基于PLC的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警控制系統(tǒng)

1、 摘 要目前，隨著電子產(chǎn)品在人類(lèi)生活中的使用越來(lái)越廣泛，由此引起的火災(zāi)也越來(lái)越多，在我們生活得四周到處潛伏著火災(zāi)隱患。為了避免火災(zāi)以及減少火災(zāi)造成的損失，我們必須按照“隱患險(xiǎn)于明火，防患勝于救災(zāi)，責(zé)任重于泰山”的概念設(shè)計(jì)和完善火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，將火災(zāi)消滅在萌芽狀態(tài)，最大限度地減少社會(huì)財(cái)富的損失。同時(shí)為了減少外界環(huán)境的干擾，采用PLC對(duì)其進(jìn)行控制，從而大大提高系統(tǒng)的抗干擾性。PLC英文全名為Programmable Control，即可編程控制器包括邏輯運(yùn)算、順序控制、時(shí)序、計(jì)數(shù)以及算術(shù)運(yùn)算等程序。他用一串指令形式存放在存儲(chǔ)器中，然后根據(jù)存儲(chǔ)的控制內(nèi)容，經(jīng)過(guò)模擬、數(shù)字等輸入輸出部件，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備與

2、生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制。一套典型的PLC通常包括CPU模塊、電源模塊和一些I/O模塊，這些模塊被插在一塊背板上。如果配置增加，可能會(huì)包括一個(gè)操作員界面、監(jiān)控計(jì)算機(jī)、通信模塊、軟件以及一些可選的特殊功能模塊?？删幊炭刂破鞑粌H容易安裝，占用空間小，能源消耗小，帶有診斷指示器可以幫助故障診斷，而且可以被重復(fù)使用到其他的項(xiàng)目中去?，F(xiàn)在，盡管PLC的功能，如運(yùn)行數(shù)度、接口種類(lèi)、數(shù)據(jù)處理能力己經(jīng)獲得了很大的提高，但PLC一直保持了最初設(shè)計(jì)的原則，那就是簡(jiǎn)單之上的原則。本系統(tǒng)可安裝在各防火單位，它負(fù)責(zé)不斷地向所監(jiān)視的現(xiàn)場(chǎng)發(fā)出巡檢信號(hào)，監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)的溫度、濃度等，并不斷反饋給報(bào)警控制器，控制器將接到的信號(hào)與內(nèi)存的正常整

3、定值比較、判斷確定火災(zāi)，并及時(shí)進(jìn)行滅火。關(guān)鍵詞：火災(zāi)報(bào)警 傳感器 PLCABSTRACTNow, with electronic products used in human life more and more widely, the resulting fire, more and more, we live in fire hazards lurking around everywhere. To avoid fires and reduce fire losses, we must follow the "hidden dangers fire in prevention i

4、s better than disaster relief, the responsibility is extremely heavy," the concept design and improvement of automatic fire alarm system, fire nipped in the bud, the maximum reduce the loss of social wealth. Meanwhile, in order to reduce interference of the external environment,using the PLC to

5、 control it andthis is greatly improve the system of resistance against interference.PLC full name in English-only Programmable Control, can be programmed controller including the logical, sequential control, timing, counting, and arithmetic operations and other procedures. He used the form of a bun

6、ch of commands stored in the memory, and then under the control of the content is stored through analog, digital and other input and output components, production equipment and production process control. A typical set of PLC typically includes CPU modules, power modules, and a number of I / O modul

7、es, these modules are plugged into a backplane. Increase if the configuration may include an operator interface, control computers, communications modules, software, and some optional special function modules. Programmable Logic Controller is not only easy to install, taking up little space, energy

8、consumption is small, with a diagnostic indicator can help fault diagnosis, and can be reused in other projects to I5. Now, despite the PLC functions, such as running several times, interface types, data-processing capabilities have been greatly improved access, but the PLC has maintained the origin

9、al design principles, it is a simple above principle.The system can be installed in all fire units, which is responsible for continuously monitoring the site to start the inspection signal, monitor the site of temperature, concentration, and continuous feedback to the alarm controller, the controlle

10、r will receive the signal and the normal memory setting value was determined by comparing to determine the fire, And promptly extinguished the fireKeywords: fire alarm; sensor; plc第一章 緒論1.1 選題背景及意義火災(zāi)作為危害人類(lèi)生存的大敵，越來(lái)越受到人們的重視。隨著高層建筑的不斷增多，火災(zāi)隱患增加。一旦發(fā)生火災(zāi)，將對(duì)人的生命財(cái)產(chǎn)造成極大的危害，于是人們開(kāi)始尋求一種早期發(fā)現(xiàn)火災(zāi)的方法，并能及時(shí)控制和撲滅火災(zāi)，以便減少

11、損失，保障生命安全?；馂?zāi)自動(dòng)報(bào)警滅火控制器就是為了滿足這一需求而研制出來(lái)的，并越來(lái)越被人們所接受。其自身也隨著人們需求的不斷提高，在功能、結(jié)構(gòu)、形式等方面不斷地完善?；馂?zāi)報(bào)警控制器是火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的核心。本文對(duì)火災(zāi)報(bào)警控制器和探測(cè)器做了深入的研究,并全面闡述了火災(zāi)報(bào)警滅火系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)。實(shí)踐證明倉(cāng)庫(kù)內(nèi)安裝該系統(tǒng)能夠撲救倉(cāng)庫(kù)初期火災(zāi)，保護(hù)倉(cāng)庫(kù)財(cái)產(chǎn)安全，降低火災(zāi)損失以及為搶救貨物提供足夠的時(shí)間并能及時(shí)報(bào)警，大大的降低了火災(zāi)的危害性，把火災(zāi)給人們帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失將到了最低，為確保人的生命及財(cái)產(chǎn)安全提供了保障。在本次自動(dòng)報(bào)警滅火消防系統(tǒng)采用了先報(bào)警后滅火的報(bào)警滅火模式，給管理人員提供了有效的火災(zāi)確認(rèn)時(shí)

12、間，大大減少了因誤報(bào)帶來(lái)的損失，具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。1.2 本文所做的工作l、火災(zāi)報(bào)警控制器選用了以三菱PLC FX2N(C)系列為核心部件進(jìn)行設(shè)計(jì)2、所設(shè)計(jì)的控制器具有較高的性價(jià)比,還具有操作人員管理、報(bào)告信息查詢、探測(cè)器管理、預(yù)報(bào)警、火警處理、通訊等功能,它實(shí)現(xiàn)了對(duì)火災(zāi)信息的檢測(cè)和傳送;提高了系統(tǒng)的適應(yīng)性與擴(kuò)展性。1.2.1 設(shè)計(jì)的主要技術(shù)指標(biāo) 設(shè)計(jì)探測(cè)器的方案、各個(gè)點(diǎn)至少應(yīng)有煙霧和溫度兩種探測(cè)器探測(cè)火災(zāi)，即可自動(dòng)動(dòng)滅火，也可手動(dòng)滅火。能夠顯示各點(diǎn)的情況。分布點(diǎn)與總監(jiān)控點(diǎn)的距離最遠(yuǎn)為380米。電源的設(shè)計(jì)能在電網(wǎng)220V波動(dòng)20%的情況下使用。1.2.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容滅火系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)。滅火系統(tǒng)方

13、案的運(yùn)行框圖設(shè)計(jì)。滅火系統(tǒng)檢測(cè)方法的設(shè)計(jì)。滅火系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。1.2.3 設(shè)計(jì)的基本要求用電子技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)作出火災(zāi)探測(cè)器的設(shè)計(jì)。滅火系統(tǒng)檢測(cè)要求，調(diào)試并完成論文。第二章 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及消防控制系統(tǒng)在發(fā)生火災(zāi)的兩個(gè)階段發(fā)揮著重要作用：第一階段（報(bào)警階段）：火災(zāi)初期，往往伴隨著煙霧、高溫等現(xiàn)象，通過(guò)安裝在現(xiàn)場(chǎng)的火災(zāi)探測(cè)器、手動(dòng)報(bào)警按鈕，以自動(dòng)或人為方式向監(jiān)控中心傳遞火警信息，達(dá)到及早發(fā)現(xiàn)火情、通報(bào)火災(zāi)的目的；第二階段（滅火階段）：通過(guò)消防控制器及現(xiàn)場(chǎng)接口模塊，控制建筑物內(nèi)的專用滅火設(shè)備（如排煙機(jī)、消防泵），有效實(shí)施救人、滅火，達(dá)到減少損失的目的。2.1 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)組

14、成 現(xiàn)場(chǎng)由感煙探測(cè)器、感溫探測(cè)器、手動(dòng)報(bào)警按鈕及聲光報(bào)警器等設(shè)備組成。探測(cè)器功能：火災(zāi)初期，探測(cè)器對(duì)火災(zāi)（如煙、溫）參數(shù)及時(shí)響應(yīng)，自動(dòng)產(chǎn)生火災(zāi)報(bào)警信號(hào)。 手動(dòng)報(bào)警按鈕功能：通常安裝在樓梯口、走廊等位置，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)人員發(fā)現(xiàn)火情時(shí)，通過(guò)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(hào)。 2.2 倉(cāng)庫(kù)結(jié)構(gòu) 本人所述的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警與滅火系統(tǒng)是以現(xiàn)代倉(cāng)庫(kù)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)為研究背景，以三菱PLC為硬件基礎(chǔ)，以某倉(cāng)庫(kù)為研究對(duì)象，按照現(xiàn)代對(duì)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的具體要求對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)。本倉(cāng)庫(kù)是堆放一般貨物的小型倉(cāng)庫(kù)，通常沒(méi)有專人看管，堆放的都是是一些日用商品，所以在此類(lèi)倉(cāng)庫(kù)中安放自動(dòng)滅火消防系統(tǒng)非常的有必要。小型倉(cāng)

15、庫(kù)的使用面積共240平米，高度為8米，有很好的通風(fēng)環(huán)境。根據(jù)倉(cāng)庫(kù)的具體情況，把倉(cāng)庫(kù)分成2個(gè)自動(dòng)消防滅火區(qū)域,每個(gè)報(bào)警區(qū)域面積為100平米。依據(jù)建筑設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)的倉(cāng)儲(chǔ)建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范，該建筑為二類(lèi)建筑，耐火等級(jí)為二級(jí)1。2.3 自動(dòng)報(bào)警滅火系統(tǒng)的組成與主要部件基于PLC控制的自動(dòng)報(bào)警滅火消防系統(tǒng)是由自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、控制系統(tǒng)這三個(gè)子系統(tǒng)組成。自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)中包含報(bào)警器和各種電源裝置，自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)中包含管道系統(tǒng)、噴淋泵和各種給水開(kāi)關(guān)，控制系統(tǒng)中包含可編程序控制器和各種開(kāi)關(guān)。自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、控制系統(tǒng)，這三個(gè)系統(tǒng)之間是通過(guò)線路系統(tǒng)聯(lián)系在一起 ，自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的開(kāi)啟與關(guān)閉、自動(dòng)

16、噴水滅火系統(tǒng)的開(kāi)啟與關(guān)閉都是由控制系統(tǒng)通過(guò)其與各系統(tǒng)之間的控制線路來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)其余兩個(gè)子系統(tǒng)的控制。其主要部件及用途如表2-1所示。表2-1 系統(tǒng)主要部件及其用途編號(hào)名稱用途1FX2N(C)PLC中央控制器，控制整個(gè)系統(tǒng)2 報(bào)警鈴發(fā)出聲音報(bào)警信號(hào)3報(bào)警燈發(fā)出燈光報(bào)警信號(hào)4溫度探測(cè)器感知火災(zāi)信號(hào)5煙霧探測(cè)器感知火災(zāi)信號(hào)6噴淋?chē)婎^噴水滅火7水箱存儲(chǔ)火災(zāi)用水8抽水泵抽取水箱中的水9供水泵補(bǔ)給水箱中的水10電磁閥控制各區(qū)域噴淋?chē)娝疁缁鹬兴鞯拈_(kāi)啟與關(guān)閉自動(dòng)滅火消防系統(tǒng)的開(kāi)啟過(guò)程：當(dāng)各區(qū)域的火災(zāi)探測(cè)器，探測(cè)到火災(zāi)信號(hào)，通過(guò)線路將火災(zāi)信號(hào)傳遞給PLC，PLC接收到火災(zāi)信號(hào)后，根據(jù)其控制程序的要求，控制噴淋泵啟

17、動(dòng)和與之相對(duì)應(yīng)的區(qū)域電磁閥開(kāi)啟，電磁閥開(kāi)啟后，與之相對(duì)應(yīng)區(qū)域的噴頭噴水滅火。同時(shí)，在傳感器失靈的情況下也可以按下各火災(zāi)區(qū)域的手動(dòng)啟動(dòng)按鈕，將該區(qū)域的啟動(dòng)信號(hào)傳遞給PLC，PLC在接收到火災(zāi)信號(hào)后，也可以控制噴淋泵啟動(dòng)和與之相對(duì)應(yīng)的區(qū)域電磁閥開(kāi)啟，電磁閥開(kāi)啟后，開(kāi)啟噴頭噴水滅火2。自動(dòng)滅火消防系統(tǒng)的關(guān)閉過(guò)程：在按下各著火區(qū)域的關(guān)閉按鈕和系統(tǒng)復(fù)位按鈕后，自動(dòng)滅火消防系統(tǒng)關(guān)閉并復(fù)位。圖2-1 火災(zāi)探測(cè)器接線實(shí)物圖2.4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路我國(guó)的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警控制系統(tǒng)經(jīng)歷了從無(wú)到有、從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的發(fā)展過(guò)程，其智能化程度也越來(lái)越高。但目前國(guó)內(nèi)廠家生產(chǎn)的還是以晶體管、小規(guī)模集成電路或單片機(jī)為基礎(chǔ)的產(chǎn)品,其系統(tǒng)復(fù)雜

18、、成本高,不易維護(hù)。而在居民住宅區(qū)、機(jī)房、辦公室等小型防火單位，需要設(shè)置一種單一或區(qū)域聯(lián)網(wǎng)、廉價(jià)實(shí)用的火災(zāi)自動(dòng)探測(cè)報(bào)警裝置，因此，研制一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉的數(shù)字聯(lián)網(wǎng)火災(zāi)報(bào)警器是非常必要的，因此我提出一種由PLC控制的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警控制器的設(shè)想,其系統(tǒng)簡(jiǎn)單、成本適中、易于系統(tǒng)維護(hù)和升級(jí)?；赑LC（PIogrmm able Logic ContrOller.可編程邏輯控制器）控制的自動(dòng)報(bào)警滅火消防系統(tǒng)以PLC為核心控制器，由于采用火災(zāi)傳感器探測(cè)火災(zāi)信號(hào)傳遞給PLC（中央控制器），PLC來(lái)控制電磁閥的開(kāi)啟噴水滅火的時(shí)間短，其反應(yīng)快具有安全性高、穩(wěn)定性好及靈活性強(qiáng)、質(zhì)量可靠、通信速率高、軟硬件產(chǎn)品豐

19、富、應(yīng)用技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)在于業(yè)控制中得到廣泛的應(yīng)用，該系列PLC是超小型化的PLC，它適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的自動(dòng)檢測(cè)、監(jiān)控等。三菱PLC FX2N(C) PIC的強(qiáng)大功能使其無(wú)論單機(jī)運(yùn)行，或連成網(wǎng)絡(luò)都能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。PLC具有以下特性： 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。 PLC的擴(kuò)展功能有通信聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)塊傳送、矩陣運(yùn)算、PID閉環(huán)回路控制、排序查表功能、中斷控制功能以及特殊功能程序塊或函數(shù)等。此外，PLC還具有自診斷、報(bào)

20、警、監(jiān)控等功能。正因?yàn)槿绱?，PLC的適應(yīng)性極強(qiáng)，幾乎所有的控制要求它均能滿足。 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(chǎng)合。 PLC的安裝和現(xiàn)場(chǎng)接線比較簡(jiǎn)單，可以按積木方式擴(kuò)充和刪減其系統(tǒng)規(guī)模。由于它的邏輯、控制功能是用軟件實(shí)現(xiàn)的，省去了大量安裝元件和布線工作，從而縮短了整個(gè)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和調(diào)試周期，研制費(fèi)用相對(duì)來(lái)說(shuō)也少了。 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序和編寫(xiě)、修改程序。程序十分清晰直觀

21、，操作人員只要稍加培訓(xùn)，就能使用PLC。 另外，PLC帶有十分完善的監(jiān)視和診斷功能。PLC對(duì)其內(nèi)部工作狀態(tài)、通信狀態(tài)、I/O點(diǎn)狀態(tài)和異常狀態(tài)等均有醒目的提示。因此，操作人員和維修人員可以及時(shí)準(zhǔn)確地了解機(jī)器故障點(diǎn)，利用更換模塊的方法迅速處理故障。 穩(wěn)定可靠：目前各生產(chǎn)PLC的廠家都嚴(yán)格地按有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行生產(chǎn)，如美國(guó)有NEMA標(biāo)準(zhǔn)，日本有JIS標(biāo)準(zhǔn)，德國(guó)有DIN標(biāo)準(zhǔn)等。所以盡管PLC有各種型號(hào)，但都可以適應(yīng)惡劣的工業(yè)環(huán)境3。 第三章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)3.1 系統(tǒng)分析該系統(tǒng)是針對(duì)某倉(cāng)庫(kù)的消防安全設(shè)計(jì)的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警與滅火系統(tǒng)。每個(gè)走廊均安裝排煙系統(tǒng)、安全疏散指示燈（牌），室內(nèi)每一個(gè)房間都安裝有火災(zāi)探測(cè)

22、器、滅火用的消火栓（系統(tǒng)中消火栓用交流接觸器）.安裝感煙探測(cè)器、指示燈和手動(dòng)報(bào)警按鈕。監(jiān)控室內(nèi)有相應(yīng)的信號(hào)指示燈系統(tǒng)電源接通以后當(dāng)有火災(zāi)情況發(fā)生時(shí)，區(qū)域一中的傳感器（溫度傳感器和煙霧傳感器）探測(cè)到火災(zāi)信號(hào)或現(xiàn)場(chǎng)人員發(fā)現(xiàn)火災(zāi)按下手動(dòng)報(bào)警按鈕SB3，區(qū)域1的自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)立即啟動(dòng)，這時(shí)相應(yīng)的紅色閃光燈閃爍，接著蜂鳴器蜂鳴，滅火系統(tǒng)延時(shí)啟動(dòng)，向管理者提供火災(zāi)相對(duì)應(yīng)的區(qū)域，如管理員在延時(shí)時(shí)間之內(nèi)沒(méi)有按下關(guān)閉按鈕，滅火系統(tǒng)將自動(dòng)啟動(dòng)；排煙系統(tǒng)開(kāi)啟，按下關(guān)閉按鈕SB7，區(qū)域1自動(dòng)報(bào)警滅火系統(tǒng)關(guān)閉。當(dāng)區(qū)域二中傳感器（溫度傳感器和煙霧傳感器）探測(cè)到火災(zāi)信號(hào)或現(xiàn)場(chǎng)人員發(fā)現(xiàn)火災(zāi)按下手動(dòng)報(bào)警按鈕SB6，區(qū)域的自動(dòng)報(bào)警

23、系統(tǒng)立即啟動(dòng)，這時(shí)相應(yīng)的紅色閃光燈閃爍，接著蜂鳴器蜂鳴，滅火系統(tǒng)延時(shí)啟動(dòng)，向管理者提供火災(zāi)相對(duì)應(yīng)的區(qū)域，如管理員在延時(shí)時(shí)間之內(nèi)沒(méi)有按下關(guān)閉按鈕，滅火系統(tǒng)將自動(dòng)啟動(dòng)；按下關(guān)閉按鈕SB7，區(qū)域2自動(dòng)報(bào)警滅火系統(tǒng)關(guān)閉?；馂?zāi)探測(cè)器把探測(cè)到的信號(hào)發(fā)送到PLC控制中心，如果控制中心確認(rèn)事件的真實(shí)性后立即啟動(dòng)消防系統(tǒng)。滅火排煙系統(tǒng)開(kāi)啟，5秒后對(duì)應(yīng)失火倉(cāng)庫(kù)的消火栓開(kāi)啟噴淋頭噴水滅火。滅火完成后按下復(fù)位按鈕，系統(tǒng)便恢復(fù)正常，供電照明4。3.2 I/O端口表3-1 I/O分配表輸入輸出X1 區(qū)域1溫度傳感器Y1 區(qū)域1電磁閥X2 區(qū)域1煙霧傳感器Y2 區(qū)域2電磁閥X3 區(qū)域1手動(dòng)報(bào)警按鈕Y3 區(qū)域1排煙設(shè)備X4

24、區(qū)域2溫度傳感器Y4 區(qū)域2排煙設(shè)備X5 區(qū)域2煙霧傳感器Y5 抽水泵（交流接觸器代替）X6 區(qū)域2手動(dòng)報(bào)警按鈕Y6 供水泵（交流接觸器代替）X7 復(fù)位Y7 區(qū)域1火災(zāi)報(bào)警閃光燈X10 水位上限Y10 區(qū)域1報(bào)警器X11 水位下限Y11 區(qū)域2火災(zāi)報(bào)警閃光燈Y12 區(qū)域2報(bào)警器3.3 PLC外部接線圖3-1 PLC外部接線圖3.4 消防控制圖3-2 滅火系統(tǒng)消防控制圖在主控界而上可以看出，總共兩個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域均設(shè)置有手動(dòng)報(bào)警開(kāi)關(guān)、感煙探測(cè)器、排煙機(jī)、報(bào)警燈和疏散指示燈、復(fù)位按鈕。3.5 水箱結(jié)構(gòu)圖3-3 水箱結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)工作后，當(dāng)水位到達(dá)下限時(shí)，供水泵開(kāi)始供水，當(dāng)水位到達(dá)上限時(shí)，供水泵停止供水

25、。3.6 PLC的選型選擇合適的機(jī)型是PLC控制系統(tǒng)硬件配置的關(guān)鍵問(wèn)題，目前，生產(chǎn)PLC的廠家很多，如西門(mén)子，三菱，松下，歐姆龍，LG，ABB公司等，不同廠家的PLC產(chǎn)品雖然基本功能相似，但有些特殊功能，價(jià)格及使用的編程指令和編程軟件都不相同，而同一廠家生產(chǎn)的PLC產(chǎn)品又有不同系列，同一系列中又有不同的CPU型號(hào)，PLC的功能應(yīng)強(qiáng)大，要具有開(kāi)關(guān)量邏輯運(yùn)算，定時(shí)，計(jì)數(shù)，數(shù)據(jù)處理等基本功能，鑒于本設(shè)計(jì)對(duì)控制速度要求不是很高，主要是開(kāi)關(guān)量控制的應(yīng)用系統(tǒng)。選用小型PLC就可滿足要求5。PLC的結(jié)構(gòu)主要有整體式和模塊式，本設(shè)計(jì)屬于單機(jī)控制系統(tǒng)宜選用整體式PLC結(jié)構(gòu)。綜上所述比較各廠家的整體式小型PLC可

26、知，三菱系列PLC具有性價(jià)比高、抗干擾能力強(qiáng)、性能穩(wěn)定、輸入輸出點(diǎn)數(shù)多等優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)镻LC是采用順序控制掃描的工作方式，從輸入信號(hào)到輸出控制存在著滯后現(xiàn)象，輸入量的變化通常要在12個(gè)掃描周期之后才能反映到輸出端，這對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合是允許的。響應(yīng)時(shí)間包括輸入濾波時(shí)間、輸出濾波時(shí)間和掃描周期。其順序掃描工作方式使它不能可靠地接收持久時(shí)間小于一個(gè)掃描周期的輸入信號(hào)。為此，對(duì)于快速反應(yīng)的信號(hào)需要選取速度高的機(jī)型，如FX2N基本指令的運(yùn)行處理時(shí)間為0.08微秒/步指令。故根據(jù)本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求、工作環(huán)境、服務(wù)對(duì)象等方面考慮，三菱PLC完全可以滿足本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求?，F(xiàn)在三菱PLC主要有FX1N，F(xiàn)X2N，F(xiàn)

27、X3U，Q系列，A系列等，其中FX2N(C)是FX2N為基礎(chǔ)發(fā)展而來(lái)的，成本比FX2N略低，且FX2N(C) PLC完全可以滿足本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，所以本次設(shè)計(jì)選用三菱FX2N(C) PLC作為本系統(tǒng)的控制器。FX2N系列PLC是FX系列中最高級(jí)的模塊，有其他模塊無(wú)法比擬的速度，具有邏輯選件以及定位控制等優(yōu)點(diǎn)，是從16256路輸入/輸出應(yīng)用的選擇方案。此外，F(xiàn)X2N(C)系列PLC在保留原有強(qiáng)大的功能下，實(shí)現(xiàn)了極為可觀的規(guī)?？s小。I/O型連接口降低了接線成本并節(jié)省了時(shí)間6。3.7 傳感器的選擇現(xiàn)代傳感器在原理與結(jié)構(gòu)上千差萬(wàn)別，如何根據(jù)具體的測(cè)量目的、對(duì)象以及測(cè)量環(huán)境合理選用傳感器，是在進(jìn)行某個(gè)測(cè)

28、量首先要解決的問(wèn)題。1、靈敏度的選擇通常在傳感器的線性范圍內(nèi)，希望傳感器的靈敏度越高越好，應(yīng)為只有靈敏度高時(shí)，這樣與被測(cè)量變化對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)才比較有利于信號(hào)處理。但要注意的是傳感器的靈敏度高，與被測(cè)量無(wú)關(guān)的外界噪聲也容易混入，它們同樣會(huì)被放大系統(tǒng)放大，從而影響測(cè)量精度，因此要求傳感器本身具有很高的信噪比，盡量減少?gòu)耐饨缫氲母蓴_信號(hào)傳感器的靈敏度是有方向性的。2、頻率響應(yīng)特性傳感器的頻率響應(yīng)特性決定了被測(cè)量的頻率范圍，必須在允許范圍內(nèi)保持不失真的檢測(cè)條件，實(shí)際上傳感器的響應(yīng)總有一定的延遲。傳感器的響應(yīng)頻率越高其檢測(cè)到的范圍就越大。3、線性范圍傳感器的線性范圍是指輸出與輸入成正比的范圍。從理論上

29、講在這個(gè)范圍內(nèi)，靈敏度保持一定的值，由此可知道傳感器的線性范圍越寬其量程就越遠(yuǎn)，并且可以保證一定的精度。在選擇傳感器時(shí)，當(dāng)傳感器的種類(lèi)確定以后還要看的是其量程是否滿足要求。但實(shí)際上任何的傳感器都不能保證絕對(duì)的線性，其線性也是相對(duì)的。當(dāng)所要求測(cè)量精度較低時(shí)，在一定的范圍內(nèi)可以將非線性誤差較小的傳感器近似看作線性，這也會(huì)給測(cè)量帶來(lái)極大的方便。4、穩(wěn)定性傳感器在用過(guò)一段時(shí)間之后，其性能保持不變的能力即為穩(wěn)定性。影響傳感器長(zhǎng)期穩(wěn)定的因素除了其本身的結(jié)構(gòu)外，還有傳感器使用的環(huán)境。因此，要使傳感器具有良好的穩(wěn)定性，傳感器必須要有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力。在選擇傳感器之前，應(yīng)對(duì)其環(huán)境進(jìn)行調(diào)查，減少環(huán)境的影響。5、

30、傳感器的精度精度是傳感器的一個(gè)重要指標(biāo)，其是關(guān)系到整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量精度的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。傳感器的精度越高其價(jià)格也就越貴，因此傳感器的精度只要能滿足整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的精度要求就可以。如果測(cè)量目的是定性分析的可選用重復(fù)精度高的傳感器即可不必選用絕對(duì)精度高的7。根據(jù)本設(shè)計(jì)的要求則選用了PT100溫度傳感器。PT100傳感器，又叫鉑電阻傳感器；是一種性能較好的溫度傳感器其性能參數(shù)如下表3-2。表3-2 溫度傳感器參數(shù)探頭直徑安裝方式標(biāo)準(zhǔn)引線長(zhǎng)度溫度檢測(cè)范圍5mmM8×1.0螺紋固定標(biāo)準(zhǔn)2m-200400度 3.7.1 感煙傳感器的選擇火災(zāi)發(fā)展過(guò)程大致可以分為初期階段、發(fā)展階段和衰減熄滅階段。感煙火

31、災(zāi)探測(cè)器的功能在于：在初燃生煙階段，能自動(dòng)發(fā)出火災(zāi)報(bào)警信號(hào)，以期將火撲滅在未成災(zāi)害之前。根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，感煙探測(cè)器可分為離子感煙探測(cè)器和光電感煙探測(cè)器。根據(jù)本設(shè)計(jì)的控制要求選用光電式感煙探測(cè)器離子感煙探測(cè)器離子式感煙探測(cè)器是由兩個(gè)內(nèi)含Am241放射源的串聯(lián)室、場(chǎng)效應(yīng)管及開(kāi)關(guān)電路組成的。內(nèi)電離室即補(bǔ)償室，是密封的，煙不易進(jìn)入；外電離室即檢測(cè)室，是開(kāi)孔的，煙能夠順利進(jìn)入。在串聯(lián)兩個(gè)電離室的兩端直接接入24V直流電源。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，煙霧進(jìn)入檢測(cè)電離室，Am241產(chǎn)生的射線被阻擋，使其電離能力降低，因而電離電流減少，檢測(cè)電離室空氣的等效阻抗增加，而補(bǔ)償電離室因無(wú)煙進(jìn)入，電離室的阻抗保持不變，因此，引起施

32、加在兩個(gè)電離室兩端分壓比的變化，在檢測(cè)電離室兩端的電壓增加量達(dá)到一定值時(shí)，開(kāi)關(guān)電路動(dòng)作、發(fā)出報(bào)警信號(hào)。光電感煙探測(cè)器感光探測(cè)器:光是熱源輻射的結(jié)果,所以感光也就是感應(yīng)輻射,人體也在不斷的輻射波,但是由于本體溫度較低,輻射波的波長(zhǎng)一般較大,而火災(zāi)的熱源發(fā)出的光較強(qiáng)能被探測(cè)出來(lái),據(jù)某些科學(xué)家分析,火災(zāi)發(fā)生的時(shí)候還會(huì)發(fā)出一種獨(dú)特的聲波,根據(jù)這種波做出感聲探測(cè)器能有效克服其他探測(cè)器的普遍失誤的情況.光電式感煙探測(cè)器由光源、光電元件和電子開(kāi)關(guān)組成。利用光散射原理對(duì)火災(zāi)初期產(chǎn)生的煙霧進(jìn)行探測(cè)，并及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。按照光源不同，可分為一般光電式、激光光電式、紫外光光電式和紅外光光電式等4種。 一般光電式感煙

33、探測(cè)器根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為遮光型和散射型兩種。遮光型（或減光型）光電式感煙探測(cè)器是由一個(gè)光源（燈泡或發(fā)光二極管）和一個(gè)光敏元件（硅光電池）對(duì)應(yīng)裝置在小暗室（即型腔密室或稱采樣室）里構(gòu)成。在正常（無(wú)煙）情況下。光源發(fā)出的光通過(guò)透鏡聚成光束，照射到光敏元件上，并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，使整個(gè)電路維持正常狀態(tài)，不發(fā)生報(bào)警。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)有煙霧存在時(shí)，光源發(fā)出的光線受煙粒子的散射和吸收作用，使光的傳播特性改變，光敏元件接收的光強(qiáng)明顯減弱，電路正常狀態(tài)被破損,則報(bào)警。散射型光電式感煙探測(cè)器的發(fā)光二極管和光敏元件設(shè)置的位置不是相對(duì)的。光敏元件設(shè)置在多孔的小暗室里。無(wú)煙霧時(shí)，光不能射到光敏元件上，電路維持在正常狀態(tài)。

34、而發(fā)生火災(zāi)有煙霧存在時(shí)，光通過(guò)煙霧粒子的反射或散射到達(dá)光敏元件上，則光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。經(jīng)放大電路放大后。驅(qū)動(dòng)報(bào)警裝置，發(fā)出火災(zāi)報(bào)警信號(hào)。下面主要分析散射型光電感煙探測(cè)器原理，光電感煙探測(cè)器的原理是光的散射，散射光的強(qiáng)度與粒徑和散射角度有關(guān)，散射原理圖如圖3-4所示：圖3-4 散射原理圖光電感煙火災(zāi)偵測(cè)器工作原理圖：火災(zāi)發(fā)生前，沒(méi)有煙霧：火災(zāi)發(fā)生后，產(chǎn)生煙霧：圖3-4 感煙探測(cè)器工作原理圖圖示的反射式煙霧報(bào)警器靈敏度較高。在沒(méi)有煙霧時(shí)，由于紅外對(duì)管相互垂直，煙霧室內(nèi)又涂有黑色吸光材料，所以紅外LED發(fā)出的紅外光無(wú)法到達(dá)紅外光敏三極管。當(dāng)煙霧進(jìn)入煙霧室后，煙霧的固體粒子對(duì)紅外光產(chǎn)生漫反射（圖中示

35、出幾個(gè)微粒的反射示意），使部分紅外光到達(dá)光敏三極管。煙霧越大，接收到光也越強(qiáng)流過(guò)光敏三極管的電流也越大。必須指出的是，室內(nèi)抽煙也可能引起誤報(bào)警，所以還必須與其它火災(zāi)傳感器組成綜合火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，由消防聯(lián)動(dòng)中的主計(jì)算機(jī)作出綜合判斷，并開(kāi)啟相應(yīng)區(qū)域的消防設(shè)備8。下面是實(shí)物圖片：圖3-5 煙霧報(bào)警器實(shí)物圖片其功能特點(diǎn)為：采用微處理器控制自動(dòng)復(fù)位/斷電復(fù)位可選聯(lián)網(wǎng)輸出LED指示報(bào)警金屬屏蔽套，抗電磁干擾，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)SMT工藝制造，穩(wěn)定性強(qiáng)技術(shù)參數(shù)：工作電壓：DC 9-16V靜態(tài)電流：2mA(DC 12V)報(bào)警電流：10mA(DC 12V第四章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)消防控制系統(tǒng)使用GX DEVELOPER編程

36、軟件進(jìn)行程序編輯和硬件設(shè)置，與PLC之間的通信連接使用了力控。GX DEVELOPER軟件是三菱電機(jī)公司開(kāi)發(fā)的用于三菱全系列的可編程序控制器的編程軟件。該軟件集成了項(xiàng)目管理、程序編輯、編譯鏈接、模擬仿真、程序調(diào)試和PLC通信等功能。GX DEVELOPER編程具有其自身的特點(diǎn)，在編程之前需要在符號(hào)表中對(duì)所有輸入輸出的全局變量進(jìn)行定義，使程序具有可讀性。其中包括：I/O地址、數(shù)據(jù)塊命名、注釋等9。設(shè)計(jì)主要采用控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)報(bào)警、噴水，通過(guò)變頻器輸入信號(hào)來(lái)控制送風(fēng)?？偟膩?lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確報(bào)警和可靠的聯(lián)動(dòng)控制。實(shí)踐表明，系統(tǒng)可靠性商、靈活性強(qiáng)。編好后的程序通過(guò)串口線下載到PLC設(shè)置狀態(tài)

37、開(kāi)關(guān)使PLC處于 RUN （運(yùn)行）狀態(tài)。當(dāng)感煙探測(cè)器探測(cè)到煙霧信號(hào)便反饋給PLCPLC的輸出端即驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件執(zhí)行各自的任務(wù)。利用力控軟件與PIC通信可觀察現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)的動(dòng)作情況10。4.1 程序流程程序開(kāi)始區(qū)域2有火災(zāi)區(qū)域2報(bào)警系統(tǒng)立即啟動(dòng)區(qū)域1報(bào)警系統(tǒng)立即啟動(dòng)區(qū)域1有火災(zāi)是否有誤是否有誤是是否抽水泵啟動(dòng)抽水泵啟動(dòng)5S后區(qū)域1電磁閥啟動(dòng)5S后區(qū)域1電磁閥啟動(dòng)噴淋頭噴水滅火噴淋頭噴水滅火按下關(guān)閉按鈕系統(tǒng)復(fù)位4.2 程序編制4.3 PLC程序說(shuō)明4.3.1 區(qū)域1自動(dòng)報(bào)警滅火系統(tǒng)的啟停在該程序中，該區(qū)域自動(dòng)報(bào)警滅火系統(tǒng)的啟動(dòng)由(X1) (X2)或(X3)來(lái)實(shí)現(xiàn)，只要它們閉合，該區(qū)域的報(bào)警系統(tǒng)(Y7.Y

38、10)立即啟動(dòng)并自鎖，同時(shí)啟動(dòng)一個(gè)5S的定時(shí)器（T0），定時(shí)時(shí)間到，抽水泵（Y5）啟動(dòng)，滅火系統(tǒng)(Y1)啟動(dòng)；同時(shí)排煙機(jī)（Y3）啟動(dòng)排煙，當(dāng)按下停止按鈕X7，該區(qū)域自動(dòng)報(bào)警滅火系統(tǒng)關(guān)閉。4.3.2 區(qū)域2自動(dòng)報(bào)警滅火系統(tǒng)的啟停在該程序中，該區(qū)域自動(dòng)報(bào)警滅火系統(tǒng)的啟動(dòng)由(X4) (X5) 或(X6)來(lái)實(shí)現(xiàn)，只要它們中間有一個(gè)閉合，該區(qū)域的報(bào)警系統(tǒng)(Y11.Y12)立即啟動(dòng)并自鎖，同時(shí)啟動(dòng)一個(gè)5S的定時(shí)器（T1），定時(shí)時(shí)間到，水泵（Y5）啟動(dòng)，滅火系統(tǒng)(Y2）啟動(dòng)；同時(shí)排煙機(jī)（Y4）啟動(dòng)排煙，；當(dāng)按下停止按鈕X7，該區(qū)域自動(dòng)報(bào)警滅火系統(tǒng)關(guān)閉。4.3.3 系統(tǒng)復(fù)位 當(dāng)按下復(fù)位按鈕（X7），系統(tǒng)復(fù)位，

39、各區(qū)域煙霧傳感器關(guān)閉，恢復(fù)其探測(cè)啟動(dòng)自己所控制的自動(dòng)報(bào)警滅火系統(tǒng)的功能.第五章 消防管理與維護(hù)5.1 消防管理制度 1. 消防設(shè)施日常使用管理由專職管理員負(fù)責(zé)，專職管理員每日檢查消防設(shè)施的使用狀況，保持設(shè)施整潔、衛(wèi)生、完好。 2. 消防設(shè)施及消防設(shè)備的技術(shù)性能的維修保養(yǎng)和定期技術(shù)檢測(cè)由消防工作歸屬管理部門(mén)負(fù)責(zé)，設(shè)專職管理員每日按時(shí)檢查了解消防設(shè)備的運(yùn)行情況。查看運(yùn)行記錄，聽(tīng)取值班人員意見(jiàn)，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)安排維修，使設(shè)備保持完好的技術(shù)狀態(tài)。 3. 消防器材管理： Ø 每年在冬防、夏防期間定期兩次對(duì)滅火器進(jìn)行普查換藥。 Ø 派專人管理，定期巡查消防器材，保證處于完好狀態(tài)。 

40、16; 對(duì)消防器材應(yīng)經(jīng)常檢查，發(fā)現(xiàn)丟失、損壞應(yīng)立即補(bǔ)充并匯報(bào)。 Ø 各部門(mén)的消防器材由本部門(mén)管理，并指定專人負(fù)責(zé)。 5.2 消防維護(hù)制度 5.2.1 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的每月定期檢查 檢查報(bào)警控制器和區(qū)域報(bào)警控制器的功能是否正常。檢查方法：采用給一只探測(cè)器加煙(或加溫)的方法使探測(cè)器報(bào)警，來(lái)檢查集中報(bào)警控制器或區(qū)域報(bào)警控制器的功能是否正常。同時(shí)檢查復(fù)位、消音、故障報(bào)警的功能是否正常。如發(fā)現(xiàn)不正常，應(yīng)在登記表中記錄并及時(shí)處理。 檢查備品備件、專用工具及加煙、加溫試驗(yàn)器等是否齊備，并處于安全無(wú)損和適當(dāng)保護(hù)狀態(tài)。 直觀檢查所有消防用電設(shè)備的動(dòng)力線、控制線、報(bào)警信號(hào)傳輸線、接地線、接線盒及設(shè)備等是否處于安全無(wú)損狀態(tài)。5.2.2 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的每月定期檢查系統(tǒng)在使用中，應(yīng)定期進(jìn)行檢查，檢查內(nèi)容包括： 噴頭。每月檢查一次噴頭外觀，噴頭外表應(yīng)清潔，尤其是感溫元件部分，對(duì)輕質(zhì)粉塵可用空氣吹除或用軟布擦凈；對(duì)含有污垢的噴頭應(yīng)將其分批拆換，集中清理，但不能用酸堿溶液或熱水洗擦。 報(bào)警閥各部件的工作狀態(tài)。巡檢一切供水總控制閥、報(bào)警控制閥及配件，進(jìn)行外觀檢查，保證系統(tǒng)處于無(wú)故障狀態(tài)