第一章 项目概述
1.1 项目背景
在灭火救援中,水是消防员必备的“武器”,水源是否充足直接影响火灾的扑救效果。相关部门数据统计显示,在扑救成功的火灾案例中,93%的火场消防给水条件较好,水量水压均有保障;而在扑救失利的火灾案例中,81.5%的火场消防供水不足。因此,消防水池和消防水箱作为灭火救援的关键水源,其重要性不容忽视。GB55036-2022《消防设施通用规范》以及GB50974-2014《消防给水及消火栓系统技术规范》等相关国家消防规范中均有规定:建筑物消防水池(室外或地下室)、消防水箱(楼顶)均应设置就地液位显示报警装置,同时在消防控制中心或值班室等地点设置显示报警装置。
消防水箱一般建造在屋顶,是起火后临时给水用的,确保起火后管网内有水灭火,储存的水量是10分钟的消防用水,一般就18个立方,它一方面使消防给水管道充满水,节省消防水泵开启后充满管道的时间,为扑灭火灾赢得时间;另一方面,屋顶设置的增压、稳压系统和水箱能保证消防水枪的充实水柱,对于扑灭初期火灾的成败有决定性作用; 而消防水池一般建造在地下室或室外场合,在起火后,通过水泵房的消防水泵将水压上去灭火,一般储水量是火灾延续2小时的消防用水量,有些要求严格的地方,比如可燃气体储罐,是3小时。因此当生产、生活用水量达到最大,市政给水管网或引入管不能满足室内、外消防用水量时;或者当采用一路消防供水,只有一条引入管,且室外消火栓设计流量大于20L/s或建筑高度大于50m时,应设置消防水池。
基于市场需求,山东仁科自主研发并推出了消防液位显示报警系统。该系统采用智能传感器设备,实时监控消防水池、消防水箱等容器内的液位变化,并将数据上传至平台。一旦发现数据异常,系统会迅速发出报警信号,使消防部门能够及时调整消防系统,有效预防消防事故的发生,保护人民群众的生命、财产安全。
1.2 建设目标
消防液位显示报警系统解决方案的总体目标是实现对消防水池、消防水箱液位的统一监控和管理,实时采集、传输消防水池、水箱液位信息,进行全数字化集中监控管理,满足现代化火灾预防、消防安全的需要。
具体目标架构如下:
■ 实时监测:实时监测消防水池、消防水箱等储水设施的液位高度情况,及时发现储水设施中的泄漏、渗漏等问题,防止因缺水或其他相关问题导致的火灾隐患,确保水源充足,为灭火救援提供有力保障;
■ 直观显示:系统检测到的液位值既可以数字显示,也可以通过柱状条显示,更加直观方便;
■ 数据传输:系统支持RS485、4G、4-20mA、0-5V、0-10V等多种数据通信方式,能够满足用户不同实际需求;
■ 异常告警:发现液位异常时系统自动蜂鸣告警(附带消音开关),以便及时通知管理人员做出相应处理;
■ 平台分析:监测数据实时上传远端平台,利用平台完善的数据统计和分析功能,为管理人员提供可靠的参考依据,以及提供火灾风险评估、应急预案制定等决策支持。
1.3 设计原则
根据消防水池、消防水箱管理维护的实际需求,以及国内外相关技术发展的现状和方向,参考国内外相关监测技术建设的先进项目,借鉴其建设经验,在方案中我们需要遵循以下几项总体原则:
■ 稳定可靠
整体方案从方案架构、产品设计等各个层面,都以稳定可靠作为设计的第一目标。
■ 架构合理具有可扩展性
采用平台级的理念来架构系统,使整个方案安全平稳地运行,并具备良好的扩展性。可扩展性保证当用户有更多的要求时,引入的新设备可以顺利地与本次配备的设备共同工作,进一步扩展与提高系统的性能和功能。
■ 尽可能简约的配置
整个方案尽可能采用简约的连接方式,去掉各种冗余配置,减少故障点,提高系统稳定性,降低系统造价。
■ 更好的系统效率
方案设计以尽可能提高系统整体的运行效率为重要依据,选择更适配的产品以及更合适的技术方案实现。
■ 更高的性价比
方案一直以更高性价比为目标,不断升级和改进软硬件产品,针对各大环境监控系统都有对应的产品和方案。以“为客户提供最高性价比的方案”为设计目标来进行方案设计,综合客户需求以及扩展性要求,选择最合适的产品,降低系统造价,为客户节约项目成本。
■ 系统更易于使用和维护
方案设计根据项目建设规则等选择合适的监控产品和技术方案实现,力争使系统更容易使用和维护,降低客户使用监控系统的管理和维护成本。
1.4 设计依据
■ 《消防设施通用规范》GB55036-2022
■ 《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014
■ 《建设工程施工现场消防安全技术规范2011》
■ 《火灾自动报警系统设计规范》GBJ116-88
■ 《火灾自动报警系统施工及验收规范》GB 50166
第二章 项目介绍
2.1 消防液位显示报警系统介绍
为了达到验收标准的同时更好、更高效的监测消防水池和消防水箱的液位情况,提高整个消防系统的安全应急能力,山东仁科凭借多年来的行业经验,结合客户现实需求,研发并推出了专用于消防水池和消防水箱的消防液位显示报警系统。
该系统由消防液位显示报警系统测量终端(消防液位显示器、4G型无线液位变送器)、接收终端以及综合环境监控云平台组成,该系统通过安装消防液位显示器、4G型无线液位变送器对消防水源设备的液位高度进行实时监测,将液位信号转化为电信号,数据高亮实时显示,同时传输到消防控制室远端平台,从而实现远程监控。通过实时监测液位高度,可以全面了解消防水源设备的运行状态,系统一旦“捕捉”到消防水箱/水池液位异常的“信号”,就会自动发出蜂鸣报警并将采集到的“信号”通过适宜的传输方式上传至远端平台,同时以短信、语音、邮箱等形式通知后台管理人员,提醒管理人员及时采取补水等措施,确保消防水源设备始终保持在良好的工作状态。最大限度的减少消防安全事故损失和事故造成的负面影响,保障人民群众的生命财产安全。
本系统中,消防液位显示器可通过RS485、4G、4-20mA、0-5V、0-10V等多种数据通讯接口上传数据;无线液位变送器则采用4G信号上传的方式将数据上传至远端平台,无需布线,简便易行。此次满足用户多元化的不同需求,细节考虑周到且扩容方便。此外,监控软件平台也非常人性化,系统不仅支持电脑/手机/异地消防液位接收终端实时查看数据,还支持远程电话报警等操作,界面友好、操作简单、功能全面,方便用户根据自身的需求和投资预算进行项目的投资,不会造成重复投资浪费。
2.2 消防液位显示报警系统拓扑图
2.3 消防液位显示报警系统优势
■ 专注所以专业
我司多年来一直专注于环境监测这个行业,力争为客户提供最好的、最高性价比的环境监测产品和解决方案,是环境监测行业的知名厂商。具有完备的产品和解决方案,供应地区300+、服务全球110k+客户。
■ 提供免费环境监控云平台,功能强大
平台采用专业的数据库,稳定可靠、易于扩展,支持软、硬件分层,支持多级用户管理权限。具备多级别告警方式,支持语音、短信、邮件和现场声光报警方式。消防液位远程监测平台会自动收集传感器设备采集到的数据,通过GPS地图、列表、图标、曲线的方式在平台页面端显示,满足用户对实时监测信息的多维度、多层面查看数据。
■ 具有丰富的自动告警方式
系统支持电话、短信、声光、蜂鸣等报警功能,并具有多种告警策略可以选择,通用系统即可满足绝大多数用户的需求。
■ 多平台远程管理
消防液位显示报警系统支持电脑PC端、手机APP移动端、消防液位远程接收终端等多种方式远程查看、管理数据。
■ 软硬件产品集成度高
消防液位显示报警系统软硬件产品根据行业发展的需要,与时俱进,不断更新换代对应的产品,剔除过时及冗余的功能,不断集成有效地新功能,使产品具备越来越高的集成度,给客户提供更高性价比的产品。
■ 跨区域统一管理
通过设立统一监控管理站,对分布在不同区域的多个设备和信息进行全数字化集中监控管理,满足现代化各测点的统一监管需要。
■ 切合客户需求的独有功能
系统结合客户需求,集成了很多比较实用的功能,也可根据客户需求,支持定制;从客户使用的角度出发,使应用和维护尽可能方便省心。
第三章 项目方案设计
3.1 消防液位显示报警系统测量终端
3.1.1 消防液位显示器
消防液位显示器(型号:RS-FMDN-*)是我司研发的一款关于监测消防水池、水箱液位高度的设备。设备由液位传感器、液位显示器、中控主机、喷塑电控箱组成。主要用于液位监测,搭配液位传感器使用,检测到的液位值既可以数字显示,也可以通过柱状条显示,更加直观方便。柱状条显示可以设置对应水池深度,若水池深度与默认深度不统一时可以进行对应设置。可以设置多路液位传感器显示在同一箱体上(至多4路),从而实现一对多的就地显示情况;设备默认带有一路蜂鸣器、上限下限告警指示灯及消音开关,当液位值超过设置阈值时蜂鸣器进行工作(可以通过消音开关启用或关闭蜂鸣器)、对应上限及下限指示灯也点亮提示,提醒查看消防水池或水箱内的情况。若想修改液位上限及下限报警阈值时,可以通过“多功能参数配置”APP进行修改,也可以直接通过按键进行修改,操作简单方便。
本系统中消防液位显示器是整个监测系统中信息采集的关键部分,能够实时监测消防系统中液位数值变化情况,并通过RS485、4G、4-20mA、0-5V、0-10V等多种数据通信方式输送至远端平台,以便管理人员及时发现问题,做出相应处理。
3.1.1.1 功能特点
■ “1+N”方式灵活布点
消防液位显示报警系统在现场应用时,可采用“1台测量终端+N台接收终端”方式灵活布点,“消防控制中心、值班室、总控室”等多场合均可同时布置接收终端,有效提高效率,节省成本。
■ 多路显示一览无余
消防液位显示器还支持多路液位传感器显示在同一箱体上(至多 4 路),可以实现一对多的就地显示情况,有效降低监测成本,提升巡查效率。
■ 数据实时高亮显示
可以实时监测并显示建筑物消防水池、消防水箱的当前液位高度,拥有电子光柱和高亮数码管两种显示方式,电子光柱模拟液位高度,显示更直观;而高亮数码管实时显示建筑物消防水池、消防水箱的当前液位高度,就算在黑暗环境也可看清。
■ 液位异常就地报警
消防液位显示器也可以实现在液位异常时就地报警。设备自带蜂鸣器报警装置,且箱体上有低位报警和高位报警指示灯,液位异常时会进行蜂鸣报警且相应指示灯亮起,同时附带消音开关可以一键停止报警声音,便于现场维护。还带有一路继电器输出接口,当任意通道液位值超限,继电器均会吸合,常用于扩展声光报警器,做现场声光报警使用。消防液位显示器中带有显示面板指示灯:当液位超上限/超下限、设备运行正常/故障时,相应状态的指示灯会亮起。
超上限 |
液位数值超过预设值点亮此 红色 指示灯 |
超下限 |
液位数值低于预设值点亮此 红色 指示灯 |
运行 |
设备正常工作时0.5s亮灭,颜色:绿色 |
故障 |
液位传感器与主控通讯异常点亮此 黄色 指示灯 |
【指示灯状态说明】
■ 简易配置参数
如果想修改液位上/下限报警阈值、上/下限回差值、量程上/下限、小数点位数等参数,可以通过按键或者蓝牙连接“多功能参数配置”APP 进行修改,简单方便。
■ 多信号输出可选
系统可提供RS485、4G、4-20mA、0-5V、0-10V等多种数据通讯接口,实现对消防水池、消防水箱等场合液位高度的在线集中监测和自动化控制。在面积范围小、消防水池和消防水箱较少且易布线的地方,可选用RS485/模拟量的方式;但在范围较大、消防水池和水箱非常多的场景,大量布线容易让线缆纠缠一起/散落地面,存在诸多安全隐患,为此我司专门设计了 4G传输方式,可灵活布点,无距离限制。
■ 应用广泛
消防液位显示器适用于各种工厂、民用建筑、商场写字楼等的消防水箱和水池,实现对液位的监测,以确保水量处于安全范围内,保障居民生命财产安全。
【消防水箱示意图】 【消防水池示意图】
3.1.1.2 技术参数
设备 |
技术参数 |
消防液位显示器
型号:RS-FMDN-*-L*-2
|
供电 |
220V AC 交流电 |
最大功耗 |
5W |
工作温度 |
-40℃~+60℃,0%RH~95%RH(非结露) |
液位量程 |
0-5m |
液位分辨率 |
1cm |
液位精度 |
±0.5%FS(@25℃,101Kpa) |
数据采集通信接口 |
能够采集液位传感器数据,最长通信距离 30m |
1路继电器输出 |
继电器容量:250VAC/30VDC 5A 可用作远程控制 |
数据上传接口(4G) |
数据上传间隔 5s~65535s 可设(默认 30s) |
配置方式 |
支持按键或蓝牙配置参数 |
3.1.2 4G型无线液位变送器
4G型无线液位变送器采用投入式液位传感器,可将液位变化转化为4G信号,并上传至我司免费的云平台或本地平台。该设备体积小巧,易于安装,采用不锈钢外壳隔离防腐,适于测量与接触部分材质相兼容的液体介质;它采用电池供电,低功耗设计,默认上传间隔以及采集间隔情况下可使用长达5年;设备自带存储,在离线情况下自动存储数据,防止数据丢失;设备带显示,可显示当前液位数据以及当前量程的液位水平;使用USB连接手机APP配置参数,方便快捷,适用于如野外、供电不便、或者传统液位表智能化升级的需求。可广泛应用于消防水车、水厂、污水处理厂、城市供水、高楼水池、水井、水塔、地热井、矿井、工业水池、水文地质、水库、河流、海洋、水循环、水处理等领域的液位监测。
在本系统中,液位变送器实时监测消防水池/水箱液位变化情况,并通过4G网络将数据上传至远端平台,平台根据接收到的现场信息进行分析,自动做出相应处理,并通过各种告警方式及时通知管理人员,尽可能地做到“早发现、早预防、早处理”,保障消防过程中供水系统的安全运行。
3.1.2.1 功能特点
■ 4G上传至我公司免费的云平台或本地平台,赠送流量可免费使用三年;
■ 自带显示屏,现场可直接查看数值,也可通过本地按键配置;
■ 自带电池供电,大容量电池续航时间长达5年,可更换电池;
■ 设备带数据存储,离线自动存储数据,最多可存储12万条;
■ 采用高品质TPU导气线缆,可常年在水中浸泡;
■ 压铸合金铝外壳,表面环氧喷涂,密封设计,高防护等级;
■ 温度自动补偿,温飘自动修正;
■ 可通过手机APP查看、配置参数,方便快捷。
3.1.2.2 技术参数
设备 |
技术参数 |
4G无线液位变送器
(一)型号:
RS-FPCH-YW-4G
(二)型号:
RS-FPC-YW-4G
|
输出信号 |
4G |
测量精度 |
±0.5%FS |
供电电源 |
电池供电(默认19Ah,可更换38Ah) |
产品功耗 |
平均电流≤60mA;休眠电流≤120uA |
电池寿命 |
5 年(5 min采集,60 min上传) |
采集间隔 |
1min/2min/5min(默认)/10min/15min/30min/60min/120min
/240min/360min/720min/1440min |
上传间隔 |
2min/5min/10min/15min/30min/60min(默认)/120min
/240min/360min/720min/1440min |
变送器元件耐温及湿度 |
-30℃~+70℃,0%RH~95%RH(非结露) |
安装方式 |
变送器垂直安装;液位传感器为投入式安装 |
线长 |
0-5m量程以下选型为5m,0-5m量程以上选型为量程长度 |
测量介质 |
对不锈钢无腐蚀的油或水 |
过载能力 |
<1.5倍量程 |
防护等级 |
防爆壳部分为IP67(黄色防爆壳部分为IP65);探头部分IP68 |
3.2 消防液位显示报警系统接收终端
3.2.1 产品概述
消防液位显示报警系统“接收终端”是一款数据接收设备,由液位显示器(包括数码管、电子光柱、设置按键、面板指示灯、报警指示灯、报警开关、电源开关)、中控主机、喷塑电控箱组成。自带4G通讯接口可主动获取云服务平台的水位数据就地显示告警,常用于中控室远程就地监测预警使用;可选择扩展RS485、4-20mA、0-5V、0-10V等多种上行通讯接口。消防液位显示报警系统中消防控制中心值班室的工作人员可在消防控制中心内安装“消控室液位显示器”,既可从云平台查看数据,也可通过云平台PC端、手机APP、微信公众号、小程序远程查看,实现多地同时显示、数据随时查看的目的。
在本系统中,“接收终端”实时接收来自测量终端(液位显示器、无线液位变送器)传送的相关数据,根据接收到的现场信息进行分析,自动做出相应处理,并通过各种告警方式及时通知管理人员,尽可能地做到“早发现、早预防、早处理”,保障消防过程中供水系统的安全运行。
3.2.2 功能特点
■ 系统可采用“1台测量终端+N台接收终端”方式灵活布点,“消防控制中心、值班室、总控室”等多场合均可同时布置接收终端,在场工作人员均可直观查看液位显示,接收报警信号;
■ 每一路液位传感器测量数据对应一路液位显示器显示,消防液位显示报警系统“接收终端”根据现场液位测量终端实际数量,默认配备1-4路液位显示器面板接入,实时显示当前测量的液位数据。
■ 消防液位显示报警系统“接收终端”,通过4G通信接口实时主动获取云服务平台的液位数据,无距离限制,并使用电子光柱模拟现场消防水池、消防水箱的水位高度,同时使用高亮度数码管就地显示当前配套消防水尺/水箱的测量数据;
■ 消防液位显示报警系统“接收终端”,可提供RS485、4-20mA、0-5V、0-10V等多种数据通讯接口,实现对消防水池、消防水箱等场合液位高度的在线集中监测和自动化控制;
■ 消防液位显示报警系统“接收终端”,可提供一路继电器输出接口,当任意通道液位值超限,继电器均可吸合,常用于扩展声光报警器,做现场声光报警使用;
■ 消防液位显示报警系统“接收终端”,自带蜂鸣告警装置,水位异常时可进行蜂鸣告警,同时设备附带消音开关便于现场维护;
■ 我司提供智能环境监控云平台,可24小时在线监测查看液位数据,若有报警情况平台数据会变红并有报警声音,同时可向多名责任人通过微信、短信、电话振铃、邮件等远程告警方式及时预警,还可记录历史数据和报警数据,拥有设备定位、视频监控、账号分级、大屏可视化等功能。
3.2.3 技术参数
设备 |
技术参数 |
控制室液位显示器
型号:RS-FMDN-*-S*-2
|
供电 |
220V AC 交流电 |
最大功耗 |
5W |
工作温度 |
-40℃~+60℃,0%RH~95%RH(非结露) |
设备尺寸 |
单路ABS电控箱尺寸:
300mm*235mm*145mm
双路喷塑电控箱尺寸:400mm*300mm*142.5mm
3-4路喷塑电控箱尺寸:500mm*400mm*142.5mm |
液位显示器 |
默认配备1-4路液位显示器面板接入,实时显示当前测量的液位数据。 |
继电器输出 |
中控主机自带1路继电器输出,继电器容量:250VAC/30VDC 5A |
配置方式 |
支持按键或蓝牙配置参数 |
第四章 综合环境监控云平台介绍
4.1 综合环境监控云平台功能描述
综合环境监控云平台以先进的信息采集系统、物联网、云平台、大数据以及互联网等信息技术为基础,各级用户通过PC端WEB、APP客户端、微信端等多种渠道访问平台数据,实现远程系统管理功能。用户可实时对项目上每个重要参数进行实时监测、管理,同时实现基于平台的远程手动控制。
4.2 综合环境监控云平台功能介绍
4.2.1 数据实时监控
消防液位显示报警系统中的数据均可由综合环境监控云平台处理。在软件页面中,可从树状图中清晰地找出对应每个消防水池、消防水箱的液位情况。数据可以通过图形化界面、列表和曲线的方式反映,图形化界面的优势在于让用户直观看到数据和传感器相对位置,列表则更利于用户对数据进行对比。
【首页数据展示】
4.2.2 超限报警
平台支持短信、振铃、微信、邮件、报警弹窗、音频报警、离线告警等多种报警方式,报警内容可自定义。
支持所有监测因子报警上限、下限,预警上限、下限设置,支持因子数据异常字体变色,因子告警数据颜色用户可自定义。
数据异常可根据报警持续时间,向不同管理人员越级发送告警信息。针对短信、振铃、微信、邮件告警方式有专门的告警联系人管理列表,便于当报警联系人变动时快速查询、添加、删除。
4.2.3历史数据查询、导出
可查询一个或多个监测点的历史数据、报警数据,根据需要选择相应的监测点、时间范围和数据类型进行查询。
【历史数据列表查询】
【历史数据曲线查询】
支持PDF、Excel等多种数据格式导出,导出内容标题、使用单位名称用户可自定义,同时可导出数据查询的时间段、查询数据账号、保存数据间隔、离线判断间隔等重要信息。
【历史数据导出】
4.2.4 移动端APP
为方便客户使用,我司推出云平台移动端APP“云控通”,方便用户24小时实时监测。可以通过账号密码登录云平台,一键控制上万个设备。支持视频查看,设备故障/异常报警,支持离线告警功能,支持实时数据查看,历史数据曲线查看,还可连接蓝牙打印机进行数据打印,功能强大。
4.2.5 系统管理
平台具有完善的权限分级和管辖分区等等功能,无限级权限设定,根据要求自由组合权限。用户操作具有完善的日志记录,方便查看操作记录。
4.2.6 权限管理
针对项目实际需求增设子账号,并分配不同管理权限,做到项目管理分工明确,用户可定义不同的用户角色,并赋予角色的不同权限管理。
【账号管理】
【管理员权限设置】
【管理员菜单权限】
4.2.7 设备管理
可对设备进行节点、报警、储存进行设置。
名称 |
解释 |
设备名称 |
填写设备名称,默认名称为设备地址 |
设备地址 |
显示设备地址,不可更改 |
设备经纬度 |
写入设备经纬度,可在地图中查看设备显示位置。(注意:如果以设备自带经纬度信息为准,此处可不填写) |
告警记录 |
开启告警记录,当设备报警时,数据库中会记录告警信息,关闭告警记录,则无法查询告警记录。 |
离线短信 |
开启离线短信,当设备离线时会发送告警短信至绑定手机号 |
离线邮件 |
开启离线邮件,当设备离线时会发送告警邮件至绑定邮箱。 |
离线判断间隔 |
设置设备离线时间,当设备在设置时间内重新上线,平台默认此设备未离线。 |
短信告警间隔 |
当设备在平台告警后,告警信息按照设置时间间隔发送告警短信,时间最低设置5min。 |
邮件告警间隔 |
当设备在平台告警后,告警信息按照设置时间间隔发送告警邮件。 |
保存数据间隔 |
设置时间间隔保存设备数据。 |
短信发送次数 |
防止设备超限时间过长,一直发送告警短信,可设置最多发送短信次数。 |
节点列表 |
设备节点设置,详情见节点信息设置。 |
4.2.8 流量卡预警功能
实时获取现场4G型物联网设备的卡号,自动分析卡号剩余流量,自动分析,到期时间预警提醒,让项目管理人员及时充值,防止流量卡到期运营商销号造成项目停滞。
4.2.9大屏可视化
可滚动显示消防水池、水箱液位的监测数据,数据清晰、直观,便于管理员进行系统查看。
【大屏可视化】
4.2.10 二次开发
提供基于本平台的API接口,便于第三方平台实时调取数据。
4.2.11 千人千面
针对小规模应用的用户,云平台提供可配置的“千人千面”界面与私有域名解析的服务,客户只需要投入几十元购买一个域名,备案成功后就能拥有自己的私有登录链接,且登录界面平台名称可根据用户要求更改。