王靜 張江亞

【摘 要】世界瞬息萬變，充斥著天災人禍，其中較為常見且危害較大的當屬火災。為了能夠及早預防和減少損失，我們必須把火勢扼殺在萌芽狀態(tài)。同時，為了減少外部環(huán)境的干擾，采用PLC對其進行控制，從而大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。PLC技術的廣泛應用提高了設備的自動化程度和穩(wěn)定性，而PLC操控的系統(tǒng)有反復操作性和穩(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。它負責不斷向被監(jiān)測的地點發(fā)送巡邏信號，監(jiān)測該地點的溫度和濃度，并不斷反饋給報警控制器?？刂破鲗⒔邮盏降男盘柵c正常設置的內存值進行比較，確定火災，并及時撲滅火災。

【關鍵詞】火災報警; 傳感器; PLC

1.研究背景

火災作為危害人類生存的大災難，正受到越來越多的關注，人們希望能夠找到一種提前發(fā)現(xiàn)火災的方法，以便于能夠早早的發(fā)現(xiàn)火災并滅火，將危害降到最低，保護人們的生命財產(chǎn)安全。那么是否能夠做到提前預防，成了人們極為關心的問題。因此火災報警系統(tǒng)應運而生。同時，PLC的使用不僅能提高自動化效率，也提高穩(wěn)定性，而且用PLC控制的設備具有重復性和可靠性，并且能在惡劣的環(huán)境中使用。因此，基于PLC的火災報警系統(tǒng)是一種比較人性化的消防系統(tǒng)，能讓人們早早的發(fā)現(xiàn)火災，并能將火災扼殺在搖籃中，降低人們因火災而受到的損失。

2.整體方案的設計

該系統(tǒng)是為建筑物消防安全而設計的自動火災報警滅火系統(tǒng)。它主要由三個子系統(tǒng)組成：自動滅火聯(lián)動系統(tǒng)，報警系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。

自動滅火聯(lián)動控制系統(tǒng)包括噴水系統(tǒng)、防火門、通風排煙系統(tǒng)。報警系統(tǒng)包括報警裝置和各種電源裝置，控制系統(tǒng)包括PLC和各種開關。

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

基于PLC控制的自動滅火系統(tǒng)響應速度快。由于火災傳感器用于檢測火災信號并將其傳輸給PLC，PLC控制待打開的系統(tǒng)，從火災傳感器檢測到的火災信號傳輸給PLC。PLC控制電磁閥開啟，噴水和滅火所使用的時間短，反應靈敏，覆蓋范圍大。

2.1硬件的選擇與設計

（1）溫度傳感器的選擇：由于此設計的特性，選擇了PT100溫度傳感器，該傳感器主要優(yōu)點有：精度高、響應時間短。

（2）感煙傳感器的選擇：此次設計選擇的是氣敏傳感器（MQ-7型），作為系統(tǒng)的煙霧濃度檢測部分。該傳感器主要的優(yōu)點有：響應速度快、環(huán)境適應能力強、能長期穩(wěn)定工作。當氣體傳感器檢測到煙霧濃度時，當一氧化碳濃度達到一定的界限時，信號被發(fā)送到報警電路以操作聯(lián)動裝置，例如報警。

（3）PLC型號的選擇：本設計所選的CPU型號為西門子 S7-200 CPU226。該系列PLC具有結構緊湊，模塊化，靈活的可擴展性以及豐富的指令集，有24個輸入口，16個輸出口，可滿足復雜的控制系統(tǒng)要求。

2.2軟件設計

人們?yōu)榱四軌蚣皶r發(fā)現(xiàn)火災，能夠做到及時報警，人們在安裝火災報警系統(tǒng)的時候，比較理智的將所需要的探測區(qū)域劃分成幾個不同的保護區(qū)域，在每個保護區(qū)域又被劃分為好幾個檢測區(qū)域，這樣做的好處就是當火災發(fā)生的時候，能夠非?？觳⑶曳浅蚀_的定位到火災發(fā)生的位置，有利于管理人員有針對性的采取相關措施，及時滅火。本系統(tǒng)設計為3個區(qū)域。系統(tǒng)的電源開啟后，如果傳感器在區(qū)域1中檢測到一個火警信號或按下開始按鈕SB1，區(qū)域1中的自動報警系統(tǒng)將立即開始，采用延遲的方式將啟動滅火系統(tǒng)為管理員提供火災確認時間。如果管理員在延遲時間內沒有按下關閉按鈕，系統(tǒng)將自動啟動。按下關閉按鈕SB2后，1區(qū)自動報警滅火系統(tǒng)關閉。系統(tǒng)的電源開啟后，如果傳感器在區(qū)域2中檢測到一個火警信號SB3或按下開始按鈕，自動報警系統(tǒng)在區(qū)域2將立即開始和滅火系統(tǒng)將啟動延遲的方式為經(jīng)理提供火災確認時間。如果管理員在延遲時間內沒有按下關閉按鈕，系統(tǒng)將自動啟動。按下關閉按鈕SB4后，2區(qū)自動報警滅火系統(tǒng)關閉。系統(tǒng)的電源開啟后，如果一個區(qū)域3的傳感器檢測到一個火警信號SB5或按下開始按鈕，自動報警系統(tǒng)在區(qū)域3將立即開始和滅火系統(tǒng)將啟動延遲的方式為經(jīng)理提供火災確認時間。如果管理員在延遲時間內沒有按下關閉按鈕，系統(tǒng)將自動啟動。按下關閉按鈕SB6后，3區(qū)自動報警滅火系統(tǒng)關閉。

在三個報警探測區(qū)域中，如果煙霧傳感器當下在某個區(qū)域中檢測到煙霧異常，則自動報警和滅火系統(tǒng)將被激活，然后其他兩個區(qū)域的煙霧傳感器將無法激活自動報警和火災探測系統(tǒng)，以此來避免假警報和滅火由煙霧擴散引起的。

當三個自動報警滅火區(qū)域中的一個或多個被激活時，1號噴淋泵將自動激活;當1號噴淋泵因故障停止運行時，速度繼電器自動啟動定時器。5秒后，2號噴淋泵自動啟動。當按下復位按鈕SB7時，系統(tǒng)復位并返回到初始狀態(tài)。

3.總結

在本次設計中，采用了報警延時啟動滅火系統(tǒng)的控制方式，減少了因為系統(tǒng)的誤報給人們帶來的損失。同時，在設計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擴散造成的其他區(qū)域的誤報，降低了系統(tǒng)的誤報率。但該控制系統(tǒng)僅控制三個區(qū)域的自動報警和滅火，控制領域太少，需要改進和擴大。同時，控制系統(tǒng)的設計只實現(xiàn)了自動報警系統(tǒng)的自動啟動，但經(jīng)過對火災情況的綜合分析和判斷后，并沒有實現(xiàn)自動報警和滅火系統(tǒng)的自動關機。

參考文獻

[1]商昌吉.火災自動報警系統(tǒng)的設計研究[J].山東工業(yè)技術.2017（24）.

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