PLC在自动消防灭火系统中应用技术完整.docx

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PLC在自动消防灭火系统中应用技术完整

PLC在自动消防灭火系统中的应用

（一）自动灭火消防系统重要性及特点

1.基于PLC控制的自动灭火消防系统的特点

2.自动灭火消防系统设计的意义

（二）硬件简介及系统方案的确定

1.酒店仓库自动消防灭火区域划分

2.基于PLC控制的自动灭火消防系统主要部件

（三）控制系统硬件设计及PLC选择

1．PLC的介绍

2．PLC型号的选择

（1）内存容量的选择

3．电源模块的选择

（1）对电源的处理

（2）安装布线的注意事项

（四）PLC控制系统的软件设计

1．PLC程序的控制要求

2．介绍编程方法思路及程序流程图和梯形图

（1）程序流程图

（2）系统梯形图

3．PLC程序说明

（1）区域1自动报警灭火系统的启停

（2）区域2自动报警灭火系统的启停

（3）区域3自动报警灭火系统的启停

（4）喷淋泵的启停

（5）系统复位

（6）限时程序

（五）总结

PLC在自动消防灭火系统中的应用

潘德华

（河源市伯爵会所工程部）

摘要：

本文通过对自动灭火消防系统可行性分析：

“自动灭火消防系统的容量大、探测对象多样化、区域模块化，对设计与维修有很大的方便；在本次自动灭火消防系统的设计中采用了先报警延时启动灭火系统的控制模式，减少了因早期的消防系统的误报给用户带来的损失；同时在本次控制系统的设计中还采用了烟雾传感器之间的互锁控制模式，这就避免了因烟雾在仓库中的扩散而引起其它区域的误报，减少了系统的误报率。

充分的说明了消防安全对于仓库类的建筑物和保护人们生命安全及财产的重要性

关键词：

火灾　PLC　自动灭火消防系统　

论文内容：

火灾，作为一种具有突发性和强破坏性的灾害现象，严重危害人类生命财产安全和自然环境。

据统计，在众多的灾种中，火灾造成的直接损失约为地震的5倍，仅次于干旱和洪涝，而火灾发生的频度则居于各灾种之首。

千百年来，人类和火灾进行了长期的斗争，积累了许多防火、灭火的经验教训。

随着社会的不断发展，人们对于火灾的认识不断加深，针对火灾初期不同特征的各种探测方法越来越多。

人类逐步掌握了火的燃烧机理，燃烧条件和燃烧发展的过程，创造了各种各样防火、灭火的方法。

在上世纪70年代后期，开始出现一门新兴的多学科交叉应用基础科学，火灾科学，其中心内容就是用现代高科技手段研究火灾发生、发展和防治的机理和规律，为火灾防治提供新的思想、理论和方法，使得人类对火灾的研究进入了科学化、系统化的轨道，并促进了防火、灭火技术的进步。

自动灭火消防系统是一种重要的灭火、报警措施，随着经济的发展迫使更多仓库拔地而起。

更由于智能仓库的出现，使现代仓库以多功能且安全性高而著称。

特别是装有大量有机材料或可燃易燃物质的仓库，一旦起火，这些遍布全仓库的可燃物便是火灾燃烧的极好物质条件，同时这些仓储物品也是火灾迅速蔓延的良好途径。

自动灭火消防系统设计是目前世界上采用最广泛的一种固定灭火报警设施。

其特征是：

通过加压设备将水送入管网至带有电磁控制的喷头处，喷头在收到开启控制信号的同时自动开启洒水灭火，并发出报警，更好的预防火灾的蔓延。

从自动灭火消防系统的应用实践和统计资料可以看出，自动灭火消防系统的控火灭火率很高，对仓储建筑物中的灭火具有很高的实用价值，而且随着科学的进步，该系统的应用范围将会越来越广泛，系统可靠性和、控火灭火率也会相应提高。

（一）自动灭火消防系统重要性及特点

1.基于PLC控制的自动灭火消防系统的特点

基于PLC控制的自动灭火消防系统反应快，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来控制系统的开启，从火灾传感器探测火灾信号传递给PLC（中央控制器），PLC来控制电磁阀的开启喷水灭火的时间短，其反应快。

自动喷水灭火系统控制面积大，用水量大。

由于电磁式喷头向系统保护区域同时喷水，能有效的控制住火灾，防止火灾蔓延，初期灭火用水量很大

完善系统自身的可靠性。

自动灭火消防系统将在发展中得到完善。

一方面表现在，通过喷水灭火机理的研究，对不同火灾场所的火灾负荷，发展，蔓延过程，决定采用不同类型的喷水灭火方式。

自动灭火消防系统中的自动喷水灭火装置，根据被保护建筑物的性质和火灾发生，发展特性的不同，可以有许多不同的系统形式。

通常根据系统中所使用的喷头形式不同，分为闭式自动喷水灭火、开式自动喷水灭火。

闭式自动灭火消防系统采用闭式喷头，它是一种常闭喷头，喷头的感温闭锁装置只有在预定的温度环境下才会脱落，开启喷头。

因此，在发生火灾时，这种喷头灭火系统只有处于火焰之中或临近火源的喷头才会开启灭火。

开式自动灭火消防系统采用的是开式喷头，开式喷头不带感温闭锁装置，处于常开状态。

发生火灾时，火灾所处的系统保护区域的所有开启式喷头一起出水灭火。

根据被保护建筑物的要求，闭式自动灭火消防系统还可以分为，湿式自动灭火消防系统，干式自动灭火消防系统，干湿式自动灭火消防系统，预作用自动灭火消防系统等形式；开式自动灭火消防系统，可分为雨淋系统，水幕系统等形式。

2．自动灭火消防系统设计的意义

仓库自动灭火消防系统。

美国现在已制定了相关规范对其推广，英国、澳大利亚、也在使用，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。

随着我国自动灭火消防系统的不断发展，自动灭火消防系统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。

在本次自动灭火消防系统采用了烟雾传感器之间的互锁模式进行控制，避免了因烟雾在仓库中的扩散而引起的其他非着火区域的错误报警与灭火，大大减少了系统的误报率，有很强的实用意义。

且在本次设计中还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。

（二）硬件简介及系统方案的确定

1．酒店仓库自动消防灭火区域划分

本仓库是堆放一班货物的酒店小型仓库，通常没有专人看管，堆放的都是是一些日用日常商品，所以在此类酒店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M，坡度为0-3度，高度为8M，有很好的通风环境。

根据仓库的具体情况，把仓库分成3个自动消防灭火区域,每个报警区域面积为80平M。

每个区域之间的间隔为2M，且在各区域的外面还有一条1M宽的走廊，避免探测区域之间的交叉重叠。

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。

仓库的区域划分如图2-1所示。

图2-1酒店仓库区域分布图

2.基于PLC控制的自动灭火消防系统主要部件

基于PLC控制的自动灭火消防系统是由自动喷水灭火系统、自动报警系统、控制系统，这三个子系统组成。

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，自动报警系统中包含报警器和各种电源装置，控制系统中包含可编程序控制器和各种开关。

自动喷水灭火系统、自动报警系统、控制系统，这三个系统之间是通过线路系统联系在一起，自动喷水灭火系统的开启与关闭、自动报警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。

表2-1系统主要部件及其用途

编号

名称

用途

1

S7-200PLC

中央控制器，控制整个系统

2

高位水箱

存储初期用水

3

报警器

发出音响、灯光等报警信号

4

喷淋泵

为灭火系统提供灭火用水

5

感烟探测器

感知火灾信号

6

感温探测器

感知火灾信号

7

放水阀

检修系统时放空系统中的水

8

进水管

水源管

9

排水管

末端试水装置排水

10

末端试水装置

实验系统功能

11

开式喷头

喷水灭火

12

压力表

指示系统压力

13

水表

计量末端实验装置出水量

14

过滤器

过滤水中杂质

15

单项阀

控制液体的单项流动

16

溢流阀

控制系统的压力

17

水池

存储火灾用水

18

电磁阀

控制各区域喷水灭火系统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，与之相对应区域的开式喷头喷水灭火。

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，开式喷头喷水灭火。

自动灭火消防系统的开启过程：

在按下各着火区域的关闭按钮和系统复位按钮后，自动灭火消防系统关闭并复位。

（三）控制系统硬件设计及PLC选择

1.PLC的介绍

可编程序控制器（Programmablecontroller）简称PLC，由于PLC的可靠性高、环境适应性强、灵活通用、使用方便、维护简单，所以PLC的应用领域在迅速扩大。

对早期的PLC，凡是有继电器的地方，都可采用。

而对当今的PLC几乎可以说凡是需要控制系统存在的地方就需要PLC。

尤其是近几年来，PLC的成本下降，功能又不段增强，所以，目前PLC在国内外已被广泛应用于各个行业。

2．PLC型号的选择

选择合适的机型是PLC控制系统硬件配置的关键问题，目前，生产PLC的厂家很多，如西门子，三菱，松下，欧姆龙，，LG，ABB公司等，不同厂家的PLC产品虽然基本功能相似，但有些特殊功能，价格及使用的编程指令和编程软件都不相同，而同一厂家生产的PLC产品又有不同系列，同一系列中又有不同的CPU型号，PLC的功能应强大，要具有开关量逻辑运算，定时，计数，数据处理等基本功能，鉴于本设计对控制速度要求不是很高，主要是开关量控制的应用系统。

选用小型PLC就可满足要求。

PLC的结构主要有整体式和模块式，本设计属于单机控制系统宜选用整体式PLC结构。

综上所述比较各厂家的整体式小型PLC可知，西门子系列PLC具有性价比高、抗干扰能力强、性能稳定、输入输出点数多等优点。

根据本系统的设计要求、工作环境、服务对象等方面考虑，西门子PLC完全可以满足本系统的设计要求。

现在西门子PLC有S7-200、S7-300、S7-400三个系列，其中S7-300PLC、S7-400PLC是以S7-200PLC为基础发展而来的，成本比S7-200略高，且S7-200CPU226PLC完全可以满足本系统的设计要求，所以本次设计选用西门子S7-200CPU226PLC作为本系统的控制器。

③根据控制要求和I/O点数确定I/O分配表如表3-1。

④根据I/O分配表画出PLC外部接线图如图3-1。

⑤喷淋泵的主电路接线图如图3-2

输入

输出

符号

地址

功能描述

符号

地址

功能描述

HV1

I0.0

区域1感温探测器

YV1

Q0.0

区域1电磁阀开关

HV2

I0.1

区域1感温探测器

HL1

Q0.1

区域1报警器

HV3

I0.2

区域1感温探测器

YV2

Q0.2

区域2电磁阀开关

HA1

I0.3

区域1感烟探测器

HL2

Q0.3

区域2报警器

SB1

I0.4

区域1启动按钮

YV3

Q0.4

区域3电磁阀开关

SB2

I0.5

区域1关闭按钮

HL3

Q0.5

区域3报警器

HV4

I0.6

区域2感温探测器

KM1

Q0.6

控制1号泵启停

HV5

I0.7

区域2感温探测器

KM2

Q0.7

控制2号泵启停

HV6

I1.0

区域2感温探测器

HA2

I1.1

区域2感烟探测器

SB3

I1.2

区域2启动按钮

SB4

I1.3

区域2关闭按钮

HV