基于PLC的火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

王靜 張江亞

【摘 要】世界瞬息萬變，充斥著天災(zāi)人禍，其中較為常見且危害較大的當(dāng)屬火災(zāi)。為了能夠及早預(yù)防和減少損失，我們必須把火勢(shì)扼殺在萌芽狀態(tài)。同時(shí)，為了減少外部環(huán)境的干擾，采用PLC對(duì)其進(jìn)行控制，從而大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。PLC技術(shù)的廣泛應(yīng)用提高了設(shè)備的自動(dòng)化程度和穩(wěn)定性，而PLC操控的系統(tǒng)有反復(fù)操作性和穩(wěn)定性，能夠在條件艱苦的環(huán)境中使用，該系統(tǒng)可安裝在各消防單位。它負(fù)責(zé)不斷向被監(jiān)測(cè)的地點(diǎn)發(fā)送巡邏信號(hào)，監(jiān)測(cè)該地點(diǎn)的溫度和濃度，并不斷反饋給報(bào)警控制器?？刂破鲗⒔邮盏降男盘?hào)與正常設(shè)置的內(nèi)存值進(jìn)行比較，確定火災(zāi)，并及時(shí)撲滅火災(zāi)。

【關(guān)鍵詞】火災(zāi)報(bào)警; 傳感器; PLC

1.研究背景

火災(zāi)作為危害人類生存的大災(zāi)難，正受到越來越多的關(guān)注，人們希望能夠找到一種提前發(fā)現(xiàn)火災(zāi)的方法，以便于能夠早早的發(fā)現(xiàn)火災(zāi)并滅火，將危害降到最低，保護(hù)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。那么是否能夠做到提前預(yù)防，成了人們極為關(guān)心的問題。因此火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。同時(shí)，PLC的使用不僅能提高自動(dòng)化效率，也提高穩(wěn)定性，而且用PLC控制的設(shè)備具有重復(fù)性和可靠性，并且能在惡劣的環(huán)境中使用。因此，基于PLC的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)是一種比較人性化的消防系統(tǒng)，能讓人們?cè)缭绲陌l(fā)現(xiàn)火災(zāi)，并能將火災(zāi)扼殺在搖籃中，降低人們因火災(zāi)而受到的損失。

2.整體方案的設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)是為建筑物消防安全而設(shè)計(jì)的自動(dòng)火災(zāi)報(bào)警滅火系統(tǒng)。它主要由三個(gè)子系統(tǒng)組成：自動(dòng)滅火聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，報(bào)警系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。

自動(dòng)滅火聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)包括噴水系統(tǒng)、防火門、通風(fēng)排煙系統(tǒng)。報(bào)警系統(tǒng)包括報(bào)警裝置和各種電源裝置，控制系統(tǒng)包括PLC和各種開關(guān)。

在此次自動(dòng)滅火消防系統(tǒng)中采用了煙霧傳感器之間的互鎖模式進(jìn)行控制，從而避免假警報(bào)和其他非火災(zāi)滅火區(qū)域擴(kuò)散造成的煙霧在倉庫，大大減少了系統(tǒng)的誤警率，并有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。

基于PLC控制的自動(dòng)滅火系統(tǒng)響應(yīng)速度快。由于火災(zāi)傳感器用于檢測(cè)火災(zāi)信號(hào)并將其傳輸給PLC，PLC控制待打開的系統(tǒng)，從火災(zāi)傳感器檢測(cè)到的火災(zāi)信號(hào)傳輸給PLC。PLC控制電磁閥開啟，噴水和滅火所使用的時(shí)間短，反應(yīng)靈敏，覆蓋范圍大。

2.1硬件的選擇與設(shè)計(jì)

（1）溫度傳感器的選擇：由于此設(shè)計(jì)的特性，選擇了PT100溫度傳感器，該傳感器主要優(yōu)點(diǎn)有：精度高、響應(yīng)時(shí)間短。

（2）感煙傳感器的選擇：此次設(shè)計(jì)選擇的是氣敏傳感器（MQ-7型），作為系統(tǒng)的煙霧濃度檢測(cè)部分。該傳感器主要的優(yōu)點(diǎn)有：響應(yīng)速度快、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、能長期穩(wěn)定工作。當(dāng)氣體傳感器檢測(cè)到煙霧濃度時(shí)，當(dāng)一氧化碳濃度達(dá)到一定的界限時(shí)，信號(hào)被發(fā)送到報(bào)警電路以操作聯(lián)動(dòng)裝置，例如報(bào)警。

（3）PLC型號(hào)的選擇：本設(shè)計(jì)所選的CPU型號(hào)為西門子 S7-200 CPU226。該系列PLC具有結(jié)構(gòu)緊湊，模塊化，靈活的可擴(kuò)展性以及豐富的指令集，有24個(gè)輸入口，16個(gè)輸出口，可滿足復(fù)雜的控制系統(tǒng)要求。

2.2軟件設(shè)計(jì)

人們?yōu)榱四軌蚣皶r(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，能夠做到及時(shí)報(bào)警，人們?cè)诎惭b火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的時(shí)候，比較理智的將所需要的探測(cè)區(qū)域劃分成幾個(gè)不同的保護(hù)區(qū)域，在每個(gè)保護(hù)區(qū)域又被劃分為好幾個(gè)檢測(cè)區(qū)域，這樣做的好處就是當(dāng)火災(zāi)發(fā)生的時(shí)候，能夠非常快并且非常準(zhǔn)確的定位到火災(zāi)發(fā)生的位置，有利于管理人員有針對(duì)性的采取相關(guān)措施，及時(shí)滅火。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)為3個(gè)區(qū)域。系統(tǒng)的電源開啟后，如果傳感器在區(qū)域1中檢測(cè)到一個(gè)火警信號(hào)或按下開始按鈕SB1，區(qū)域1中的自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)將立即開始，采用延遲的方式將啟動(dòng)滅火系統(tǒng)為管理員提供火災(zāi)確認(rèn)時(shí)間。如果管理員在延遲時(shí)間內(nèi)沒有按下關(guān)閉按鈕，系統(tǒng)將自動(dòng)啟動(dòng)。按下關(guān)閉按鈕SB2后，1區(qū)自動(dòng)報(bào)警滅火系統(tǒng)關(guān)閉。系統(tǒng)的電源開啟后，如果傳感器在區(qū)域2中檢測(cè)到一個(gè)火警信號(hào)SB3或按下開始按鈕，自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)在區(qū)域2將立即開始和滅火系統(tǒng)將啟動(dòng)延遲的方式為經(jīng)理提供火災(zāi)確認(rèn)時(shí)間。如果管理員在延遲時(shí)間內(nèi)沒有按下關(guān)閉按鈕，系統(tǒng)將自動(dòng)啟動(dòng)。按下關(guān)閉按鈕SB4后，2區(qū)自動(dòng)報(bào)警滅火系統(tǒng)關(guān)閉。系統(tǒng)的電源開啟后，如果一個(gè)區(qū)域3的傳感器檢測(cè)到一個(gè)火警信號(hào)SB5或按下開始按鈕，自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)在區(qū)域3將立即開始和滅火系統(tǒng)將啟動(dòng)延遲的方式為經(jīng)理提供火災(zāi)確認(rèn)時(shí)間。如果管理員在延遲時(shí)間內(nèi)沒有按下關(guān)閉按鈕，系統(tǒng)將自動(dòng)啟動(dòng)。按下關(guān)閉按鈕SB6后，3區(qū)自動(dòng)報(bào)警滅火系統(tǒng)關(guān)閉。

在三個(gè)報(bào)警探測(cè)區(qū)域中，如果煙霧傳感器當(dāng)下在某個(gè)區(qū)域中檢測(cè)到煙霧異常，則自動(dòng)報(bào)警和滅火系統(tǒng)將被激活，然后其他兩個(gè)區(qū)域的煙霧傳感器將無法激活自動(dòng)報(bào)警和火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)，以此來避免假警報(bào)和滅火由煙霧擴(kuò)散引起的。

當(dāng)三個(gè)自動(dòng)報(bào)警滅火區(qū)域中的一個(gè)或多個(gè)被激活時(shí)，1號(hào)噴淋泵將自動(dòng)激活;當(dāng)1號(hào)噴淋泵因故障停止運(yùn)行時(shí)，速度繼電器自動(dòng)啟動(dòng)定時(shí)器。5秒后，2號(hào)噴淋泵自動(dòng)啟動(dòng)。當(dāng)按下復(fù)位按鈕SB7時(shí)，系統(tǒng)復(fù)位并返回到初始狀態(tài)。

3.總結(jié)

在本次設(shè)計(jì)中，采用了報(bào)警延時(shí)啟動(dòng)滅火系統(tǒng)的控制方式，減少了因?yàn)橄到y(tǒng)的誤報(bào)給人們帶來的損失。同時(shí)，在設(shè)計(jì)中也采用了煙霧傳感器之間的互鎖控制方式，避免了煙霧在倉庫內(nèi)擴(kuò)散造成的其他區(qū)域的誤報(bào)，降低了系統(tǒng)的誤報(bào)率。但該控制系統(tǒng)僅控制三個(gè)區(qū)域的自動(dòng)報(bào)警和滅火，控制領(lǐng)域太少，需要改進(jìn)和擴(kuò)大。同時(shí)，控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)只實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的自動(dòng)啟動(dòng)，但經(jīng)過對(duì)火災(zāi)情況的綜合分析和判斷后，并沒有實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警和滅火系統(tǒng)的自動(dòng)關(guān)機(jī)。

參考文獻(xiàn)

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