一种非储压灭火装置的控制系统和控制方法与流程

本发明涉及消防工程的，具体为一种非储压灭火装置的控制系统和控制方法。

背景技术：

1、在火灾安全管理方面，灭火装置的有效性和可靠性对于保护人员生命和财产安全至关重要。其中，非储压灭火装置是一种常见且重要的设备，其主要通过释放固气转化剂产生高压气体，推动灭火剂喷射，以达到灭火的效果，并且非储压灭火装置主要应用于工业、商业及住宅等场所的火灾防控领域。

2、然而，尽管非储压灭火装置在灭火工作中发挥着重要作用，但仍存在一些挑战和不足之处。例如，随着非储压灭火装置的使用频率越来越高时，其内的固气转化剂也会随之有所消耗，而对于不同存量的固气转化剂来说，可能会影响到该灭火装置内灭火剂喷射力度的稳定性和灭火效果，而阀门的开启程度会对喷射力度和火势局面的控制有着直接影响，但若直接将阀门进行完全打开，可能会造成资源的浪费。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种非储压灭火装置的控制系统和控制方法，解决了上述背景技术中的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种非储压灭火装置的控制系统，包括状态显示模块、预警模块、现场信息监测模块、信息处理模块、装置控制分析模块以及联动管理模块；

3、所述状态显示模块通过实时监测固气转化剂的使用状态信息，并结合当前非储压灭火装置上控制面板所显示的灭火剂实际剩余值sys2，生成激活状态因子jzyz；

4、所述预警模块用于将激活状态因子jzyz与激活阈值w对比，以估判当前非储压灭火装置内固气转化剂的存量是否处于异常状态，同时根据火灾报警控制器的响应，激活固气转化剂并开启电启动器；

5、所述现场信息监测模块用于监测与记录非储压灭火装置内环境信息，并对现场火势情况进行监测，以获取相关火势数据信息，结合固气转化剂的使用状态信息，建立实时数据库；

6、所述信息处理模块用于将非储压灭火装置内环境信息、相关火势数据信息和固气转化剂的使用状态信息均进行数据清洗，再传输至实时数据库内；

7、所述装置控制分析模块用于将处理后的实时数据库进行特征提取，以获取固气转化剂的实际剩余值sys1、灭火剂实际剩余值sys2、产气量cqz、火势高度hg以及烟雾浓度yn，并经过训练后的管控模型，计算获取喷射力度状态系数plxs和火势局面系数hjxs，通过将所述喷射力度状态系数plxs与所述火势局面系数hjxs相关联，并经线性归一化处理后，拟合获取阀门开启度控制指数qkzs：

8、；

9、式中，fv表示为风速值，f1、f2和f3分别表示为喷射力度状态系数plxs、火势局面系数hjxs和风速值fv的权重系数，p表示为第一修正常数；

10、所述联动管理模块用于预先设置控制阈值m，并将其与所述阀门开启度控制指数qkzs进行对比分析，以评测出控制等级规划表，做相应阀门管控尺度。

11、优选的，所述状态显示模块包括初步监测单元和扩展单元；

12、所述初步监测单元用于预先在非储压灭火装置内安装两组重量传感器，在监测当前灭火剂实际剩余值sys2的同时，监测固气转化剂的使用状态信息，以记录当前固气转化剂的实际剩余值sys1，并以可视化的形式显示于控制面板上；

13、所述扩展单元用于预先对未使用过的非储压灭火装置进行存量分析，存量分析方法如下：将初始灭火剂存量和初始固气转化剂存量进行比对，获取存量比cb，依据所述存量比cb，并结合所述初步监测单元中获取的信息，生成当前固气转化剂的标准存量值cvv。

14、优选的，所述状态显示模块还包括初步分析单元；

15、所述初步分析单元用于将所述初步监测单元和所述扩展单元中所获取的信息进行线性归一化处理后，计算获取激活状态因子jzyz，所述激活状态因子jzyz通过以下公式获取：

16、；

17、式中，cvv表示为当前固气转化剂的标准存量值，和均表示为权重系数。

18、优选的，所述预警模块包括对比分析单元和预警工作单元；

19、所述对比分析单元用于预设激活阈值w，并将其与所述激活状态因子jzyz进行对比分析，以估判当前非储压灭火装置内固气转化剂的存量是否处于异常状态；

20、若所述激活状态因子jzyz大于或等于激活阈值w时，即jzyz≥w时，表示为当前非储压灭火装置内固气转化剂的存量处于异常状态，此时将向外发出告警指令；

21、若所述激活状态因子jzyz小于激活阈值w时，即jzyz＜w时，表示为当前非储压灭火装置内固气转化剂的存量未处于异常状态；

22、所述预警工作单元用于实时监测火灾报警控制器的反馈信号，当接收到火灾报警反馈信号时，将立即激活固气转化剂的释放机制；同时启动并监测电启动器。

23、优选的，所述现场信息监测模块包括第一监测单元和第二监测单元；

24、所述第一监测单元用于实时对非储压灭火装置内环境信息进行监测，其中包括当前固气转化剂的化学反应速率fyz、气压qz、产气量cqz以及喷射距离spv；

25、所述第二监测单元用于对现场火势情况进行监测，以获取相关火势数据信息，其中相关火势数据信息包括现场的火势面积smj、烟雾浓度yn、火源面积ymj、火势高度hg以及周围温度变化状况。

26、优选的，所述信息处理模块包括预处理单元和储存单元；

27、所述预处理单元用于识别和消除非储压灭火装置内环境信息、相关火势数据信息和固气转化剂的使用状态信息内的重复值、异常值和噪音，并从其中提取有用的特征数据，以减少数据的维度和复杂性；

28、所述储存单元用于以网络连接传输的方式，将非储压灭火装置内环境信息、相关火势数据信息和固气转化剂的使用状态信息存储至实时数据库中，同时设定定时机制，当实时数据库中的数据存储至24小时后，自动转存至历史数据库内。

29、优选的，所述装置控制分析模块包括喷射状态分析单元和火势分析单元；

30、所述喷射状态分析单元用于根据非储压灭火装置内环境信息，并结合激活状态因子jzyz，经线性归一化处理后，获取喷射力度状态系数plxs，所述喷射力度状态系数plxs通过以下公式获取：

31、；

32、式中，cqz表示为产气量，qz表示为气压，fyz表示为固气转化剂的化学反应速率，spv表示为喷射距离，a1、a2和a3均表示为权重系数。

33、优选的，所述火势分析单元用于根据相关火势数据信息，通过将所述火势高度hg和所述烟雾浓度yn相关联，并经过线性归一化处理后，获取火势局面系数hjxs，所述火势局面系数hjxs通过以下公式获取：

34、；

35、式中，ymj表示为火源面积，smj表示为火势面积，h1表示为火源面积ymj与火势面积smj之比的权重系数，h2和h3分别表示为烟雾浓度yn和火势高度hg的权重系数，v表示为第二修正常数。

36、优选的，所述联动管理模块包括阈值评估单元和反馈单元；

37、所述阈值评估单元用于通过将所述阀门开启度控制指数qkzs与所述控制阈值m进行对比分析，以评测出控制等级规划表，做相应阀门管控尺度，其中控制等级规划表具体内容如下：

38、若所述阀门开启度控制指数qkzs＞所述控制阈值m时，生成第一规划等级，此时将自动反馈至阀门控制面板，并将阀门的开度控制为30%；

39、若所述阀门开启度控制指数qkzs＝所述控制阈值m时，生成第二规划等级，此时将自动反馈至阀门控制面板，并将阀门的开度控制为60%；

40、若所述阀门开启度控制指数qkzs＜所述控制阈值m时，生成第三规划等级，此时将自动反馈至阀门控制面板，并将阀门的开度控制为100%；

41、所述反馈单元用于在非储压灭火装置执行完灭火任务后，将其静置20分钟，监测获取当下灭火剂和固气转化剂的使用状态信息，并实时传输至非储压灭火装置上的控制面板内。

42、一种非储压灭火装置的控制方法，包括以下步骤，

43、s1、首先实时监测固气转化剂的使用状态信息，并结合当前非储压灭火装置上控制面板所显示的灭火剂实际剩余值sys2，生成激活状态因子jzyz；

44、s2、接着将激活状态因子jzyz与激活阈值w对比，以估判当前非储压灭火装置内固气转化剂的存量是否处于异常状态，同时根据火灾报警控制器的响应，激活固气转化剂并开启电启动器；

45、s3、然后监测与记录非储压灭火装置内环境信息，并对现场火势情况进行监测，以获取相关火势数据信息，结合固气转化剂的使用状态信息，建立实时数据库；

46、s4、其次将非储压灭火装置内环境信息、相关火势数据信息和固气转化剂的使用状态信息均进行数据清洗，再传输至实时数据库内；

47、s5、随后将处理后的实时数据库进行特征提取，以获取固气转化剂的实际剩余值sys1、灭火剂实际剩余值sys2、产气量cqz、火势高度hg以及烟雾浓度yn，并经过训练后的管控模型，计算获取喷射力度状态系数plxs和火势局面系数hjxs，通过将所述喷射力度状态系数plxs与所述火势局面系数hjxs相关联，并经线性归一化处理后，拟合获取阀门开启度控制指数qkzs；

48、s6、最后将控制阈值m与阀门开启度控制指数qkzs进行对比分析，以评测出控制等级规划表，做相应阀门管控尺度。

49、本发明提供了一种非储压灭火装置的控制系统和控制方法，具备以下有益效果：

50、（1）系统通过状态显示模块实时监测固气转化剂的使用状态，结合灭火剂实际剩余值sys2，生成激活状态因子jzyz，预警模块对固气转化剂存量进行估判，及时发现存量异常，预防因存量不足而影响灭火效果的情况发生，进一步确保灭火装置随时处于可用状态；现场信息监测模块监测和记录灭火装置内环境信息，同时监测现场火势情况，获取相关数据信息，建立实时数据库，有助于收集多维度数据，为后期评估做基础，装置控制分析模块通过特征提取，计算喷射力度状态系数plxs和火势局面系数hjxs，通过管控模型拟合获取阀门开启度控制指数qkzs，实现对灭火装置的精细化管控和优化；联动管理模块预先设置控制阈值m，并与阀门开启度控制指数qkzs对比分析，评测控制等级规划表，进一步实现对阀门的精确管控和灵活调整，提高灭火装置的响应速度和灵敏度。总之，该控制系统相对于传统系统来说，通过当前固气转化剂对灭火剂的喷射力度的影响，以及现场火势局面等因素，进一步优化阀门的开启度，有效提升非储压灭火装置的灭火效果的同时，减少资源浪费，并进一步提高火灾应对的智能化水平和安全性。

51、（2）在显示灭火剂的剩余存量的同时，也对固气转化剂的存量进行实时显示，弥补了传统系统中忽视了固气转化剂存储状态的问题，从而减少因固气转化剂消耗不均匀或存量不足，而造成灭火剂喷射不稳定的问题；同时系统对固气转化剂的使用状态、火势严重情况以及喷射力度等多维度信息进行监测，以便为进一步精准分析做基础。