定的預設的壓力。因此，僅當火警發(fā)生或管道補壓泵60受到比系統(tǒng)壓力中正常損失大的壓力泄露時，運作消防泵 102。
[0039]消防泵控制器110可選擇地包括切換器以允許消防泵102和/或管道補壓泵108的自動運作的或手動運作。此外，消防泵控制器110可包括最小運作計時器以避免消防泵102和/或管道補壓泵108的短的循環(huán)。在一些例子中，消防泵控制器110還可包括危急手動運作機制以在危急條件下機械化關閉馬達接觸器的接觸。
[0040]消防泵裝置100也包括止回閥114與閘式閥116。止回閥114被使用在消防泵裝置100中允許水的流向僅在一方向，以在消防系統(tǒng)106建立壓力。止回閥114被安裝在每一消防泵102、管道補壓泵108與消防系統(tǒng)106的出口之間。為了維持或其它目的，閘式閥116被安裝在每一消防泵102與管道補壓泵108的出口與進口，且被用于從消防系統(tǒng)106與水源104隔離消防泵102與管道補壓泵108。
[0041]如圖2所示，當止回閥114被打開，壓力感測器112監(jiān)控消防系統(tǒng)106的輸入(A點)處消防系統(tǒng)106中輸入處的水壓，且因此，可以測量消防泵102與管道補壓泵108 二者的感測線中的水壓。由于在正常操作，止回閥被打開(其僅被關閉用以維持)，壓力在點A，B，與C大致相同。因此壓力感測線也可被連接在點B或點C，或通過閥可被配置以與點B及點C 二者連接。經由控制在感測線中的閥，一個可單獨地維持或測試消防泵系統(tǒng)，或管道補壓泵系統(tǒng)。一個也可在點B與點C安裝壓力感測線，并且在控制器中安裝兩個壓力感測器(一個用以每一感測線)。一個感測器控制管道補壓泵系統(tǒng)，一個感測器控制消防泵。二者感測器將被連接至一個控制器，該控制器被用于控制消防泵與管道補壓泵二者。
[0042]通訊鏈路許可消防泵控制器110與消防泵102之間，以及消防泵控制器110與管道補壓泵108之間的一個或多個的壓力、壓力設定點、或泵運作狀態(tài)、其他類型信息的交換。并且監(jiān)控或管理系統(tǒng)?；虍敔顟B(tài)改變或報警狀態(tài)被偵測到時，自動發(fā)送郵件或其它網路通知至計算機網路。
[0043]圖3是示出另示例的消防泵裝置200的框圖。消防泵裝置200包括消防泵202與管道補壓泵204，管道補壓泵204與水源206連接以將水供應至消防系統(tǒng)208。消防泵控制器210被連接與配置以控制消防泵202與管道補壓泵204的運作。壓力感測器212與消防系統(tǒng)208連接以量測或確定水壓。壓力感測器212可經由有線或無線通信連接至消防泵控制器210，以向消防泵控制器210提供水壓值。消防泵控制器210可輪流地啟動消防泵202和/或管道補壓泵204的運作。
[0044]圖3中所示的示例中，壓力感測器212可被安裝或設置在任一消防系統(tǒng)208的輸入處，或與任一閥相連接以測量在期望位置的水壓水平。舉例來說，壓力感測器212可與消防系統(tǒng)208連接在止回閥的輸出側，以及壓力感測器212可包含或與收發(fā)器連接以無線地傳輸壓力值至消防泵控制器210。壓力在此壓力感測器212的連接點可表示消防系統(tǒng)208中的壓力。當壓力感測器212感測到壓立降到足夠低，消防泵控制器210可被配置啟動馬達或引擎以驅動消防泵202以重置壓力至多個灑水器頭。
[0045]在另一示例中，止回閥可由于閥中的泄漏或由于系統(tǒng)中任何處的泄漏而損失水壓。泄漏不是火警的象征，且不期望如果壓力由于泄漏下降至消防泵202啟動壓力而啟動消防泵202。消防泵202有傷害的啟動以補償壓力泄漏可導致錯誤報警，磨損馬達啟動器，及磨損消防泵202與相關的馬達或引擎。因此，壓力泄露經由消防泵控制器210啟動管道補壓泵204而被補償。
[0046]在圖2與圖3所示的示例中，舉例說明單一消防泵控制器以控制消防泵與管道補壓泵二者運作(有別于壓力感測器與用于消防泵的泵控制器，以及分離的壓力感測器與用于管道補壓泵的控制器)。這樣，舉例來說，通過移除額外感測器、微處理器控制電路與附件可減少成本，。這樣的構造還允許消防泵控制器監(jiān)控管道補壓泵運作期間壓力感測器的壓力信號改變。
[0047]圖4是示出被配置控制泵以維持水系統(tǒng)中水壓的泵控制器300的框圖。舉例來說，水系統(tǒng)可為圖2中的消防系統(tǒng)106。在一些例子中，控制器300可包括一個或多個功能性的或物理元件，例如電子電路板302與壓力傳感器接口 310。一個或多個所描述的功能性的或物理元件可被區(qū)分至附加的功能性的或物理元件，或結合至較少功能性的或物理元件。此夕卜，控制器300可包括多個或較少功能性和/或物理元件。
[0048]在一些例子中，電子電路板302的系統(tǒng)可選擇地包括輸入輸出(I/O)擴展板304。舉例來說，帶狀電纜可連接電子電路板302至輸入輸出(I/O)擴展板304，且輸入輸出(I/O)擴展板304可被配置以向電子電路板302提供外加的處理能力。電子電路板302和/或輸入輸出(I/O)擴展板304可是微處理機,或電子電路板302和/或輸入輸出(I/O)擴展板304的功能可被微處理機所執(zhí)行?；谒璧募軜嫞魏涡问降奈⑻幚頇C都可被包含，包括但不限于微處理機、微控制器、數(shù)字信號處理器，或任何以上組合。電子電路板302和/或輸入輸出(I/O)擴展板304可包括一個或多個等級的高速存取，處理器核心，或多個暫存器。處理器核心可包括運算邏輯單元，浮點單元，數(shù)字信號處理器，或以上任一怎組合。在一不例中，微處理機包括TMS470基礎微處理機。在一些例子中，微處理機的功能可被提供通過多微處理機。
[0049]電子電路板302也可包括存儲器306，例如舉例來說，易失存儲器(如，隨機處理存儲器)，非易失存儲器(如，只讀存儲器，閃存等)或任何以上組合。存儲器306可包含多個儲存應用軟體，以及電子電路板302或電子電路板302的元件可被建構以存取存儲器306，且執(zhí)行一個或多個儲存其中的應用軟體。此外，電子電路板302可包或圖像顯示驅動器308，被使用驅動系統(tǒng)的顯示器312，或外部顯示器用于臺式機，筆記本，影象監(jiān)視器，電視，或相似監(jiān)控裝置。這種顯示器可在控制器300的位置本地提供或遠端提供。
[0050]電子電路板302可從表示壓力值的壓力傳感器接口 310接收多個電子信號，且將壓力值與設定點相比用以啟動或停止泵馬達。舉例來說，控制器300可是消防泵控制器，控制消防泵或管道補壓泵的馬達。在一示例中，電子電路板302可輸出泵運作信號以激發(fā)與泵馬達相連接的馬達接觸器。
[0051]壓力傳感器接口 310可被建構以接收來自于壓力傳感器的信號。舉例來說，壓力傳感器可是任何型式的壓力感測器，可根據(jù)施加的壓力產生信號，且提供輸出至電子電路板302，經由壓力傳感器接口 310。如此，壓力傳感器接口 310可被設置于水系統(tǒng)，以根據(jù)在泵的入口處的抽吸壓力，在泵的出口處的排出壓力，整體系統(tǒng)壓力，或其它水壓來產生信號。壓力傳感器可是可量測任何種類的壓力的任一種的壓力感測器，如絕對壓力，表壓力，壓差或封閉壓力。
[0052]在一例子中，壓力傳感器可是使用連接至彈簧管的線性可變差動變壓器(LVDT)的電子壓力感測器。在其它例子中，壓力傳感器可是固態(tài)壓力感測裝置，機電壓力感測器，或兩者的組合。舉例來說，固態(tài)壓力感測裝置可以包括半導體壓力傳感器，包括具有四個被植入在硅樹脂薄膜上的電阻電橋的集成電路。
[0053]在一些例子中，壓力傳感器可包括用于淡水系統(tǒng)，海水/泡沫系統(tǒng)，或其它系統(tǒng)的0-300psi，0-600psi，或O-1OOOpsi的范圍。也可使用所示范例壓力范圍之內或之外的其它示例壓力范圍。例如，壓力傳感器接口可提供大約1-5伏特的直流電流的模擬電壓，該電壓可被壓力傳感器接口 310或電子電路板302解釋為指示在0-600psi之間的相應的水壓。
[0054]在其它例子中，壓力傳感器可被包含在控制器300的附件中。在其它例子中，壓力傳感器可被安裝于控制器300的附件之外，且與控制器300電連接。
[0055]所述控制器300還可包括三相電力監(jiān)控接口 314，可提供多個輸出至電子電路板302或電子電路板302的元件。舉例來說，三相電力監(jiān)控接口 314可監(jiān)控三相電力線用以偵測相錯誤或相反轉。如一示例，電子電路板302可從三相電力監(jiān)控接口 314接收一個或多個信號及微處理器可確定是否存在具有所有三相，準確相旋轉，以及適當頻率的有效供應線。
[0056]電子電路板302可經由切換電源供應器316供電，被建構以接收24交流電壓(Vac)控制電壓與輸出適當?shù)碾妷褐狄韵蚩刂破?00的元件供電。舉例來說，變壓器可與每一三相引入線連接(如200-600Vac50/60hertz (Hz)線)，且將線電壓轉換至24Vac控制電壓。此外，切換電源供應器316可提供電壓如5伏，3.3伏，或12伏至控制器300的元件。其它電壓也是可能的。
[0057]在一些示例中，電子電路板302可控制器300的元件接收信息(如多個模擬和/或數(shù)字信號)或輸出信息至控制器300的元件。舉例來說，微處理器可經由用戶界面輸入裝置接收輸入或建構設置。在其它示例中，電子電路板302可與閃存進行通訊以儲存控制器300的運作條件，或使用一個或多個的串行通信驅動器320、控制器區(qū)域網路(CAN)總線驅動器322或其它通訊元件進行通信。舉例來說，串聯(lián)接口可與其它系統(tǒng)或在本地或遠端的計算機裝置發(fā)生通信。也可提供其它通信接口驅動器以利用Modbus以太網、有線或無線以太網、藍牙、無線網絡以及其它相似通訊協(xié)定結構進行通信。
[0058]例如，電子電路板304或電子電路板302的元件也可輸出信號至聲音報警器324或顯示器312以提供聲音或視覺的控制器300的運作的指示。
[0059]電子電路板302或電子電路板302的元件也可輸出信號至繼電驅動器326用于操作驅動器以驅動多個繼電器。舉例來說，微處理機可輸出泵運作信號以操作在三相引入線的泵馬達，例如，通過初始化三相引入線以提供電力至泵馬達。在一例子中，繼電驅動器326可被指示以操作多個繼電器直到從電子電路板302接收到指示壓力值被滿足且最小運作計時器已經終止的信號。例如，繼電器可包括任何型式的切換器或電動切換器。
[0060]在一些例子中，電子電路板302的微處理機可通過基于軟件的狀態(tài)機的方式完成控制順序。在狀態(tài)機設置中，此狀態(tài)機包括至少三狀態(tài):空檔，開始狀態(tài)，與運作狀態(tài)。舉例來說，在空檔狀態(tài)，泵馬達將不被供電，且因此泵不運作。然而，在可選擇的設置下，狀態(tài)機監(jiān)控多種分離且被測量的數(shù)據(jù)點，以確定是否存在條件以前進至后續(xù)狀態(tài)，如開始狀態(tài)。
[0061]在開始狀態(tài)期間，微處理機的控制邏輯將為計時器計時和/或配置選擇，該選擇可能延遲或禁止狀態(tài)轉換。開始狀態(tài)包含相關于泵的正常啟動的邏輯。一個主動泵的成功偵測可造成狀態(tài)轉換至運作狀態(tài)。泵或多個泵啟動失敗將同樣地被偵測且可導致某些報警指示。如上述示例，當在某預設的時間范圍未接收到輔助的接點的24Vac信號(如，在供電的一秒內)，可公告失敗啟動報警。
[0062]在運作狀態(tài)，泵可以被啟動。在運作狀態(tài)期間，狀態(tài)機可監(jiān)控多種分離且被測量的數(shù)據(jù)點，以確定是否存在條件以停止泵，且因此推進控制至空檔狀態(tài)。在運作狀態(tài)期間，微處理機基于邏輯也將計算用于任何計時器或旨在延遲或禁止泵的狀態(tài)轉換的配置選擇。
[0063]控制器300也可包括多個程序計數(shù)器。在系統(tǒng)配置，控制順序計時器可被提供?？刂祈樞蛴嫊r器可與泵控制狀態(tài)機互動，且可包括開啟延遲計時器或最小運作計時器之一。開啟延遲計時器可以用于抵抗由于壓力偏移(例如水錘)而導致的泵的有傷害的激活，。最小運作計時器可用于指定泵保持運作的最小時間長度。舉例來說，控制器300可被編程，因此，其可保持泵運作直到最小運作計時器期滿終止且在防火系統(tǒng)中停止壓力已經被保持并因此滿足。
[0064]圖5是示出消防泵運作的示例方法400的流程圖。示于圖5的方法400示出方法的實施例，其可以被用于經由圖2圖示的消防泵控制器110，圖3圖示的消防泵控制器210，圖4圖示的控制器110，或上述任一元件使用?？梢岳斫猓瑸榱吮疚墓_的該處理與方法或其他處理與方法，流程圖示出了實施方式的可能的一種操作的功能和運作。在這點上，每個框將可代表模組，環(huán)節(jié)，或程序碼的一部份，其包括通過處理機或計算機裝置可執(zhí)行的一個或多個的指令，用于完成處理中的特定的邏輯功能或步驟在。程序碼可被儲存在任形式的計算機可讀媒介，舉例來說，如可包括光盤或硬盤的儲存裝置。計算機可讀媒介包括非短暫的計算機可讀媒介，舉例來說，如計算機可讀媒體儲存數(shù)據(jù)用于短的時間周期如同暫存存儲器，處理機快速緩沖貯存區(qū)及隨機存取存儲器(RAM)。計算機可讀多媒體也可包括短暫媒體，例如，二次或長期儲存器，如同只讀存儲器，光學或磁碟盤，或只讀型光盤。計算機可讀媒體也可是任何其他揮發(fā)或非揮發(fā)儲存裝置。計算機可讀媒介可被視為計算機可讀媒介，舉例來說，或是有形儲存裝置。
[0065]此外，對于此處公開的方法400與其他處理或方法，每個框可代表電路被連接以執(zhí)行處理中特定邏輯功能。本領域技術人員將理解，可選的實施被包含在現(xiàn)在公開的實施范本的范圍，基于所包含的功能，可以不按照圖示或討論的順序執(zhí)行功能，這包括幾乎同時的或相反的順序。
[0066]初始地，如方框402所示，方法400包括從與消防系統(tǒng)連接的壓力感測器接收代表在消防系統(tǒng)中水壓的輸出。輸出可能被控制器接收，控制器控制消防泵的運作，以向消防系統(tǒng)提供第一水平的水壓，且控制器控制與消防泵并聯(lián)的管道補壓泵的運作，向消防系統(tǒng)提供第二水平的水壓。在一些例子中，可連續(xù)地或以預設的時間間隔接收來自壓力感測器的輸出。輸出可包括或可指示消防系統(tǒng)內水壓的大小(如自動灑水系統(tǒng)或豎管系統(tǒng))。在一例子中，輸出可只指示出大小，或可選地指示高于或低于臨界值的壓力?？苫谒邮盏膲毫π盘杹泶_定壓力值。舉例來說，輸出可是介于1-5伏的電壓，且基于線性或非線性關系電壓可對應至水壓值。在一些例子中，模擬-數(shù)字轉換器可被用于將壓力信號轉換至壓力值。
[0067]在方框404，方法400基于與低于第一值的輸出相關聯(lián)的壓力值來提供指令，以啟動管道補壓泵?？刂破鞅慌渲靡蕴峁┲噶钪凉艿姥a壓泵以導致管道補壓泵啟動。在一些例子中，可基于與低于第二值的輸出相關聯(lián)的輸出來提供指令，以啟動管道補壓泵，其中第二值低于第一值。
[0068]管道補壓泵可被配置為基于指令運作，從而當消防系統(tǒng)不是活水或是靜態(tài)條件期間，將消防系統(tǒng)中的水壓維持在預設的限制內，。由于允許泄漏與壓力正常下降，管道補壓泵被的尺寸被設計為填滿防火系統(tǒng)水壓。
[0069]控制器可被配置以從壓力感測器接收電子信號形態(tài)的輸出，然后確定電子信號的幅度與相關的給定的壓力值的大小。舉例來說，控制器然后可將幅度或壓力值與儲存的臨界值比對以啟動管道補壓泵。
[0070]被提供至管道補壓泵的指令還可包括指示在管道補壓泵可被停止之前最小運作時間必須終止的信息，或可包括緊隨著管道補壓泵的最小運作時間的停止/結束信號以避免管道補壓泵不需要的循環(huán)。
[0071]在方框406中，方法400基于與低于第二值的輸出相關聯(lián)的聞立志提供指令，以啟動消防泵。舉例來說，第二值可小于第一值，被用于觸發(fā)被提供至管道補壓泵用以啟動管道補壓泵的指令。在一些例子中，當水壓超出值的范圍時消防泵可被啟動，這將導致管道補壓泵啟動。因此，控制器可接收壓力信號，并確定(如果必要的話)消防泵與管道補壓泵哪個啟動。
[0072]被提供至消防泵的指令可還包括指示在管道補壓泵被停止之前最小運作時間必須終止的信息，或可包括緊隨著最小運作時間的停止/結束信號以避免消防泵不需要的循環(huán)。
[0073]在示例中，管道補壓泵的起始壓力可被設置在高于消防泵的水平。因此，當壓力慢慢地滲漏，壓力將最終達到控制器啟動管道補壓泵的水平，且恢復系統(tǒng)壓力至高水平。管道補壓泵可被允許停止或運作持續(xù)最小時間然后停止。這處理維持自動灑水器系統(tǒng)壓力高于造成主要消防泵從被啟動的水平。
[0074]消防泵是有能力維持水壓的大型泵，同時水流至已經被操作的自動灑水器頭。其是大型容量泵。然而，管道補壓泵是小的壓力維持泵，其具有維持水壓低于靜態(tài)條件(如，消防系統(tǒng)不在使用中或處于關閉系統(tǒng))的能力，水流是由泄露造成壓力慢慢地滲漏。水可透過在封閉系統(tǒng)止回閥向泵的吸取側返回。這可導致水壓滲漏。當自動灑水器頭已經不再運作時，管道補壓泵與消防泵二者之一有能力開啟與重建消防系統(tǒng)中壓力；然而，使用方法400，管道補壓泵是為了此目的而運作。
[0075]在方框406，至消防泵的低壓信號被解釋為表示自動灑水器頭已經開啟且需要滅火水流與壓力。啟動消防泵可需要相當大的電的(或引擎)電力，可能造成磨損高價裝置，且可能造成設備內火報警信號被啟動(導致疏散)，并被傳送至消防部門(導致危急響應)。因此，當由于自動灑水器頭運作或消防軟管運作導致壓力下降，需要啟動消防泵。當自動灑水器頭沒有運作，但由于泄漏導致水壓下降，不需要啟動消防泵。
[0076]在示例中，管道補壓泵可被配置為當水壓降至第一設定點時啟動，第一設定點高于消防泵啟動的設定點。管道補壓泵被設計增加水壓直到水壓到達關閉設定點(以及由于時間延遲而可能運作較長)。關閉設定點可被用于防止管道補壓泵持續(xù)運作。一旦水壓是在足夠高的"緩沖區(qū)"水平，管道補壓泵可關掉，且可預期在關閉消防系統(tǒng)中管道補壓泵再次被需要以維持水壓之前可經歷的小時數(shù)或天數(shù)。
[0077]如自動灑水器頭運作，水壓將下降，且目前考慮使用消防系統(tǒng)。水壓將下降直到觸發(fā)啟動管道補壓泵的水平，然而，管道補壓泵不具有能力以緊跟打開自動灑水器頭所須的流，且因此，水壓將持續(xù)下降至啟動消防泵的水平。消防泵將維持壓力，即使高流量被需要以操作灑水器系統(tǒng)。
[0078]關閉壓力可不被用于消防泵。消防系統(tǒng)可被配置須要手動消防泵關閉，
[0079]如通過消防機構，在認為自動灑水器不在長期被需要之后。
[0080]在一些例子中，消防系統(tǒng)的運作的順序可如下:
[0081]1.由于火被偵測到而打開灑水器_
2.水壓下降_
3.管道補壓泵被啟動_
4.壓力持續(xù)下降，因為管道補壓泵無法供應足夠水流以維持消防系統(tǒng)中水_Bi_
5.消防泵啟動并以期望的壓力供應大量的水(可能高足夠以達到停止用于_管道補壓泵的壓力)_
6.壓力上升，水流出，且火被媳滅
7.火被熄滅且消防泵是手動地關閉，或在些壓力即最小運作時間限制之后 自動關閉_
[0082]在表I所示的例子中，一旦水壓在消防系統(tǒng)是在低壓下(較低于所須以啟動管道補壓泵)消防泵被啟動，且當消防泵被配置自動停止運作，消防泵停止壓力可被設定在高壓(高于管道補壓泵停止壓力)。
[0083]在方法400的其它例子中，控制器可比較從壓力感測器至預設壓力臨界值用以選擇地啟動或停止消防泵與管道補壓泵二者的輸出?？刂破鬟€可確定時間延遲、設定點、或其它消防泵與管道補壓泵二者的運作參數(shù)。
[0084]當壓力感測器的輸出低于第一值或低于第二值控制器可被配置以提供指令以啟動消防泵與管道補壓泵之一，如上描述。在其它例子中，控制器可被配置確定介于壓力與臨界值的差值，且當差值是至少預設的量時可提供指令。舉例來說，當壓力差值不大于(小于或等于)某個量，之后泵可不需要被啟動。然而，如差值較大時，之后在系統(tǒng)中壓力可能足夠低而需要泵的其中之一被啟動。
[0085]在一些例子中，在啟動管道補壓泵或消防泵之前，當壓力低于臨界值水平且等待預設的時間，消防泵控制器可啟動延誤計時器，以閉免在微小壓力改變的情況或波動(例如，在終結延遲計時器之前能夠確定壓力在臨界值水平之上，泵可不被啟動)的情況下啟
動泵，。
[0086]此外，如管道補壓泵或消防泵之一被啟動，消防泵控制器可監(jiān)控壓力以確定是否壓力已經由泵被增加而高于臨界值水平，指示泵可能是被停止。
[0087]因此，使用方法400，控制器可接收壓力感測器的輸出，計算是否消防系統(tǒng)中壓力是太低，且假如這樣的話，計算消防系統(tǒng)中的管道補壓泵或消防泵需要被啟動。
[0088]方法400還包括基于控制器提供指令以啟動消防泵，控制器還提供消防泵被啟動的報警。舉例來說，報警可包括通知消防部門。
[0089]方法400也可還包括儲存來自于壓力感測器的輸出的消防泵控制器的存儲器。在一示例中，如一個或多個輸出以預設的間隔被接收，零壓力值可被假設并被用作方法400的其余部分的占位符。
[0090]在一些實施例中，公開的方法可被實施為非短暫的計算機可讀媒介中或在其它非短暫的多媒體或制造的產品中以機器可讀格式編碼的計算機程序指令。圖6是示出根據(jù)在此描述的至少一些實施例布置的示例計算機程序產品500的概念局部視圖的示意圖，其包括用于在計算設備上執(zhí)行計算機處理的計算機程序。
[0091]在一實施例中，示例計算機程序產品500通過使用信號承載介質501被提供。當經由一個或多個處理器執(zhí)行可提供功能或上述關于圖2至圖5的功能部份，信號承載介質501可包括一個或多個程序指令502。在一些例子中，信號承載介質501可包含計算機可讀介質503，例如，但不限制在硬盤驅動器，光盤(⑶)，數(shù)字視頻光盤(DVD)，數(shù)字磁帶，存儲器等。在一些實施中，信號承載介質501可包含計算機記錄介質504,例如,但不限制在存儲器，讀/寫(R/W)光盤(⑶s)，讀/寫(R/W)數(shù)字視頻光盤(DVDs)等。在一些實施中，信號承載介質501可包含通信介質505，例如，但不限制在數(shù)字和/或模擬通信介質(如光纖，導波器，有線通信鏈接，無線通信鏈接等)。因此，舉例來說，信號承載介質501可經由通信介質505的無線型式傳遞(如無線通信介質與IEEE802.11標準或其它傳輸協(xié)定)。
[0092]舉例來說，一個或多個程序指令502可能是可執(zhí)行和/或邏輯執(zhí)行的指令。在一些例子中，計算機裝置(如圖4的元件)可被配置以提供多種的運作、功能或動作以響應經由一個或多個計算機可讀介質503、計算機記錄介質504個/或通信介質505傳送至消防泵的程序指令502。
[0093]應了解的是，在此描述的布置僅用于示例的目的。因而，本領域技術人員應理解的是可以替代使用其他布置和其他要素(例如，機器、界面、功能、次序和功能的分組等)，且根據(jù)期望的結果可以省略一些要素。另外，描述的許多元件是功能實體，其可以以任何合適的組合和位置作為分立或分布部件或與其他部件結合實施。
[0094]盡管在此已公開了多種方案和實施例，但其他方案和實施例對于本領域技術人員而言也將是明顯的。在此公開的多種方案和實施例是示意性目的，而不旨在進行限制，實際的范圍應當由以下的權利要求以及賦予該權利要求的范圍的等同的全部范圍來確定。還應了解的是，在此使用的術語僅是描述特定實施例的目的，而不旨在進行限制。
【權利要求】
1.一種消防泵控制系統(tǒng)，其特征在于，包括: 控制器，被配置為控制消防泵的運行以提供消防系統(tǒng)中的第一水平的水壓，且控制與所述消防泵并聯(lián)的管道補壓泵的運行以提供所述消防系統(tǒng)中的第二水平的水壓， 其中，所述控制器還被配置以: 從與所述消防系統(tǒng)連接的壓力感測器接收代表所述消防系統(tǒng)所述水壓的輸出； 基于與低于第一值的所述輸出相關的所述壓力值提供指令以啟動所述管道補壓泵；以及 基于與低于第二值的所述輸出相關的所述壓力值提供指令以啟動所述消防泵，其中，所述第二值小于所述第一值， 其中，所述控制器被配置為控制所述管道補壓泵的運行以維持所述消防系統(tǒng)中的所述水壓在所述消防系統(tǒng)的穩(wěn)定操作期間超過所述消防泵的開始壓力。
2.根據(jù)權利要求1所述的消防泵控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器包括所述壓力感測器。
3.根據(jù)權利要求1所述的消防泵控制系統(tǒng)，其特征在于，基于提供所述指令以啟動所述消防泵的所述控制器，所述控制器還被配置以提供所述消防泵被啟動的報警。
4.根據(jù)權利要求1所述的消防泵控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器被配置為控制所述消防泵的運行以抽取水以供應所述消防系統(tǒng)，以及 其中，所述控制器被配置為控制所述管道補壓泵以補償所述消防系統(tǒng)的壓力泄露。
5.根據(jù)權利要求1所述的消防泵控制系統(tǒng)，其特征在于，從所述壓力感測器的所述輸出包括電子信號，以及其中，所述控制器還被配置為: 確定來自所述壓力感測器的所述電子信號的幅度；以及 將所述幅度與給定的壓力值關聯(lián)。
6.根據(jù)權利要求1所述的消防泵控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器是所述消防系統(tǒng)內部的單一控制器，且被配置為控制所述消防泵與所述管道補壓泵兩者的運行。
7.根據(jù)權利要求1所述的消防泵控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器被配置為基于所述壓力感測器的所述輸出來控制所述消防泵與所述管道補壓泵兩者的運行。
8.根據(jù)權利要求1所述的消防泵控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述控制器包括具有微處理器的電子電路板；以及 所述控制器包括所述壓力感測器，所述壓力感測器是固態(tài)壓力感測裝置。
9.根據(jù)權利要求1所述的消防泵控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器被配置為將來自所述壓力感測器的所述輸出與預設壓力臨界值進行比較以選擇性地啟動或停止所述消防泵與所述管道補壓泵兩者。
10.根據(jù)權利要求1所述的消防泵控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器還被配置為基于與低于所述第一值且高于所述第二值的所述輸出相關的、所述壓力值提供指令以啟動所述管道補壓泵。
11.根據(jù)權利要求1所述的消防泵控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器還被配置為在所述管道補壓泵被啟動之后監(jiān)控所述壓力感測器的壓力信號改變。
12.根據(jù)權利要求1所述的消防泵控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器還被配置為當所述壓力信號改變包括不期望的壓力信號改變時提供報警信號。
【文檔編號】F04B49/06GK203770111SQ201420103849
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年3月7日 優(yōu)先權日:2013年3月13日
【發(fā)明者】丹尼爾·G·謝弗 申請人:阿斯科動力科技公司