变电站消防水管泄漏预警系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种变电站消防水管泄漏预警系统，包括依次连接的现场数据传感器、数据采集和分析模块、人机交互模块；所述数据采集和分析模块设有报警装置。所述现场数据传感器包括温度传感器、压力传感器和水流量传感器；所述数据采集和分析模块包括通过光纤联接的现场PLC和上层PLC。本实用新型专利技术作为一个独立、高效的预警系统在消防水管泄漏的预警、报警信号的提供方面更为全面和准确，且在数据传输通道上采用光纤进行数据传输，可有效解决距离长、电磁环境干扰大的问题，实用性较强、具有较高的推广价值。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于自控报警
，尤其涉及一种变电站消防水管泄漏预警系统。
技术介绍
现有技术中，有关消防水管泄漏的报警、预警系统主要以大型管网系统的调配、运行、监控等需求为基础；由于其监测方式比较单一，要么是压力监控，要么是基于远传水表的流量监控，且均只能在事后进行报警；故，这些报警、预警系统在水管泄漏的报警和预警方面还不能做到及时和准确。同时，关于消防水管泄漏的报警、预警工程还没有一个比较完整的理论结构和系统的实施方法。比较常见的做法，通常是基于大型管网中的现有的捡漏技术手段再加上一些计算机的算法进行模拟计算得出报警信息。目前有不少无人值守的变电站，站内所有的设备均由上级有人站远程监控运行。这类变电站由于无人值守，当消防喷淋系统管网出现泄漏时，很难被及时发现。往往是在泄漏发生数日之后，由巡视人员巡检到该站并通过自来水公司的水表读数才有可能发现管网泄漏，容易造成水资源的极大浪费，同时也会给变电站带来极大的经济负担。在此背景下，如何能及时发现水管泄漏，或者，在水管泄漏发生之前及时发出预警信号，是我们亟需解决的主要技术问题。
技术实现思路
本技术的目的在于针对上述现有技术中的不足，提供一种具备实时数据监控和报警两大功能的变电站消防水管泄漏预警系统。为解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案：一种变电站消防水管泄漏预警系统，包括依次连接的现场数据传感器、数据采集和分析模块、人机交互模块；所述数据采集和分析模块设有报警装置。进一步地，所述现场数据传感器包括温度传感器、压力传感器和水流量传感器；所述数据采集和分析模块包括通过光纤联接的现场PLC和上层PLC。进一步地，所述数据采集和分析模块还包括通过电源线分别与现场PLC和上层PLC联接的现场主电源监控继电器和上层主电源监控继电器。进一步地，所述水流量传感器为超声波水表。进一步地，所述报警装置为声光报警器。本技术的有益效果在于：1、本技术设有温度传感器、水流量传感器和压力传感器进而可以提供温度、水流量和压力三种监测参数，对消防水管的泄漏具有预警、小流量报警和大流量报警等功能；而目前相关的预警、报警系统主要依靠远传水表提供一个单一的水流量信号，将温度传感器、压力传感器引入消防水管报警、预警的机制目前还没有，故本技术在消防水管泄漏的预警、报警信号的提供方面更为全面、及时和准确。2、本技术在数据传输通道上采用光纤进行数据传输，可有效解决距离长、电磁环境干扰大的问题。总而言之，本技术克服了现有技术的不足，形成了一个独立、高效的具备实时数据监控和报警两大功能的变电站消防水管泄漏预警系统。附图说明图1为本技术结构示意图。图中：1-温度传感器，2-压力传感器，3-水流量传感器，4-现场PLC，5-一号光纤交换机，6-现场控制箱，7-二号光纤交换机，8-监控室控制箱，9-上层PLC，10-人机交互模块，11-报警蜂鸣器，12-一号报警灯，13-二号报警灯，14-三号报警灯，15-复位按钮。具体实施方式下面结合附图详细说明本技术的优选实施例。请参阅图1，本技术公开了一种变电站消防水管泄漏预警系统，包括依次连接的现场数据传感器、数据采集和分析模块、人机交互模块；所述数据采集和分析模块设有报警装置。所述现场数据传感器包括安装在消防主管上的温度传感器1、压力传感器2和水流量传感器3。所述温度传感器1用于监测水管内的实际水温，采集水温信号的主要作用是当水管内的水温低于一个限值且温度呈现一直下降趋势时，水管内的水就有结冰的可能性，水管内的水如果开始结冰就极易导致水管爆裂。通过对温度趋势和实测温度的分析就能在结冰风险出现之前发出预警信号，进而，提示维护人员有针对性的采取预防措施。所述压力传感器2用于监测水管内的水压，正常状态下，水压会稳定在一个较小的范围内，如果出现短时间大量泄漏情况的话，水管内的水压会有明显波动，波动超过一定范围，压力传感器2将发出报警信号。所述水流量传感器3用于监测水管内的水流量，优选超声波水表。当水管某处发生少量泄漏时，超声波水表就能扑捉到水流量信号；此功能主要用于泄漏开始时或者持续少量泄漏情况下的报警数据的采集。所述数据采集和分析模块包括设有数据采集程序的现场PLC 4和设有数据分析程序的上层PLC 9，主要用于采集、记录传感器发送过来的实时数据，同时将实时数据与设定限值进行比对，如果超出界限即选择报警。本预警系统的现场PLC 4和上层PLC 9均优选西门子S-1200系列PLC。所述温度传感器1、压力传感器2将其各自所获数据转换成0-10V标准信号传递给现场PLC 4，由现场PLC 4将接收到的温度数据、压力数据通过现场的一号光纤交换机5、光纤及监控室内的二号光纤交换机7传递给监控室内的上层PLC 9和人机交互模块10；人机交互模块10主要是用于日常运行和管理。超声波水表监测流量每增加0.1吨，向现场PLC 4发送一个脉冲信号，由现场PLC 4将脉冲信号转换成水流量数据，进而通过现场的一号光纤交换机5、光纤及监控室内的二号光纤交换机9传递给监控室内的上层PLC 9和人机交互模块10。由于超声波水表的监测精度为0.2吨/小时，因此，水流量需大于0.2吨/小时才能被超声波水表捕捉到。所述数据采集和分析模块还包括通过电源线分别与现场PLC和上层PLC联接的现场主电源监控继电器和上层主电源监控继电器。所述现场主电源监控继电器和上层主电源监控继电器分别位于现场控制箱6和监控室控制箱8这两个电箱内；任意一个电箱掉电均会触发继电器报警，同时向上层监控平台发出一个开关信号。所述上层PLC 9与报警装置联接，所述报警装置为声光报警器。当水温、压力、流量数据超过设定的上下限时，或者在本预警系统断电情况下，本预警系统提供声光报警信号，同时提供2个报警开关信号给上层监控平台。通过本预警系统提供的报警开关信号能使无人站发生的警报第一时间传递到上层变电站，可及时发现故障、减少故障带来的危害和损失。监控室内的上层PLC 9接收到现场PLC 4上传的温度、压力、流量数据之后，将其与设定值进行比较。如果实时数据不在设定的数值范围内，将触发声光报警信号，同时提供一个开关信号给更上层的监控平台。比如，流量设定报警范围是1吨/天，当流量信号大于1吨时(即超声波水表发出11个脉冲信号时)，将触发报警信号，监控室内的报警蜂鸣器启动，流量报警信号灯点亮，给上层监控平台的报警开关信号接通。本技术可不间断的监测现场消防水管内的水流量、温度、压力参数以及预警系统本身的通电状态，任意数据异常均可在第一时间发出报警信号，其及时性和准确性是常规的人工巡检所不具备的。因此，在变电站尤其是无人站内均可布置，以提高生产设备的安全性。本技术的试验点选择了上海市虹桥枢纽附近某变电站，试验期间的相关数据如下：1)当流量达到3.5L/min时，本预警系统即可捕捉到泄漏信息发出报警信号；3.5L/min的流量相当于一个自来水龙头的流量。2)当水管内的水温和压力超出设定界限时，即可报警。试验数据表明本技术的技术效果已经达到了预期，对上海市变电站(也可推广到其他类型建筑物)的消防喷淋水管网在预警、小流量报警和大流量报警上均达到了预期效果。本技术对使用者来说，还将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变电站消防水管泄漏预警系统，其特征在于：包括依次连接的现场数据传感器、数据采集和分析模块、人机交互模块；所述数据采集和分析模块设有报警装置；所述现场数据传感器包括温度传感器、压力传感器和水流量传感器；所述数据采集和分析模块包括通过光纤联接的现场PLC和上层PLC；所述数据采集和分析模块还包括通过电源线分别与现场PLC和上层PLC联接的现场主电源监控继电器和上层主电源监控继电器；所述水流量传感器为超声波水表；所述报警装置为声光报警器。

【技术特征摘要】
1.一种变电站消防水管泄漏预警系统，其特征在于：包括依次连接的现场数据传感器、数据采集和分析模块、人机交互模块；所述数据采集和分析模块设有报警装置；所述现场数据传感器包括温度传感器、压力传感器和水流量传感器；所述数据采集和...

【专利技术属性】
技术研发人员：李传毅，倪祺，潘继军，王亮，励君，
申请(专利权)人：上海电力消防工程有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31