安全PLC策略在樓宇消防維護(hù)中的可行性研究

敖健紅 楊定富

（六盤(pán)水師范學(xué)院， 貴州 553000）

0 引言

安全PLC系統(tǒng)是PLC系統(tǒng)（可編程控制器）的升級(jí)產(chǎn)物，我國(guó)在消防安全系統(tǒng)中多采用傳統(tǒng)西門(mén)子PLCS7-200系列。傳統(tǒng)PLC系統(tǒng)在處理消防安全問(wèn)題時(shí)劣勢(shì)較多，安全PLC是遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)PLC的智能控制器。

1 安全PLC工作原理及在我國(guó)的應(yīng)用

1.1 安全PLC在我國(guó)的應(yīng)用

建國(guó)后我國(guó)開(kāi)始致力于建筑消防技術(shù)研究，自上世紀(jì)八十年代起步消防報(bào)警系統(tǒng)設(shè)備研究至今二十余年，國(guó)內(nèi)消防報(bào)警系統(tǒng)整體水平穩(wěn)步提升，從初期的多線制到現(xiàn)在的總線制。然而，由于技術(shù)、人才及資金等因素限制，安全PLC應(yīng)用普及度不高。以上海市為例，65%的建筑采用傳統(tǒng)消防報(bào)警控制系統(tǒng)為核心，以PLC為核心控制組件的消防系統(tǒng)占據(jù)主導(dǎo)位置。因此，我國(guó)相關(guān)生產(chǎn)、制造、研發(fā)安全PLC系統(tǒng)的相關(guān)企業(yè)亟待提升技術(shù)水平。

1.2 安全PLC的工作原理

隨著我國(guó)對(duì)安全PLC系統(tǒng)的重視度日益提高，以新型安全PLC為核心控制系統(tǒng)的樓宇消防報(bào)警安全系統(tǒng)逐漸步入我國(guó)社會(huì)。目前，我國(guó)樓宇消防安全系統(tǒng)以傳統(tǒng)雙回路PLC為主。以西門(mén)子S7-200為例，傳統(tǒng)單點(diǎn)式雙回路PLC信號(hào)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于安全PLC，安全PLC輸入輸出最低為雙點(diǎn)式。以三菱FX3GA為例，可編程控制器直接聯(lián)接的輸入輸出點(diǎn)及CC-Link上遠(yuǎn)程I/O的合計(jì)點(diǎn)數(shù)高達(dá)256個(gè)，其性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于傳統(tǒng)PLC西門(mén)子S7-200。

多點(diǎn)式PLC優(yōu)于單點(diǎn)式PLC的主要原因在于，安全PLC自身可智能判斷多個(gè)回路中輸入信號(hào)一致性是否統(tǒng)一，一致的輸入信號(hào)安全PLC判定為可靠信號(hào)，反之則為不可靠信號(hào)，需要二次確認(rèn)信號(hào)可靠性。若信號(hào)被判定為火災(zāi)信號(hào)，并確定其可靠后，將立即依據(jù)預(yù)先構(gòu)建的信息程序從多回路發(fā)出多組相應(yīng)信號(hào)，對(duì)物理動(dòng)作執(zhí)行系統(tǒng)，如，報(bào)警器、噴水器等，下達(dá)啟動(dòng)指令，若多組信號(hào)中任意一組可以傳遞到執(zhí)行機(jī)構(gòu)，整體消防安全系統(tǒng)將正常運(yùn)行。反之，傳統(tǒng)單點(diǎn)式 PLC系統(tǒng)只有一組信號(hào)，若傳輸過(guò)程出現(xiàn)意外，則無(wú)法啟動(dòng)消防安全系統(tǒng)。安全 PLC將數(shù)據(jù)傳導(dǎo)量進(jìn)行多倍增長(zhǎng)，大幅度避免火災(zāi)發(fā)生第一時(shí)間因高溫等因素對(duì)總控系統(tǒng)的破壞，或因消防系統(tǒng)中個(gè)別線路、組件故障問(wèn)題導(dǎo)致的整體系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行，進(jìn)而提升消防安全控制系統(tǒng)的可靠程度。

2 安全PLC在樓宇消防系統(tǒng)中的問(wèn)題

2.1 安全PLC系統(tǒng)程序穩(wěn)定度低

內(nèi)部外部對(duì)安全PLC系統(tǒng)的干擾，從根本上是無(wú)法完全消除的，智能根據(jù)具體情況對(duì)安全PLC系統(tǒng)加以控制。建筑樓宇的耐干擾技術(shù)手段，通常從電源和接地保護(hù)、抗潮濕和接線安排屏蔽等方面進(jìn)行提前設(shè)置。當(dāng)安全PLC系統(tǒng)中出現(xiàn)擴(kuò)展單元，則系統(tǒng)的電源必須同基本單元共同使用一個(gè)開(kāi)關(guān)器控制，保障通電與斷電的同步性。安全PLC內(nèi)部包含CPU、接口和儲(chǔ)存器等部件；外部包含D/A、A/D模數(shù)運(yùn)算轉(zhuǎn)換器等，短粗的銅線連接中央接地點(diǎn)和安全PLC底板，進(jìn)而降低潮濕干擾、噪聲干擾。

2.2 安全PLC系統(tǒng)布線存在缺陷

在樓宇消防安全設(shè)備控制系統(tǒng)中，安全PLC系統(tǒng)軟接點(diǎn)無(wú)法替代全部機(jī)電硬接點(diǎn)，通常采用軟硬互補(bǔ)的形式工作，直接控制物理執(zhí)行部分，如噴水閥等，是相對(duì)于手動(dòng)操作獨(dú)立的自動(dòng)運(yùn)行工作模式。因此，上述內(nèi)容不作為安全PLC系統(tǒng)輸入信號(hào)進(jìn)行處理，直接越過(guò)跳轉(zhuǎn)至安全PLC系統(tǒng)輸出活路執(zhí)行組件，進(jìn)而達(dá)到快速可靠地處理消防預(yù)警和安全維護(hù)的功能。然而安全PLC系統(tǒng)連鎖保護(hù)不能就近于被控線圈連接，無(wú)法實(shí)現(xiàn)雙重保護(hù)。安全PLC系統(tǒng)光信號(hào)裝置反應(yīng)執(zhí)行結(jié)果，無(wú)法反應(yīng)被控制對(duì)象工作狀態(tài)，僅有部分與設(shè)備工作狀況相關(guān)的顯示信號(hào)可用安全PLC系統(tǒng)輸出點(diǎn)帶動(dòng)。

3 安全PLC系統(tǒng)在消防系統(tǒng)中具體維修步驟

3.1 安全PLC系統(tǒng)排障步驟

安全PLC系統(tǒng)出現(xiàn)異常時(shí)，根據(jù)安全PLC系統(tǒng)基本單元設(shè)置LED指示燈和聲音指示器狀況，檢查安全PLC系統(tǒng)自身及外部是否存在異常，是進(jìn)行安全PLC系統(tǒng)排障的基本方法。插入編程器，將開(kāi)關(guān)調(diào)到RUN，并按照下列步驟操作檢測(cè)。第一步，查找故障源頭，根據(jù)編程器顯示的信號(hào)通斷（ON/OFF）狀態(tài)和輸入輸出（I/O）狀態(tài)，確定安全PLC系統(tǒng)無(wú)法工作部位，找出維修切入點(diǎn)。第二部，查找輸入信號(hào)，將顯示狀態(tài)于輸入模塊LED燈指示進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果不同則需更換輸入模塊，然后檢測(cè)電纜和其連接狀況。第三部，若第二部?jī)?nèi)容顯示一致，比對(duì)發(fā)光二極管和輸入裝置，如開(kāi)關(guān)等的狀態(tài)，若二者不一致，則需更換I/O或更改外部接線方式。

3.2 安全PLC系統(tǒng)工作流程

安全PLC系統(tǒng)與普通PLC具有相似性，兩者皆需在數(shù)字信息軟件的控制下，方可正常工作?？刂栖浖笾路譃閮刹糠帧５谝?，普通PLC系統(tǒng)的基本工作原理，實(shí)在數(shù)字信息系統(tǒng)軟件控制下，依順序先后掃描各個(gè)輸入點(diǎn)的自然狀態(tài)以及使用者所設(shè)程序中的各項(xiàng)指令。普通PLC系統(tǒng)芯片根據(jù)邏輯計(jì)算分析結(jié)果，輸出狀態(tài)下的寄存器想哥哥輸出點(diǎn)同時(shí)發(fā)出相對(duì)應(yīng)指令和控制信號(hào)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)所需邏輯控制空能。在PLC系統(tǒng)將一個(gè)完整輸入輸出過(guò)程完成后，將二次重復(fù)上述工作，正常工作下的PLC系統(tǒng)將上述內(nèi)容反復(fù)執(zhí)行，每次完成一個(gè)重復(fù)動(dòng)作所需要的時(shí)間被稱(chēng)為掃描周期。PLC掃描周期較短，普遍為二十到六十毫秒。

第二，安全PLC和PLC相同，均存在上文描述的掃描周期。但相對(duì)普通PLC而言，安全PLC優(yōu)勢(shì)較為明顯，在進(jìn)行掃描工作過(guò)程中，同時(shí)還要進(jìn)行故障自排查，并獨(dú)自完成與編程器等其他環(huán)節(jié)的通信。安全PLC每次掃描前，將事先執(zhí)行一次自排查故障程序需，對(duì)各個(gè)輸出輸入點(diǎn)位、儲(chǔ)存器及CPU電腦處理器進(jìn)行自我排查故障，排查方法普遍為測(cè)試安全PLC系統(tǒng)整體及各個(gè)組成部分的當(dāng)前狀態(tài)。經(jīng)CPU分析后與正常標(biāo)準(zhǔn)或程序制定狀態(tài)進(jìn)行比對(duì)后，若出現(xiàn)兩者不一情況，說(shuō)明安全PLV系統(tǒng)發(fā)生故障。此時(shí)，安全PLC的CPU處理器部分將立刻下達(dá)關(guān)機(jī)指令，在保留現(xiàn)行正常工作點(diǎn)位狀態(tài)同時(shí)，關(guān)閉所有輸出點(diǎn)繼而進(jìn)入停機(jī)狀態(tài)。經(jīng)CPU自我排查診斷結(jié)束后，若未發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障，安全PLC重啟并繼續(xù)掃描工作，檢查是否有其他部位發(fā)出請(qǐng)求信息。若出現(xiàn)請(qǐng)求信息，安全PLC將進(jìn)行相關(guān)處理工作。例如，安全PLC接受編程器下達(dá)的指令，將需要現(xiàn)實(shí)的信息、數(shù)據(jù)發(fā)送給編程器進(jìn)行對(duì)應(yīng)顯示。處理完成通信工作后，安全PLC系統(tǒng)繼續(xù)掃描，輸入順序執(zhí)行程序、現(xiàn)場(chǎng)信息，輸出操控信號(hào)，進(jìn)而將完整的掃描工作完成。安全PLC工作原理上述所講，簡(jiǎn)而言之就是系統(tǒng)不斷反復(fù)循環(huán)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)CPU對(duì)機(jī)器的連續(xù)操控，直至接收到停機(jī)指令，或因停電等原因?qū)е碌臄嚯姷裙收喜拍芡Ｖ构ぷ鳌?/p>

4 安全PLC樓宇消防維護(hù)措施

樓宇管理及消防工作人員應(yīng)加強(qiáng)自身消防意識(shí)，并深刻了解《消防安全知識(shí)二十條》的基本內(nèi)容。將消防安全制度、日常火災(zāi)的危害性灌輸于自身思想當(dāng)中，進(jìn)而提高自身消防安全意識(shí)。并結(jié)合樓宇實(shí)際消防情況與發(fā)生火災(zāi)的相似樓宇進(jìn)行比對(duì)、案例分析，進(jìn)而改進(jìn)樓宇內(nèi)的消防安全設(shè)備，將傳統(tǒng)的PLC升級(jí)為新式安全PLC。進(jìn)而，了解安全PLC基于樓宇消防工作的重要性。

4.1 加強(qiáng)維護(hù)人員專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)

消防系統(tǒng)安全PLC系統(tǒng)故障主要表現(xiàn)于設(shè)備及外圍電路方面，尤其在設(shè)備運(yùn)行初期故障率較高。例如 ，部分消防系統(tǒng)維護(hù)人員操作不熟練，對(duì)突發(fā)性事件應(yīng)對(duì)能力不足，例如隨意切斷消防安全系統(tǒng)電源，無(wú)法確保斷電再通電需要 15s等待時(shí)間，致使變頻器受電流沖擊而損壞；部分維護(hù)人員在修理安全PLC線路板時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)無(wú)法嚴(yán)格按照原設(shè)計(jì)圖紙、方案進(jìn)行操作，擅自改動(dòng)內(nèi)部組件布局。因此，安全PLC系統(tǒng)市場(chǎng)由于維修人員的不專(zhuān)業(yè)導(dǎo)致出現(xiàn)干擾信號(hào)，致使主機(jī)無(wú)法正常工作。上述情況均為維護(hù)人員專(zhuān)業(yè)度不足所致，可通過(guò)加強(qiáng)對(duì)維護(hù)人員的專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)解決。消防系統(tǒng)機(jī)電結(jié)合部位物理空間位置調(diào)整錯(cuò)誤，造成火災(zāi)出現(xiàn)時(shí)無(wú)法報(bào)警或救火措施?？赏ㄟ^(guò)轉(zhuǎn)變維護(hù)理念，加強(qiáng)管理措施，降低設(shè)備故障幾率。

4.2 加大消防系統(tǒng)資金投入

相比傳統(tǒng)PLCS7-200工作原理，安全PLC系統(tǒng)具備優(yōu)勢(shì)較為明顯。CPU最多擴(kuò)展可達(dá)64個(gè)，輸入、輸出等都包含在內(nèi)。子回路是安全PLC系統(tǒng)的獨(dú)立回路，任何子回路無(wú)法對(duì)總控產(chǎn)生影響。然而市場(chǎng)上知名度較高的安全PLC系統(tǒng)，價(jià)格均在萬(wàn)元以上，最高可達(dá)150000元，因此，其維護(hù)費(fèi)用相對(duì)傳統(tǒng)PLC系統(tǒng)較貴。樓宇消防維護(hù)工作人員在對(duì)消防安全PLC系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)時(shí)，難以承受大額資金。基于上述問(wèn)題，相關(guān)部門(mén)應(yīng)加大對(duì)消防安全系統(tǒng)的投入資金，促使維護(hù)人員在第一時(shí)間將故障安全PLC系統(tǒng)進(jìn)行維修、維護(hù)。

首先，宣傳人員通過(guò)幽默的話語(yǔ)，引導(dǎo)大家了解《消防安全常識(shí)二十條》的相關(guān)內(nèi)容。并結(jié)合單位實(shí)際消防情況和近期國(guó)內(nèi)發(fā)生的典型火災(zāi)案例，采用通俗易懂的語(yǔ)言，深入淺出的講解了如何完善消防安全制度、火災(zāi)的危害性、日?；馂?zāi)預(yù)防、滅火器的使用方法、火場(chǎng)逃生技巧及注意事項(xiàng)、如何正確撲救和控制初起火災(zāi)、消防設(shè)施器材的日常維護(hù)保養(yǎng)及火災(zāi)隱患的排查整改等消防安全知識(shí)。

5 結(jié)語(yǔ)

樓宇建筑消防系統(tǒng)維護(hù)是涉及樓內(nèi)人員及財(cái)產(chǎn)安全關(guān)鍵問(wèn)題，加強(qiáng)樓宇建筑安全PLC系統(tǒng)維護(hù)與維護(hù)工作人員密不可分。因此，維護(hù)人員應(yīng)掌握安全PLC具體排障方式、加強(qiáng)自身專(zhuān)業(yè)技能，相關(guān)部門(mén)應(yīng)加大資金投入。進(jìn)而解決樓宇安全PLC維護(hù)過(guò)程中的問(wèn)題。