一种自动消防炮及其控制方法

摘要

本发明的自动消防炮及其控制方法，由炮体和控制系统组成，其特征是控制系统由供水装置、火焰图像定位器、解码器以及计算机组成；采用计算机控制炮体的动作，通过设定的程序接受火灾报警信号，通过角度电位器和火焰图像定位器来获取炮体位置和火焰图像信息，及时调整炮体位置和喷头的角度，将炮体喷头对准火焰面前锋后，自动打开水泵和电动阀，对着火点实施喷水灭火直至火焰熄灭、该路报警信号消除为止。本发明的自动消防炮能够与消防报警系统联动，在设定监控的空间范围内由计算机自动控制消防炮进行火焰识别、火焰空间定位和自动开阀喷水、扑灭火焰，特别适合于高大空间和无人值守场合的火灾安全监控与扑救，可提高早期火灾扑救的自动化水平。

主权项

1、一种自动消防炮，包括炮体1和控制系统2；所述炮体1包括喷头11、蜗轮12和19、主腔体14、蜗杆13和20、电机15和16、管体17、法兰盘18；所述喷头11是由左侧入口支管和右侧入口支管连接到出口支管构成；所述主腔体14是由圆筒及其上部的两个支管构成的一个腔体，这两个支管分别与喷头左、右侧入口支管相连接；所述的管体17上端置于主腔体14的圆筒内，管体17的下端固定在法兰盘18上、并由法兰盘18联接到进水管道上；安装在喷头11右侧入口支管和主腔体14右侧支管连接处的蜗轮12固定在喷头11右侧入口支管上，与蜗轮12相啮合的蜗杆13与电机15的输出轴固联，电机15固定在主腔体14的右侧支管中部；蜗轮19固定在管体17下部，与蜗杆20相啮合，蜗杆20与电机16的输出轴固联，电机16固定在主腔体14的左侧支管中部；其控制系统2中的解码器5的功率驱动模块7，由电阻R1～R20、功率管Q1～Q4、三极管Q5～Q8、光电藕合器U1～U4、稳压二极管DW1～DW4、二极管D1～D8、发光二极管L1～L4、插座CN2组成；其中，U1、U2、U3、U4的1脚分别和R5、R9、R13、R17的一端一一对应相接，U1、U2、U3、U4的2脚分别和L1、L4、L3、L2的阴极一一对应相接后接外部端子CN2-5、CN2-4、CN2-3和CN2-2，L1、L4、L3、L2的阳极和R6、R10、R14、R18的一端一一对应相接，U1的4脚、Q5的基极和R7的一端相接，U2的4脚、Q6的基极和R11的一端相接，U3的4脚、Q7的基极和R15的一端相接，U4的4脚、Q8的基极和R19的一端相接，R8的一端、R1的一端、D1的阴极和Q5的集电极相接，R12的一端、R2的一端、D2的阴极和Q6的集电极相接，R16的一端、R3的一端、D3的阴极和Q7的集电极相接，R20的一端、R4的一端、D4的阴极和Q8的集电极相接，R1的另一端、D1的阳极、DW1的阴极与Q1的栅极相接，R2的另一端、D2的阳极、DW2的阴极与Q2的栅极相接，R3的另一端、D3的阳极、DW3的阴极与Q3的栅极相接，R4的另一端、D4的阳极、DW4的阴极与Q4的栅极相接，U1的3脚、Q5的发射极、DW1的阳极、MOT的M+端、Q1的源极、D5的阳极、D6的阴极和Q2的漏极连接在一起，U4的3脚、Q8的发射极、DW4的阳极、Q4的源极、D8的阳极、MOT的M-端、D7的阴极和Q3的漏极连接在一起，R5、R6、R9、R10、R13、R14、R17、R18的另一端都和+5V电源相接，R7、R8、R11、R12、R15、R16、R19、R20的另一端都和+12V电源相接，Q1的漏极、D5的阴极、Q4的漏极、D8的阴极与+24V电源相接，Q2的源极、Q6发射极、DW2的阳极、U2的3脚、D6的阳极、D7的阳极、Q3的源极、DW3的阳极、Q7的发射极、U3的3脚与地相接，MOT的M+和M-端与炮体电机接线柱相联结；其特征在于：安装在喷头11左侧入口支管和主腔体14左侧支管连接处的齿轮23固定在喷头11左侧入口支管上，角度电位器21固定在主腔体14左侧支管上，反馈齿轮22与角度电位器21同轴并和齿轮23相啮合；齿轮26固定在管体17的中部，角度电位器24固定在主腔体14的圆筒外壁上，反馈齿轮25与角度电位器24同轴并和齿轮26相啮合；所述控制系统2由供水装置3、火焰图像定位器4、解码器5以及计算机6组成；该供水装置3由泵阀控制盘27、消防泵28、电动阀29和进水管道30组成；计算机6通过RS-485总线与泵阀控制盘27相连，消防泵28与电动阀29通过控制电路分别与泵阀控制盘27连接；消防泵28安装在进水管道30的始端，电动阀29安装在进水管道30上，炮体法兰盘18连接在进水管道30的另一端；所述泵阀控制盘27由集成电路U14～U25、电阻R35～R53、功率管Q9～Q12和继电器K1～K4组成；其中，VCC0为+5V电源，VCC1为+24V电源；U14的P10～P13分别与U15的第1、2、6、5引脚相连，U14的RXD和TXD脚分别与U16的第0、3脚相连；U17的第1脚通过电阻R36接至电源VCC0上，第2脚接到U14的P00端口，第3脚接地，第4脚与Q9的基极和R38的一脚相连，R38的另一脚接至电源VCC1上，Q9的发射极与继电器K1线圈一脚相连，集电极接地，K1线圈的另一脚接到VCC1上，接线柱A与电动阀29相接；U18的第1脚通过电阻R37接至电源VCC0上，第2脚接到U14的P01端口，第3脚接地，第4脚与Q10的基极和R39的一脚相连，R39的另一脚接至电源VCC1上，Q10的发射极与继电器K2线圈一脚相连，集电极接地，K2线圈的另一脚接到VCC1上，接线柱A与电动阀29相接；U19的第1脚通过电阻R42连接到电源VCC1上，第2脚接至电动阀的启动反馈脚，第4脚与U14的P02端口、电阻R40的一脚相连；U20的第1脚通过电阻R43连接到电源VCC1上，第2脚接至电动阀的停止反馈脚，第4脚与U14的P03端口、电阻R41的一脚相连；U21的第1脚通过电阻R44接至电源VCC0上，第2脚接到U14的P20端口，第3脚接地，第4脚接到Q11的基极和R46的一脚上，R46的另一脚接至电源VCC1，Q11的发射极与继电器K3线圈一脚相连，其集电极接地，K3线圈的另一脚接到VCC1上，接线柱B与消防泵30相接；U22的第1脚通过电阻R45接至电源VCC0上，第2脚接到U14的P21端口，第3脚接地，第4脚接到Q12的基极和R47的一脚上，R47的另一脚接至电源VCC1，Q12的发射极与继电器K4线圈一脚相连，其集电极接地，K4线圈的另一脚接到VCC1上，接线柱B与消防泵30相接；U23的第1脚通过电阻R51连接到电源VCC1上，第2脚接至消防泵的启动反馈脚，第4脚与U14的P22、电阻R48的一脚相连；U24的第1脚通过电阻R52连接到电源VCC1上，第2脚接至消防泵的停止反馈脚，第4脚与U14的P23、电阻R49的一脚相连；U25的第1脚通过电阻R53连接到电源VCC1上，第2脚接至消防泵的故障反馈脚，第4脚与U14的P24、电阻R50的一脚相连；所述火焰图像定位器4由一只红外摄像机和一只彩色摄像机组成，两只摄像机水平地固定在炮体1的喷头11的出口支管上，通过视频线与计算机6的图像采集卡连接；所述解码器5的微处理模块8由集成电路U5、U6，拨码开关U7，电阻R21、R22，排组PR2、PR3，发光二极管L5，电容C1、C2，晶体振荡器CY1组成；所述通讯模块9由集成电路U8，电阻R23，跳线夹JP1，2脚插座CN7组成；其中，U5的X2、电容C1的一端和CY1的一端相接，U5的X1、电容C2的一端和CY1的另外一端相接，U5的TXD与U8的DI相接，U5的RXD与U8的R0相接，U5的INT0接在U8的2、3引脚上，U5的P10、P11、P12、P13分别与U6的CS、SO、CK、SI相接，+5V电源通过R22、L5接在U5的INT1上，U8的A、B分别和485的两根通讯线相接，A、B之间由R23、JP1连接，U5的RESET、R21的一端和U6的RT脚相接，R21的另一端、U6的VCC、WP两引脚、U5的EA/VP引脚和U8的VCC引脚都接在+5V电源上，PR3一侧八脚和接线端子分别接在U5的P00、P01、P02、P03、P04、P05、P06、P07上，PR3的另一侧八脚接+5V电源，PR2一侧的八脚和U7一侧的八脚、U5的P20、P21、P22、P23、P24、P25、P26、P27一一对应相接，PR2另一侧八脚接+5V电源，U7的另一侧的八脚接地，U5的P04、P05、P06、P07分别与功率驱动模块7的CN2-2、CN2-3、CN2-4、CN2-5对应相接；所述的数据采集模块10由电阻R24～R34，电位器W1～W4，集成电路U9～U11，三端稳压块U12、U13，电容E1～E6、C3～C8和电感L9组成；其中，U9的RG-通过R24、W1、R25和U9的RG+相接，U10的RG-通过R28、W3、R29和U10的RG+相接，U9的IN-与W2的调节端相接，+5V电源、R26、W2、R27串联接地，U10的IN-与W4的调节端相接，+5V电源、R30、W4、R31串联接地，U9的REF、VS-和U10的REF、VS-都接地，U9的VS+、U10的VS+、C8的一端、C7的一端、E4的正极和E3的正极与+5V电源相接，+12V电源通过L9分别与E1的正极、C3的一端、U12的Vin、E5的正极、C5的一端、U13的Vin相接，U12的Vout、C4的一端、E2的正极相接与+5V电源联结，U13的Vout、C6的一端、E6的正极和R32的一端相接，R32的另一端、R33的一端和端子REF+相接，E1的负极、C3的另一端、U12的GND、C4的另一端、E2的负极都接地，U13的GND、E5的负极、C5的另一端、C6的另一端、E6的负极、R34的一端都接地，U11的VCC接+5V电源，U11的GND接地，U11的A0和A1脚分别接端子A01和A02，U11的CN6-1、CN6-2、CN6-3、CN6-4、CN6-5分别与微处理模块8的U5的P00、P01、P02、P03、P04和TO脚对应相接，U9的IN1脚和U10的IN2脚与炮体角度电位器相连接。