设计题目： 基于PLC的火灾自动报警 系统的设计 学生姓名：
学 号：
专 业： 机电一体化
指导教师：
摘要
本文主要阐述了火灾自动报警系统的组成、火灾自动报警系统的基本形式、火灾报警系统的探测机理及工作方法。简要地介绍了大型超市预防火灾的重要性，讨论了火灾探测器的分类、探测原理及由此发展的各种火灾探测器，可编程控制器的发展历史、特点、结构及基本原理等，还论述了PLC控制系统的组成、要求及设计方法。最后介绍了PLC控制系统在大型超市中的程序设计及实现。
本系统将火灾报警系统及消防联动系统集成到一起，具有着可靠性高、操作简单的特点，能够基本满足超市消防系统的要求。
关键字：火灾自动报警 | 大型超市 | 可编程控制器 | 消防联动 |
目录
绪论..............................................................................1第一章火灾自动报警系统简介........................................................31.1 火灾自动报警系统的概述及组成..............................................31.2 火灾探测器功能及分类......................................................31.3火灾自动报警系统的设计要求................................................4第二章控制系统的设计要求..........................................................62.1区域报警控制器............................................................62.2集中报警控制器............................................................72.3控制中心报警系统..........................................................7第三章PLC简介....................................................................93.1 PLC的定义及由来...........................................................93.2 PLC的分类、特点及应用.....................................................9
3.3 PLC 的组成................................................................10 |
4.3 火灾探测器的选择、计算...................................................14 4.4 PLC型号的选择............................................................16 4.5消防联动系统.............................................................16 4.5.1 电动机的配置情况及其控制...........................................18 4.5.2 主要电气元件的作用.................................................18 4.5.3 线路工作原理分析...................................................21 4.6防排烟系统的设计.........................................................23 4.7广播系统的设计...........................................................24 4.8小结.....................................................................25致谢.............................................................................26参考文献.........................................................................27
绪论
一、课题研究的相关背景
“预防火灾是全社会的共同责任”是每年全国“119”消防宣传日活动不变的主题和要求。消防安全工作直接关系着社会经济的发展，涉及千家万户的安全。我们国家历来十分重视消防工作，“隐患险于明火，防范胜于救灾，责任重于泰山”这三句话高度阐明了火灾预防工作的重要性。我们需要平安的生活、平安的世界，只有这样 我们已获得的物质成果就会我们的生活才能真正变得丰富多彩。
如果没有消防安全，遭到毁灭；如果没有消防安全，我们就无法进行正常的生产和生活。因此，设计一套可靠性高、操作简单的消防系统显得尤为重要。
二、选题的目的和意义
随着人们的生活水平、现代化程度的提高，物质生活极大地丰富，安全保障尤为重要。而如今的大型超市集蔬菜、衣服、家电等一体，几乎满足了人们的各方面需求，
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因此消除超市的火灾隐患十分重要。我国的火灾自动报警控制系统经历了从无到有、 |
成本适中、易于系统维护和升级。
三、国内外的发展状况
19世纪中叶之前世界上的古老城镇一直是由瞭望员站在瞭望塔上观察火焰，发现火灾，用报警声向人们报警，并通知人们或消防队灭火，此种报警方式一直沿用了很久。到了19世纪中叶，西方国家的工程师率先将近代机械和电气技术应用于火灾预防与扑救，发明了早期的自动喷水灭火装置和火灾自动报警装置。
1847年，牙科医生Channing和缅因大学教授Farmer开发研制了第一台用于城镇火灾报警的火灾报警发射装置。1852年安装在波士顿，从此城镇火灾报警向前迈进了一大步。20世纪初，随着化学和化工技术的发展，开始了泡沫灭火剂的研制，
同时，建筑结构及材料的防火技术也逐渐成为一个重要的研究领域。 |
1
学》，第一次对火灾科学的理论体系进行了系统的阐述，这便是现代高层消防报警系 |
统的前身。随着现代科技的发展，人们把电子技术应用到防火系统，发明了早期的火灾报警系统。二十世纪八十年代初，推出了新一代全新火灾报警控制系统，该系统的智能集中于控制器部分，探测器输出模拟信号，由控制器对这些信号进行处理，判断是否发生火灾，它不仅解决了由于探测零点漂移而引起的非真实可靠探测的问题和探测器检查问题，而且提高了系统的抗干扰性，增加了可靠性。
我国的消防技术的研究起步于1956年，从1980年开始了消防报警系统设备的研究，经过了三十几年的发展，国内的火灾报警系统也经历了从多线制到总线制的发展过程。由于我国消防报警设备起步较晚，技术一直落后于国外,而且资金缺乏，国内生产消防报警设备的工厂、公司缺乏先进的火焰燃烧实验室，
使得对火灾从初期阴燃到明火燃烧的数学模型及不同物质燃烧的状态、机理研究甚少，从而只能走“引进——国产化一—仿制——自行开发”的道路，故在进入九十年代后各厂家纷纷以引进
技术或合资等形式来提高自己的竞争能力。 |
长距离的火灾信号传递，而且能快速疏散超市中的顾客。
2
第一章火灾自动报警系统简介
1.1火灾自动报警系统的概述及组成
火灾自动报警系统能够在火灾初期，将燃烧产生的烟雾、热量和光辐射等物理量，通过感温、感烟和感光等火灾探测器变成电信号，传输到火灾报警控制器，并同时显示出火灾发生的部位，记录火灾发生的时间。
火灾自动报警系统的组成形式多种多样，它的发展目前可分为四个阶段： (1)多线制开关量式火灾探测报警系统。其主要特点是：简单、成本低。这是第一代产品，无法排除环境和其他因素的影响，所以目前国内极少数厂家生产，它基本上已处于被淘汰状态。
(2)总线制可寻址开关量式火灾探测报警系统。其优点是省钱、省工。这是第二代产品，尤其是二总线制开关量式探测报警系统目前正被大量使用。
(3)模拟量传输式智能火灾报警系统。这是第三代产品。目前我国已经开始从传
术的新阶段，它的系统的误报率降低到最低限度，并大幅度地提高了报警的准确度和统的开关量式火灾探测报警技术，跨入具有先进水平的模拟量式智能火灾探测报警技 |
高。
火灾自动报警系统是由触发器件、火灾报警装置、火灾警报装置、区域报警控制器、集中报警控制器、电源和配电电路组成。在火灾自动报警系统中，自动或手动产生火灾报警信号的器件称为触发件，主要包括火灾探测器和手动火灾报警按钮。
1.2火灾探测器功能及分类
火灾探测器是火灾报警系统的“感觉器官”，它能对火灾的特征物理量如温度、烟雾、气体和光强等转换成电信号，并立即产生火灾报警信号，或向控制装置发出信号。火灾探测器是火灾自动报警器的关键元件，它的稳定性、可靠性和灵敏度等技术
指标会受到诸多因素的影响，因此火灾探测的选择和布置应严格按照规范进行。 |
3
烟温光等复合式火灾探测器。
(1)感烟火灾探测器是利用一个小型烟雾传感器，一般情况下制成点型结构，主要有离子式和散射光式两种类型。此外，感光式火灾探测器有点型和线性两种结构，其中线型结构一般制成主动红外对射式线性火灾探测器。
(2)感温式火灾探测器是利用一个点型或线缆型火灾参数传感器来响应其周围气流的异常温度和升温速率的火灾探测器，其结构有点型和线缆型两种，当前使用较为广泛的是点型电子感温火灾探测器和线缆型易熔金属感温火灾探测器。
(3)感光式火灾探测器是根据物质燃烧过程中火焰的特性和火焰的光辐射强度而构成的用于响应火灾时火焰光特性的火灾探测器，一般是制作成被动式紫外或红外火焰光探测器。
(4)可燃气体探测器是采用各种气敏元件或传感器来响应火灾初期物质燃烧产生的烟气体中某些气体浓度或液化石油气、天然气等环境中可燃气体浓度以及气体成分
的探测器，一般其结构为点型，当前用于火灾探测的可燃气体探测器主要采用催化燃 |
检测区域存在火灾隐患时，火灾探测器检测到火灾发生的烟雾、高温、火焰及火灾特有的气体等信号并转换成电信号，经过与正常状态阀值或参数模型分析比较，给出火灾报警信号，通过火灾报警控制器上的声光报警控制器显示装置显示出来，通知消防人员发生了火灾。同时，火灾自动报警系统通过火灾报警控制器启动警报装置，告诫现场人员进行灭火操作或从火灾现场疏散；启动断电控制装置、防排烟设备、防火门、放火卷帘、消防电梯、火灾应急照明、消防电话等减灾装置，防止火势蔓延、控制火势和求助消防部门支援；启动消火栓、水幕及气体灭火系统及装置，及时扑灭火灾，减少损失。一旦火灾被扑灭，整个火灾自动报警系统又回到正常监控状态。显然，要使火灾自动报警系统充分发挥作用，对火灾实现拟人化的监测和分析判断，要求火灾自动报警系统将微电子技术、微机控制技术、智能数据处理技术等技术融入系统主机，因此我们可以将火灾自动报警系统的组成结构及功能关系绘出如图1-1：
4
图1-1火灾自动报警系统结构图示
5
第二章控制系统的设计要求
随着科技的发展，火灾自动报警系统也由传统型向现代型发展，在现代型火灾自动报警中，主要有区域报警控制器、集中报警控制器和控制中心报警系统，前两种最为常见。
2.1区域报警控制器
区域火灾报警控制器就是局部范围的火灾报警控制器，比如说一个房间用一台区域火灾报警控制器，另一个房间也用一台区域火灾报警控制器，这两个房间的控制器又可以被集中报警控制器控制。它是由电子元件组成的自动报警和监控装置。当探测 通过导线传输到区器检测到火灾信号，电子线路将火灾信号转换为电压或数字信号，
域报警器，经过处理后发出声光报警信号，同时将火灾部位传输给集中报警控制器，适用于较小范围的保护。有些区域报警控制器可单独组成系统进行消防灭火自动处理。
图2-1区域报警控制器
区域报警控制器的设置应该符合以下的规定：
(1)一个报警区域宜设置一台区域火灾报警控制器，系统中区域火灾报警控制不应超过两台。
(2)区域火灾报警控制器应设置在有人值班的房间或场所。
(3)系统中可设置消防联动控制设备。
(4)当用一台区域火灾报警控制器警戒多个楼层时，应在每个楼层的楼梯口或消防电梯前室等明显部位应设置识别着火楼层的灯光显示装置。
(5)区域火灾报警控制器安装在墙上时，其底边距地面高度宜为1.3～1.5m，其靠近门轴的侧面距墙不应小于0.5m，正面操作距离不应小于1.2m。
2.2 集中报警控制器
6
集中报警探测器一般不与火灾探测器相连，而与区域报警控制器相连，处理区域级火灾报警控制器送来的报警信号，通常使用在较大的系统中。集中报警控制系统是由电子线路组成的集中自动监控报警装置，各个区域报警巡回检测带的信号均集中到这一总的监控报警装置。它具有部位指示、区域显示、巡检、自检、火灾报警音响、计时、故障报警、记录打印等一系列功能，在发出报警信号同时可自动采取系统的消防功能控制动作，达到消防的目的和手段，适用于较大范围内多个区域的保护。
集中报警控制器的设置应该满足以下规定： |
信号，亦可进行联动控制。
(4)集中火灾报警控制器或火灾报警控制器，应设置在有专人值班的消防控制室或值班室内。
(5)集中火灾报警控制器或火灾报警控制器、消防联动控制设备等在消防控制室或值班室内的布置，应符合消防控制室内设备有关布置要求的规定。
2.3控制中心报警系统
区域显示器控制中心报警系统由消防控制室的消防控制设备、火灾报警控制器、
和火灾自动报警探测器等组成。功能复杂的火灾自动报警系统的容量较大，消防设施控制功能较全，适用于大型建筑的保护。
7
图2-3控制中心报警器
其设置应满足以下要求：
(1)系统中应至少设置一台集中报警控制器和必要的消防控制设备；
(2)设在消防控制室以外的集中报警控制器，均应将火灾报警信号和消防联动制信号送至消防控制室；
(3)区域报警控制器和集中报警控制器的设置，应符合上述控制中心报警系统的
有关要求。
8
第三章PLC简介
3.1PLC 的定义及由来
早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(ProgrammableLogicController)，简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。可编程控制器是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机(PersonalComputer)的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC。1969年美国通用汽车公司公开招标，要求用新的控制装置取代继电器控制装置，并提出了十项招标指标，即：1.编程方便，现场可修改程序；2.维修方便，采用模块化结构；3.可靠性高于继电器控制装置；4.体积小于继电器控制装置；5.数据可直接送入计算机；6.成本可与继电器控制装置竞争；7.输入可以是交流115V；8.输出为交流115V，2A以上，能直接驱动电磁阀、接触器等；9.在扩展时，原系统只需要很小
研制出第一台PLC，在美国通用汽车自动装配线上试用，获得了成功。这一新型工业 |
2月通过了对它的定义：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序、执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。”
综上而言：PLC是一种直接应用于工业环境的数字电子装置，是以微处理器为基础，结合计算机基础、自动控制技术和通信技术，用面向控制过程、面向用户的“自然语言”编程，是一种简单易懂、操作方便、可靠性高的新一代通用工业控制装置。
3.2PLC 的分类、特点及应用
PLC 的分类：可编程控制器发展很快，全世界有几百家工厂正在生产几千种不同型号的PLC。为了便于在工业现场安装，便于扩展，方便接线，其结构与普通计算机 |
9
一类是模块式结构化PLC，另一类是叠装式PLC。
(1)整体式结构
从结构上看，早期的可编程控制器是把CPU、RAM、ROM、I/O接口及输入输出端子、电源、指示灯都装配在一起的整体装置。它的特点是结构紧凑、体积小、成本低、安装方便，但输入输出点数是固定的，不一定能适合具体的控制现场的需要。这类产品有OMRON公司的C20P,C40P,C60P，三菱公司的F1、FX2N系列；东芝公司的EX20/40系列等。
(2)模块式结构
模块式结构又叫积木式。这种结构形式的特点是把PLC的每个工作单元都制成的模块，如CPU模块、输入模块、输出模块、电源模块、通信模块等。另外机器有一块带有插槽的母板，实质是计算机总线。这些模块按系统需要选取后，使都插到母板上，就构成了一个完整的PLC。这些结构的PLC特点是系统构成非常灵活，安装、
扩展、维修都很方便，但体积大。常见产品有OMRON 公司的C200H,C1000H,C2000H;西门子公司的S5-115U,S7-300，S7-400 系列等。 （3）叠装式结构 |
分类，根据输入和输出点数的多少，可将PLC分为超小、小、中、大、超大等5种类型。
PLC的主要特点：（1)编程方法简单易学（2)功能强，性价比高（3)硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强（4)可靠性高，抗干扰能力强（5)系统的设计、安装、调试工作量少（6)维修工作量小、维修方便（7)体积小，能耗低。
PLC的应用：一方面由于微处理机芯片及有关元件的价格大大下降，使得PLC成本下降；另一方面PLC的功能大大增强，它也能解决复杂的计算和通信问题。目前PLC在国外已广泛应用于钢铁、水泥、石油、化工、电力、机械制造、汽车、装卸、造纸、纺织、环保和娱乐行业。
3.3PLC 的组成
PLC 是一种工业控制用的专用计算机，它的实际组成与一般微型计算机系统基本 | |
相同，也由硬件系统和软件系统两部分组成。 | |
10
硬件系统由主机系统、输入输出扩展部件及外部设备组成。
主机系统：微处理器单元、存储器、输入单元、输出单元、输入输出扩展接口，外围设备接口以及电源等部分组成了主机系统。各个部分之间通过总线进行连接，如图4-1：
图3-1PLC结构示意图
CPU是PLC的核心部分，它包括微处理器和控制接口电路；存储器是PLC存放系统程序、用户程序和运行数据的单元，它包括只读存储器（ROM)和随机存储器（RAM)，只读存储器按照其编程方式不同，可分为ROM、PROM、EPROM和EEPROM等。
软件系统也是PLC缺一不可的一部分，它与硬件系统相辅相成。软件系统又由系统程序和用户程序两部分组成。
系统程序由PLC的制造企业编制，固化在PROM或EPROM中，安装在PLC上，随
产品提供给用户。 | |
编制的应用程序。 | |
11
3.4PLC 的工作过程与工作原理
PLC采用周期扫描机制，简化了程序的设计，提高了系统的可靠性。具体表现在：在一个扫描周期内，前面执行的任务结果，马上就可以被后面将要执行的任务所用；可以通过设定一个监视器来监视每个扫描周期的时间是否超过规定值，避免某个任务进入死循环而引起故障。PLC的工作过程如图4-2：
图3-2PLC的工作过程
PLC的工作原理与计算机的工作原理是基本一致的。通过执行用户程序来实现控制任务。但是，在时间上，PLC执行的任务是串行的，与继电—接触器控制系统任务有所不同。
从PLC工作过程可以看到，整个工作过程是以循环扫描的方式进行的。循环扫描 程序对各个过程输入信号进行采样，对采样的信方式是指在程序执行过程的周期中，
号进行运算和处理，并把运算结果输出到生产过程的执行机构中。
12
第四章火灾自动报警系统
火灾自动报警系统主要由检测子系统、控制器、报警子系统和灭火子系统四部分组成。为了提高系统的可靠性，减少误报和漏报，检测子系统采用感烟探测器和感温探测器，能同时根据情况发出火灾信号。另外为长距离传输火灾信号，报警子系统采用了喇叭式方案，以便于人们的快速疏散和系统的自动控制。
4.1超市的建筑状况及防火分区的划分依据
超市集中着销售服装、家庭日用品、家用电器、玩具、家具以及医药用品等，所以消防工作一定要做好。该超市一共七层，每层建筑面积为1500㎡，每层高4m，依据《高层民用建筑防火设计规范》，该超市防火等级为二级，依据表4-1得耐火等级为二级。
表4-1建筑物耐久年限与耐火等级
|
建筑内应采用防火墙等来划分防火分区。
表4-2每个防火分区允许的最大面积
|
13
注：
(1)设有自动灭火设备的防火分区，其最大允许建筑面积可按本表增加一倍，局部设置时，增加面积可按局部的一倍计算。
(2)高层主体建筑与相连的附属建筑之间，如果设有防火墙等防火分隔设施，其附属建筑的防火分区面积可按本表增加一倍。
由于超市设有自动喷水灭火系统设备允许把建筑面积增加一倍，所以把每层划分为两个防火分区，共分为十四个防火分区，每个防火分区设置四个室内消火栓，这些消火栓可以工作，互不影响。每层楼安装一个区域报警控制器，在控制室安装一个集中报警控制器。
4.2探测区域与报警区域的划分
为了便于早期的火灾探测、报警和方便维护，在安装火灾自动报警器中，人们一般都将保护空间划分为若干个报警区域，每个报警区域又划分了若干个探测区域。这
样可以迅速、准确地确定着火部位，方便人们快速灭火。4.2.1 探测区域的划分 |
(2)把封闭的楼梯间每三层划分为一个的探测区域。
(3)防烟楼梯间前室、消防电梯前室、消防电梯与防烟楼梯间合用的前室划分为一个探测区域。
(4)把应急通道划分为一个探测区域。
(5)把电缆竖井每两层划分为一个探测区域。
4.2.2报警区域的划分
因为一个报警区域由一个防火分区或同楼层的相邻防火分区组成，另外为了能够迅速、准确的找到着火部位，所以把每个探测区域都作为一个报警区域，并且在每个区域安装手动报警按钮触发装置，防止因报警器问题而漏报火灾。
4.3火灾探测器的选择、计算
一火灾探测器的选择应按照下列要求： |
14
的场所，应选择感烟探测器。
(2)对火灾发展迅速，可产生大量热、烟和火焰辐射的场所，可选择感烟探测器、火焰探测器、图像型探测器或其组合。
(3)对火灾发展迅速，有强烈的火焰辐射和少量的烟、热的场所，应选择火焰探测器或图像型探测。
(4)对于需要早期发现火灾的特殊场所，应选择高灵敏度的感烟火灾探测器，且 也可根据现场实际分析早期可探测的火应将该探测器的灵敏度设置为高灵敏度状态；
灾参数而选择相应的探测器。
(5)对火灾形成特征不可预料的场所，可根据实际情况选择多种组合探测器。(6)在不同高度安装探测器可根据表4-3来确定。
表4-3感烟、感温火灾探测器的实用高度
|
二探测器个数的计算：
确定探测区域所需设置探测器数量的公式为：
N ? | S |
| KA |
N——探测器的数量（只），取整数;S——探测区域的面积（㎡）；A——探测器 | |
每个探测器保护面积A 由4-4 确定： | |
15
表4-4感烟、感温探测器保护面积及半径
火灾探测器种类 | 地面 | 房间高度h | 一个探测器的保护面积A 及保护半径R | |||||
屋顶坡脚（θ°） | ||||||||
θ≤15° | 15°<θ≤30° | θ>30° | ||||||
A/㎡ | R/m | A/㎡ | R/m | A/㎡ | R/m | |||
感烟探测器 | S≤80 | h≤12 | 80 | 6.7 | 80 | 7.2 | 80 | 8.0 |
S>80 | 6<h≤12 | 80 | 6.7 | 100 | 8.0 | 120 | 9.9 | |
h≤6 | 60 | 5.8 | 80 | 7.2 | 100 | 9.0 | ||
感温探测器 | S≤30 | h≤8 | 30 | 4.4 | 30 | 4.9 | 30 | 5.5 |
S>30 | h≤8 | 20 | 3.6 | 30 | 4.9 | 40 | 6.3 | |
4.4 PLC 型号的选择 |
视和控制两部分，监视设备有水流指示器、报警阀、信号阀，需要控制的设备有消防
泵、防排烟系统、火灾事故广播系统等。当有火灾信号传递给火灾报警控制中心时，
经控制中心确认后向联动设备发出信号，启动灭火装置和防排烟设备，防止火灾蔓延。
消防系统的控制设备有火灾报警控制器、室内消火栓系统、防排烟系统、火灾事故广
播系统。下面具体介绍室内消火栓系统：
火灾时，消火栓按钮经消防控制主机确认后可直接启动相应的消火栓泵，同时向
消防控制室发出信号。消防控制中心也可直接手动启停相应的消火栓泵，并显示消火
栓泵的工作状态，按防火分区显示消火栓按钮的位置，并显示消火栓按钮处的消火栓
泵的工作状态。对消火栓泵的手动直接控制，通过设在消防控制中心的联动控制台实
现。每个消火栓都有编码按钮，它能直接与火灾报警控制器相接，在火灾发生时直接启动消防泵，同时向消防中心发出反馈信号。消火栓按钮处也有启泵指示灯，用来显 | |
示泵的运行状态，同时消防控制室也可控制泵的启、停。 | |
16
消火栓用消防泵控制一用一备电路原理图如下：
图4-5消防泵一用一备主电路图
17
(1)该电路配置两台电动机1M和2M，采用直接启动方式，由接触器KM1、KM2控制。
(2)熔断器FU做1M、2M的短路保护，热继电器KH1、KH2分别作1M、2M的长期过载保护。
4.5.2主要电气元件的作用
(1)消防泵专用按钮:
1SE-NSE为设在消火箱内的消防泵专用控制按钮，按钮上带有消防泵运行指示灯1HL-NHL。消防泵专用控制按钮通常由玻璃片压着，其动合触头闭合，使中间继电器6KA得电吸合。当发生火灾时，打碎消火栓箱内消防专用控制按钮的玻璃片，该消防专用控制按钮的动合触头复位断开，使6KA失电释放，从而启动消防泵。
(2)万能转换开关的作用: | |
号泵备、2 号泵用1 号泵备或两台泵均为手动的工作状态。 | |
18
(3)水源水池液位器SL的作用:
水源水池液位器SL用于监视水源水池的水位，当水池水位过低时，液位器SL的动合触头闭合，使中间继电器3KA线圈得电，其动断触头断开，使两台水泵的接触器均不能得电，使水泵无法运行。
(4)中间继电器5KA的作用:
2M的控制电路中都有5KA的动合触头,只有5KA得电吸合，其动合触电动机1M、
头闭合，1M、2M才能得电。5KA由通电延时时间继电器3KT和中间继电器4KA控制，而3KT又由4KA控制，4KA由消防专用按钮1SE-NSE控制。
其外部接线图为：
图4-7消防泵的PLC外部接线图
19
梯形图为：
图4-8 消防泵的PLC控制梯形图
20
4.5.3线路工作原理分析
(1)手动控制
按下启动按钮SB5(或SB7），接触器KM1（或KM2)得电并自锁，其主触头KM1（或KM2)闭合，使电动机1M（或2M）得电启动，1号泵（或2号泵）运行。KM1（或KM2)的辅助常开触头闭合，使中间继电器1KA（或2KA）得电和运行指示灯HR1(或HR2）亮。1KA（或2KA）的动断触头断开，使停泵指示灯HG1（或HG2）和故障指示灯HY1（或HY2）熄灭。当电动机过载时，热继电器FR1的动断触头KH1(或KH2)断开，KM1（或 使1号泵(或2号泵)停止工作。按下停止按钮SB4(或KM2)失电，1M(或2M)停止运行，SB6)，KM1（或KM2)失电，使1号泵(或2号泵)停止工作。
(2)自动控制
a.未发生火灾时的控制：
消防专用按钮1SE-NSE由玻璃片压着，其动合触头闭合，使中间继电器4KA得电
吸合，其动断触头断开，使通电延时时间继电器3KT 不能得电，其延时闭合的动合触头3KT 未闭合，5KA 不能得电，即5KA 动合触头未闭合，KM1（或KM2）不工作，1 号泵2 号泵均停止工作,此时1KA、2KA 均未得电，其动断触头闭合，使停泵指示灯 |
11–12”闭合。
当发生火灾时，打开消防栓箱内专用按钮的玻璃片，该按钮的动合触头复位，使4KA得电，引起各元件的动作，其动作顺序为：
图4-9 一号泵为主泵的动作顺序图
21
c.当发生火灾时，1号泵故障2号泵正常工作时的控制：
由于1号泵故障，所以KM1跳闸，此时转换开关SAC旋转之“1号泵备用，2号
泵用”档，其触点“5–6、9–10”闭合。引起各元件的动作顺序为：
图4-10二号泵为主泵的动作顺序图
d.在两台泵的控制电路中，与KA5 的常开触头并联的引出线，接在消防控制模块 |
图4-11 系统控制流程图 |
|
22
4.6防排烟系统的设计
当任一个感烟探测器动作后，向报警控制中心发出警报，同时启动附近的排烟阀，并启动防排烟风机、送风阀，消防控制中心通过联动控制台可直接自动启动相应正压送风机。当烟气温度达到280℃时，熔断关闭风机入口处防火阀，并关闭相应的排烟风机。当现场开启280℃常闭防火阀及正压送风机时，可直接启动相应的正压风机。火灾报警时，消防控制中心可自动停止有关部位的空调送风机，关闭电动防火阀，并接收其返回信号。
其防排烟风机的控制电路如下：
图4-13 防排烟风机的控制电路图 | |
当有烟雾时，KA1线圈得电，其辅助常开触头闭合，KM1线圈得电，其辅助常开
23
触头闭合，运行指示灯HL2亮，防排烟风机工作于自动状态；按下SB1时，KM1线圈得电，其辅助常开触头闭合，运行指示灯HL1亮，防排烟风机工作于手动状态。在任一状态下，当过载时，KH断开，防排烟风机停止工作。
4.7广播系统的设计
消防广播系统通过联动接口与消防系统主机相连、实现自动消防或手动紧急广播功能，它是火灾或其它灾难的报警、疏散、指挥的必要设备。它一般由终端扬声器、 信号处理部分和消防广播音源组成。现在的消防广播音源一般采用数信号放大部分、
字化的方式成为主机的一部分功能。
由于其系统结构和传统的背景音乐系统相类似，所以很多建筑都采用了背景音乐兼紧急广播系统的方式，这样明显降低了整体成本。
没本设计同样采用多线制兼背景音乐的消防广播系统。每层楼安装两个扬声器，有火灾时，可以播放歌曲愉悦心情，当发生火灾时，用最大音量来传递疏散人群的信号。广播系统的原理图如下：
图4-14图背景音乐、消防广播系统原理图
上图中S为音量调节开关，K为中间继电器。在没有火灾时，消防联动点没有电压输入，广播系统播放背景音乐，并且通过开关S调节音量，图中“1”处为最大音
量，“4”处关闭。当发生火灾时，消防联动点有电压输入，中间继电器K 得电，其常 | |
处最大音量来播放广播。 | |
24
4.8小结
当系统接通电源后，任一区域的探测器探测到火灾信号或火灾探测器的手动按钮
按下时，自动报警系统立即启动，这时也启动一个延时继电器，这段时间是向管理者
提供火灾确认，如果延时时间内管理者没有按下总的关闭开关，延时时间到后灭火系
统、防排烟系统、广播系统同时启动。
25
致谢
本论文是在XX老师的悉心指导下完成的，他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。刘老师不仅在学业上给我以精心指导，不厌其烦的帮助进行论文的修改和改进，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀。从论文题目的选定到论文写作的指导，经由您悉心的点拨，再经思考后的领悟，常常让我有“山重水复疑无路，柳暗花明又一村”的感觉。在此谨向刘老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。
感谢我的同学和朋友，在我写论文的过程中给予我了很多有用的素材，还在论文的撰写和排版过程中提供热情的帮助，直至本文的顺利完成。
感谢这篇论文所涉及到的各位学者，本文引用了数位学者的研究文献，如果没有各位学者的研究成果的帮助和启发，我将很难完成本篇论文的写作。
由于我的学术水平有限，所写论文难免有不足之处，恳请各位老师和学友批评和指正！
26
参考文献
[1]贾伯年,俞朴.传感器技术．南京：东南大学出版社，1992
[2]孙平.电气控制与PLC.北京：高等教育出版社2004
[3] 俞国亮，PLC原理与应用，清华大学出版社，2005
[4] 李俊秀，可编程控制器应用技术，化学工业出版社，2005
[5]黄云龙.可编程控制器（第二版）.北京：科学出版社，2008
[6]王三优，金湖庭.建筑消防系统的设计安装与调试.北京：电子工业出版社，2012
[7]郭树林，孙英男.建筑消防工程设计手册.北京：中国建筑工业出版社，2012
[8]王建玉.消防报警及联动控制系统的安装与维护.北京：机械工业出版社，2012
[9]杨连武.火灾报警及消防联动系统施工（第二版）.北京：电子工业出版社，2012
[10]王华忠，郭丙君，孙京浩.电气可编程控制器原理及应用.北京：化学工业出版社，2012
[11]廖常初.PLC编程及应用.北京：机械工业出版社，2012
27
Copyright © 2019- xgro.cn 版权所有
违法及侵权请联系：TEL:199 18 7713 E-MAIL:2724546146@qq.com
本站由北京市万商天勤律师事务所王兴未律师提供法律服务