基于PLC的火灾自动报警控制系统

1摘要目前，随着电子产品在人类生活中的使用越来越广泛，由此引起的火灾也越来越多，在我们生活得四周到处潜伏着火灾隐患。为了避免火灾以及减少火灾造成的损失，我们必须按照“隐患险于明火，防患胜于救灾，责任重于泰山”的概念设计和完善火灾自动报警系统，将火灾消灭在萌芽状态，最大限度地减少社会财富的损失。同时为了减少外界环境的干扰，采用PLC对其进行控制，从而大大提高系统的抗干扰性。PLC英文全名为ProgrammableControl，即可编程控制器包括逻辑运算、顺序控制、时序、计数以及算术运算等程序。他用一串指令形式存放在存储器中，然后根据存储的控制内容，经过模拟、数字等输入输出部件，对生产设备与生产过程进行控制。一套典型的PLC通常包括CPU模块、电源模块和一些I/O模块，这些模块被插在一块背板上。如果配置增加，可能会包括一个操作员界面、监控计算机、通信模块、软件以及一些可选的特殊功能模块。可编程控制器不仅容易安装，占用空间小，能源消耗小，带有诊断指示器可以帮助故障诊断，而且可以被重复使用到其他的项目中去。现在，尽管PLC的功能，如运行数度、接口种类、数据处理能力己经获得了很大的提高，但PLC一直保持了最初设计的原则，那就是简单之上的原则。本系统可安装在各防火单位，它负责不断地向所监视的现场发出巡检信号，监视现场的温度、浓度等，并不断反馈给报警控制器，控2制器将接到的信号与内存的正常整定值比较、判断确定火灾，并及时进行灭火。关键词：火灾报警传感器PLCABSTRACTNow,withelectronicproductsusedinhumanlifemoreandmorewidely,theresultingfire,moreandmore,weliveinfirehazardslurkingaroundeverywhere.Toavoidfiresandreduce3firelosses,wemustfollowthehiddendangersfireinpreventionisbetterthandisasterrelief,theresponsibilityisextremelyheavy,theconceptdesignandimprovementofautomaticfirealarmsystem,firenippedinthebud,themaximumreducethelossofsocialwealth.Meanwhile,inordertoreduceinterferenceoftheexternalenvironment,usingthePLCtocontrolitandthisisgreatlyimprovethesystemofresistanceagainstinterference.PLCfullnameinEnglish-onlyProgrammableControl,canbeprogrammedcontrollerincludingthelogical,sequentialcontrol,timing,counting,andarithmeticoperationsandotherprocedures.Heusedtheformofabunchofcommandsstoredinthememory,andthenunderthecontrolofthecontentisstoredthroughanalog,digitalandotherinputandoutputcomponents,productionequipmentandproductionprocesscontrol.AtypicalsetofPLCtypicallyincludesCPUmodules,powermodules,andanumberofI/Omodules,thesemodulesarepluggedintoabackplane.Increaseiftheconfigurationmayincludeanoperatorinterface,controlcomputers,communicationsmodules,software,andsomeoptionalspecialfunctionmodules.ProgrammableLogicControllerisnotonlyeasytoinstall,takinguplittlespace,energyconsumptionissmall,witha4diagnosticindicatorcanhelpfaultdiagnosis,andcanbereusedinotherprojectstoI5].Now,despitethePLCfunctions,suchasrunningseveraltimes,interfacetypes,data-processingcapabilitieshavebeengreatlyimprovedaccess,butthePLChasmaintainedtheoriginaldesignprinciples,itisasimpleaboveprinciple.Thesystemcanbeinstalledinallfireunits,whichisresponsibleforcontinuouslymonitoringthesitetostarttheinspectionsignal,monitorthesiteoftemperature,concentration,andcontinuousfeedbacktothealarmcontroller,thecontrollerwillreceivethesignalandthenormalmemorysettingvaluewasdeterminedbycomparingtodeterminethefire,AndpromptlyextinguishedthefireKeywords:firealarm;sensor;plc第一章绪论1.1选题背景及意义5火灾作为危害人类生存的大敌，越来越受到人们的重视。随着高层建筑的不断增多，火灾隐患增加。一旦发生火灾，将对人的生命财产造成极大的危害，于是人们开始寻求一种早期发现火灾的方法，并能及时控制和扑灭火灾，以便减少损失，保障生命安全。火灾自动报警灭火控制器就是为了满足这一需求而研制出来的，并越来越被人们所接受。其自身也随着人们需求的不断提高，在功能、结构、形式等方面不断地完善。火灾报警控制器是火灾报警系统的核心。本文对火灾报警控制器和探测器做了深入的研究,并全面阐述了火灾报警灭火系统硬件和软件设计。实践证明仓库内安装该系统能够扑救仓库初期火灾，保护仓库财产安全，降低火灾损失以及为抢救货物提供足够的时间并能及时报警，大大的降低了火灾的危害性，把火灾给人们带来的经济损失将到了最低，为确保人的生命及财产安全提供了保障。在本次自动报警灭火消防系统采用了先报警后灭火的报警灭火模式，给管理人员提供了有效的火灾确认时间，大大减少了因误报带来的损失，具有很强的实用价值。1.2本文所做的工作l、火灾报警控制器选用了以三菱PLCFX2N(C)系列为核心部件进行设计2、所设计的控制器具有较高的性价比,还具有操作人员管理、报告信息查询、探测器管理、预报警、火警处理、通讯等功能,它实现了对火灾信息的检测和传送;提高了系统的适应性与扩展性。61.2.1设计的主要技术指标①设计探测器的方案、各个点至少应有烟雾和温度两种探测器探测火灾，即可自动动灭火，也可手动灭火。②能够显示各点的情况。③分布点与总监控点的距离最远为380米。④电源的设计能在电网220V波动20%的情况下使用。1.2.2设计内容①灭火系统方案设计。②灭火系统方案的运行框图设计。③灭火系统检测方法的设计。④灭火系统软件设计。1.2.3设计的基本要求①用电子技术、检测技术作出火灾探测器的设计。②灭火系统检测要求，调试并完成论文。78第二章火灾自动报警系统的总体设计火灾自动报警及消防控制系统在发生火灾的两个阶段发挥着重要作用：第一阶段（报警阶段）：火灾初期，往往伴随着烟雾、高温等现象，通过安装在现场的火灾探测器、手动报警按钮，以自动或人为方式向监控中心传递火警信息，达到及早发现火情、通报火灾的目的；第二阶段（灭火阶段）：通过消防控制器及现场接口模块，控制建筑物内的专用灭火设备（如排烟机、消防泵），有效实施救人、灭火，达到减少损失的目的。2.1火灾自动报警系统组成现场由感烟探测器、感温探测器、手动报警按钮及声光报警器等设备组成。探测器功能：火灾初期，探测器对火灾（如烟、温）参数及时响应，自动产生火灾报警信号。手动报警按钮功能：通常安装在楼梯口、走廊等位置，当现场人员发现火情时，通过按下附近的手动报警按钮，可以人为方式产生火9灾报警信号。2.2仓库结构本人所述的火灾自动报警与灭火系统是以现代仓库火灾自动报警系统为研究背景，以三菱PLC为硬件基础，以某仓库为研究对象，按照现代对火灾报警系统的具体要求对其进行设计开发。本仓库是堆放一般货物的小型仓库，通常没有专人看管，堆放的都是是一些日用商品，所以在此类仓库中安放自动灭火消防系统非常的有必要。小型仓库的使用面积共240平米，高度为8米，有很好的通风环境。根据仓库的具体情况，把仓库分成2个自动消防灭火区域,每个报警区域面积为100平米。依据建筑设计协会的《仓储建筑防火设计规范》，该建筑为二类建筑，耐火等级为二级1。2.3自动报警灭火系统的组成与主要部件基于PLC控制的自动报警灭火消防系统是由自动报警系统、自动喷水灭火系统、控制系统这三个子系统组成。自动报警系统中包含报警器和各种电源装置，自动喷水灭火系统中包含管道系统、喷淋泵和各种给水开关，控制系统中包含可编程序控制器和各种开关。自动报警系统、自动喷水灭火系统、控制系统，这三个系统之间是通过线路系统联系在一起，自动报警系统的开启与关闭、自动喷水灭火系统的开启与关闭都是由控制系统通过其与各系统之间的控制线路来实现对其余两个子系统的控制。其主要部件及用途如表2-1所示。10表2-1系统主要部件及其用途编号名称用途1FX2N(C)PLC中央控制器，控制整个系统2报警铃发出声音报警信号3报警灯发出灯光报警信号4温度探测器感知火灾信号5烟雾探测器感知火灾信号6喷淋喷头喷水灭火7水箱存储火灾用水8抽水泵抽取水箱中的水9供水泵补给水箱中的水10电磁阀控制各区域喷淋喷水灭火中水流的开启与关闭自动灭火消防系统的开启过程：当各区域的火灾探测器，探测到火灾信号，通过线路将火灾信号传递给PLC，PLC接收到火灾信号后，根据其控制程序的要求，控制喷淋泵启动和与之相对应的区域电磁阀开启，电磁阀开启后，与之相对应区域的喷头喷水灭火。同时，在传感器失灵的情况下也可以按下各火灾区域的手动启动按钮，将该区域的启动信号传递给PLC，PLC在接收到火灾信号后，也可以控制喷淋泵启动和与之相对应的区域电磁阀开启，电磁阀开启后，开启喷头喷水灭火2。自动灭火消防系统的关闭过程：在按下各着火区域的关闭按钮和11系统复位按钮后，自动灭火消防系统关闭并复位。图2-1火灾探测器接线实物图2.4系统设计思路我国的火灾自动报警控制系统经历了从无到有、从简单到复杂的发展过程，其智能化程度也越来越高。但目前国内厂家生产的还是以晶体管、小规模集成电路或单片机为基础的产品,其系统复杂、成本高,不易维护。而在居民住宅区、机房、办公室等小型防火单位，需要设置一种单一或区域联网、廉价实用的火灾自动探测报警装置，因此，研制一种结构简单、价格低廉的数字联网火灾报警器是非常必要的，因此我提出一种由PLC控制的火灾自动报警控制器的设想,其系统简单、成本适中、易于系统维护和升级。基于PLC（PIogrmmableLogicContrOller.可编程逻辑控制器）控制的自动报警灭火消防系统以PLC为核心控制器，由于采用火灾传感器探测火灾信号传递给PLC（中央控制器），PLC来控制电