火災報警檢測系統(tǒng)設計

湖南理工學院畢業(yè)設計(論文)1學號業(yè)設計(論文)題 目 :智能火災報警檢測系統(tǒng)設計作 者 王 志 榮 屆 別 2015屆 院 別 機 械 工 程 學 院 專 業(yè) 機 械 電 子 工 程指 導 教 師 周 紅 波 職 稱 講 師 完 成 時 間 2012年 5月 20日 2摘要智能火災報警檢測系統(tǒng)主要由火災探測部分、聲光報警子系統(tǒng)、消防滅火聯(lián)動子系統(tǒng)組成。消防聯(lián)動系統(tǒng)包括自動噴淋滅火系統(tǒng)、防火卷簾門系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)，三個系統(tǒng)由三相異步電機傳動動力。我們將樓宇空間劃分不同報警區(qū)域，以便準確發(fā)現火災，在報警區(qū)域內，探測器探測其周圍溫度、煙的濃度，經PLC控制器傳送給聲光報警子系統(tǒng)，發(fā)出報警光和聲音，同時消防聯(lián)動滅火系統(tǒng)經PLC控制器延時啟動來滅火。在延遲期內可以啟動系統(tǒng)復位按鈕，終止火災報警系統(tǒng)響應，這樣可以避免誤報導致滅火系統(tǒng)因啟動產生的后果。為了提高報警精度和及時滅火的能力，安裝了手動報警按鈕、抽水泵、供水泵。關鍵詞：火災 報警系統(tǒng)； 探測器； PLC 湖南理工學院畢業(yè)設計(論文)3AbstractIntelligent fire alarm detection system consists of fire detection part, sound and light alarm subsystems, fire fighting linkage subsystems. Fire linkage system includes an automatic sprinkler system, fire shutter door systems, smoke control system. Three-phase asynchronous motors deliver power to the three systems. In order to pinpoint the fire, we will be divide building space into different alarm zones in the alarm zone. the detector detects the surrounding temperature, the concentration of smoke. The PLC controller transmit it to the sound and light alarm subsystems, while fire linkage system by PLC controller delayed start to eliminate the fire. To avoid false alarms leading to consequences due to starting fire extinguishing system. During the delay, we can initiate reset button of system to terminate fire alarm system response. In order to improve the accuracy of the fire alarm and the ability to eliminate fire, we have installed a manual alarm button and water-pump.Keywords: The fire alarm system; Probe; PLC4目 錄第一章 緒論 .61.1 研究背景及其意義 .61.2 火災報警器發(fā)展歷程及現狀 .71.3 設計本課題的原因與意義 .8第二章 智能火災報警檢測系統(tǒng)簡介 .92.1 火災報警系統(tǒng)概述 .92.2 系統(tǒng)功能要求 .92.3 火災報警系統(tǒng)分類和適應范圍 .92.4 火災報警系統(tǒng)設計專業(yè)術語 .102.6 火災報警系統(tǒng)設計規(guī)范 .102.6.1 關于區(qū)域報警系統(tǒng)的設計規(guī)范： .103.1 火災報警系統(tǒng)工作方式 .113.2 樓宇結構區(qū)域劃分 .123.3 聲光報警子系統(tǒng)工作設計原理 .133.4 自動噴淋滅火系統(tǒng)設計 .153.4 PLC 控制器 .164.1 火災探測器 .174.1.1 工作原理 .174.1.2 火災探測器分類與選擇 .174.2 防火卷簾門 .214.2.1 防火卷簾門工作原理 .214.2.2 防火卷簾門電動機正反轉控制電路圖 .214.3 噴淋系統(tǒng) .224.3.1 噴頭的布置 .224.3.2 自動噴灑控制系統(tǒng)的設備配置選型 .234.4 PLC 與各子系統(tǒng)硬件部分 .24湖南理工學院畢業(yè)設計(論文)54.4.1 火災報警系統(tǒng)主要部件 .244.4.2 控制中心 I/O 端口分配接線 .254.5 電源模塊 .274.5.1 電源的選擇 .274.5.2 布線要求 .28第五章 火災報警系統(tǒng)軟件設計 .285.1 程序流程圖 .295.2 系統(tǒng)程序梯形圖 .295.3 PLC 程序說明 .32致謝 .33參考文獻 .346第一章 緒論1.1 研究背景及其意義自古以來，火災一直是主要重大害之一，對人類經濟和文明造成了不可挽回的損失。慘痛的代價使我們越發(fā)明白及時預報警以及消防工作的重要程度 。而研制一種能夠具有優(yōu)越的監(jiān)控還有及時的報警系統(tǒng)能夠非常大的減少火災造成的損失。智能火災報警系統(tǒng)就是為此目的而設計的，而且隨著科技的不斷進步，該技術在結構上以及功能上越來越完善。圖 1-1 是報警時間和燃燒過程產物的關系，燃燒時間越長，報警時間越遲，火災產生的危害越嚴重。隨著現代城市化的不斷發(fā)展，樓房密集度的提高，火災發(fā)生的產生的后果也變得嚴重，消防系統(tǒng)在社會公共安全的地位變得非常重要，因此有必要設計一種火災 報警系統(tǒng)，讓人們及時發(fā)現火災，并能夠及時采用有效措施來控制和撲滅火災。火災報警器由傳統(tǒng)的多線型、總線型、逐步發(fā)展到智能化發(fā)生了質的飛躍。湖南理工學院畢業(yè)設計(論文)7圖 1-1 火災發(fā)生過程與報警時間關系1.2 火災報警器發(fā)展歷程及現狀火災報警系統(tǒng)分三個階段，第一個階段是多線型系統(tǒng)。此類系統(tǒng)基本無故障排除功能，探測氣體及溫度不僅需要 2 根電源，還要報警信號線，安裝比較麻煩，且線路比較復雜。第二階段是總線型系統(tǒng)。這類系統(tǒng)相對于多線型可以編程，具有故障自我檢測功能。其缺點也明顯，不能夠根據實際情況設置閥值，只能由硬件決定。第三階段是智能型系統(tǒng)，因采用了先進的微控制技術，智能化程度得到了提高，探測器是可以將煙霧溫度等模擬量信號轉化為數字量，再通過控制器輸出顯示。此系統(tǒng)具有靈敏度高，報警閥值可調節(jié)，穩(wěn)定性好，誤報率低等優(yōu)點。我國的火災報警系統(tǒng)起步晚，70 年代開始研制，前期模仿國外產品。到了 90年代以后，火災報警發(fā)展成熟起來了，才真正有了自己的核心技術?，F如今許多公司報警產品都接近國際水平了。比如依愛消防公司生產的 JTY-GDEI6010/E16012 點型光電感煙火災探測器，電子編碼，在線編織安裝調試極為方便，響應速度快，采用自適應技術，能對環(huán)境進行補償。1.3 設計本課題的原因與意義基于 PLC 控制火災報警系統(tǒng)與傳統(tǒng)的繼電接觸控制系統(tǒng)有如下優(yōu)點：（1）在繼電接觸控制系統(tǒng)中，當電源接通后，繼電器按一定控制邏輯依次動作，任一瞬間都處于相對穩(wěn)定的動作狀態(tài)（接通或斷開）；當電源接通后，PLC 采用特有的掃描工作方式，從原理上增強了抗干擾的能力，運行時其輸入的狀態(tài)處于一種動態(tài)的刷新狀態(tài)。（2）可靠性與可維護性強。繼電接觸器控制系統(tǒng)采用硬接線邏輯，控制功能由硬件電器元件構成，接線復雜，體積大，功耗大，改動工作量大，觸點存在抖動問題。PLC 利用存儲器的元件替代了繼電器等元件，具有接線少，體積小，易于擴展，不會出現抖動現象。8（3）響應速度快。以繼電器控制系統(tǒng)以控制順序為主，觸電動作會有機械延時,PLC 控制采用軟件實現，運算時間短。（4）定時和計數準確。繼電接觸控制定時器體積大，精度低，調整困難。PLC有大量的軟件定時器和計數器，精度高，調整方便?；?PLC 控制火災報警系統(tǒng)與微機控制系統(tǒng)比較，價格便宜，特別適合中小規(guī)模的家用火災報警系統(tǒng)。第二章 智能火災報警檢測系統(tǒng)簡介2.1 火災報警系統(tǒng)概述火災報警系統(tǒng)在樓宇建筑中起著極其重要的安全保障作用。它屬于智能樓宇系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)，但其又在完全脫離其他系統(tǒng)或網絡的情況下獨立正常運行和操作，完成自身所具有的防災和滅火的功能，具有絕對的優(yōu)先權。以計算機網絡和通信為基礎的城市智能火災報警信息系統(tǒng)，通過對建筑物內的消防設施運行狀態(tài)遠程監(jiān)控，實時接收并快速處理報警信息，縮短火災報警時間，并使防火監(jiān)督工作深入到單位的每一個消防監(jiān)測設備。該系統(tǒng)的建立，對加強消防安全監(jiān)督管理，防止重特大火災的發(fā)生有著十分重大的意義。智能火災報警系統(tǒng)能夠在火災初期，將燃燒產生的煙霧、熱量和光輻射等物理量，通過感溫、感煙和感光等火災探測器變成電信號，傳輸到火災報警控制器，并同時顯示出火災發(fā)生的部位，記錄火災發(fā)生的時間。2.2 系統(tǒng)功能要求該火災報警系統(tǒng)由火災檢測系統(tǒng)、中央控制系統(tǒng)、報警子系統(tǒng)、滅火子系統(tǒng)組成。系統(tǒng)功能要求：1、火災探測功能：能夠實時檢測到空氣中的氣體煙霧濃度、溫度狀況是否超過預定值。湖南理工學院畢業(yè)設計(論文)92、設備檢測功能：能夠對所有消防設備工作狀態(tài)進行檢測并顯示。3、溫度和煙霧濃度顯示功能。4、火災發(fā)生報警功能：火災發(fā)生時能立即報警。5、滅火功能：火災報警能延時調動消防噴淋系統(tǒng)滅火。2.3 火災報警系統(tǒng)分類和適應范圍火災報警系統(tǒng)按適應范圍分三種：區(qū)域報警系統(tǒng)、集中報警系統(tǒng)、控制中心報警系統(tǒng)。 類型 區(qū)域報警系統(tǒng) 集中報警系統(tǒng) 控制中心報警系統(tǒng)功能特點 簡單 較復雜 較復雜構造區(qū)域報警器和火災探測器等構成或火災報警器和火災探測器構成。集中火災報警控制器、區(qū)域火災報警控制器和火災探測器構成。消防控制設備、集中火災報警控制器、區(qū)域火災報警控制器和火災探測器構成。使用范圍 二級保護對象一級和二級保護對象一級和特級保護對象2.4 火災報警系統(tǒng)設計專業(yè)術語（1）把火災報警系統(tǒng)的警示范圍依防火分區(qū)或樓劃分的單元叫做報警區(qū)域。（2）把報警區(qū)域依探測火情的位置劃分的單元叫做探測區(qū)域。 （3）火災探測器可以探測面積大小叫做保護面積。（4）最近的兩個火災探測器固定的距離叫做安裝間距。（5）火災探測器可以單向探測最大水平間距叫做保護半徑。（6）耐火極限：把建筑結構、部件放在標準耐火測試下，它由受到火的作用時起到失誤完整性或者隔熱性、穩(wěn)定性結束所用的小時數。102.6 火災報警系統(tǒng)設計規(guī)范2.6.1 關于區(qū)域報警系統(tǒng)的設計規(guī)范：（1）在某個特定報警區(qū)域內只能設置 1 臺火災報警控制器或者區(qū)域火災報警控制器。而在系統(tǒng)中它們任何一種不能超過 2 臺。（2）在上述設計規(guī)范條例中的這兩種報警控制器要安置在人員值班的地方，以便于相關人員看管和維護。（3）消防聯(lián)動系統(tǒng)可以設計在火警報警系統(tǒng)中。（4）1 臺火災報警控制控制多個樓層區(qū)域時，需要在每個樓層的明顯位置安裝顯示樓層火災位置的顯示裝置。區(qū)域火災報警控制器同樣需要這樣設計。（5）當火災報警控制器設置于墻壁時，它的底邊與地面距離最好為 1.3 到 1.5米，接近門軸的一面離墻體至少要有 0.5 米，而正面距離墻至少要有 1.2 米。2.6.2 關于集中報警系統(tǒng)的設計規(guī)范：（1）此