火災(zāi)報(bào)警檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)解讀

1、湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文 )學(xué)號：業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )題目: 智能火災(zāi)報(bào)警檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)作者王志榮屆別2015 屆院別機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)機(jī)械電子工程指導(dǎo)教師周紅波職稱講師完成時(shí)間2012年 5 月 20日1摘要智能火災(zāi)報(bào)警檢測系統(tǒng)主要由火災(zāi)探測部分、 聲光報(bào)警子系統(tǒng)、 消防滅火聯(lián)動(dòng)子系統(tǒng)組成。 消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)包括自動(dòng)噴淋滅火系統(tǒng)、 防火卷簾門系統(tǒng)、 防排煙系統(tǒng)，三個(gè)系統(tǒng)由三相異步電機(jī)傳動(dòng)動(dòng)力。 我們將樓宇空間劃分不同報(bào)警區(qū)域， 以便準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，在報(bào)警區(qū)域內(nèi)，探測器探測其周圍溫度、煙的濃度，經(jīng)plc控制器傳送給聲光報(bào)警子系統(tǒng)，發(fā)出報(bào)警光和聲音，同時(shí)消防聯(lián)動(dòng)滅火系統(tǒng)經(jīng) plc

2、 控制器延時(shí)啟動(dòng)來滅火。 在延遲期內(nèi)可以啟動(dòng)系統(tǒng)復(fù)位按鈕， 終止火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)響應(yīng)，這樣可以避免誤報(bào)導(dǎo)致滅火系統(tǒng)因啟動(dòng)產(chǎn)生的后果。 為了提高報(bào)警精度和及時(shí)滅火的能力，安裝了手動(dòng)報(bào)警按鈕、抽水泵、供水泵。關(guān)鍵詞 ：火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)；探測器； plc2湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文 )abstractintelligent fire alarm detection system consists of fire detection part, sound and light alarm subsystems, fire fighting linkage subsystems. fire linkage sy

3、stem 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 sur

4、rounding 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 t

5、he 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.keyword s:the fire alarm system; probe; plc3目錄第一章緒論 .61.1研究背景及其意義 .61

6、.2火災(zāi)報(bào)警器發(fā)展歷程及現(xiàn)狀.71.3設(shè)計(jì)本課題的原因與意義 .7第二章智能火災(zāi)報(bào)警檢測系統(tǒng)簡介 .82.1火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)概述 .82.2系統(tǒng)功能要求 .82.3火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)分類和適應(yīng)范圍.92.4火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)專業(yè)術(shù)語.92.6火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范 .102.6.1關(guān)于區(qū)域報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)范：.103.1火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)工作方式 .113.2樓宇結(jié)構(gòu)區(qū)域劃分 .123.3聲光報(bào)警子系統(tǒng)工作設(shè)計(jì)原理.133.4自動(dòng)噴淋滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì) .143.4plc 控制器 .154.1火災(zāi)探測器 .164.1.1工作原理 .164.1.2火災(zāi)探測器分類與選擇 .164.2防火卷簾門 . .204.2.1防火卷簾

7、門工作原理 . .204.2.2防火卷簾門電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路圖.204.3噴淋系統(tǒng) .214.3.1噴頭的布置 . .214.3.2自動(dòng)噴灑控制系統(tǒng)的設(shè)備配置選型.224.4plc 與各子系統(tǒng)硬件部分 .234湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文 )4.4.1火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)主要部件 .234.4.2控制中心 i/o 端口分配接線 .244.5電源模塊 . .264.5.1電源的選擇 . .264.5.2布線要求 . .27第五章 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) .275.1程序流程圖 .285.2系統(tǒng)程序梯形圖 . .285.3 plc 程序說明 .31致謝 .32參考文獻(xiàn) .335第一章緒論1.1 研究背景及其

8、意義自古以來，火災(zāi)一直是主要重大害之一， 對人類經(jīng)濟(jì)和文明造成了不可挽回的損失。慘痛的代價(jià)使我們越發(fā)明白及時(shí)預(yù)報(bào)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(shí)的報(bào)警系統(tǒng)能夠非常大的減少火災(zāi)造成的損失。智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)就是為此目的而設(shè)計(jì)的， 而且隨著科技的不斷進(jìn)步， 該技術(shù)在結(jié)構(gòu)上以及功能上越來越完善。 圖 1-1 是報(bào)警時(shí)間和燃燒過程產(chǎn)物的關(guān)系， 燃燒時(shí)間越長，報(bào)警時(shí)間越遲，火災(zāi)產(chǎn)生的危害越嚴(yán)重。 隨著現(xiàn)代城市化的不斷發(fā)展，樓房密集度的提高， 火災(zāi)發(fā)生的產(chǎn)生的后果也變得嚴(yán)重， 消防系統(tǒng)在社會(huì)公共安全的地位變得非常重要， 因此有必要設(shè)計(jì)一種火災(zāi) 報(bào)警系統(tǒng)，讓人們及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，并

9、能夠及時(shí)采用有效措施來控制和撲滅火災(zāi)?；馂?zāi)報(bào)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(zhì)的飛躍。6湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文 )圖 1-1 火災(zāi)發(fā)生過程與報(bào)警時(shí)間關(guān)系1.2 火災(zāi)報(bào)警器發(fā)展歷程及現(xiàn)狀火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)分三個(gè)階段， 第一個(gè)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(bào)警信號線，安裝比較麻煩，且線路比較復(fù)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(diǎn)也明顯，不能夠根據(jù)實(shí)際情況設(shè)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(jìn)的微控制技術(shù)，智能化程度得到了提高， 探測器是可以將煙霧溫度等

10、模擬量信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，再通過控制器輸出顯示。 此系統(tǒng)具有靈敏度高，報(bào)警閥值可調(diào)節(jié)，穩(wěn)定性好，誤報(bào)率低等優(yōu)點(diǎn)。我國的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)起步晚， 70 年代開始研制，前期模仿國外產(chǎn)品。到了 90 年代以后，火災(zāi)報(bào)警發(fā)展成熟起來了， 才真正有了自己的核心技術(shù)。 現(xiàn)如今許多公司報(bào)警產(chǎn)品都接近國際水平了。比如依愛消防公司生產(chǎn)的jty-gdei6010/e16012點(diǎn)型光電感煙火災(zāi)探測器，電子編碼，在線編織安裝調(diào)試極為方便，響應(yīng)速度快，采用自適應(yīng)技術(shù)，能對環(huán)境進(jìn)行補(bǔ)償。1.3 設(shè)計(jì)本課題的原因與意義基于 plc控制火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)與傳統(tǒng)的繼電接觸控制系統(tǒng)有如下優(yōu)點(diǎn)：（ 1）在繼電接觸控制系統(tǒng)中， 當(dāng)電源接通后，

11、繼電器按一定控制邏輯依次動(dòng)作，任一瞬間都處于相對穩(wěn)定的動(dòng)作狀態(tài)（接通或斷開）；當(dāng)電源接通后， plc采用特有的掃描工作方式， 從原理上增強(qiáng)了抗干擾的能力， 運(yùn)行時(shí)其輸入的狀態(tài)處于一種動(dòng)態(tài)的刷新狀態(tài)。（ 2）可靠性與可維護(hù)性強(qiáng)。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(gòu)成，接線復(fù)雜，體積大，功耗大，改動(dòng)工作量大，觸點(diǎn)存在抖動(dòng)問題。 plc利用存儲(chǔ)器的元件替代了繼電器等元件，具有接線少，體積小，易于擴(kuò)展，不會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)現(xiàn)象。7（ 3）響應(yīng)速度快。以繼電器控制系統(tǒng)以控制順序?yàn)橹?，觸電動(dòng)作會(huì)有機(jī)械延時(shí) ,plc 控制采用軟件實(shí)現(xiàn)，運(yùn)算時(shí)間短。（ 4）定時(shí)和計(jì)數(shù)準(zhǔn)確。繼電接觸控制定時(shí)器體積

12、大，精度低，調(diào)整困難。plc有大量的軟件定時(shí)器和計(jì)數(shù)器，精度高，調(diào)整方便?；?plc控制火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)與微機(jī)控制系統(tǒng)比較，價(jià)格便宜，特別適合中小規(guī)模的家用火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)。第二章智能火災(zāi)報(bào)警檢測系統(tǒng)簡介2.1 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)概述火災(zāi)報(bào)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(gè)子系統(tǒng)， 但其又在完全脫離其他系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)的情況下獨(dú)立正常運(yùn)行和操作，完成自身所具有的防災(zāi)和滅火的功能，具有絕對的優(yōu)先權(quán)。 以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信為基礎(chǔ)的城市智能火災(zāi)報(bào)警信息系統(tǒng)，通過對建筑物內(nèi)的消防設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)控， 實(shí)時(shí)接收并快速處理報(bào)警信息，縮短火災(zāi)報(bào)警時(shí)間， 并使防火監(jiān)督工作深入到單位的每一個(gè)消

13、防監(jiān)測設(shè)備。該系統(tǒng)的建立， 對加強(qiáng)消防安全監(jiān)督管理，防止重特大火災(zāi)的發(fā)生有著十分重大的意義。智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)能夠在火災(zāi)初期，將燃燒產(chǎn)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(zāi)探測器變成電信號， 傳輸?shù)交馂?zāi)報(bào)警控制器， 并同時(shí)顯示出火災(zāi)發(fā)生的部位，記錄火災(zāi)發(fā)生的時(shí)間。2.2 系統(tǒng)功能要求該火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)由火災(zāi)檢測系統(tǒng)、中央控制系統(tǒng)、 報(bào)警子系統(tǒng)、 滅火子系統(tǒng)組成。系統(tǒng)功能要求：1、火災(zāi)探測功能：能夠?qū)崟r(shí)檢測到空氣中的氣體煙霧濃度、溫度狀況是否超過預(yù)定值。8湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文 )2、設(shè)備檢測功能：能夠?qū)λ邢涝O(shè)備工作狀態(tài)進(jìn)行檢測并顯示。3、溫度和煙霧濃度顯示功能。4、火災(zāi)發(fā)

14、生報(bào)警功能：火災(zāi)發(fā)生時(shí)能立即報(bào)警。5、滅火功能：火災(zāi)報(bào)警能延時(shí)調(diào)動(dòng)消防噴淋系統(tǒng)滅火。2.3 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)分類和適應(yīng)范圍火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)按適應(yīng)范圍分三種： 區(qū)域報(bào)警系統(tǒng)、 集中報(bào)警系統(tǒng)、 控制中心報(bào)警系統(tǒng)。類型區(qū)域報(bào)警系統(tǒng)集中報(bào)警系統(tǒng)控制中心報(bào)警系統(tǒng)功能特點(diǎn)簡單較復(fù)雜較復(fù)雜區(qū)域報(bào)警器和火集 中火 災(zāi)報(bào) 警消防控制設(shè)備、集中火災(zāi)探測器等構(gòu)成控制器、區(qū)域火災(zāi)報(bào)警控制器、區(qū)域火構(gòu)造或火災(zāi)報(bào)警器和災(zāi) 報(bào)警 控制 器災(zāi)報(bào)警控制器和 火災(zāi)火 災(zāi) 探 測 器 構(gòu) 和 火災(zāi) 探測 器探測器構(gòu)成。成。構(gòu)成。使用范圍二級保護(hù)對象一 級和 二級 保一級和特級保護(hù)對象護(hù)對象2.4 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)專業(yè)術(shù)語（ 1）把火災(zāi)報(bào)警

15、系統(tǒng)的警示范圍依防火分區(qū)或樓劃分的單元叫做報(bào)警區(qū)域。（ 2）把報(bào)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(zāi)探測器可以探測面積大小叫做保護(hù)面積。（ 4）最近的兩個(gè)火災(zāi)探測器固定的距離叫做安裝間距。（ 5）火災(zāi)探測器可以單向探測最大水平間距叫做保護(hù)半徑。（ 6）耐火極限：把建筑結(jié)構(gòu)、部件放在標(biāo)準(zhǔn)耐火測試下，它由受到火的作用時(shí)起到失誤完整性或者隔熱性、穩(wěn)定性結(jié)束所用的小時(shí)數(shù)。92.6 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范2.6.1 關(guān)于區(qū)域報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)范：（ 1）在某個(gè)特定報(bào)警區(qū)域內(nèi)只能設(shè)置 1 臺火災(zāi)報(bào)警控制器或者區(qū)域火災(zāi)報(bào)警控制器。而在系統(tǒng)中它們?nèi)魏我环N不能超過 2 臺。（ 2）在上述設(shè)計(jì)規(guī)

16、范條例中的這兩種報(bào)警控制器要安置在人員值班的地方，以便于相關(guān)人員看管和維護(hù)。（ 3）消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)可以設(shè)計(jì)在火警報(bào)警系統(tǒng)中。（ 4） 1 臺火災(zāi)報(bào)警控制控制多個(gè)樓層區(qū)域時(shí)，需要在每個(gè)樓層的明顯位置安裝顯示樓層火災(zāi)位置的顯示裝置。區(qū)域火災(zāi)報(bào)警控制器同樣需要這樣設(shè)計(jì)。（ 5）當(dāng)火災(zāi)報(bào)警控制器設(shè)置于墻壁時(shí)，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(guān)于集中報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)范：（ 1）此系統(tǒng)中安裝控制器數(shù)量要求：集中火災(zāi)報(bào)警控制器1 臺或火災(zāi)報(bào)警控制器1 臺至少 2 臺區(qū)域火災(zāi)報(bào)警器控制器。至少 2 臺區(qū)域顯示器（

17、2）該系統(tǒng)應(yīng)和消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)組合。2.6.3 關(guān)于控制中心報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)范：(1) 在此系統(tǒng)中應(yīng)該安裝不少于 1 臺集中火災(zāi)報(bào)警控制器、消防聯(lián)動(dòng)控制裝置以及至少 2 臺?；蛘卟簧儆? 臺消防聯(lián)動(dòng)控制裝置、火災(zāi)報(bào)警控制器以及至少2臺區(qū)域顯示設(shè)備。(2) 該系統(tǒng)中需要有自我檢測功能，能夠顯示火災(zāi)報(bào)警位置和聯(lián)動(dòng)控制的狀態(tài)信號。第三章火災(zāi)報(bào)警檢測系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)10湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文 )3.1火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)工作方式圖 3-1 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)最大特點(diǎn)在于自動(dòng)化報(bào)警， 基本上不需要人工干預(yù)， 它由中央控制器、火災(zāi)探測器、手動(dòng)報(bào)警按鈕、聲光報(bào)警系統(tǒng)、滅火聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)組成。如圖 3-1 所

18、示，現(xiàn)場溫度值、 煙霧濃度信息實(shí)時(shí)傳送給探測器， 探測器將信息轉(zhuǎn)換成電信號，輸送到控制器。此時(shí)處理器會(huì)將此電信號與設(shè)定的現(xiàn)場正常狀態(tài)整定值（可以隨時(shí)手動(dòng)設(shè)定以便用于不同場所）對比，若超過預(yù)設(shè)值，控制器控制啟動(dòng)聲光報(bào)警器系統(tǒng)， 燈閃爍并發(fā)出警示聲， 同時(shí)顯示報(bào)警區(qū)域地址、 火災(zāi)報(bào)警時(shí)間等信息。火災(zāi)發(fā)生區(qū)域也會(huì)報(bào)警， 提示人員盡快逃離火災(zāi)現(xiàn)場， 并備有滅火聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)滅火。我們?yōu)榱藴p少誤報(bào)的概率，控制器會(huì)設(shè)置延時(shí)開啟滅火聯(lián)動(dòng)裝置。該系統(tǒng)還設(shè)置了手動(dòng)報(bào)警按鈕， 一般安裝在樓梯口、 走廊等位置， 當(dāng)現(xiàn)場人員發(fā)現(xiàn)火情時(shí)，通過按下附近的手動(dòng)報(bào)警按鈕， 可以人為方式產(chǎn)生火災(zāi)報(bào)警信號， 盡11早報(bào)警和消滅火災(zāi)。3

19、.2 樓宇結(jié)構(gòu)區(qū)域劃分本文研究的智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)是以 2 層普通倉庫為課題背景， 該倉庫上層和底層設(shè)計(jì)對稱， 每層分 2 個(gè)大的存儲(chǔ)室， 每個(gè)大的存儲(chǔ)室有三個(gè)單間， 用來存放普通貨物，通常倉庫內(nèi)部無人看守， 倉庫門以卷簾式門設(shè)計(jì)， 這是為防火卷簾門設(shè)計(jì)的，走廊顯眼位置安裝有手動(dòng)報(bào)警按鈕和逃跑出口方向指示燈牌，倉庫內(nèi)有消防栓、噴淋系統(tǒng)、聲光報(bào)警系統(tǒng)。每層空間大約231 平方米，高度為 7 米，內(nèi)部通風(fēng)良好。根據(jù)倉庫實(shí)際情況報(bào)警區(qū)域劃分方法，我們把每個(gè)存儲(chǔ)室分為一個(gè)報(bào)警區(qū)域，都為100 平方米左右，即倉庫每層有2 個(gè)報(bào)警區(qū)域如圖3-2 所示，由plc報(bào)警控制中心控制。查中中華人民共和國最新頒布的倉

20、儲(chǔ)建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范手冊，根據(jù)條例 3.2.1 廠房和倉庫的耐火等級可知，該倉庫屬于二類建筑，耐火等級是 2 級。圖 3-2 報(bào)警區(qū)域劃分12湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文 )3.3 聲光報(bào)警子系統(tǒng)工作設(shè)計(jì)原理基于 plc控制中心，煙感、溫感探測器將探測的火災(zāi)信號傳遞給控制器，并實(shí)時(shí)顯示在 plc控制器設(shè)備上，與控制中心的設(shè)定溫度煙霧濃度 （樓宇消防火災(zāi)報(bào)警溫度閥值一般為 50-80 ，煙霧濃度不超過 92%）對比，確定是否啟動(dòng)聲光報(bào)警器報(bào)警。 此外該系統(tǒng)還有一鍵恢復(fù)功能， 點(diǎn)擊就會(huì)停止報(bào)警， 圖 3-3 為聲光報(bào)警演示，紅色線為信號線，黑色線為電源線。圖 3-3 聲光報(bào)警演示聲光報(bào)警器技術(shù)參數(shù)如下

21、：工作電壓： ac220/380v/dc18v26v 靜態(tài)電流： 500a報(bào)警電流： 60ma聲響等級： 106db線制：二總線 24v（紅）、 gnd（黑）安裝方式：外露壁掛13工作溫度： -10 +55相對濕度： 95%3.4 自動(dòng)噴淋滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)自動(dòng)噴淋滅火系統(tǒng)在消防報(bào)警系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛， 由噴頭、水箱、電動(dòng)機(jī)、水泵、水流指示器、報(bào)警閥、壓力開關(guān)水力警鈴等組成，一般和防火排煙系統(tǒng)、防火卷簾系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)設(shè)計(jì)，即組成消防滅火聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)。其滅火原理有三種：一、此系統(tǒng)在高處設(shè)置壓力水箱，使其長期保持工作狀態(tài)，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，周圍空氣會(huì)產(chǎn)生極高的溫度， 噴頭內(nèi)有感溫元件， 受高溫后玻璃球會(huì)發(fā)生破裂， 噴頭將

22、會(huì)自動(dòng)向現(xiàn)場噴水。 噴水后，水流指示器會(huì)檢測到管道壓力的變化， 從而作用于報(bào)警閥使其輸出報(bào)警水流， 延遲器延遲一段時(shí)間后， 才使水力警鈴報(bào)警， 此后若還未成功滅火，火勢將會(huì)增大，啟動(dòng)水泵，大流量水滅火。二、此系統(tǒng)中設(shè)置了手動(dòng)按鈕，當(dāng)現(xiàn)場人員發(fā)現(xiàn)火災(zāi)可以啟動(dòng)此按鈕， plc接收信號，繼電器控制箱動(dòng)作，啟動(dòng)水泵滅火。三、當(dāng) plc控制中心接收到溫感、煙感探測器信號后， plc控制中心會(huì)使繼電器控制箱動(dòng)作，從而啟動(dòng)水泵滅火。14湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文 )圖 3-4 自動(dòng)噴淋滅火子系統(tǒng)3.4 plc 控制器plc 中文名叫可編程序控制器，它結(jié)合了自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)、通信等多種技術(shù)。其編程容易，維修方

23、便，易于運(yùn)輸，可與計(jì)算機(jī)直接連接管理等優(yōu)點(diǎn)，受到了現(xiàn)代工業(yè)、制造業(yè)廣泛使用。總結(jié)起來有如下特性： 功能齊全： plc的基本功能包括數(shù)字量輸入/ 輸出、模擬量輸入 / 輸出、內(nèi)部中間繼電器、鎖存繼電器、延時(shí)on/off繼電器、主控繼電器、計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器、移位寄存器、四則運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、跳轉(zhuǎn)和強(qiáng)制i/o 等。 應(yīng)用靈活：現(xiàn)代可編程序控制器除極少數(shù)為整體式結(jié)構(gòu)外，絕大多數(shù)采用積木式硬件結(jié)構(gòu)以及模塊化的軟件設(shè)計(jì)，這使得它不僅可以適應(yīng)大小不同、功能復(fù)雜的控制要求，而且可以適應(yīng)各種工藝流程變更較多的場合。15 操作方便，維修容易： plc的基本功能采用工程技術(shù)人員習(xí)慣的梯形圖編程，使用戶能十分方便地讀懂程

24、序和編寫、修改程序。程序十分清晰直觀，操作人員只要稍加培訓(xùn)，就能使用plc。第四章火災(zāi)報(bào)警檢測系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)4.1 火災(zāi)探測器4.1.1 工作原理探測器工作主要依據(jù)火災(zāi)發(fā)生時(shí)物理和化學(xué)特征信息來間接探測火災(zāi)，如產(chǎn)生的煙霧、溫度。這些參數(shù)在無火災(zāi)發(fā)生時(shí)也會(huì)發(fā)生變化，有時(shí)變化情況和火災(zāi)發(fā)生時(shí)很相似。 所以我們要分辨出火災(zāi)發(fā)生的信號特征，才能真正探測到火災(zāi)。 火災(zāi)探測信號 x ( t) 不僅受到火災(zāi)特征影響，還受氣候、濕度、灰塵、噪音等影響。故探測器實(shí)際背景干擾性強(qiáng)，其特征有可能與發(fā)生火災(zāi)時(shí)相似。如何排除干擾，探測發(fā)現(xiàn)火災(zāi)特征信號是我們要研究的問題。探測器信號分為火災(zāi)信號和非火災(zāi)信號 2 部分x (t

25、 )x f(t) x n(t )x n(t), x f ( t) 表示火災(zāi)發(fā)生時(shí)的參數(shù)信號， x n (t ) 表示非火災(zāi)時(shí)參數(shù)信號，兩者互不影響?；馂?zāi)發(fā)生時(shí)無法從x f ( t) 分離出 x n (t ) ，有時(shí)x n ( t) 與 x f (t ) 非常相似?；馂?zāi)探測屬于結(jié)構(gòu)性問題， 目前處理非結(jié)構(gòu)性問題最有效的是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，它具有自學(xué)功能， 探測系統(tǒng)可以適應(yīng)環(huán)境的變化。 它還可以允許有一定探測誤差，提高了系統(tǒng)的可靠性。系統(tǒng)探測速度快，不需要固定算法，可以說人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是火災(zāi)探測信號未來發(fā)展的方向。4.1.2 火災(zāi)探測器分類與選擇16湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文 )圖 4-1 不同火災(zāi)

26、特性的火災(zāi)探測器分類火災(zāi)探測器按照探測火災(zāi)信號類型可分為圖4-1 8 種。下面介紹我們常用的探測器類型和特點(diǎn)：（1）感煙火災(zāi)探測器。利用一個(gè)小型煙霧傳感器響應(yīng)懸浮在其周圍附近大氣中的燃燒和熱解產(chǎn)生的煙霧氣溶膠的一種火災(zāi)探測器，一般情況下制成點(diǎn)型結(jié)構(gòu)，主要有離子式和散射光式兩種類型。此外，減光式感煙火災(zāi)探測器有點(diǎn)型和線性兩種結(jié)構(gòu)，其中線型結(jié)構(gòu)一般制成主動(dòng)紅外對射式線性火災(zāi)探測器。（2）感溫式火災(zāi)探測器。用一個(gè)點(diǎn)型或線纜型火災(zāi)參數(shù)傳感器來響應(yīng)其周圍附近氣流的異常溫度和升溫速率的火災(zāi)探測器，其結(jié)構(gòu)有點(diǎn)型和線纜型兩種，當(dāng)前使用較為廣泛的是點(diǎn)型電子感溫火災(zāi)探測器和線纜型易熔金屬感溫火災(zāi)探測器。（3）感光

27、式火災(zāi)探測器。這是根據(jù)物質(zhì)燃燒過程中火焰的特性和火焰的光輻射強(qiáng)度而構(gòu)成的用于響應(yīng)火災(zāi)時(shí)火焰光特性的火災(zāi)探測器，一般是制作成被動(dòng)式紫外或紅外火焰光探測器。（4）可燃?xì)怏w探測器。采用各種氣敏元件或傳感器來響應(yīng)火災(zāi)初期物質(zhì)燃17燒產(chǎn)生的煙氣體中某些氣體濃度或液化石油氣、 天然氣等環(huán)境中可燃?xì)怏w濃度以及氣體成分的探測器， 一般其結(jié)構(gòu)為點(diǎn)型， 當(dāng)前用于火災(zāi)探測的可燃?xì)怏w探測器主要采用催化燃燒式或三端電化學(xué)式探測原理。圖 4-1 火災(zāi)探測器主要技術(shù)指標(biāo)當(dāng)火災(zāi)發(fā)生后， 早期明火較小， 是以煙霧為主， 感煙探測器探測煙霧靈敏，所以適合使用感煙探測器。 感煙探測器其技術(shù)已較成熟， 對于蚊蟲等異物進(jìn)入探測器能夠避

28、免誤報(bào)，適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)。為了準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，配用溫感探測器，提高了及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)的能力。根據(jù)圖 4-2 火災(zāi)探測器的主要技術(shù)指標(biāo)可以看出，光電感煙探測器的靈敏性、 維修性、可靠性等指標(biāo)都為中等， 通過對比其他探測器，它的綜合性能最好。其功能機(jī)理是當(dāng)被測的氣體濃度大于或小于或等于給定值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)全啟動(dòng)， 平時(shí)狀態(tài)下為半啟動(dòng)狀態(tài)。 當(dāng)探測器的檢測室的氣體濃度發(fā)生變化時(shí)發(fā)光二極光的光經(jīng)過透鏡到接受光敏二極管的光阻發(fā)生變化從計(jì)算光阻的大小來檢測氣體濃度變化了多少。 故該系統(tǒng)選擇的探測器有 2 類：光電感煙探測器和普通感溫探測器。18湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文 )圖 4-3 感溫探測器光電二極管感煙探測

29、器實(shí)器的數(shù)量計(jì)算為了達(dá)到有效的保護(hù)作用，火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范對探測器的數(shù)量提出了要求。報(bào)警區(qū)域內(nèi)的每個(gè)房間至少應(yīng)設(shè)置一只火災(zāi)探測器。數(shù)量 n由房間面積和探測器的保護(hù)面積決定。其公式為：nskan探測器數(shù)量 ( 只) ，n應(yīng)取整數(shù) s 該探測區(qū)域面積 (m2);a探測器的保護(hù)面積 (m2);k修正系數(shù)，特級保護(hù)對象宜取0.70.8 ，一級保護(hù)對象宜取0.80.9 ，二 級保護(hù)對象宜取 0.91.0 。樓層高度 7m，每層報(bào)警面積100 m 2 ，每層有 2 個(gè)倉庫，房間坡度小于15 度。從國家制定的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定中，有如下表4-1 感煙、感溫探測器保護(hù)面積和保護(hù)半徑要求。 查表得感煙探

30、測器保護(hù)面積a80m 2 ，感溫探測器 a20m 2 ， k取 0.9 。由公式計(jì)算得每個(gè)報(bào)警區(qū)域布置感煙探測器2 只，共4 只，感溫探測器6 只，共 24 只。19表 4-2 感煙 、感溫 探測器 的保 護(hù)面 積和 保護(hù) 半徑房 間 坡 度 火 災(zāi) 探 地 面面 積房 間高 15 15 30 測 器 種s（ m2）度 h(m) 3 類ararar（ m2）(m)(m2)(m)(m2)(m)感煙 探s 80h 12806.7807.2808.0測器s 806 h806.71008.01209.912h 6605.8807.21009.0感溫 探s 30h 8304.4304.9305.5測器s

31、 30h 8203.6304.9406.34.2 防火卷簾門4.2.1防火卷簾門工作原理（ 1）在防火卷簾門兩側(cè)設(shè)有感煙探測器、感溫探測器，聲、光報(bào)警信號及手動(dòng)控制按鈕，有防誤操作措施。（ 2）防火卷簾門的電機(jī)能正反轉(zhuǎn)，當(dāng)接到感煙探測器的信號時(shí)，防火卷簾門控制盤控制電機(jī)反轉(zhuǎn)， 防火卷簾門下降至距離地 1.8 米時(shí)，碰撞安裝在此處的限位開關(guān)，防火卷簾門下降暫停， 直至感溫探測器發(fā)出火災(zāi)信號后， 防火卷簾門繼續(xù)下降，直至地面，碰撞到地面的限位開關(guān)，防火卷簾門點(diǎn)擊停止運(yùn)轉(zhuǎn)。（ 3）當(dāng)火災(zāi)撲滅后，按下消防中心的卷簾門按鈕或現(xiàn)場就地卷起按鈕，卷簾門電機(jī)正轉(zhuǎn)，卷簾門上升，當(dāng)上升到設(shè)定的上限限位時(shí)，卷簾門電

32、機(jī)停止。4.2.2 防火卷簾門電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路圖當(dāng)電機(jī)正轉(zhuǎn)， sb3啟動(dòng)，其常閉觸點(diǎn)先斷開，切斷反轉(zhuǎn)控制回路，然后其常開觸點(diǎn)閉合，接通正轉(zhuǎn)控制回路，正轉(zhuǎn)接觸器 km1得電吸合并自鎖，電源接觸器20湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文 )km也得電吸合，電動(dòng)機(jī)正序接入三相電源，正向起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)正轉(zhuǎn)變反轉(zhuǎn)時(shí)，按下反轉(zhuǎn)按鈕 sb2，其常閉觸點(diǎn)先斷開， 切斷正轉(zhuǎn)控制回路， 使正轉(zhuǎn)接觸器 km1 斷電釋放，電源接觸器 km也隨著斷電釋放，然后其常開觸點(diǎn)閉合，接通反轉(zhuǎn)控制回路，使反轉(zhuǎn)接觸器 km2得電吸合并自鎖，電源接觸器 km也得電吸合，電動(dòng)機(jī)反序接入三相電源， 反向起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn) ! 可見在正轉(zhuǎn)換接時(shí)， 由于 k

33、m1和 km兩個(gè)接觸器主觸點(diǎn)形成斷點(diǎn)滅弧電路， 可有效地熄滅電弧， 防止相間短路。 反轉(zhuǎn)變正轉(zhuǎn)原理亦同。4.3 噴淋系統(tǒng)4.3.1噴頭的布置噴頭的選擇：查自動(dòng)噴灑滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范，根據(jù)建筑物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，21本設(shè)計(jì)采用作用溫度為 68閉式吊頂型玻璃球噴頭，噴頭采用 2.5m3.0m 和 2.7m3.0m 矩形布置，使保護(hù)范圍無空白點(diǎn)。4.3.2 自動(dòng)噴灑控制系統(tǒng)的設(shè)備配置選型（1）水流指示器： zsjz系列法蘭式水流指示器，用于自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，它可以安裝在主供水管或橫桿水管上，給出某一分區(qū)域小區(qū)域水流動(dòng)的電信號，此電信號可送到電控箱， 也可用于啟動(dòng)消防水泵的控制開關(guān)。 借助于供水管網(wǎng)內(nèi)的板式葉

34、片控測水流信號， 并將水流信號與控制器連接， 以啟動(dòng)電報(bào)警系統(tǒng)或其它設(shè)備，并確定火災(zāi)發(fā)生區(qū)域。（ 2）灑水噴頭：在自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)中，擔(dān)負(fù)著探測火災(zāi)、啟動(dòng)系統(tǒng)和噴水滅火的任務(wù)，它是系統(tǒng)中的關(guān)鍵組件。根據(jù)設(shè)計(jì)的控制要求，本文的灑水噴頭采用 t-zstbs的系列，該噴頭主要由噴頭架、 密封件及玻璃球組成。通過管網(wǎng)安裝于防護(hù)區(qū)內(nèi)， 具有探測火災(zāi)及自動(dòng)噴水滅火的作用。 當(dāng)防護(hù)區(qū)發(fā)生火災(zāi)使環(huán)境溫度升高時(shí)，開啟噴水是由感溫部件（充液玻璃球）控制，當(dāng)裝有熱敏液體的玻璃球達(dá)到動(dòng)作溫度（ 57、68、79、 93、141、182、 227、260）時(shí)，球內(nèi)液體膨脹，使內(nèi)壓力增大，玻璃球炸裂，密封墊脫開，噴出壓力

35、水，由于壓力降低壓力開關(guān)動(dòng)作，將水壓信號變?yōu)殡娦盘栂驀娏鼙每刂蒲b置發(fā)出啟動(dòng)信號，保證噴頭有水噴出。 同時(shí)，流動(dòng)的消防水使主管道分支處的水流指示器電接點(diǎn)動(dòng)作，接通延時(shí)電路， 通過繼電器觸點(diǎn)， 發(fā)出聲光信號給控制室， 以識別火災(zāi)區(qū)域。（ 3）壓力開關(guān)：當(dāng)報(bào)警閥處于工作狀態(tài)時(shí)，壓力開關(guān)受水壓作用而使觸點(diǎn)閉合，在通電狀態(tài)下給出電接點(diǎn)信號；水流停止時(shí)，水壓消失，觸點(diǎn)斷開，電接點(diǎn)信號消失。壓力開關(guān)是一種靠水壓或氣壓驅(qū)動(dòng)的電氣開關(guān)，通常與水力警鈴一起安裝使用。壓力開關(guān)利用水力閉合弱電路實(shí)現(xiàn)報(bào)警。當(dāng)報(bào)警閥的閥打開，壓力水經(jīng)管道首先進(jìn)入延時(shí)器后再流入壓力開關(guān)內(nèi)腔，推動(dòng)膜片向上移動(dòng)，頂柱也同時(shí)上升，將下彈簧板頂起

36、，觸點(diǎn)接觸閉合，接通電路，發(fā)出電信號輸入報(bào)警控制箱，發(fā)出報(bào)警信號，從而啟動(dòng)消防泵。根據(jù)設(shè)計(jì)控制要求，采用型號為 zsjy1.2bp。（5）濕式報(bào)警閥：圖 4-4 閥用于管網(wǎng)中始終充滿清水的自動(dòng)噴水來滅火濕式系統(tǒng)。由于閥瓣將閥體內(nèi)部分成上下兩腔。 上腔與系統(tǒng)相接， 下腔與進(jìn)水管道22湖南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文 )相接。一旦被保護(hù)區(qū)發(fā)生火災(zāi)， 噴頭感溫動(dòng)作， 系統(tǒng)側(cè)水壓降低， 閥瓣離開閥座，水不斷流向開啟的噴頭噴水滅火。 同時(shí)，水流通過閥座內(nèi)孔和報(bào)警管道， 進(jìn)入延遲器，然后啟動(dòng)水力警鈴報(bào)警。 濕式報(bào)警閥是只允許水流入濕式系統(tǒng)并在規(guī)定壓力流量下驅(qū)動(dòng)配套部件報(bào)警的一種單向閥； 延遲器應(yīng)用于濕式報(bào)警閥裝

37、置， 防止因供水壓力波動(dòng)、 報(bào)警閥滲漏而發(fā)生的誤報(bào)警。 根據(jù)控制要求， 本文的報(bào)警閥用隔板座圈式結(jié)構(gòu)的 zsfz系列濕式報(bào)警閥裝置。圖 4-4 濕式報(bào)警閥4.4 plc 與各子系統(tǒng)硬件部分4.4.1 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)主要部件火災(zāi)報(bào)警檢測系統(tǒng)中包含水噴淋系統(tǒng)，防火卷簾門和通風(fēng)排煙系統(tǒng)。 報(bào)警系統(tǒng)中包含報(bào)警器和各種電源裝置，控制系統(tǒng)中包含可編程序控制器和各種開關(guān)。滅火聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)、 報(bào)警系統(tǒng)、 控制系統(tǒng)，這三個(gè)系統(tǒng)之間是通過線路系統(tǒng)聯(lián)系在一起 ，滅火聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的開啟與關(guān)閉，報(bào)警系統(tǒng)的開啟與關(guān)閉都是由控制系統(tǒng)通過其與各系統(tǒng)之間的控制線路來實(shí)現(xiàn)對其余兩個(gè)子系統(tǒng)的控制。其主要部件及用途如表 4-3 所示。23表

38、4-3 系統(tǒng)主要部件及其用途編號名稱用途1三菱 fx2n 型號 plc中央控制器，控制整個(gè)系統(tǒng)2高位水箱存儲(chǔ)初期用水3報(bào)警器發(fā)出音響、燈光等報(bào)警信號4噴淋泵為滅火系統(tǒng)提供滅火用水5感煙探測器感知火災(zāi)信號6感溫探測器感知火災(zāi)信號7放水閥檢修系統(tǒng)時(shí)放空系統(tǒng)中的水8進(jìn)水管水源管9排水管末端試水裝置排水10末端試水裝置試驗(yàn)系統(tǒng)功能11開式噴頭噴水滅火12壓力表指示系統(tǒng)壓力13水表計(jì)量末端試驗(yàn)裝置出水量14過濾器過濾水中雜質(zhì)15單項(xiàng)閥控制液體的單項(xiàng)流動(dòng)16溢流閥控制系統(tǒng)的壓力17水池存儲(chǔ)火災(zāi)用水18電磁閥控制各區(qū)域噴水滅火系統(tǒng)中水流的開啟與關(guān)閉19防火卷簾門阻止火勢蔓延和煙氣擴(kuò)散20排煙機(jī)將室內(nèi)煙霧向外排出21限位開關(guān)防火卷簾門上升或下降到一定位置制動(dòng)4.4.2 控制中心 i/o 端口分配接線火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)各子系統(tǒng)基本動(dòng)作都由plc控制中心控制，表4-3 和表 4-4 列出了不同區(qū)域 plc輸入和