毕业设计论文-基于PLC火灾自动报警系统设计Word格式文档下载.doc
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助教
二○一一年一月十七日
摘要
火灾报警系统主要包括探测、控制两部分。
探测器探测其周围温度、烟的浓度，经A/D转换变成数字信息并传送给报警控制器，控制器将数字信息进行比较、判别，确认火警后发出声、光报警信号并启动联动模块。
消防系统对遏制早期火灾也起到关键作用。
本文主要介绍火灾探测的机理、消防系统的构成以及原理。
简要介绍楼宇消防发展的历史、国内外发展的状况、楼宇消防系统组成及选题的背景及意义。
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刻器，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的特点。
同时也介绍了楼宇消防PLC控制系统的构成、要求及设计方法。
最后介绍了楼宇消防PLC控制系统的程序设计及实现。
本系统将火灾报警系统及消防系统集成到一起，解决了消防自动报警系统与消防系统一直分离，难于统一控制的局面。
本系统有着高可靠率、低故障的特点，能够基本满足楼宇消防系统的要求
关键词：
楼宇消防控制系统探测器可编程控制
27
目录
第一章绪论 1
1.1课题研究的相关背景 1
1.2选题的目的和意义 1
1.3国内外发展状况 1
1.4主要研究内容 2
第二章火灾自动报警系统简介 3
2.1火灾自动报警系统概述 3
2.2火灾自动报警系统设计要求 3
2.3火灾自动报警系统的基本组成 4
2.4火灾探测器 4
2.5火灾探测器的分类 4
2.6本章小结 6
第三章系统的设置 7
3.1区域报警控制系统 7
3.2集中报警控制系统 7
3.3控制中心报警系统 8
3.4本章小结 8
第四章PLC的定义 9
4.1PLC的特点 9
4.2PLC的基本结构 9
4.3PLC的工作原理 11
4.4本章小结 12
第五章火灾自动报警系统设计 13
5.1建筑状况 13
5.2防火分区的划分 13
5.3探测区域和报警区域的划分 14
5.4火灾探测器的选择、布置和计算 15
5.4.1火灾探测器的选择 15
5.5PLC的选用 17
5.6楼宇消防PLC控制系统的设计 17
5.8消防联动的设计 20
5.8.1消防联动控制设备的组成 20
5.8.2消防联动控制系统设计 20
5.8．3本章小结 26
第六章结论 26
致谢 27
参考文献 28
第一章绪论
1.1课题研究的相关背景
消防作为一门学科，正伴随着现代科学技术的发展进入高科技综合学科的行列，是现代建筑中的重要内容。
有效监测建筑火灾、控制火灾、迅速扑灭火灾，保障人民生命和财产的安全，保障国民经济建设，是火灾自动报警与联动系统的任务。
建筑消防系统就是为完成上述任务而建立的一套完整、有效的体系，该体系就是在建筑物内部按国家有关规定设置必需的火灾自动报警及消防设备联动控制系统、建筑灭火系统、防烟排烟系统等建筑消防设施。
1.2选题的目的和意义
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、价格低廉的语音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。
1.3国内外发展状况
1847年，牙科医生Chinning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，城镇火灾报警向前大大迈进了一步。
最早的探测技术当推1890年英国人研制的感温探测器。
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。
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，经过近二十年的发展，国内的火灾报鳌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，因资金缺乏，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—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。
1.4主要研究内容
本设计是针对行政楼的火灾电子报警系统设计，对其进行了设
本系统主要由检测系统子系统、中央控制器、报警子系统系统和灭火子系统系统四个部分组成，检测子系统主要传感器组成。
为了提高系统可靠性，减少误报和漏报，本系统采用了感烟和感温两种传感器，能同时根据情况发出火灾信号。
报警子系统主要采用喇叭式和灯闪烁式两种方案，本系统采用喇叭报警，便于长距离的火灾信号传递，以便于人们的疏散和系统自动的控制
PLC的选用：
三菱系列的PLC，此系列的PLC具有结构紧凑、模块化、可扩展性强、指令集丰富等特点，当系统上电后，烟感报警器或者温感报警器发出信号后，系统进入运行状态
第二章火灾自动报警系统简介
2.1火灾自动报警系统概述
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三个阶段[1]：
1多线制开关量式火灾探测报警系统。
这是第一代产品，目前国内极少数厂家生产外，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。
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可靠性。
2.2火灾自动报警系统设计要求
在火灾自动报警系统中，火灾探测器长年累月地检测被警戒的现场或对象，当检测场所对象发生火灾时，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，告诫现场人员投入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，防止蔓延、控制火势和求助消防部门支援；
启动消火栓、水喷淋、水幕及气体灭火系统及装置，及时扑灭火灾，减少火灾损失。
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—所以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2.1
图2-1火灾自动报警系统结构图示意
2.3火灾自动报警系统的基本组成
火灾自动报警系统是由触发器件、火灾报警装置、火灾警报装置以及具有其它辅助功能的装置组成的火灾报警系统，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。
2.4火灾探测器
火灾探测器是火灾自动报警系统的传感部分，是组成各种火灾自动报警系统的重要组件，是火灾自动报警系统的“感觉器官”。
它能对火灾参数（如烟、温度、火焰辐射、气体浓度等）响应，并自动产生火灾报警信号，或向控制和指示设备发出现场火灾状态信号的装置。
火灾探测器是系统中的关键元件，他的稳定性、可靠性和灵敏度等技术指标会受到诸多因素的影响，因此火灾探测器的选择和布置应该严格按照规范进行。
2.5火灾探测器的分类
根据不同的火灾探测方法可构成相应的火灾探测器，按照其待测的火灾参数不同可以划分为感烟式、感温式、感光式火灾探测器和可燃气体探测器，以及烟温、烟光、烟温光等复合式火灾探测器和多信号输出式火灾探测器（如下图）。
感烟火灾探测器是利用一个小型烟雾传感器响应悬浮在其周围附近大气中的燃烧和热解产生的烟雾气溶胶的一种火灾探测器，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，减光式感烟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。
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附近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。
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。
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烧式或三端电化学式探测原理。
图-2.2火灾探测器分类型谱
2.6本章小结
本章节主要讲述了火灾自动报警的组成形式以及发展的三个阶段，其火灾自动报警的在现场的设计要求，以及火灾探测器的分类。
第三章系统的设置
随着新产品的不断出现，火灾自动报警系统也由传统型向现代火灾自动报警发展。
在诸多的产品中以区域报警和集中报警控制器的应用最为广泛，以下介绍两者的设置。
3.1区域报警控制系统
区域报警控制系统是火灾自动报警系统组成的一种形式，它是由电子元件组成的自动报警和监控装置。
当探测器检测到火灾信号，电子线路将火灾信号转换为电压或数字信号，通过导线传输到区域报警器，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。
区域报警控制器的设置应该符合以下的规定：
（1）一个报警区域应设置一台区域报警控制器，系统中区域报警控制器不应该超过3台。
（2）当用一台区域报警控制器警戒数个楼层时，应在每层各楼梯口明显部位装设识别楼层的灯光显示区域。
（3）区域报警控制器安装在墙上时，其底边距地的高度不应小于1.5m。
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。
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