基于CAN总线技术的码头消防控制系统研究的介绍

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　　摘要：本文介绍了基于炮CAN总线技术的码头消防控制系统的研究意义、研究内容、研究的技术关键及创新点，并对该项技术的实际应用进行了探讨。
　　关键词消防控制 CAN总线 控制系统
　　中图分类号：TU998.1文献标识码： A 文章编号：
　　1、研究意义
　　随着我国消防灭火系统中各项设计规范的实施，消防灭火系统中的各种消防设备，包括消防泵组、泡沫混合装置、干粉系统、高倍数泡沫装置、电动消防炮以及喷淋装置等得到了广泛应用，特别是在原油码头、油罐区、石化企业、机库、石油储备基地、LNG接收站、海洋石油平台、展览馆等场所。
　　目前国内在远控消防炮灭火控制系统方面基本采用多线PLC方式，不仅耗费了大量电缆资源、人力，占用了现场大量宝贵的空间，而且系统投入运行后不利于系统的维护保养；采用CAN总线方式则完全没有上述各方面的担忧。
　　现场总线技术自进入我国以后，带动了我国自动化仪表行业的技术进步，我国的数字化、智能化、网络化的仪表技术已日趋成熟，但这些技术尚未完全应用于消防设备的自动化控制领域，该领域此前一般采用传统的继电器控制方式以及PLC控制方式。
　　CAN总线是当前最有影响力的现场总线之一，在自动化领域得到了广泛的应用，它的出现为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技术支持。目前，CAN总线已经形成国际标准，并已被公认为几种最有前途的现场总线之一。
　　我所在远控消防炮灭火控制领域的研究和生产居于国内领先水平，如果在CAN总线式远控消防炮灭火控制系统方面取得应用创新突破，将为我国原有消防灭火控制系统的技术更新和消防设施自动化智能化研究奠定良好的技术基础，并推动行业的技术进步，社会经济效益将十分显著。
　　2、研究内容
　　2.1、CAN总线技术的研究，包括对远控消防炮系统整体布置、系统节点布置、系统通讯速率的设置、系统拓扑结构的布置等，以及相应的硬件电路和软件程序设计。
　　2．2、控制室主控系统的研制，包括控制面板的按钮指示灯的设置、灭火控制逻辑的设置，以及相应的硬件电路设计和软件程序设计。
　　2.3、终端消防控制器的研制，包括消防炮驱动设计、电动阀门驱动设计、CAN总线通信设计，以及相应的硬件电路设计和软件程序设计。
　　2.4、人机界面及组态软件的设计。近年来，码头消防设备的自动化水平程度要求不断提高。当前，码头消防设备，包括消防泵组系统、干粉系统、气体系统、泡沫系统、消防炮系统、火灾报警系统等，位置比较分散，基本上都是远距离单体控制，各个控制系统之间联系不多，缺乏整体的消防监控管理，这不利于码头消防安全的全面管理。人机界面和组态软件系统可以将所有的码头消防设备进行集成，并在统一平台上实行统一管理，并辅以图形化界面和各类数据报表。它不仅可以完成单个消防设备的监控，而且可以进行所有消防设备的联动控制，此外还可以通过网络系统与别的中控室系统进行通讯，形成功能更强大的系统。
　　2.5、光纤通信技术的研究。一般情况下总线通信介质采用屏蔽双绞线，但是当通信距离比较远，而又要求抗干扰能力强、通信延时短时，可以通过光纤介质进行通信。主要包括CAN总线光纤调制解调器的设置、光纤集线器的设置等。
　　2.6、无线遥控技术的研究。在码头消防中通常需要手持发射控制器在150米范围内对远控消防炮进行远距离遥控。包括无线遥控接收器驱动电路的设计、与主控系统的接口设计、无线遥控程序的设计等。
　　2.7、系统联动控制技术的研究。在码头消防、罐区消防中，远控消防炮系统一般要与火灾报警系统、泵房消防泵组、泡沫灭火系统、干粉灭火系统以及相关管路电动阀门之间进行联动控制。良好的联动控制技术将使系统运行更加平稳，更加及时的进行灭火。
　　2.8、远传通信技术的研究。远控消防炮灭火控制系统不仅需要完成自身的控制功能，还需要将系统中各被控设备的状态，如消防炮状态、阀门状态、泵组状态、联动状态等传送给上位控制系统；同时接收上位控制系统发送的通信指令。
　　2.9、系统抗干扰技术的研究。远控消防炮系统处在码头、工业罐区等复杂环境中，受到电磁、辐射、噪音等各种干扰，而这些干扰将影响到系统的稳定运行，所以必须进行抗干扰技术的设计。
　　2.10、系统总体布线技术的设计。由于远控消防炮灭火控制系统是一个典型的分布式系统，所以一定要进行周密的系统布置规划，包括系统节点的组成设置、系统布线的拓扑结构设计（总线式还是总线集中式）、通信介质的选择（光纤通信还是双绞线通信）、动力电缆的布线规划等。
　　3、技术关键
　　3.1、主控系统操作台人机操作界面友好、直观、易操作。
　　3.2、人机界面及组态软件应该良好的实现对远控消防炮系统的自动化监控，集成化程度要高。
　　3.3、系统软硬件兼容性好，且性能稳定。
　　3.4、主控系统操作台或无线遥控器操作启动系统中各消防设备的响应时间小于1秒。
　　3.5、消防设备包括消防炮、干粉系统、泡沫系统、消防泵组等的被控启动运行可靠平稳。
　　3．6、系统联动功能正常，能够依次完成消防灭火系统中各消防设备的启动。
　　3.7、光纤通信功能良好。
　　3.8、系统抗干扰能力强，能够在恶劣的环境中连续工作。
　　3.9、满足不同防爆场所的防爆要求。
　　4、创新点
　　远控消防炮灭火控制系统是一个典型的分布式系统，采用总线方式完成远控消防炮灭火控制系统相对多线PLC控制方式，首先布线更简洁明了，方便了工程设计，可以加快设备的安装调试，加快项目的交付使用；其次CAN总线方式控制距离远，可以控制长达10KM以内的电动消防炮；第三，可以极大减少电缆的使用量，减少系统的现场占用空间，节省工程设计和施工费用，降低项目的投资费用，符合当前我国经济发展低能耗环保的方向。
　　基于CAN总线技术的远控消防炮灭火控制系统融合了微处理器技术、现场总线技术、光纤通信技术、人机界面技术、组态软件技术、传感技术、机电技术、无线遥控技术、高抗干扰技术等关键技术，采用CAN总线方式将消防炮灭火系统中现场分布相对分散的各消防设备，包括消防泵组、泡沫比例混合装置、干粉灭火系统、消防炮以及管路阀门等，连成一个完整、多区域的总线网络，集合在一套系统中完成相关的控制操作，并且可以采用光纤进行通信，可以满足对消防灭火系统快速、远距离的控制通信要求，实时性强，智能化水平高。
　　5、结论
　　整套控制系统将具备较高的集成化、智能化水平，较强的实时响应能力，较高的可靠性，并且可扩展性强，可以方便的增加或减少系统中消防设备的控制数量，兼容性强，对消防灭火系统进行了充分的资源整合，具有经济、合理、高效等突出特点，符合当前我国经济发展提高科技含量的方向。

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