1.本发明涉及控制技术领域，特别涉及一种大流量灭火泡沫比例混合的控制方法及系统。
背景技术：
2.大型石化储罐(例如10万m3以上的燃料储罐)发生火灾，目前最有效的方法是采用(400～500l/s)大流量的泡沫灭火(炮)系统进行扑救。
3.虽然稳定的大流量消防供水早已实现，但仍未能解决大流量泡沫供给的问题，例如专利号为cn201610610319.5《大流量远程灭火系统》的发明专利。
4.众所周知，3％与6％的灭火泡沫要求比例混合精度较低且泡沫灭火剂量大，加之为移动式的抢险救援，灭火设备远离泡沫供应站，需要后勤保障难度也很大。采用1％的灭火泡沫可大幅度降低运输量，但要求的比例混合精度较高。传统的移动式大流量灭火技术多采用水轮机驱动的比例混合装置(目前先进国家也是采用水轮机比例混合装置)，但水轮机比例混合装置的致命缺点是效率低，并且混合精度也很难满足1％灭火泡沫的技术要求。另一种方案是采用计量注入式泡沫混合技术，其精度较高可满足1％混合的技术条件。但对于单台400l/s以上移动灭火炮，现场的流量计安装(流量计的前后必须设置严重影响移动的大口径刚性管道才能保证计量精度)非常困难而得不到推广。
技术实现要素：
5.本发明提供一种大流量灭火泡沫比例混合的控制方法及系统，用以解决上述问题，本发明采用容积比同步调速控制器实现泡沫供给动力和消防供水动力的速度闭环的同步调速控制，使消防供水泵组和泡沫供给泵组始终按容积比例混合而同步运转。
6.本发明提供一种大流量灭火泡沫比例混合的控制方法，包括：
7.步骤1：对泡沫灭火设备进行参数初始化，并基于容积比同步调速控制器，按照控制常数控制水和泡沫液按照预设比例进行混合，生成灭火泡沫；
8.步骤2：容积比同步调速控制器在接收到流量调节信号后，对流量调节信号进行解析，确定消防给水泵组与泡沫泵组对应的目标转速；
9.步骤3：基于目标转速分别对消防给水泵组和泡沫泵组的转速进行同步参数调节，完成泡沫灭火设备的流量调节。
10.优选的，在一种大流量灭火泡沫比例混合的控制方法中，对泡沫灭火设备进行参数初始化，包括：
11.对泡沫灭火设备的实时状态进行监测；
12.在泡沫灭火设备收到工作指令时，获取泡沫灭火器的混合比例参数、流量设置参数以及消防给水泵组和泡沫泵组的动力参数进行参数初始化，获得原始参数数据。
13.优选的，在一种大流量灭火泡沫比例混合的控制方法中，确定消防给水泵组与泡沫泵组对应的目标转速后，包括：
14.基于目标转速确定所述泡沫灭火设备的当前流量，根据所述目标转速以及当前流量，生成流量通知信号，并发送至泡沫灭火设备控制端进行后台数据记录。
15.优选的，在一种大流量灭火泡沫比例混合的控制方法中，基于目标转速分别对消防给水泵组和泡沫泵组的转速进行同步参数调节，完成泡沫灭火设备的流量调节，包括：
16.获取转速调节的关联参数，基于所述目标转速对应的值，确定所述关联参数对应的调节值，生成参数调节列表；
17.基于参数对应泵组的不同将所述参数调节列表中各个参数进行分类，获得两个子参数调节列表；
18.基于子参数调节列表确定调节参数序列，生成对应的调速指令，将所述调速指令进行同步发送；
19.消防给水泵组与泡沫泵组分别基于各自对应的调速指令进行转速调节。
20.优选的，在一种大流量灭火泡沫比例混合的控制方法中，在所述调速指令发送完成后，包括：
21.在预设时间后分别获取消防给水泵组的第一转速与泡沫泵组对应的第二转速，并判断所述第一转速与第一目标转速以及所述第二转速是否与第二目标转速是否一致；
22.若一致，判断所述泡沫灭火设备的同步调节完成；
23.否则，再次获取调速指令，基于所述调速指令再次进行同步调节。
24.优选的，在一种大流量灭火泡沫比例混合的控制方法中，基于容积比同步调速控制器，按照控制常数控制水和泡沫按照预设比例进行混合，生成灭火泡沫，包括：
25.确定所述泡沫灭火设备的泡沫混合模式；
26.当所述泡沫混合模式为第一混合模式时，获取当前火灾的环境图像，并对所述环境图像进行图像特征提取，得到火灾场景特征；
27.基于所述火灾场景特征，确定当前火灾的灾情属性，根据所述灾情属性，确定当前火灾的适用泡沫的适配比；
28.根据所述适用泡沫的适配比，参考泡沫灭火设备携带多种泡沫液的使用要求，确定适配泡沫液，获取所述适配泡沫液的默认混合比例；
29.根据所述默认混合比例，生成控制常数，容积比同步调速控制器根据控制常数对消防给水泵组与泡沫泵组进行同步控制，生成按照预设比例混合的灭火泡沫。
30.优选的，在一种大流量灭火泡沫比例混合的控制方法中，当所述泡沫混合模式为第二混合模式时，获取泡沫灭火设备的灭火泡沫使用要求，确定水和泡沫液的混合比例；
31.基于所述混合比例生成控制常数，容积比同步调速控制器根据控制常数对消防给水泵组与泡沫泵组进行同步控制，生成按照预设比例混合的灭火泡沫。
32.优选的，在一种大流量灭火泡沫比例混合的控制方法中，步骤1：在输出灭火泡沫时，还包括：
33.获取泡沫液存储罐的内部液位，判断所述内部液位是否小于等于预设值，
34.当所述内部液位小于等于预设值时，发出第一报警信号，提醒使用者对泡沫液进行更换。
35.当所述内部液位大于预设值时，基于所述内部液位，对泡沫液存储罐内的剩余泡沫液进行质量估计，得到剩余泡沫液量；
36.基于所述泡沫灭火设备的混合比例以及当前流量，预测剩余泡沫液量的使用时长，判断剩余泡沫液是否可以完成当前灭火任务；
37.若不可以，发出第二报警信号，提醒使用者注意泡沫液使用情况；
38.否则，持续对泡沫液存储罐的内部液位进行监测。
39.优选的，在一种大流量灭火泡沫比例混合的控制方法中，判断剩余泡沫液是否可以完成当前灭火任务，包括：
40.基于互联网，根据当前火灾的灾情属性查询得到当前火灾的相似火灾的历史灭火时间；
41.获取各个相似火灾与当前火灾的相似度，基于所述相似度，确定最相似火灾的历史灭火时间对应的时间，作为参考时间；
42.将所述参考时间与使用时间进行对比，当所述参考时间大于使用时间时，判定所述剩余泡沫液可以完成当前灭火任务；
43.否则，判定剩余泡沫液不可以完成当前灭火任务。
44.本发明提供一种大流量灭火泡沫比例混合的控制系统，包括：
45.初始化模块，用于对泡沫灭火设备进行参数初始化，并基于容积比同步调速控制器，按照控制常数控制水和泡沫液按照预设比例进行混合，生成灭火泡沫；
46.转速确定模块，用于容积比同步调速控制器在接收到流量调节信号后，对流量调节信号进行解析，确定消防给水泵组与泡沫泵组对应的目标转速；
47.同步调节模块，用于基于目标转速分别对消防给水泵组和泡沫泵组的转速进行同步参数调节，完成泡沫灭火设备的流量调节。
48.本发明至少取得了以下有益效果：
49.在泡沫灭火设备开始工作时，对泡沫灭火设备进行参数初始化，保证泡沫灭火设备的各个参数设置正常，避免上一次的设备使用对本次使用造成影响；基于容积比同步调速控制器，按照控制常数控制水和泡沫按照预设比例进行混合，生成灭火泡沫，在泡沫灭火设备开始工作阶段就确定泡沫灭火设备的控制常数，保证在转速调节过程中泡沫混合比例的始终保持不变；容积比同步调速控制器在接收到流量调节信号后，对流量调节信号进行解析，确定消防给水泵组与泡沫泵组对应的目标转速，基于目标转速分别对消防给水泵组和泡沫泵组的转速进行同步参数调节，完成泡沫灭火设备的流量调节，采用容积比同步调速控制器实现泡沫供给动力和消防供水动力的同步调节，使消防供水泵组和泡沫供给泵组始终按容积比例混合而同步运转，提高混合效率以及混合精度，在泡沫混合比不改变的前提下，实现泡沫灭火的流量的调节。
50.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
51.下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
52.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
53.图1为本发明一种大流量灭火泡沫比例混合的控制方法的流程图；
54.图2为本发明对泡沫灭火设备进行参数初始化的流程图；
55.图3为本发明一种大流量灭火泡沫比例混合的控制方法步骤3的流程图；
56.图4为本发明一种大流量灭火泡沫比例混合的控制系统的示意图。
具体实施方式
57.以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
58.本发明提供一种大流量灭火泡沫比例混合的控制方法，如图1所示，包括：
59.步骤1：对泡沫灭火设备进行参数初始化，并基于容积比同步调速控制器，按照控制常数控制水和泡沫液按照预设比例进行混合，生成灭火泡沫；
60.步骤2：容积比同步调速控制器在接收到流量调节信号后，对流量调节信号进行解析，确定消防给水泵组与泡沫泵组对应的目标转速；
61.步骤3：基于目标转速分别对消防给水泵组和泡沫泵组的转速进行同步参数调节，完成泡沫灭火设备的流量调节。
62.本实施例中，消防给水泵组与泡沫泵组均选用容积泵，并且采用速度闭环的调速控制，调速指令来自容积比同步调速控制器。
63.本实施例中，消防给水泵组与泡沫泵组的每1转的流量在试验台架上进行精确标定，并生成流量
‑‑
转速对照关系保存在容积比容积比同步调速控制器。
64.本实施例中，流量调节信号是指容积比同步调速控制器接收到对泡沫灭火流量进行调节的信号。
65.本实施例中，目标转速包括第一目标转速和第二目标转速，其中第一目标转速是指消防给水泵的转速，第二目标转速是指泡沫泵的转速。
66.上述实施例的有益效果：在泡沫灭火设备开始工作时，对泡沫灭火设备进行参数初始化，保证泡沫灭火设备的各个参数设置正常，避免上一次的设备使用对本次使用造成影响；基于容积比同步调速控制器，按照控制常数控制水和泡沫按照预设比例进行混合，生成灭火泡沫，在泡沫灭火设备开始工作阶段就确定泡沫灭火设备的控制常数，保证在转速调节过程中泡沫混合比例的始终保持不变；容积比同步调速控制器在接收到流量调节信号后，对流量调节信号进行解析，确定消防给水泵组与泡沫泵组对应的目标转速，基于目标转速分别对消防给水泵组和泡沫泵组的转速进行同步参数调节，完成泡沫灭火设备的流量调节，采用容积比同步调速控制器实现泡沫供给动力和消防供水动力的同步调节，使消防供水泵组和泡沫供给泵组始终按容积比例混合而同步运转，提高混合效率以及混合精度，在泡沫混合比不改变的前提下，实现泡沫灭火的流量的调节。
67.在一个实施例中，步骤1：对泡沫灭火设备进行参数初始化，如图2所示，包括：
68.步骤101：对泡沫灭火设备的实时状态进行监测；
69.步骤102：在泡沫灭火设备收到工作指令时，获取泡沫灭火器的混合比例参数、流量设置参数以及消防给水泵组和泡沫泵组的动力参数进行参数初始化，获得原始参数数据。
70.本实施例中，工作指令是指控制泡沫灭火设备劲工作的指令信号。
71.上述实施例的有益效果：基于主控模块对泡沫灭火设备的实时状态进行监测，实现泡沫灭火设备状态的实时监测，提高泡沫灭火设备的容积比同步调速控制器响应速度，保证泡沫灭火设备收到工作指令的瞬间，即可完成水和泡沫的混合，提高泡沫灭火设备的出泡速度；在泡沫灭火设备收到工作指令时，获取泡沫灭火器的混合比例参数、流量设置参数以及消防给水泵组和泡沫泵组的动力参数进行参数初始化，获得原始参数数据，保证泡沫灭火设备的各个参数设置正常，避免上一次的设备使用对本次使用造成影响。
72.在一个实施例中，步骤2：确定消防给水泵组与泡沫泵组对应的目标转速后，包括：
73.基于目标转速确定所述泡沫灭火设备的当前流量，根据所述目标转速以及当前流量，生成流量通知信号，并发送至泡沫灭火设备控制端进行后台数据记录。
74.上述实施例的有益效果：本发明基于目标转速确定所述泡沫灭火设备的当前流量，根据所述目标转速以及当前流量，生成流量通知信号，并发送至泡沫灭火设备控制端进行后台数据记录，实现了泡沫灭火设备工作数据的记录，有利于管理者后续的查看和管理。
75.在一个实施例中，步骤3：基于目标转速分别对消防给水泵组和泡沫泵组的转速进行同步参数调节，完成泡沫灭火设备的流量调节，如图3所示，包括：
76.步骤301：获取转速调节的关联参数，基于所述目标转速对应的值，确定所述关联参数对应的调节值，生成参数调节列表；
77.步骤302：基于参数对应泵组的不同将所述参数调节列表中各个参数进行分类，获得两个子参数调节列表；
78.步骤303：基于子参数调节列表确定调节参数序列，生成对应的调速指令，将所述调速指令进行同步发送；
79.步骤304：消防给水泵组与泡沫泵组分别基于各自对应的调速指令进行转速调节。
80.本实施例中，关联参数是指改变消防给水泵与泡沫泵对应的转速的过程中需要调节的全部动力参数。
81.本实施例中，调节值是指各个关联参数需要调节到的最终值。
82.本实施例中，参数调节列表是指包含了消防给水泵组与泡沫泵组全部关联参数及其对应调节值的数据列表。
83.本实施例中，子参数调节列表是指根据参数调节列表各个数据对应泵组进行分类得到的两个关联参数及其对应调节值的数据列表。
84.本实施例中，调速指令是指容积比同步调速控制器向消防给水泵组与泡沫泵组发送的转速调节指令。
85.上述技术方案的有益效果：容积比同步调速控制器在接收到流量调节信号后，对所述流量调节信号解析，获取转速调节的关联参数，基于所述目标转速对应的值，确定所述关联参数对应的调节值，生成参数调节列表，基于参数对应泵组的不同将所述参数调节列表中各个参数进行分类，获得两个子参数调节列表，确定各个泵组对应的调节参数，为调速指令的精准发送提供保证；基于子参数调节列表确定调节参数序列，生成对应的调速指令，将所述调速指令进行同步发送，实现消防给水泵组与泡沫泵组转速的同步调节，完成泡沫灭火设备的流量的精准调节，提高流量调节响应效率。
86.在一个实施例中，在所述调速指令发送完成后，包括：
87.在预设时间后分别获取消防给水泵组的第一转速与泡沫泵组对应的第二转速，并
判断所述第一转速与第一目标转速以及所述第二转速是否与第二目标转速是否一致；
88.若一致，判断所述泡沫灭火设备的同步调节完成；
89.否则，再次获取调速指令，基于所述调速指令再次进行同步调节。
90.上述技术方案的有益效果：在所述调速指令发送完成后在预设时间后分别获取消防给水泵组的第一转速与泡沫泵组对应的第二转速，并判断所述第一转速与第一目标转速以及所述第二转速是否与第二目标转速是否一致，从而判断所述泡沫灭火设备的同步调节是否完成，确保消防给水泵组和泡沫泵组可以同时完成转速调节，实现泡沫灭火设备的流量的精准调控。
91.在一个实施例中，基于容积比同步调速控制器，按照控制常数控制水和泡沫按照预设比例进行混合，生成灭火泡沫，包括：
92.确定所述泡沫灭火设备的泡沫混合模式；
93.当所述泡沫混合模式为第一混合模式时，获取当前火灾的环境图像，并对所述环境图像进行图像特征提取，得到火灾场景特征；
94.基于所述火灾场景特征，确定当前火灾的灾情属性，根据所述灾情属性，确定当前火灾的适用泡沫的适配比；
95.根据所述适用泡沫的适配比，参考泡沫灭火设备携带多种泡沫液的使用要求，确定适配泡沫液，获取所述适配泡沫液的默认混合比例；
96.根据所述默认混合比例，生成控制常数，容积比同步调速控制器根据控制常数对消防给水泵组与泡沫泵组进行同步控制；
97.当所述泡沫混合模式为第二混合模式时，获取泡沫灭火设备的灭火泡沫使用要求，确定水和泡沫液的混合比例；
98.基于所述混合比例生成控制常数，容积比同步调速控制器根据控制常数对消防给水泵组与泡沫泵组进行同步控制。
99.本实施例中，第一混合模式是指泡沫灭火设备携带多个种类的水成膜泡沫灭火剂，例如，1％、3％、6％等。
100.本实施例中，火灾场景特征是指火势特征；灾情属性是指火情大小以及火情出现场景。
101.本实施例中，适用泡沫是指适合当前火灾火情的泡沫剂，默认混合比例，是指适用泡沫剂对应的混合比例，例如选用1％的水成膜泡沫灭火剂，即99％水混合1％泡沫。
102.本实施例中，控制常数是指基于混合比例确定的容积比同步调速控制器的控制常数，目的是保证容积比同步调速控制器在对消防给水泵组与泡沫泵组进行调速时始终保持混合比例不变，例如，99％水混合1％泡沫时容积比同步调速控制器的控制常数k＝99；
103.其中，其中，k表示容积比同步调速控制器流量比例调速的控制常数、l1表示消防给水泵组每一转产生的流量；v1表示消防给水泵组的转速；l2表示泡沫泵组每一转产生的流量；v2表示泡沫泵组的转速。
104.本实施例中，第二混合模式是指泡沫灭火设备携带单种水成膜泡沫灭火剂。
105.上述技术方案的有益效果：本发明对泡沫灭火设备进行参数初始化后，确定所述泡沫灭火设备的泡沫混合模式，当所述泡沫混合模式为第一混合模式时，获取当前火灾的
环境图像，并对所述环境图像进行图像特征提取，得到火灾场景特征；基于所述火灾场景特征，确定当前火灾的灾情属性，根据所述灾情属性，确定当前火灾的适用泡沫的适配比；根据所述适用泡沫的适配比，参考泡沫灭火设备携带多种泡沫液的使用要求，确定适配泡沫液，实现了多泡沫剂泡沫灭火设备泡沫剂的自主选择，提高灭火设备的智能化程度，同时多泡沫剂的携带液也使得泡沫灭火设备可以应用于各种石油石化灭火场景；获取所述适配泡沫液的默认混合比例；根据所述默认混合比例，生成控制常数，容积比同步调速控制器根据控制常数对消防给水泵组与泡沫泵组进行同步控制，确保容积比同步调速控制器进行调速的过程中泡沫混合比例不变；当所述泡沫混合模式为第二混合模式时，获取泡沫灭火设备的灭火泡沫使用要求，确定水与泡沫液的混合比例；基于所述混合比例生成控制常数，容积比同步调速控制器根据控制常数对消防给水泵组与泡沫泵组进行同步控制，在泡沫灭火设备的泡沫剂固定时，快速确定水与泡沫液的混合比例，实现快速出泡。
106.在一个实施例中，步骤1：在输出灭火泡沫时，还包括：
107.获取泡沫液存储罐的内部液位，判断所述内部液位是否小于等于预设值，
108.当所述内部液位小于等于预设值时，发出第一报警信号，提醒使用者对泡沫液进行更换。
109.当所述内部液位大于预设值时，基于所述内部液位，对泡沫液存储罐内的剩余泡沫液进行质量估计，得到剩余泡沫液量；
110.基于所述泡沫灭火设备的混合比例以及当前流量，预测剩余泡沫液量的使用时长，判断剩余泡沫液是否可以完成当前灭火任务；
111.若不可以，发出第二报警信号，提醒使用者注意泡沫液使用情况；
112.否则，持续对泡沫液存储罐的内部液位进行监测。
113.其中，判断剩余泡沫液是否可以完成当前灭火任务，包括：
114.基于互联网，根据当前火灾的灾情属性查询得到当前火灾的相似火灾的历史灭火时间；
115.获取各个相似火灾与当前火灾的相似度，基于所述相似度，确定最相似火灾的历史灭火时间对应的时间，作为参考时间；
116.将所述参考时间与使用时间进行对比，当所述参考时间大于使用时间时，判定所述剩余泡沫液可以完成当前灭火任务；
117.否则，判定剩余泡沫液不可以完成当前灭火任务。
118.本实施例中，第一报警信号是指泡沫液存储罐更换报警信号。
119.本实施例中，第二报警信号是指泡沫液余量注意信号。
120.本实施例中，相似火灾是指互联网可查询的与当前火灾发生场景以及火情大小相似的火灾。
121.本实施例中，参考时间是指判断剩余泡沫液是否可以完成当前灭火任务的判断参考时间，该时间等于相似火灾中相似度最大的历史火灾对应的灭火时间。
122.上述技术方案的有益效果：本发明在接收到开阀信号后，获取泡沫液存储罐的内部液位，判断所述内部液位是否小于等于预设值，从而完成开始执行灭火任务前泡沫液的检测，保证泡沫灭火设备可以正常产生灭火泡沫，并在所述内部液位小于等于预设值时，发出第一报警信号，提醒使用者对泡沫液进行更换；当所述内部液位大于预设值时，基于所述
内部液位，对泡沫液存储罐内的剩余泡沫液进行质量估计，得到剩余泡沫液量；基于所述泡沫灭火设备的混合比例以及当前流量，预测剩余泡沫液量的使用时长，判断剩余泡沫液是否可以完成当前灭火任务；若不可以，发出第二报警信号，提醒使用者注意泡沫液使用情况，提醒使用者在使用过程中注意余液，持续对泡沫液存储罐的内部液位进行监测，实现灭火任务中泡沫余液的自主监测，减少人工监测压力，在余液不足时及时提醒使用者。
123.本发明提供一种大流量灭火泡沫比例混合的控制系统，如图4所示，包括：
124.初始化模块，用于对泡沫灭火设备进行参数初始化，并基于容积比同步调速控制器，按照控制常数控制水和泡沫液按照预设比例进行混合，生成灭火泡沫；
125.转速确定模块，用于容积比同步调速控制器在接收到流量调节信号后，对流量调节信号进行解析，确定消防给水泵组与泡沫泵组对应的目标转速；
126.同步调节模块，用于基于目标转速分别对消防给水泵组和泡沫泵组的转速进行同步参数调节，完成泡沫灭火设备的流量调节。
127.上述实施例的有益效果：在泡沫灭火设备开始工作时，对泡沫灭火设备进行参数初始化，保证泡沫灭火设备的各个参数设置正常，避免上一次的设备使用对本次使用造成影响；基于容积比同步调速控制器，按照控制常数控制水和泡沫按照预设比例进行混合，生成灭火泡沫，在泡沫灭火设备开始工作阶段就确定泡沫灭火设备的控制常数，保证在转速调节过程中泡沫混合比例的始终保持不变；容积比同步调速控制器在接收到流量调节信号后，对流量调节信号进行解析，确定消防给水泵组与泡沫泵组对应的目标转速，基于目标转速分别对消防给水泵组和泡沫泵组的转速进行同步参数调节，完成泡沫灭火设备的流量调节，采用容积比同步调速控制器实现泡沫供给动力和消防供水动力的同步调节，使消防供水泵组和泡沫供给泵组始终按容积比例混合而同步运转，提高混合效率以及混合精度，在泡沫混合比不改变的前提下，实现泡沫灭火的流量的调节。
128.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。