消防車集成控制系統(tǒng)技術(shù)方案

本實(shí)用新型專利技術(shù)涉及一種消防車集成控制系統(tǒng)，屬于消防設(shè)備領(lǐng)域。其結(jié)構(gòu)包括檢測(cè)和控制電路及設(shè)置于控制系統(tǒng)前級(jí)的電源保護(hù)電路，檢測(cè)和控制電路包括主機(jī)控制器、CANBus通訊電路、LCD顯示電路、泡沫比例控制閥和電磁閥控制電路、信號(hào)采集電路以及鍵盤電路；CANBus通訊電路包括CAN控制器和CAN收發(fā)器；LCD顯示電路包括ARM模塊和液晶顯示模塊；泡沫比例控制閥和電磁閥控制電路包括智能開(kāi)關(guān)模塊及泡沫比例控制閥；信號(hào)采集電路包括信號(hào)采集處理控制器和外接傳感器。具有集成度高、功能完善、調(diào)節(jié)時(shí)間短等特點(diǎn)，可以對(duì)水泵所需的出水壓力值、泡沫比例閥門開(kāi)度進(jìn)行調(diào)節(jié)。安裝容易、操作簡(jiǎn)便、顯示直觀、安全可靠。（*該技術(shù)在2021年保護(hù)過(guò)期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及消防設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種消防車集成控制系統(tǒng)，用于對(duì)消防泵出水壓力、泡沫比例混合、電磁閥等控制及對(duì)實(shí)時(shí)工況狀態(tài)的監(jiān)控。
技術(shù)介紹
消防泵出水壓力控制和泡沫混合比例控制是消防滅火戰(zhàn)斗的關(guān)鍵所在。由于滅火現(xiàn)場(chǎng)情況的復(fù)雜性，混亂性，在消防戰(zhàn)斗中對(duì)消防泵的出水壓力和對(duì)泡沫混合比例的精準(zhǔn)控制尤為重要，消防泵出水壓力和泡沫混合比例過(guò)大或者過(guò)小都會(huì)導(dǎo)致滅火效率的降低。 如果在戰(zhàn)斗過(guò)程中消防泵出水壓力過(guò)大可能導(dǎo)致管路損毀甚至造成人員傷亡；壓力過(guò)小則難以達(dá)到戰(zhàn)斗所需的射程要求，無(wú)法撲滅火源。泡沫比例混合控制系統(tǒng)是泡沫滅火的關(guān)鍵， 泡沫比例混合的好壞直接關(guān)系到泡沫滅火的效率乃至成敗。以上的情況不僅會(huì)浪費(fèi)消防罐內(nèi)有限的水源和泡沫，而且會(huì)延誤滅火的最好時(shí)機(jī)。因此我們需要一套能夠精確地，方便地調(diào)整水泵出水壓力和泡沫混合比例的控制系統(tǒng)來(lái)保證消防戰(zhàn)斗的順利進(jìn)行。現(xiàn)在大部分消防車采用對(duì)消防泵出水壓力和泡沫混合比例分別進(jìn)行控制的方式， 對(duì)消防泵出水壓力的控制裝置多采用手動(dòng)PTO控制，而對(duì)泡沫混合比例的控制多采用手動(dòng)機(jī)械控制方式，此類裝置的缺點(diǎn)是1、在消防戰(zhàn)斗中消防泵出水壓力應(yīng)穩(wěn)定在某個(gè)特定的范圍內(nèi)，這樣既能有效地進(jìn)行滅火，同時(shí)也能保證消防人員的人身安全。但是由于某種原因會(huì)造成消防泵出水壓力的突變，而由于手動(dòng)PTO控制需要人工來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)和監(jiān)測(cè)，很難做到對(duì)出水壓力突變的快速響應(yīng)，因而無(wú)法快速消除出水壓力突變對(duì)滅火戰(zhàn)斗的影響，輕則降低滅火效率，嚴(yán)重時(shí)則會(huì)造成人員傷亡。2、泡沫混合比例控制器多采用機(jī)械控制，只能在3%和6%間進(jìn)行切換，不能進(jìn)行更為精準(zhǔn)的調(diào)節(jié)。而對(duì)于不同的泡沫類型，滅火時(shí)所要求的最佳混合比例值是不同的，機(jī)械式泡沫混合比例控制無(wú)法使每一種類型的泡沫都達(dá)到最佳比例的效果，不具備通用性。3、現(xiàn)有的消防泵出水壓力調(diào)整系統(tǒng)和泡沫比例混合控制系統(tǒng)的狀態(tài)和參數(shù)顯示極為簡(jiǎn)單，無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和準(zhǔn)確查看系統(tǒng)狀態(tài)和各種數(shù)據(jù)參數(shù)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的在于提供一種消防車集成控制系統(tǒng)，解決了手動(dòng)PTO控制存在的無(wú)法快速消除出水壓力突變對(duì)滅火戰(zhàn)斗的影響、泡沫混合比例精準(zhǔn)度底、無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和準(zhǔn)確查看系統(tǒng)狀態(tài)和各種數(shù)據(jù)參數(shù)等問(wèn)題。具有集成度高、功能完善、調(diào)節(jié)時(shí)間短、能夠?qū)Ω鞑糠止r進(jìn)行監(jiān)測(cè)和自動(dòng)調(diào)節(jié)、液晶實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)狀態(tài)、異常情況報(bào)警和自動(dòng)處理等特點(diǎn)，本系統(tǒng)可以以自動(dòng)模式或手動(dòng)模式對(duì)支持CAN Bus的發(fā)動(dòng)機(jī)ECU或者支持PTO方式的發(fā)動(dòng)機(jī)ECU進(jìn)行控制，以達(dá)水泵所需的出水壓力值，同時(shí)還可以以自動(dòng)模式或手動(dòng)模式對(duì)泡沫比例閥門開(kāi)度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以達(dá)到所需泡沫比例。本系統(tǒng)安裝容易、操作簡(jiǎn)便、顯示直觀、安全可靠。本技術(shù)解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是消防車集成控制系統(tǒng)，包括檢測(cè)和控制電路1及設(shè)置于控制系統(tǒng)前級(jí)的電源保護(hù)電路7，其中，檢測(cè)和控制電路1包括主機(jī)控制器Ul、CAN Bus通訊電路2、IXD顯示電路3、 泡沫比例控制閥和電磁閥控制電路4、信號(hào)采集電路5以及鍵盤電路6 ；CAN Bus通訊電路 2包括CAN控制器U2和CAN收發(fā)器21 ；IXD顯示電路3包括ARM模塊U3和液晶顯示模塊 31 ；泡沫比例控制閥和電磁閥控制電路4包括智能開(kāi)關(guān)模塊U4及泡沫比例控制閥41 ；信號(hào)采集電路5包括信號(hào)采集處理控制器U5和外接傳感器；所述主機(jī)控制器Ul通過(guò)SPI總線分別與ARM模塊U3、智能開(kāi)關(guān)模塊U4及信號(hào)采集處理控制器TO相連接；主機(jī)控制器Ul與ARM模塊U3、智能開(kāi)關(guān)模塊U4、信號(hào)采集處理控制器TO之間以主從方式通過(guò)SPI總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，其中主機(jī)控制器Ul為主設(shè)備，ARM模塊U3、智能開(kāi)關(guān)模塊U4、信號(hào)采集處理控制器U5為從設(shè)備；主機(jī)控制器Ul的MOSI引腳分別與ARM模塊U3、智能開(kāi)關(guān)模塊U4及信號(hào)采集處理控制器U5的MISO引腳相連接，主機(jī)控制器Ul的MISO引腳分別與ARM模塊U3、智能開(kāi)關(guān)模塊U4及信號(hào)采集處理控制器U5的MOSI引腳相連接，主機(jī)控制器Ul的SCLK引腳分別與 ARM模塊U3、智能開(kāi)關(guān)模塊U4及信號(hào)采集處理控制器U5的SCLK引腳相連接；主機(jī)控制器 Ul的SS_U3、SS_U4、SS_U5引腳分別與ARM模塊U3的SS_U3引腳、智能開(kāi)關(guān)模塊U4的SS_ U4引腳及信號(hào)采集處理控制器U5的SS_U5引腳相連接；SS_U3、SS_U4、SS_U5引腳分別為 ARM模塊U3、智能開(kāi)關(guān)模塊U4、信號(hào)采集處理控制器TO的片選引腳，當(dāng)主設(shè)備與從設(shè)備之間需要進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，主設(shè)備選通片選引腳，從屬設(shè)備接收到相應(yīng)的片選信號(hào)后開(kāi)始接收數(shù)據(jù)或者向主設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)。ARM模塊U3通過(guò)SPI總線接收到主控制器發(fā)出的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)顯示在液晶顯示屏上。智能開(kāi)關(guān)模塊U4的6路低端開(kāi)關(guān)LS4、LS5、LS6、LS7、LS8、LS9分別與管路沖洗閥 42、炮閥43、后進(jìn)水閥44、泡沫壓力水閥45、泡沫截止閥46和外接引水器電源47相連接； 智能開(kāi)關(guān)模塊U4的2路高端開(kāi)關(guān)HS1、HS2分別與泡沫比例控制閥41的Open和Close引腳相連接，控制泡沫比例閥的開(kāi)啟和關(guān)閉；主機(jī)控制器Ul的0pen_full引腳和CloSe_full 引腳分別與泡沫比例控制閥41的Open_full_l引腳和Close_full_l引腳相連接，分別用來(lái)檢測(cè)泡沫比例控制閥滿開(kāi)度反饋和閥門完全關(guān)閉反饋狀態(tài)。智能開(kāi)關(guān)模塊U4能夠檢測(cè)泡沫比例控制閥和電磁閥控制電路4中的電流并對(duì)其峰值進(jìn)行限制。信號(hào)采集電路5由信號(hào)采集處理控制器TO和外接傳感器組成，該外接傳感器包括水流量傳感器、泡沫流量傳感器、泡沫罐液位傳感器、水罐液位傳感器、泡沫低液位傳感器、 水罐低液位傳感器、出口水壓力傳感器、入口真空度傳感器及泵轉(zhuǎn)速傳感器分別與信號(hào)采集處理控制器TO相連接，信號(hào)采集處理控制器TO將采集到的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理后發(fā)送到主機(jī)控制器Ul。主機(jī)控制器Ul與消防車E⑶之間通過(guò)CAN控制器U2和CAN收發(fā)器21進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；主機(jī)控制器Ul的WR、RD、ALE、INT引腳分別與CAN控制器U2的WR、RD、ALE、INT引腳相連接，用來(lái)控制數(shù)據(jù)的傳輸。主機(jī)控制器Ul的ADO、AD1、AD2、AD3、AD4、AD5、AD6、AD7 弓丨腳分別與CAN控制器U2的ADO、AD1、AD2、AD3、AD4、AD5、AD6、AD7引腳相連接，為數(shù)據(jù)傳輸引腳。所述的電源保護(hù)電路7由電壓電流保護(hù)電路71和電壓變換電路72組成，電壓電流保護(hù)電路71由二極管Dl、過(guò)壓和低壓保護(hù)模塊73、過(guò)流保護(hù)模塊74組成，來(lái)自底盤蓄電池75的電源正極與二極管Dl陽(yáng)極相連接，二極管Dl的陰極與過(guò)壓和低壓保護(hù)模塊73相連接，該過(guò)壓和低壓保護(hù)模塊73直接與過(guò)流保護(hù)模塊74相連接；過(guò)流保護(hù)模塊74與電壓變換模塊76相連接，電壓變換模塊76的0UT5V和0UT12V分別與電源輸出77的IN5V和 mi2V相連。當(dāng)電源電壓和電流發(fā)生變化且超出過(guò)壓和過(guò)流保護(hù)模塊所要求的范圍電路會(huì)自動(dòng)切斷電源，從而有效地保護(hù)整個(gè)電路。電源經(jīng)過(guò)保護(hù)電路處理后進(jìn)入電壓變換模塊，電壓變換模塊將電壓值分別轉(zhuǎn)換成5V和12V后分別送入到電源輸出端為相應(yīng)電路提供工作電壓，電壓變換模塊的0UT5V和0UT12V分別與電源輸出的IN5V和IW2V相連。本技術(shù)的有益效果在于本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
１．　一種消防車集成控制系統(tǒng)，其特征在于：包括檢測(cè)和控制電路（１）及設(shè)置于控制系統(tǒng)前級(jí)的電源保護(hù)電路（７），其中，檢測(cè)和控制電路（１）包括主機(jī)控制器（Ｕ１）、ＣＡＮ　Ｂｕｓ通訊電路（２）、ＬＣＤ顯示電路（３）、泡沫比例控制閥和電磁閥控制電路（４）、信號(hào)采集電路（５）以及鍵盤電路（６）；ＣＡＮ　Ｂｕｓ通訊電路（２）包括ＣＡＮ控制器（Ｕ２）和ＣＡＮ收發(fā)器（２１）；ＬＣＤ顯示電路（３）包括ＡＲＭ模塊（Ｕ３）和液晶顯示模塊（３１）；泡沫比例控制閥和電磁閥控制電路（４）包括智能開(kāi)關(guān)模塊（Ｕ４）及泡沫比例控制閥（４１）；信號(hào)采集電路（５）包括信號(hào)采集處理控制器（Ｕ５）和外接傳感器；所述主機(jī)控制器（Ｕ１）通過(guò)ＳＰＩ總線分別與ＡＲＭ模塊（Ｕ３）、智能開(kāi)關(guān)模塊（Ｕ４）及信號(hào)采集處理控制器（Ｕ５）相連接；主機(jī)控制器（Ｕ１）的ＭＯＳＩ引腳分別與ＡＲＭ模塊（Ｕ３）、智能開(kāi)關(guān)模塊（Ｕ４）及信號(hào)采集處理控制器（Ｕ５）的ＭＩＳＯ引腳相連接，　主機(jī)控制器（Ｕ１）的ＭＩＳＯ引腳分別與ＡＲＭ模塊（Ｕ３）、智能開(kāi)關(guān)模塊（Ｕ４）及信號(hào)采集處理控制器（Ｕ５）的ＭＯＳＩ引腳相連接，主機(jī)控制器（Ｕ１）的ＳＣＬＫ引腳分別與ＡＲＭ模塊（Ｕ３）、智能開(kāi)關(guān)模塊（Ｕ４）及信號(hào)采集處理控制器（Ｕ５）的ＳＣＬＫ引腳相連接；主機(jī)控制器（Ｕ１）的ＳＳ＿Ｕ３、ＳＳ＿Ｕ４、ＳＳ＿Ｕ５引腳分別與ＡＲＭ模塊（Ｕ３）的ＳＳ＿Ｕ３引腳、智能開(kāi)關(guān)模塊（Ｕ４）的　ＳＳ＿Ｕ４引腳及信號(hào)采集處理控制器（Ｕ５）的ＳＳ＿Ｕ５引腳相連接；ＳＳ＿Ｕ３、ＳＳ＿Ｕ４、ＳＳ＿Ｕ５引腳分別為ＡＲＭ模塊（Ｕ３）、智能開(kāi)關(guān)模塊（Ｕ４）、信號(hào)采集處理控制器（Ｕ５）的片選引腳；智能開(kāi)關(guān)模塊（Ｕ４）的６路低端開(kāi)關(guān)ＬＳ４、ＬＳ５、ＬＳ６、ＬＳ７、ＬＳ８、ＬＳ９分別與管路沖洗閥（４２）、炮閥（４３）、后進(jìn)水閥（４４）、泡沫壓力水閥（４５）、泡沫截止閥（４６）和外接引水器電源（４７）相連接；智能開(kāi)關(guān)模塊（Ｕ４）的２路高端開(kāi)關(guān)ＨＳ１、ＨＳ２分別與泡沫比例控制閥（４１）的Ｏｐｅｎ和Ｃｌｏｓｅ引腳相連接；主機(jī)控制器（Ｕ１）的Ｏｐｅｎ＿ｆｕｌｌ引腳和Ｃｌｏｓｅ＿ｆｕｌｌ引腳分別與泡沫比例控制閥（４１）的Ｏｐｅｎ＿ｆｕｌｌ＿１引腳和Ｃｌｏｓｅ＿ｆｕｌｌ＿１引腳相連接；信號(hào)采集電路（５）由信號(hào)采集處理控制器（Ｕ５）和外接傳感器組成，該外接傳感器包括水流量傳感器（５１）、泡沫流量傳感器（５２）、泡沫罐液位傳感器（５３）、水罐液位傳感器（５４）、泡沫低液位傳感器（５５）、水罐低液位傳感器（５６）、出口水壓力傳感器（５７）、入口真空度傳感器（５８）及泵轉(zhuǎn)速傳感器（５９）并分別與信號(hào)采集處理控制器（Ｕ５）相連接；主機(jī)控制器（Ｕ１）與消防車ＥＣＵ之間通過(guò)ＣＡＮ控制器（Ｕ２）和ＣＡＮ收發(fā)器（２１）進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；主機(jī)控制器（Ｕ１）的ＷＲ、ＲＤ、ＡＬＥ、ＩＮＴ引腳分別與ＣＡＮ控制器（Ｕ２）的ＷＲ、ＲＤ、ＡＬＥ、ＩＮＴ引腳相連接；主機(jī)控制器（Ｕ１）的ＡＤ０、ＡＤ１、ＡＤ２、ＡＤ３、ＡＤ４、ＡＤ５、ＡＤ６、ＡＤ７引腳分別與ＣＡＮ控制器（Ｕ２）的ＡＤ０、ＡＤ１、ＡＤ２、ＡＤ３、ＡＤ４、ＡＤ５、ＡＤ６、ＡＤ７引腳相連接，為數(shù)據(jù)傳輸引腳。...

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李春旭，李春宜，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：李春旭，
類型：實(shí)用新型
國(guó)別省市：82