畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于PLC的樓宇消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、目 錄一 摘要3二 正文41 緒論41.1課題的背景及選題的意義41.2國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r42火災(zāi)探測器的原理及結(jié)構(gòu)52.1結(jié)構(gòu)造型分類方法5 2.2探測火災(zāi)參數(shù)分類法5 2.3使用環(huán)境分類法7 2.4其他分類法 8 3樓宇消防plc控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)83.1 濕式自動噴水滅火系統(tǒng)簡介83.2自動噴灑消防泵的電氣控制143.3plc樓宇消防控制的優(yōu)點(diǎn)15 4樓宇消防聯(lián)動控制設(shè)計(jì)164.1消防聯(lián)動控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)164.1.1室內(nèi)小火栓系統(tǒng)的聯(lián)動設(shè)164.1.2防排風(fēng)系統(tǒng)的聯(lián)動設(shè)計(jì)17 4.1.3火災(zāi)事故廣播系統(tǒng)的設(shè)計(jì)184.2 樓宇消防控制程序的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)195 系統(tǒng)組態(tài)仿真216結(jié)論227結(jié)束語23三

2、 參考文獻(xiàn)24基于plc的樓宇消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)號： 姓名： 專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化摘要 目的 為了保障樓宇的消防安全我們就此進(jìn)行了研究，為這一問題的解決提供一個有效的解決方案。方法 分析不同的火災(zāi)類型和傳統(tǒng)消防設(shè)施的缺點(diǎn)，采用消防聯(lián)動設(shè)計(jì)。消防聯(lián)動包括監(jiān)視和控制兩部分，辦公樓宇按需要監(jiān)視的設(shè)備有：水流指示器、信號閥、報(bào)警閥，需要控制的設(shè)備有：消防泵、防排煙系統(tǒng)、火災(zāi)事故廣播等。消防聯(lián)動在整個系統(tǒng)中有重要的地位，當(dāng)探測器探測到火災(zāi)信號發(fā)送至報(bào)警控制中心，經(jīng)主機(jī)分析確認(rèn)后向需要聯(lián)設(shè)備發(fā)出信號，啟動滅火設(shè)備撲救火災(zāi)，同時啟動滅火和防排煙設(shè)備，防止火災(zāi)蔓延。其中消防聯(lián)動控制設(shè)備的組成包括如下：火災(zāi)

3、報(bào)警控制器，室內(nèi)消火栓系統(tǒng)，防排煙系統(tǒng)，災(zāi)事故廣播。結(jié)果 解決了由于探測零點(diǎn)漂移而引起的非真實(shí)可靠探測的問題和探測器檢查問題，而且提高了系統(tǒng)的抗千擾性，增加了可靠性。結(jié)論 當(dāng)樓宇發(fā)生火警時，能及時探測、鑒別、判定火災(zāi)并啟動自動消防設(shè)施和報(bào)警系統(tǒng)，從而達(dá)到了滅火、人員疏散及減低人員及財(cái)產(chǎn)損失的目的。關(guān)鍵詞：樓宇消防，控制系統(tǒng)，探測器，可編程火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)主要包括探測、控制兩部分。探測器探測其周圍溫度、煙的濃度，經(jīng)a/d轉(zhuǎn)換變成數(shù)字信息并傳送給報(bào)警控制器，控制器將數(shù)字信息進(jìn)行比較、判別，確認(rèn)火警后發(fā)出聲、光報(bào)警信號并啟動聯(lián)動模塊。消防系統(tǒng)對遏制早期火災(zāi)也起到關(guān)鍵作用。本文主要介紹火災(zāi)探測的機(jī)理、消防

4、系統(tǒng)的構(gòu)成以及原理。全文共分5章。第1章簡要介紹樓宇消防發(fā)展的歷史、國內(nèi)外發(fā)展的狀況、樓宇消防系統(tǒng)組成及選題的背景及意義。第2章討論了火災(zāi)探測器的分類、探測原理及由此發(fā)展的各種火災(zāi)探刻器，并著重論述了離子、光電感煙及感溫三種探測器。第3章論述了可編程控制器的發(fā)展歷史、特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)及基本原理等，還論述了s7-200 plc的特點(diǎn)。第4章論述了樓宇消防plc控制系統(tǒng)的構(gòu)成、要求及設(shè)計(jì)方法。第5章介紹了樓宇消防plc控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)。本系統(tǒng)將火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)及消防系統(tǒng)集成到一起，解決了消防自動報(bào)警系統(tǒng)與消防系統(tǒng)一直分離，難于統(tǒng)一控制的局面。本系統(tǒng)有著高可靠率、低故障的特點(diǎn)，能夠基本滿足樓宇消防系統(tǒng)

5、的要求1緒 論1.1課題的背景及選題的意義火災(zāi)一直是威脅人類生命財(cái)產(chǎn)安全的一大敵人，據(jù)統(tǒng)計(jì)近年來美國每年大約有6000人死于火災(zāi)，1000000人受傷;每年大約有100名消防隊(duì)員殉職，2500受傷。每年因火災(zāi)損失幾十億美元。據(jù)公安部統(tǒng)計(jì)，自1980年至1990年十年間，全國火災(zāi)損失翻了兩番。近年來仍呈上升趨勢。1991年至1995年，我國發(fā)生火災(zāi)近20萬起，死11643人，傷21245人，直接經(jīng)濟(jì)損失46.7億元。平均火災(zāi)損失上升68.6%。 1998年全國共發(fā)生火災(zāi)14.2萬起，火災(zāi)致死2380人，致傷4894人，直接財(cái)產(chǎn)損失14.4億元。1999年全國共發(fā)生火災(zāi)(不含森林、草原、軍隊(duì)火災(zāi))

6、179955起，死2744人，傷4572人，直接財(cái)產(chǎn)損失14.4億元。 “火”就像一把懸在人類頭上的雙刃劍，既促進(jìn)了人類文明的進(jìn)步，又給人類帶來了無窮的災(zāi)難。隨著人們的生活水平、現(xiàn)代化程度的提高，物質(zhì)生活極大地豐富，安全保障尤為重要?，F(xiàn)代的建筑不僅要滿足人們的基本居住條件，而且日益向樓宇的消防安全提出了更高的要求。為了保障樓宇的消防安全我們就此進(jìn)行了研究，為這一問題的解決提供一個有效的解決方案。當(dāng)樓宇發(fā)生火警時，能及時探測、鑒別、判定火災(zāi)并啟動自動消防設(shè)施和報(bào)警系統(tǒng)，從而達(dá)到了滅火、人員疏散及減低人員及財(cái)產(chǎn)損失的目的。1.2國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r據(jù)資料記載，世界上的古老城鎮(zhèn)，一直是由了望員站在了望塔上

7、觀察火焰，發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，用報(bào)警聲人們報(bào)警，并通知人們或消防隊(duì)滅火，此種報(bào)替方式一直沿用了很久。19世紀(jì)中葉，西方國家的工程師率先將近代機(jī)械和電氣技術(shù)應(yīng)用于火災(zāi)預(yù)防與撲救。發(fā)明了早期的自動噴水滅火裝置和火災(zāi)自動報(bào)譽(yù)裝置。1847年，牙科醫(yī)生channing和緬因大學(xué)教授farmer開發(fā)研制了第一臺用于城鎮(zhèn)火災(zāi)報(bào)警的火災(zāi)報(bào)苦發(fā)射裝置。1852年安裝在波士頓，從此，城鎮(zhèn)火災(zāi)報(bào)苦向前大大邁進(jìn)了一步。最早的探測技術(shù)當(dāng)推1890年英國人研制的感溫探測器。20世紀(jì)初，隨著化學(xué)和化工技術(shù)的發(fā)展，開始了泡沫滅火劑的研制；同時，建筑結(jié)構(gòu)及材料的防火技術(shù)也逐漸成為一個重要的研究領(lǐng)域。本世紀(jì)中期以來，消防技術(shù)也取得了很大

8、的進(jìn)步；物理學(xué)、燃燒學(xué)、流體力學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等學(xué)科的進(jìn)展，為開展火災(zāi)形成機(jī)理和成災(zāi)規(guī)律的研究提供了條件。本世紀(jì)50年代，美國哈佛大學(xué)的艾蒙斯(h.w.enunons)教授提出了火災(zāi)?；睦碚?，為火災(zāi)科學(xué)的建立奠定了基礎(chǔ)。1984年，英國愛丁堡大學(xué)莊斯戴爾(d.drysdale )出版了專著火災(zāi)動力學(xué)，第一次對火災(zāi)科學(xué)的理論體系進(jìn)行了系統(tǒng)的闡述。這便是現(xiàn)代高層消防報(bào)警系統(tǒng)的前身。本世紀(jì)50年代至70年代，感煙火災(zāi)探測器出現(xiàn)，靈敏度比感溫探測器大大提高，隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，人們把電子技術(shù)應(yīng)用到防火系統(tǒng)。發(fā)明了早期的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)。二十世紀(jì)八十年代初，推出了新一代全新火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)智能集中于

9、控制器部分，探測器輸出模擬信號，由控制器對這些信號進(jìn)行處理，判斷是否發(fā)生火災(zāi)。它不僅解決了由于探測零點(diǎn)漂移而引起的非真實(shí)可靠探測的問題和探測器檢查問題，而且提高了系統(tǒng)的抗千擾性，增加了可靠性。我國的消防技術(shù)的研究起步于1956年，從1980年開始了消防報(bào)警系統(tǒng)設(shè)備的研究，經(jīng)過近二十年的發(fā)展，國內(nèi)的火災(zāi)報(bào)鰲系統(tǒng)也經(jīng)歷了從多線制到總線制的發(fā)展過程。由于我國消防報(bào)警設(shè)備起步較晚，技術(shù)一直落后于國外，因資金缺乏，國內(nèi)生產(chǎn)消防報(bào)警設(shè)備的工廠、公司缺乏先進(jìn)的火焰燃燒實(shí)驗(yàn)室，使得對火災(zāi)從初期陰燃到明火燃燒的數(shù)學(xué)模型及不同物質(zhì)燃燒的狀態(tài)、機(jī)理研究甚少，從而只能走引進(jìn)一國產(chǎn)化一仿制一自行開發(fā)的道路，故在進(jìn)入九十

10、年代后各廠家紛紛以引進(jìn)技術(shù)或合資等形式來提高自己的競爭能力。2 火災(zāi)探測器的原理及結(jié)構(gòu)火災(zāi)探測器是系統(tǒng)的“感覺器官”，它的作用是監(jiān)視環(huán)境中有沒有火災(zāi)的發(fā)生。一旦有了火情，就將火災(zāi)的特征物理量，如溫度、煙霧、氣體和輻射光強(qiáng)等轉(zhuǎn)換成電信號，并立即動作，向火災(zāi)報(bào)帶控制器發(fā)送報(bào)替信號。對于易燃易爆場合，火災(zāi)探測器主要探測其周圍空間的氣體濃度，在濃度達(dá)到爆炸下限以前報(bào)警。在個別場合下，火災(zāi)探測器也可探測壓力和聲波。下面按火災(zāi)探測器的不同分類方法分別介紹其原理和結(jié)構(gòu)。火災(zāi)探測器的分類比較復(fù)雜。實(shí)用的分類方法有結(jié)構(gòu)造型分類法、探測火災(zāi)參數(shù)分類法和使用環(huán)境分類法等。2.1結(jié)構(gòu)造型分類方法按火災(zāi)探測器的結(jié)構(gòu)造型

11、分類，可以分成線型和點(diǎn)型兩大類。線型火災(zāi)探測器:這是一種響應(yīng)某一連續(xù)線路周圍的火災(zāi)參數(shù)的火災(zāi)探測器，其連續(xù)線路可以是“硬”的，也可以是“軟”的。如空氣管線型差溫火災(zāi)探測器，是由一條細(xì)長的銅管或不銹鋼管構(gòu)成“硬”的連續(xù)線路。又如紅外光束線型感煙火災(zāi)探測器，是由發(fā)射器和接受器二者中間的紅外光束構(gòu)成“軟”的連續(xù)線路。點(diǎn)型探測器:這是一種響應(yīng)某一點(diǎn)周圍的火災(zāi)參數(shù)的火災(zāi)探測器。大多數(shù)火災(zāi)探測器屬于點(diǎn)型火災(zāi)探測器。2.2探測火災(zāi)參數(shù)分類法根據(jù)火災(zāi)探測器探測火災(zāi)參數(shù)的不同，可以劃分為感溫、感煙、感光、氣體和復(fù)合式等幾大類。感溫火災(zāi)探測器：這是一種響應(yīng)異常溫度、溫升速率和溫差的火災(zāi)探測器。其可分為定溫火災(zāi)探測

12、和差溫火災(zāi)探測器兩種。定溫火災(zāi)探測是一溫度達(dá)到或超過預(yù)定值時響應(yīng)的火災(zāi)探側(cè)器；其結(jié)構(gòu)如圖1所示：圖1 定溫感溫火災(zāi)探測器結(jié)構(gòu)圖而定溫火災(zāi)探測器的工作原理則，它是由黃銅和殷銅之類膨脹系數(shù)不同的兩種金屬片結(jié)合成雙金屬小片b的傳感器。由此圖可知，通常接點(diǎn)a和b離開，一旦發(fā)生火災(zāi)，則雙金屬片彎曲，于是a和b兩點(diǎn)接觸，從而使指示燈發(fā)亮或電鈴發(fā)聲。差溫火災(zāi)探測器則是一溫速率如超過預(yù)定值時響應(yīng)的感溫火災(zāi)探測器;其結(jié)構(gòu)：而差溫火災(zāi)探側(cè)器的工作原理則如圖1.4所示:它是一種利用空氣膨脹的差動式傳感器。這種傳感器由氣室a、薄金屬片形成的曲線圖形板d、匯漏孔l和電接點(diǎn)a、b構(gòu)成。從右圖可知，當(dāng)有火災(zāi)時，由于波紋板膨

13、脹，接點(diǎn)a和b接合，故火災(zāi)指示燈發(fā)亮和鈴響如圖2所示。圖2 差溫感溫火災(zāi)探測器工作原理圖差定溫火災(zāi)探測器一兼有差溫、定溫兩種功能的感溫火災(zāi)探測器。感溫火災(zāi)探測器，由于采用不同的敏感元件，如熱敏電阻、熱電偶、雙金屬片、易熔金屬、膜盒和半導(dǎo)體等，又可派生出各種感溫火災(zāi)探測器。感煙火災(zāi)探測器：這是一種響應(yīng)燃燒或熱解產(chǎn)生的固體或液體微粒的火災(zāi)探測器。由于它能探測物質(zhì)燃燒初期所產(chǎn)生的氣溶膠或煙霧粒子濃度，因此，有的國家稱感煙火災(zāi)探測器為“早期發(fā)現(xiàn)”探測器。氣溶膠或煙霧粒子可以改變光強(qiáng)，減小電離室的離子電流以及改變空氣電容器的解電常數(shù)半導(dǎo)體的某些性質(zhì)。由此，感煙火災(zāi)探測器又可分為離子型、光電型、電容式和半

14、導(dǎo)體型等幾種。其中光電感煙火災(zāi)探測器，按其動作原理的不同，還可以分為減光型(應(yīng)用煙霧粒子對光路遮擋原理)和散光型(應(yīng)用煙霧粒子對光散射原理)兩種。若按工作特性又可分為非累積型和累積型。非累積型傳感器只要達(dá)到規(guī)定的煙濃度既工作，而累積型傳感器只在規(guī)定濃度持續(xù)20-30s后才工作。在能放射較弱射線的電離箱中，放射性同位素產(chǎn)生離子電流，當(dāng)煙霧進(jìn)入傳感器時，煙霧被射線吸收，從而使電流減弱。這種結(jié)構(gòu)的傳感器不受溫度和壓力變化的影響。來自發(fā)光二極管的光，經(jīng)過聚光透鏡聚焦在受光器上。正常情況下，光不聚焦在受光器上，但煙霧粒子進(jìn)入傳感器后，由于光散射把光聚在受光器上，從而發(fā)出信號。應(yīng)注意，這種傳感器的結(jié)構(gòu)必須

15、做到僅讓煙霧進(jìn)入傳感器內(nèi)部，不能讓昆蟲等別的物質(zhì)進(jìn)去。感光火災(zāi)探測器：感光火災(zāi)探測器又稱為火焰探測器。這是一種響應(yīng)火焰輻射出的紅外、紫外、可見光的火災(zāi)探測器，主要有紅外火焰型和紫外火餡型兩種。氣體火災(zāi)探測器：這是一種響應(yīng)燃燒或熱解產(chǎn)生的氣體的火災(zāi)探測器。在易燃易爆場合中主要探測氣體(粉塵)的濃度，一般調(diào)整在爆炸下限濃度的1/5-1/6時動作報(bào)告。用作氣體火災(zāi)探測器探測氣體(粉塵)濃度的傳感元件主要有鉑絲、鉑鈀(黑白元件)和金屬氧化物半導(dǎo)體(如金屬氧化物、鈣鈦晶體和尖晶石)等幾種。復(fù)合式火災(zāi)探測器：這是一種響應(yīng)兩種以上火災(zāi)參數(shù)的火災(zāi)探測器。主要有感溫感煙火災(zāi)探測器、感光感煙火災(zāi)探測器、感光感溫火

16、災(zāi)探測器等。其他火災(zāi)探測器：有探測泄漏電流大小的漏電流感應(yīng)型火災(zāi)探測器；有探側(cè)靜電電位高低的靜電感應(yīng)型火災(zāi)探測器；還有在一些特殊場合使用的，要求探測極其靈敏、動作極為迅速，以至要求探測爆炸聲產(chǎn)生的某些參數(shù)的變化(如壓力的變化)信號，來抑制消滅爆炸事故發(fā)生的微差壓型火災(zāi)探測器；以及利用超聲原理探測火災(zāi)的超聲波火災(zāi)探測器等等。2.3使用環(huán)境分類法陸用型：一般用于內(nèi)陸、無腐蝕性氣體的環(huán)境，其使用溫度范圍為-10+15，相對溫度在85%以下。在現(xiàn)有產(chǎn)品中，凡沒有注明使用環(huán)境型式的都為陸用型。船用型：船用型火災(zāi)探測器主要用于艦船上，也可用于其他高溫、高濕的場所，其特點(diǎn)是耐高溫、高濕，在50以上的高溫和9

17、0100%的高濕的環(huán)境中，可以長期正常工作。耐寒型：這種火災(zāi)探測器特點(diǎn)是耐低溫。它能在一40以下的高寒環(huán)境中長期正常工作。它適用于北方無采暖的倉庫和冬季平均溫底低于-10的地區(qū)。耐酸型：該火災(zāi)探測器不受酸性氣體的腐蝕，適用于空間經(jīng)常停滯有較重含酸性氣體的工廠區(qū)。耐堿型：該火災(zāi)探測器不受堿性氣體的腐蝕，適用于空間經(jīng)常停滯有較重堿性氣體的場合。防爆型：該火災(zāi)探測器適用于易燃易爆的場合。其結(jié)構(gòu)符合國家防爆有關(guān)規(guī)定。2.4其他分類法如果按尋址方式分又可分為標(biāo)準(zhǔn)型火災(zāi)探測器、可尋址火災(zāi)探測器。標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)探測器：即早期使用的開關(guān)量火災(zāi)探測器，它沒有自己的地址碼，探測到煙或溫度達(dá)到報(bào)告值后立即給出開關(guān)信號報(bào)警

18、，報(bào)警時只能報(bào)到回路?？蓪ぶ诽綔y器：即現(xiàn)在普遍使用的模擬量火災(zāi)探測器，它有自己的地址碼，并將探測到煙或溫的濃度的模擬量值送回控制器，由控制器判別其是否達(dá)到報(bào)替狀態(tài)。報(bào)告時能顯示此探測器的地址碼?，F(xiàn)個別公司又推出3d智能探測器，使用微處理器及復(fù)合探測器技術(shù)來模擬人類神經(jīng)系統(tǒng)的綜合感知結(jié)構(gòu)，就象人類通過視覺、嗅覺、觸覺監(jiān)視火災(zāi)發(fā)生及發(fā)展過程，并通過大腦類比分析，對三種信號的時間變化模式和不同火災(zāi)參數(shù)進(jìn)行綜合評估，排除偽火警，作出準(zhǔn)確的判斷。3 樓宇消防plc控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3.1 濕式自動噴水滅火系統(tǒng)簡介系統(tǒng)的組成：濕式噴水滅火系統(tǒng)是由噴頭、報(bào)警止回閥、延遲器、水力警鈴、壓力開關(guān)（安于管上）、水流

19、指示器、管道系統(tǒng)、供水設(shè)施、報(bào)警裝置及控制盤等組成（圖3），主要部件如表1所示，部件表1編 號名稱用途編號名稱用途1高位水箱儲存初期火災(zāi)用水13水池儲存1h火災(zāi)用水2水力警鈴發(fā)出音響報(bào)警信號14壓力開關(guān)自動報(bào)警或自動控制3濕式報(bào)警閥系統(tǒng)控制閥，輸出報(bào)警水流15感煙探測器感知火災(zāi)，自動報(bào)警4消防水泵接合器消防車供水口16延遲器克服水壓液動引起的誤報(bào)警5控制箱接收電信號并發(fā)出指令17消防安全指示閥顯示閥門啟閉狀態(tài)6壓力罐自動啟閉消防水泵18放水閥試警鈴閥7消防水泵專用消防增壓泵19放水閥檢修系統(tǒng)時，放空用8進(jìn)水管水源管20排水漏斗（或管）排走系統(tǒng)的出水9排水管末端試水裝置排水21壓力表指示系統(tǒng)壓力

20、10末端試水裝置試驗(yàn)系統(tǒng)功能22節(jié)流孔板減壓11閉式噴頭感知火災(zāi)，出水滅火23水表計(jì)量末端試驗(yàn)裝置出水量12水流指示器輸出電信號，指示火災(zāi)區(qū)域24過濾器過濾水中雜質(zhì)圖3 式自動噴水滅火系統(tǒng)示意圖濕式噴水系統(tǒng)附件：水流指示器（水流開關(guān)）：其作用是把水的流動轉(zhuǎn)換成電信號報(bào)警。其電接點(diǎn)即可直接啟動消防水泵，也可接通電警鈴報(bào)警。在多層或大型建筑的自動噴水系統(tǒng)中，在每一層或每分區(qū)的干管或支管的始端安裝一個水流指示器。水流指示器分類：按葉片形狀分為板式和槳式兩種。按安裝基座分為管式、法蘭連接式和鞍座式三種。槳式水流指示器的工作原理：當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，報(bào)警閥自動開啟后，流動的消防水使槳片擺動，帶動其電接點(diǎn)動作，

21、通過消防控制室啟動水泵供水滅火。灑水噴頭：噴頭可分為開啟式和封閉式兩種。它是噴水系統(tǒng)的重要組成部分。封閉式噴頭：可分為易熔合金式、雙金屬片式和玻璃球式三種。應(yīng)用最多的是玻璃球式噴頭?；馂?zāi)時，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)到動作溫度（57、68、79、93、141、182、227、260）時，球內(nèi)液體膨脹，使內(nèi)壓力增大，玻璃球炸裂，密封墊脫開，噴出壓力水，由于壓力降低壓力開關(guān)動作，將水壓信號變?yōu)殡娦盘栂驀娏鼙每刂蒲b置發(fā)出啟動信號，保證噴頭有水噴出。同時，流動的消防水使主管道分支處的水流指示器電接點(diǎn)動作，接通延時電路，通過繼電器觸點(diǎn)，發(fā)出聲光信號給控制室，以識別火

22、災(zāi)區(qū)域。噴頭具有探測火情、啟動水流指示器、撲滅早期火災(zāi)的重要作用。其特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)新穎、耐腐蝕性強(qiáng)、動作靈敏、性能穩(wěn)定。適用于高層建筑、倉庫、地下工程、賓館等適用水滅火的場合。開啟式噴頭：按其結(jié)構(gòu)可分為雙臂下垂型、單臂下垂型、雙臂直立型和雙臂邊墻型四種。開啟式噴頭的特點(diǎn)是：外形美觀，結(jié)構(gòu)新穎，價(jià)格低廉，性能穩(wěn)定，可靠性強(qiáng)。適用于易燃、易爆品加工現(xiàn)場或儲存?zhèn)}庫以及劇場舞臺上部的葡萄棚下部等處。壓力開關(guān)：它安裝在延遲器與水力警鈴之間的信號管道上。壓力開關(guān)的工作原理是：當(dāng)噴頭啟動噴水時，報(bào)警閥閥瓣開啟，水流通過閥座上的環(huán)形槽流入信號管道和延遲器。延遲器充滿水后，水流經(jīng)信號管進(jìn)入壓力繼電器，壓力繼電器接

23、到水壓信號，即接通電路報(bào)警，并啟動噴淋泵。濕式報(bào)警閥：安裝在總供水干管上，連接供水設(shè)備和配水管網(wǎng)。當(dāng)管網(wǎng)中即使有一個噴頭噴水，破壞了閥門上下的靜止平衡壓力，就必須立即開啟，任何遲延都會耽誤報(bào)警的發(fā)生。它一般采用止回閥的形式，即只允許水流向管網(wǎng)，不允許水流回水源。其作用：一是防止隨著供水水源壓力波動而啟閉，虛發(fā)警報(bào)；二是管網(wǎng)內(nèi)水質(zhì)因長期不流動而腐化變質(zhì)，如讓它流回水源將產(chǎn)生污染。當(dāng)系統(tǒng)開啟時報(bào)警閥打開，接通水源和配水管。同時部分水流通過閥座上的環(huán)形槽，經(jīng)過信號管道送至水力警鈴，發(fā)出音響報(bào)警信號?？刂崎y的作用：上端連接報(bào)警閥，下端連接進(jìn)水立管（如圖4，是檢修管網(wǎng)及滅火后更換噴頭時關(guān)閉水源的部件。它

24、應(yīng)一直保持常開狀態(tài)，以確保系統(tǒng)使用。圖4 濕式報(bào)警閥1-控制閥；2-報(bào)警閥3-試警鈴閥；4-放水閥；5、6-壓力表；7-水力警鈴；8-壓力開關(guān)；9-延遲器；10-警鈴管閥門；11-濾網(wǎng)；12-軟鎖濕式報(bào)警閥的分類及作用：濕式報(bào)警閥的分類：有導(dǎo)閥型和隔板座圈形兩種。導(dǎo)閥型濕式報(bào)警閥的特點(diǎn)是：除主閥芯外，還有一個彈簧承載式導(dǎo)閥，在壓力正常波動范圍內(nèi)此導(dǎo)閥是關(guān)閉的，在壓力波動小時，不致使水流入報(bào)警閥而產(chǎn)生誤報(bào)警，只有在火災(zāi)發(fā)生時，管網(wǎng)壓力迅速下降，水才能不斷流人，使噴頭出水并由水力警鈴報(bào)警。隔板座圈型報(bào)警閥的特點(diǎn)是：主閥瓣鉸接在閥體上，并借自重坐落在閥座上，當(dāng)閥板上下產(chǎn)生很小的壓力差時，閥板就會開啟

25、。為了防止由于水源水壓波動或管道滲漏而引起的隔板座圈型濕式報(bào)警閥的誤動作，往往在報(bào)警閥和水力警鈴之間的信號管上裝設(shè)延遲器。濕式報(bào)警閥的作用：平時閥芯前后水壓相等，水通過導(dǎo)向桿中的水壓平衡小孔保持閥板前后水壓平衡，由于閥芯的自重和閥芯前后所承受水的總壓力不同，閥芯處于關(guān)閉狀態(tài)(閥芯上面的總壓力大于閥芯下面的總壓力)。發(fā)生火災(zāi)時，閉式噴頭噴水，由于水壓平衡小孔來不及補(bǔ)水，報(bào)警閥上面的水壓下降，此時閥下水壓大于閥上水壓，于是閥板開啟，向?yàn)⑺芫W(wǎng)及灑水噴頭供水，同時水沿著報(bào)警閥的環(huán)形槽進(jìn)入延遲器、壓力繼電器及水力警鈴等設(shè)施，發(fā)出火警信號并啟動消防水泵等設(shè)施。放水閥的作用：進(jìn)行檢修或更換噴頭時放空閥后管

26、網(wǎng)余水。警鈴管閥門的作用：檢修報(bào)警設(shè)備，應(yīng)處于常開狀態(tài)。水力警鈴的作用：火災(zāi)時報(bào)警。水力警鈴宜安裝在報(bào)警閥附近，其連接管的長度不宜超過6m，高度不宜超過2m，以保證驅(qū)動水力警鈴的水流有一定的水壓，并不得安裝在受雨淋和曝曬的場所，以免影響其性能。電動報(bào)警不得代替水力警鈴。延遲器的作用：它是一個罐式容器，安裝在報(bào)警閥與水力警鈴之間，用于防止由于水源壓力突然發(fā)生變化而引起報(bào)警閥短暫開啟，或?qū)σ驁?bào)警閥局部滲漏而進(jìn)入警鈴管道的水流起一個暫時容納作用，從而避免虛假報(bào)警。只有在火災(zāi)真正發(fā)生時，噴頭和報(bào)警閥相繼打開，水流源源不斷地大量流入延遲器，經(jīng)30s左右充滿整個容器，然后沖入水力警鈴。試警鈴閥的作用：進(jìn)行

27、人工試驗(yàn)檢查，打開試警鈴閥泄水，報(bào)警閥能自動打開，水流應(yīng)迅速充滿延遲器，并使壓力開關(guān)及水力警鈴立即動作報(bào)警。末端試水裝置：噴水管網(wǎng)的末端應(yīng)設(shè)置末端試水裝置，宜與水流指指示器一一對應(yīng)。末端試水裝置的作用是對系統(tǒng)進(jìn)行定期檢查，以確定系統(tǒng)是否正常工作。濕式噴水滅火系統(tǒng)的控制原理：當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，隨著火災(zāi)部位溫度的升高，自動噴灑系統(tǒng)噴頭上的玻璃球爆破(或易熔合金噴頭上的易熔合金片熔化脫落)，噴頭開啟噴水。水管內(nèi)的水流推動水流指示器的槳片，使其電觸頭閉合，接通電路，輸出報(bào)警電信號至消防中心。水流指示器安裝在噴水管網(wǎng)的每層水平分支管上或某一區(qū)域的分支管上，可以直接得知建筑物的哪一層、哪一部分閉式噴頭已開啟噴

28、水。也可安裝在主干水管上支管上，直接控制啟動水泵。此時，設(shè)在主干水管上的報(bào)警閥被水流沖開，向?yàn)⑺畤婎^供水，同時水經(jīng)過報(bào)警閥流入延遲器，水流充滿延遲器后，經(jīng)延遲，又流入壓力開關(guān)(繼電器)，使壓力繼電器動作，sp接通，使噴灑用消防泵啟動。在壓力繼電器動作的同時，啟動水力警鈴，發(fā)出報(bào)警信號（如圖5）。圖5 噴淋泵閉環(huán)控制3.2自動噴灑消防泵的電氣控制自動噴灑用消防泵受水路系統(tǒng)的壓力開關(guān)或水流指示(繼電)器直接控制，延時啟泵，或者由消防中心控制啟停泵。自動噴灑用消防泵一般為兩臺泵一用一備，互為備用，工作泵故障，備用泵延時自動投入運(yùn)行的形式（如圖6）。圖6 自動噴灑消防泵一用一備電氣控制電路發(fā)生火災(zāi)時，

29、噴灑系統(tǒng)的噴頭自動噴水，設(shè)在主立管上的壓力繼電器(或接在防火分區(qū)水平干管上的水流繼電器)sp接通，其常開觸頭sp(1a-5)8閉合，使通電延時時間繼電器kt38得電吸合。經(jīng)延時，kt3的延時閉合的常開觸頭kt3(1a-7)10閉合，使中間繼電器ka49和通電延時時間繼電器kt410得電吸合并自鎖。若萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)sa置于1#泵用2#泵備的位置，則1#泵的接觸器km1得電吸合，1#泵啟動向系統(tǒng)供水。如果此時1#泵故障，接觸器km1跳閘，使2#泵控制電路中的時間繼電器kt2得電吸合，經(jīng)延時，kt2的延時閉合的常開觸頭kt2(65-59)25閉合，ka4的常開觸頭25已閉合，使接觸器km2得電吸合，2

30、#泵作為備用泵啟動向自動噴灑系統(tǒng)供水。當(dāng)水泵作為備用泵運(yùn)行時，水泵過負(fù)荷熱繼電器不再使接觸器跳閘，只發(fā)出報(bào)警信號。根據(jù)消防規(guī)范的規(guī)定，火災(zāi)時噴灑泵啟動運(yùn)轉(zhuǎn)1h后，自動停泵。因此，時間繼電器kt4的延時時間整定為lh。kt4得電吸合1h后，其延時斷開的常閉觸頭kt4(79)9斷開，使中間繼電器ka49失電釋放。ka4的常開觸頭復(fù)位，使正在運(yùn)行的噴灑泵控制電路失電，水泵停止運(yùn)行。液位器sl安裝在水源水池，當(dāng)水源水池?zé)o水時，液位器sl的常開觸頭sl(1a-3)7閉合，使ka37得電吸合，其在圖區(qū)17、25中的常閉觸頭斷開，使1#泵、2#泵自動控制電路失電，水泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)。3.3 plc樓宇消防控制的優(yōu)

31、點(diǎn)用西門子公司的siemenss7200系列的plc，此系列的plc具有結(jié)構(gòu)緊湊、模塊化、可擴(kuò)展性強(qiáng)、指令集豐富等特點(diǎn)。所選用的cpu型號為cpu224可擴(kuò)展7個模塊，最大達(dá)94di/74do,16ai/16ao（模擬量輸入/模擬量輸入）并且提供14個數(shù)字量輸入和10個數(shù)字量輸出。輸入/輸出接口電路均采用了光耦合電路，對外界接口具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。由于使用了電動調(diào)節(jié)閥，所以還擴(kuò)展了一個em232模擬量輸入模塊。該模塊具有2路模擬量輸出，電流輸出量程為，電流全量程分辨率為11位，25時的精度為0.25%，穩(wěn)定時間為2ms。可滿足比較復(fù)雜的控制系統(tǒng)的要求。為了提高工作的可靠性，及時接收外來的控制命令

32、，plc在每次掃描期間，除完成上述三步操作外，通常還要進(jìn)行故障自診斷，完成與編程器等的通信。每次掃描開始，先執(zhí)行一次自診斷程序，對各輸入輸出點(diǎn)、存儲器和cpu等進(jìn)行診斷，診斷的方法通常是測試出各部分的當(dāng)前狀態(tài)，并與正常的標(biāo)準(zhǔn)狀念進(jìn)行比較，若兩者一致，說明各部分工作正常，若不一致則認(rèn)為有故障。此時，plc立即啟動關(guān)機(jī)程序，保留現(xiàn)行工作狀態(tài)，并關(guān)斷所有輸出點(diǎn)，然后停機(jī)。診斷結(jié)束后，如沒發(fā)現(xiàn)故障，plc將繼續(xù)往下掃描，檢查是否有編程器等的通信請求。如果有則進(jìn)行相應(yīng)的處理，比如，接受編程器發(fā)來的命令，把要顯示的狀態(tài)數(shù)據(jù)、出錯信息送給編程器顯示等。處理完通信后，plc繼續(xù)往下掃描，輸入現(xiàn)場信息，順序執(zhí)行

33、用戶程序，輸出控制信號，完成一個掃描周期。然后又從自診斷開始，進(jìn)行第二輪掃描。plc就這樣不斷反復(fù)循環(huán)，實(shí)現(xiàn)對機(jī)器的連續(xù)控制，直到接收到停機(jī)命令，或因停電、出現(xiàn)故障等才停止工作。與普通微機(jī)類似，plc也是由硬件和軟件兩大部分組成的。在軟件的控制下，plc才能正常地工作。軟件分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩部分。plc的基本工作如下：輸入現(xiàn)場信息：在系統(tǒng)軟件的控制下，順次掃描各輸入點(diǎn)的狀態(tài)；執(zhí)行程序：順次掃描用戶程序中的各條指令，根據(jù)輸入狀念和指令內(nèi)容進(jìn)行邏輯運(yùn)算；輸出控制信號：根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，輸出狀態(tài)寄存器向各輸出點(diǎn)并行發(fā)出相應(yīng)的控制信號，實(shí)現(xiàn)所要求的邏輯控制功能。上述過程執(zhí)行完后，又重新開始，反

34、復(fù)地執(zhí)行。每執(zhí)行一遍所需的時間稱為掃描周期。plc的掃描周期通常為幾十毫秒。4 樓宇消防聯(lián)動控制設(shè)計(jì)消防聯(lián)動包括監(jiān)視和控制兩部分。辦公樓宇按需要監(jiān)視的設(shè)備有：水流指示器、信號閥、報(bào)警閥，需要控制的設(shè)備有：消防泵、防排煙系統(tǒng)、火災(zāi)事故廣播等。消防聯(lián)動在整個系統(tǒng)中有重要的地位，當(dāng)探測器探測到火災(zāi)信號發(fā)送至報(bào)警控制中心，經(jīng)主機(jī)分析確認(rèn)后向需要聯(lián)設(shè)備發(fā)出信號，啟動滅火設(shè)備撲救火災(zāi)，同時啟動滅火和防排煙設(shè)備，防止火災(zāi)蔓延。其中消防聯(lián)動控制設(shè)備的組成包括如下：火災(zāi)報(bào)警控制器，室內(nèi)消火栓系統(tǒng)，防排煙系統(tǒng)，災(zāi)事故廣播。4.1消防聯(lián)動控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.1.1室內(nèi)小火栓系統(tǒng)的聯(lián)動設(shè)計(jì)室內(nèi)消火栓系統(tǒng)的每個消火栓都配

35、有一個消火栓啟動按鈕，本設(shè)計(jì)采用編碼消火栓按鈕，直接接入火災(zāi)報(bào)警控制器，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)的時候可以直接啟動消防泵，啟泵的同時向消防控制中心發(fā)送反饋信號，在消火栓按鈕處設(shè)有啟泵指示燈，用來指示消防泵的運(yùn)行狀態(tài)，同時消防控制室可以控制相仿泵的啟、停，顯示消火栓水泵的工作、故障狀態(tài)，顯示消火栓啟泵按鈕的位置（如圖7）。圖7 消防泵電器原理控制圖4.1.2防排風(fēng)系統(tǒng)的聯(lián)動設(shè)計(jì)每層任一感煙探測器、火災(zāi)手動報(bào)警器按鈕動作后，向報(bào)警控制中心發(fā)出報(bào)警，同時啟動相鄰層排煙閥，并啟動消防排煙風(fēng)機(jī)，當(dāng)樓梯間內(nèi)煙感報(bào)警，正壓送風(fēng)閥開啟并啟動正壓送風(fēng)機(jī)，當(dāng)溫度超過70，時，70防火閥自熔并閉合，當(dāng)溫度超過280時280排防火

36、閥自熔關(guān)閉并關(guān)閉排防風(fēng)機(jī)（如圖7）。圖7 排煙風(fēng)機(jī)控制電路圖4.1.3火災(zāi)事故廣播系統(tǒng)的設(shè)計(jì)火災(zāi)事故廣播系統(tǒng)有廣播功放盤、廣播錄放盤、傳輸線路、電源、揚(yáng)聲器及廣播控制模塊組成，本設(shè)計(jì)為專用的廣播系統(tǒng)，在火災(zāi)發(fā)生后，保證及時向著火區(qū)發(fā)出警報(bào)，按照疏散的順序接通火災(zāi)事故廣播系統(tǒng)。設(shè)計(jì)中每層設(shè)有sd8012揚(yáng)聲器一層12個，二層10個其他各層10個。每只音箱功率3w，采用sd8100系列總線式火災(zāi)事故廣播系統(tǒng)，由sd8000廣播錄放盤，sd8010消防廣播功放盤，sd8120消防廣播分配盤，sd8130廣播系統(tǒng)控制模塊及sd8012揚(yáng)聲器組成。sd8100系統(tǒng)總線式火災(zāi)事故廣播系統(tǒng)是通過專用的廣播控

37、制總線及總線上的廣播控制模塊來啟動各個廣播回路。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時，由設(shè)置在消防控制中心的火災(zāi)事故廣播系統(tǒng)對火災(zāi)現(xiàn)場及相關(guān)場所實(shí)施緊急廣播，通過sd8120廣播分配盤可實(shí)現(xiàn)手動、自動、某一路或多路消防廣播，系統(tǒng)構(gòu)成如圖8。圖8 廣播系統(tǒng)構(gòu)成圖在分置揚(yáng)聲器的過程中，根據(jù)規(guī)范要求在每層的走廊、樓梯間、電梯前廳及活動大廳等處設(shè)置，保證從一個防火分區(qū)的任何部位到最近的揚(yáng)聲器的距離不大于25m，走道內(nèi)最后一個揚(yáng)聲器至走道末端的距離不大于12.5，滿足規(guī)范的要求。4.2 樓宇消防控制程序的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)噴淋降塵系統(tǒng)一般都有場地比較大，控制距離遠(yuǎn)的特點(diǎn)。如果采用人工控制的方式，不僅勞動強(qiáng)度大，而且由于人為原因，還會造

38、成噴灑不均勻等情況，所以選擇一種自動控制系統(tǒng)是比較理想的解決方式。系統(tǒng)控制采用進(jìn)口工業(yè)可編程控制器（plc）實(shí)現(xiàn)程序控制；選用plc有若干種類型擴(kuò)展基本單元，可根據(jù)實(shí)際輸入、輸出點(diǎn)進(jìn)行本地?cái)U(kuò)展或遠(yuǎn)程擴(kuò)展。樓宇噴淋系統(tǒng)控制方式主要包括就地程序控制和就地手動控制兩種控制方式，也可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制啟停的控制方式，工作方式分為：同時噴淋、循環(huán)噴淋、組合噴淋、定時噴淋等。并且各種方式時間可以調(diào)整。采用就地程序控制和就地手動控制相結(jié)合的控制方式，,操作人員可根據(jù)實(shí)際的運(yùn)行環(huán)境選擇相應(yīng)的控制方式；簡單靈活地設(shè)置噴槍噴淋的組合方式、噴淋時間、噴淋順序； 并可對時間參數(shù)進(jìn)行任意設(shè)定；為滿足系統(tǒng)在不同季節(jié)氣候條件下的

39、運(yùn)行要求,控制系統(tǒng)可選擇夏季及春秋季的噴淋，可滿足不同季節(jié)的噴淋要求；可實(shí)現(xiàn)plc時鐘定時噴灑，無需人員值守?？刂乒駜?nèi)主機(jī)plc標(biāo)配為施耐德公司的twido系列；西門子公司的s7-200系列；ab公司的1762系列，這些plc為小型且經(jīng)濟(jì)價(jià)格較低，而大型plc與小型plc的價(jià)格相差幾倍。 控制柜內(nèi)主要電氣元件如中間繼電器、按鈕、指示燈等為施耐德低壓電器系列?？刂乒竦目刂朴锌刂品绞讲捎镁偷厥謩?自動/遠(yuǎn)控三種方式，三種方式各自獨(dú)立，就地控制為優(yōu)先級。通過程序選擇按鈕，操作人員可根據(jù)實(shí)際的運(yùn)行環(huán)境選擇相應(yīng)的控制程序。手動控制：控制柜面板上按鈕操作來控制與其一一對應(yīng)的噴槍。自動控制：控制柜內(nèi)的可編程控制器plc，據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況編制的程序