图片简介:
本技术涉及灭火器领域，介绍了一种多站融合电力机房智能气体灭火系统及方法，包括上位机、下位机以及设置在机柜内的温度传感器和高压气罐，高压气罐安装有进气阀和位于高压气罐排气口处的压差控制阀，压差控制阀与高压气罐连通；进气阀位于高压气罐的底部，进气阀的一端通过导气管与高压阻燃气体仓连接，进气阀的另一端与高压气罐连通；进气阀和压差控制阀均与下位机相连；高压气罐内填充有高压阻燃气体。本技术不仅对进气阀的开度进行了智能控制，并且在灭火罐上设置有压差控制阀，能够实时通过监测灭火罐内外压差及时地进行快速灭火。
技术要求
1.一种多站融合电力机房智能气体灭火系统，其特征在于，包括上位机、下位机以及设置
在机柜内的温度传感器和高压气罐，所述高压气罐安装有进气阀和位于高压气罐排气口处的压差控制阀，所述压差控制阀与高压气罐连通；所述进气阀位于高压气罐的底部，所述进气阀的一端通过导气管与高压阻燃气体仓连接，进气阀的另一端与高压气罐连通；进气阀和压差控制阀均与下位机相连；高压气罐内填充有高压阻燃气体。
2.根据权利要求1所述的一种多站融合电力机房智能气体灭火系统，其特征在于，压差控
制阀包括压差控制器、驱动电路、压差传感器和电磁阀门，压差传感器与压差控制器相连，压差控制器与电磁阀门通过驱动电路相连。
3.根据权利要求1所述的一种多站融合电力机房智能气体灭火系统，其特征在于，上位机
设有报警显示模块、进气阀控制模块、压差控制阀模块、温度检测模块，所述报警显示模块用于火灾发生时发出报警提醒工作人员，并且显示出发生火灾的具体位置；所述进气阀控制模块，用于工作人员直接对各个高压气罐的进气阀进行控制；所述压差控制阀模块，用于及时显示高压气罐内外压差以及高压气罐内高压阻燃气体的压，使工作人员直接通过上位机对各个高压气罐的压差控制阀进行控制；所述温度检测模块，用于显示各个机柜内的当前温度。
4.根据权利要求1所述的一种多站融合电力机房智能气体灭火系统，其特征在于，高压阻
燃气体包括氮气和/或二氧化碳。
5.根据权利要求1所述的一种多站融合电力机房智能气体灭火系统，其特征在于，上位机
与下位机之间采用RS485或CAN总线进行通讯连接。
6.一种多站融合电力机房智能气体灭火系统的控制方法，适用于如权利要求1至5任一项所
述的一种多站融合电力机房智能气体灭火系统，其特征在于，未发生火灾时进气阀和压差控制阀处于常闭状态，高压气罐内填充有设定压强为v0的高压气体，设置温度低阈值
T2、温度高阈值T和压差低阈值v，利用温度传感器实时监测机柜内的温度，通过压差控
制阀监测高压气罐内外的压差，发生火灾当压差小于压差低阈值v时，压差控制阀自动打开；当温度T0大于温度高阈值T的时候，打开压差控制阀和进气阀，向高压气罐导通高压阻燃气体，利用下位机对进气阀的开度进行控制；当温度T1小于温度低阈值T2时，关闭压差控制阀，监测高压气罐内高压阻燃气体的压强，当压强达到设定压强v0时，关闭进气阀。
7.根据权利要求6所述的一种多站融合电力机房智能气体灭火系统的控制方法，其特征在
于，利用下位机对进气阀的开度进行控制时，下位机采用预估补偿器和模糊PID控制器组成的双环模糊控制器，具体包括：
A)设定控制器温度给定值T3，由温度传感器检测得到输出范围在4到20mA的电流反馈信
号T1，由数据采集卡经A/D转换器转换成数字信号，得到偏差信号e＝T3-T1；
B)将偏差信号e作为模糊PID控制器的输入，获得模糊PID控制器的输出ΔuPID；C)获取预估补偿器的输出Δud；
D)将模糊PID控制器输出ΔuPID与预估模糊补偿器输出Δud的代数和作为总的控制量Δu＝ΔuPID+Δud；
E)将总的控制量Δu经D/A转换器后转换成1到5V的电压，再经电压/电流转换器转换成4到20mA的电流控制信号Tu，从而根据电流控制信号Tu控制进气阀的开度。
8.根据权利要求7所述的一种多站融合电力机房智能气体灭火系统的控制方法，其特征在
于，所述模糊PID控制器，包括：
B1)设定模糊PID控制器的PID参数，PID参数包括比例值KP、积分值KI和微分值KD；B2)获得偏差信号e；
B3)根据预设的PID参数，获取偏差信号范围EP；
B4)若偏差信号e在偏差信号范围EP外，则运用模糊控制算法修正预设的PID参数，直至偏
差信号e在偏差范围EP内，获得修正后的PID参数，计算获取模糊PID控制器的输出
ΔuPID；
B5)若偏差e在偏差范围EP内，则直接运用PID算法计算获取模糊PID控制器的输出ΔuPID。9.根据权利要求7所述的一种多站融合电力机房智能气体灭火系统的控制方法，其特征在
于，步骤C)中，获取预估模糊补偿器的输出Δud，包括：设置时滞时间τ，计算当前控制量Δu(t)与时滞时间τ之前控制量之差Δu＝Δu(t)-Δu(t-τ)，利用微分器获得当前输出的变化趋
势
根据控制量之差Δu和输出的变化趋势
获得时滞时间之后输出量变化估计值
ΔT＝T(t+τ)-T(t)，将变化估计值ΔT作为预估模糊补偿器的输出Δud。
10.根据权利要求6所述的一种多站融合电力机房智能气体灭火系统的控制方法，其特征在
于，利用下位机对进气阀的开度进行控制时，下位机采用模糊PID控制器，包括：
a)设定模糊PID控制器的PID参数，PID参数包括比例值KP、积分值KI和微分值KD，设定
控制器温度给定值T3，由温度传感器检测得到输出范围在4到20mA的电流反馈信号T1，由数据采集卡经A/D转换器转换成数字信号，得到偏差信号e＝T3-T1；
b)将偏差信号e作为模糊PID控制器的输入，根据预设的PID参数，获取偏差信号范围EP；c)若偏差信号e在偏差信号范围EP外，则运用模糊控制算法修正预设的PID参数，直至偏差
信号e在偏差信号范围EP内，获得修正后的PID参数，计算获取模糊PID控制器的输出
ΔuPID；若偏差信号e在偏差信号范围EP内，则直接运用PID算法计算获取模糊PID控制器
的输出ΔuPID；
d)将模糊PID控制器的输出ΔuPID经D/A转换器后转换成1到5V的电压，再经电压/电流转换
器转换成4到20mA的电流控制信号Tu，从而根据电流控制信号Tu控制进气阀的开度。
技术说明书
一种多站融合电力机房智能气体灭火系统及方法技术领域
本技术涉及灭火器领域，尤其是涉及一种多站融合电力机房智能气体灭火系统及方法。背景技术
电力机房在电力系统中有着非常重要的地位，电子信息系统机房设备复杂繁多，是资产密集之地，必须要保证电子设备的正常运转，发生火灾的原因主要包括电气线路短路、过载、接触电阻过大和静电等，机房一旦发生火灾，将造成重大的损失和电力调度秩序的混乱，所以消防系统是电力机房不可少的一个保障。
例如，一种在中国专利文献上公开的“灭火系统”，其公告号为CN207024430U，该实用新型包括灭火器、电磁阀、线缆、火灾探测控制器、电源，电源通过线缆连接火灾探测控制器，火灾探测控制器连接用于控制灭火器喷出灭火剂的电磁阀，从通过电磁阀的开关控制灭火器的灭火材料的喷出与否，灭火器内的灭火剂为氟化酮类灭火剂。该实用新型无法进行温度的智能控制，而且发生火灾该实用新型的控制时滞大、灭火效率低。技术内容
本技术是为了解决电力机房发生火灾时灭火效率低的问题，提供一种多站融合电力机房智能气体灭火系统及方法，本技术不仅通过对进气阀开度进行了智能控制，并且在高压气罐上设置有压差控制阀，能够实时通过监测高压气罐内外压差及时地进行快速灭火。为了实现上述目的，本技术采用以下技术方案：
一种多站融合电力机房智能气体灭火系统，包括上位机、下位机以及设置在机柜内的温度传感器和高压气罐，高压气罐安装有进气阀和位于高压气罐排气口处的压差控制阀，压差控制阀与高压气罐连通；进气阀位于高压气罐的底部，进气阀的一端通过导气管与高压阻燃气体仓连接，进气阀的另一端与高压气罐连通；进气阀和压差控制阀均与下位机相连；高压气罐内填充有高压阻燃气体。压差控制阀包括压差控制器、驱动电路、压差传感器和电磁阀门，压差传感器与压差控制器相连，压差控制器与电磁阀门通过驱动电路相连。
在高压气罐上设置有位于高压气罐排气口处的压差控制阀，未发生火灾时处于常闭状态，当机柜内发生火灾时，温度升高，机柜内的压强增加，第一时间会由压差传感器检测到高压气罐内外压差变化，然后利用压差控制器控制阀门打开，高压阻燃气体从高压气罐内释放出来。由于温度的时滞性比较大，可以通过压差控制阀第一时间自动测压进行及时灭火，不仅可以通过测压进行压差控制阀的自动控制开闭，还可以通过下位机对压差控制阀进行控制。发生火灾时下位机监测到机柜内的温度骤升，然后通过下位机对进气阀的开度进行控制，从而对机柜内的温度进行控制。整个系统可以重复利用，不仅节能，利用率高，为电力消防提供了强有力的保障。
多站融合电力机房智能气体灭火系统及方法与相关技术
