畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：基于PLC火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計系部：信息技術(shù)系專業(yè)：信息工程學(xué)號：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師姓名：指導(dǎo)教師職稱：助教二○一一年一月十七日摘要火災(zāi)報警系統(tǒng)主要包括探測、控制兩部分。探測器探測其周圍溫度、煙的濃度，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換變成數(shù)字信息并傳送給報警控制器，控制器將數(shù)字信息進(jìn)行比較、判別，確認(rèn)火警后發(fā)出聲、光報警信號并啟動聯(lián)動模塊。消防系統(tǒng)對遏制早期火災(zāi)也起到關(guān)鍵作用。本文主要介紹火災(zāi)探測的機(jī)理、消防系統(tǒng)的構(gòu)成以及原理。簡要介紹樓宇消防發(fā)展的歷史、國內(nèi)外發(fā)展的狀況、樓宇消防系統(tǒng)組成及選題的背景及意義。討論了火災(zāi)探測器的分類、探測原理及由此發(fā)展的各種火災(zāi)探刻器，可編程控制器的發(fā)展歷史、特點、結(jié)構(gòu)及基本原理等，還論述了PLC的特點。同時也介紹了樓宇消防PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)成、要求及設(shè)計方法。最后介紹了樓宇消防PLC控制系統(tǒng)的程序設(shè)計及實現(xiàn)。本系統(tǒng)將火災(zāi)報警系統(tǒng)及消防系統(tǒng)集成到一起，解決了消防自動報警系統(tǒng)與消防系統(tǒng)一直分離，難于統(tǒng)一控制的局面。本系統(tǒng)有著高可靠率、低故障的特點，能夠基本滿足樓宇消防系統(tǒng)的要求關(guān)鍵詞：樓宇消防控制系統(tǒng)探測器可編程控制目錄第一章緒論 1課題研究的相關(guān)背景 1選題的目的和意義 1國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 1 2第二章火災(zāi)自動報警系統(tǒng)簡介 3火災(zāi)自動報警系統(tǒng)概述 3火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計要求 3火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的基本組成 4火災(zāi)探測器 4火災(zāi)探測器的分類 4 6第三章系統(tǒng)的設(shè)置 7區(qū)域報警控制系統(tǒng) 7集中報警控制系統(tǒng) 7控制中心報警系統(tǒng) 8本章小結(jié) 8第四章PLC的定義 9PLC的特點 9PLC的基本結(jié)構(gòu) 9PLC的工作原理 11本章小結(jié) 12第五章火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計 13建筑狀況 13防火分區(qū)的劃分 13探測區(qū)域和報警區(qū)域的劃分 14火災(zāi)探測器的選擇、布置和計算 15 15PLC的選用 17樓宇消防PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計 17消防聯(lián)動的設(shè)計 20 20 20．3本章小結(jié) 26第六章結(jié)論 26致謝 27參考文獻(xiàn) 28第一章緒論課題研究的相關(guān)背景消防作為一門學(xué)科，正伴隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入高科技綜合學(xué)科的行列，是現(xiàn)代建筑中的重要內(nèi)容。有效監(jiān)測建筑火災(zāi)、控制火災(zāi)、迅速撲滅火災(zāi)，保障人民生命和財產(chǎn)的安全，保障國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)，是火災(zāi)自動報警與聯(lián)動系統(tǒng)的任務(wù)。建筑消防系統(tǒng)就是為完成上述任務(wù)而建立的一套完整、有效的體系，該體系就是在建筑物內(nèi)部按國家有關(guān)規(guī)定設(shè)置必需的火災(zāi)自動報警及消防設(shè)備聯(lián)動控制系統(tǒng)、建筑滅火系統(tǒng)、防煙排煙系統(tǒng)等建筑消防設(shè)施。選題的目的和意義我國的火災(zāi)自動報警控制系統(tǒng)經(jīng)歷了從無到有、從簡單到復(fù)雜的發(fā)展過程，其智能化程度也越來越高。但目前國內(nèi)廠家生產(chǎn)的還是以晶體管、小規(guī)模集成電路或單片機(jī)為基礎(chǔ)的產(chǎn)品,其系統(tǒng)復(fù)雜、成本高,不易維護(hù)。而在居民住宅區(qū)、機(jī)房、辦公室等小型防火單位，需要設(shè)置一種單一或區(qū)域聯(lián)網(wǎng)、廉價實用的火災(zāi)自動探測報警裝置，因此，研制一種結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉的語音數(shù)字聯(lián)網(wǎng)火災(zāi)報警器是非常必要的，因此我提出一種由PLC控制的火災(zāi)自動報警控制器的設(shè)想,其系統(tǒng)簡單、成本適中、易于系統(tǒng)維護(hù)和升級。國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r1847年，牙科醫(yī)生Chinning和緬因大學(xué)教授Farmer開發(fā)研制了第一臺用于城鎮(zhèn)火災(zāi)報警的火災(zāi)報警發(fā)射裝置，1852年安裝在波士頓，從此，城鎮(zhèn)火災(zāi)報警向前大大邁進(jìn)了一步。最早的探測技術(shù)當(dāng)推1890年英國人研制的感溫探測器。20世紀(jì)初，隨著化學(xué)和化工技術(shù)的發(fā)展，開始了泡沫滅火劑的研制；同時，建筑結(jié)構(gòu)及材料的防火技術(shù)也逐漸成為一個重要的研究領(lǐng)域。二十世紀(jì)八十年代初，推出了新一代全新火災(zāi)報警控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)智能集中于控制器部分，探測器輸出模擬信號，由控制器對這些信號進(jìn)行處理，判斷是否發(fā)生火災(zāi)。它不僅解決了由于探測零點漂移而引起的非真實可靠探測的問題和探測器檢查問題，而且提高了系統(tǒng)的抗干擾性，增加了可靠性。我國的消防技術(shù)的研究起步于1956年，從1980年開始了消防報警系統(tǒng)設(shè)備的研究，經(jīng)過近二十年的發(fā)展，國內(nèi)的火災(zāi)報鰲系統(tǒng)也經(jīng)歷了從多線制到總線制的發(fā)展過程。由于我國消防報警設(shè)備起步較晚，技術(shù)一直落后于國外，因資金缺乏，國內(nèi)生產(chǎn)消防報警設(shè)備的工廠、公司缺乏先進(jìn)的火焰燃燒實驗室，使得對火災(zāi)從初期陰燃到明火燃燒的數(shù)學(xué)模型及不同物質(zhì)燃燒的狀態(tài)、機(jī)理研究甚少，從而只能走引進(jìn)—國產(chǎn)化—仿制—自行開發(fā)的道路，故在進(jìn)入九十年代后各廠家紛紛以引進(jìn)技術(shù)或合資等形式來提高自己的競爭能力。本設(shè)計是針對行政樓的火災(zāi)電子報警系統(tǒng)設(shè)計，對其進(jìn)行了設(shè)本系統(tǒng)主要由檢測系統(tǒng)子系統(tǒng)、中央控制器、報警子系統(tǒng)系統(tǒng)和滅火子系統(tǒng)系統(tǒng)四個部分組成，檢測子系統(tǒng)主要傳感器組成。為了提高系統(tǒng)可靠性，減少誤報和漏報，本系統(tǒng)采用了感煙和感溫兩種傳感器，能同時根據(jù)情況發(fā)出火災(zāi)信號。報警子系統(tǒng)主要采用喇叭式和燈閃爍式兩種方案，本系統(tǒng)采用喇叭報警，便于長距離的火災(zāi)信號傳遞，以便于人們的疏散和系統(tǒng)自動的控制PLC的選用：三菱系列的PLC，此系列的PLC具有結(jié)構(gòu)緊湊、模塊化、可擴(kuò)展性強(qiáng)、指令集豐富等特點，當(dāng)系統(tǒng)上電后，煙感報警器或者溫感報警器發(fā)出信號后，系統(tǒng)進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)第二章火災(zāi)自動報警系統(tǒng)簡介火災(zāi)自動報警系統(tǒng)概述火災(zāi)自動報警系統(tǒng)能夠在火災(zāi)初期，將燃燒產(chǎn)生的煙霧、熱量和光輻射等物理量，通過感溫、感煙和感光等火災(zāi)探測器變成電信號，傳輸?shù)交馂?zāi)報警控制器，并同時顯示出火災(zāi)發(fā)生的部位，記錄火災(zāi)發(fā)生的時間。火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的組成形式多種多樣，它的發(fā)展目前可分為三個階段[1]：1多線制開關(guān)量式火災(zāi)探測報警系統(tǒng)。這是第一代產(chǎn)品，目前國內(nèi)極少數(shù)廠家生產(chǎn)外，它基本上已處于被淘汰狀態(tài)。2總線制可尋址開關(guān)量式火災(zāi)探測報警系統(tǒng)。這是第二代產(chǎn)品，尤其是二總線制開關(guān)量式探測報警系統(tǒng)目前正被大量使用。3模擬量傳輸式智能火災(zāi)報警系統(tǒng)。這是第三代產(chǎn)品。目前我國已經(jīng)開始從傳統(tǒng)的開關(guān)量式火災(zāi)探測報警技術(shù)，跨入具有先進(jìn)水平的模擬量式智能火災(zāi)探測報警技術(shù)的新階段，它的系統(tǒng)的誤報率降低到最低限度，并大幅度地提高了報警的準(zhǔn)確度和可靠性?；馂?zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計要求在火災(zāi)自動報警系統(tǒng)中，火災(zāi)探測器長年累月地檢測被警戒的現(xiàn)場或?qū)ο?，?dāng)檢測場所對象發(fā)生火災(zāi)時，火災(zāi)探測器檢測到火災(zāi)發(fā)生的煙霧、高溫、火焰及火災(zāi)特有的氣體等信號并轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)過與正常狀態(tài)閥值或參數(shù)模型分析比較，給出火災(zāi)報警信號，通過火災(zāi)報警控制器上的聲光報警控制器顯示裝置顯示出來，通知消防人員發(fā)生了火災(zāi)。同時，火災(zāi)自動報警系統(tǒng)通過火災(zāi)報警控制器啟動警報裝置，告誡現(xiàn)場人員投入滅火操作或從火災(zāi)現(xiàn)場疏散；啟動斷電控制裝置、防排煙設(shè)備、防火門、放火卷簾、消防電梯、火災(zāi)應(yīng)急照明、消防電話等減災(zāi)裝置，防止蔓延、控制火勢和求助消防部門支援；啟動消火栓、水噴淋、水幕及氣體滅火系統(tǒng)及裝置，及時撲滅火災(zāi)，減少火災(zāi)損失。一旦火災(zāi)被撲滅，整個火災(zāi)自動報警系統(tǒng)又回到正常監(jiān)控狀態(tài)。顯然，要使火災(zāi)自動報警系統(tǒng)充分發(fā)揮作用，對火災(zāi)實現(xiàn)擬人化的監(jiān)測和分析判斷，要求火災(zāi)自動報警系統(tǒng)將微電子技術(shù)、微機(jī)控制技術(shù)、智能數(shù)據(jù)處理技術(shù)等技術(shù)融入系統(tǒng)主機(jī)—圖2-1火災(zāi)自動報警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖示意火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的基本組成火災(zāi)自動報警系統(tǒng)是由觸發(fā)器件、火災(zāi)報警裝置、火災(zāi)警報裝置以及具有其它輔助功能的裝置組成的火災(zāi)報警系統(tǒng)，在火災(zāi)自動報警系統(tǒng)中，自動或手動產(chǎn)生火災(zāi)報警信號的器件稱為觸發(fā)件，主要包括火災(zāi)探測器和手動火災(zāi)報警按鈕?；馂?zāi)探測器火災(zāi)探測器是火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的傳感部分，是組成各種火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的重要組件，是火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的“感覺器官”。它能對火災(zāi)參數(shù)(如煙、溫度、火焰輻射、氣體濃度等)響應(yīng)，并自動產(chǎn)生火災(zāi)報警信號，或向控制和指示設(shè)備發(fā)出現(xiàn)場火災(zāi)狀態(tài)信號的裝置。火災(zāi)探測器是系統(tǒng)中的關(guān)鍵元件，他的穩(wěn)定性、可靠性和靈敏度等技術(shù)指標(biāo)會受到諸多因素的影響，因此火災(zāi)探測器的選擇和布置應(yīng)該嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行?；馂?zāi)探測器的分類根據(jù)不同的火災(zāi)探測方法可構(gòu)成相應(yīng)的火災(zāi)探測器，按照其待測的火災(zāi)參數(shù)不同可以劃分為感煙式、感溫式、感光式火災(zāi)探測器和可燃?xì)怏w探測器，以及煙溫、煙光、煙溫光等復(fù)合式火災(zāi)探測器和多信號輸出式火災(zāi)探測器（如下圖）。感煙火災(zāi)探測器是利用一個小型煙霧傳感器響應(yīng)懸浮在其周圍附近大氣中的燃燒和熱解產(chǎn)生的煙霧氣溶膠的一種火災(zāi)探測器，一般情況下制成點型結(jié)構(gòu)，主要有離子式和散射光式兩種類型。此外，減光式感煙火災(zāi)探測器有點型和線性兩種結(jié)構(gòu)，其中線型結(jié)構(gòu)一般制成主動紅外對射式線性火災(zāi)探測器。感溫式火災(zāi)探測器是利用一個點型或線纜型火災(zāi)參數(shù)傳感器來響應(yīng)其周圍附近氣流的異常溫度和升溫速率的火災(zāi)探測器，其結(jié)構(gòu)有點型和線纜型兩種，當(dāng)前使用較為廣泛的是點型電子感溫火災(zāi)探測器和線纜型易熔金屬感溫火災(zāi)探測器。感光式火災(zāi)探測器是根據(jù)物質(zhì)燃燒過程中火焰的特性和火焰的光輻射強(qiáng)度而構(gòu)成的用于響應(yīng)火災(zāi)時火焰光特性的火災(zāi)探測器，一般是制作成被動式紫外或紅外火焰光探測器。可燃?xì)怏w探測器是采用各種氣敏元件或傳感器來響應(yīng)火災(zāi)初期物質(zhì)燃燒產(chǎn)生的煙氣體中某些氣體濃度或液化石油氣、天然氣等環(huán)境中可燃?xì)怏w濃度以及氣體成分的探測器，一般其結(jié)構(gòu)為點型，當(dāng)前用于火災(zāi)探測的可燃?xì)怏w探測器主要采用催化燃燒式或三端電化學(xué)式探測原理。本章節(jié)主要講述了火災(zāi)自動報警的組成形式以及發(fā)展的三個階段，其火災(zāi)自動報警的在現(xiàn)場的設(shè)計要求，以及火災(zāi)探測器的分類。

第三章系統(tǒng)的設(shè)置隨著新產(chǎn)品的不斷出現(xiàn)，火災(zāi)自動報警系統(tǒng)也由傳統(tǒng)型向現(xiàn)代火災(zāi)自動報警發(fā)展。在諸多的產(chǎn)品中以區(qū)域報警和集中報警控制器的應(yīng)用最為廣泛，以下介紹兩者的設(shè)置。區(qū)域報警控制系統(tǒng)區(qū)域報警控制系統(tǒng)是火災(zāi)自動報警系統(tǒng)組成的一種形式，它是由電子元件組成的自動報警和監(jiān)控裝置。當(dāng)探測器檢測到火災(zāi)信號，電子線路將火災(zāi)信號轉(zhuǎn)換為電壓或數(shù)字信號，通過導(dǎo)線傳輸?shù)絽^(qū)域報警器，經(jīng)過處理后發(fā)出聲光報警信號，同時將火災(zāi)部位傳輸給集中報警控制器，適用于較小范圍的保護(hù)。有些區(qū)域報警控制器可單獨組成系統(tǒng)進(jìn)行消防滅火自動處理。區(qū)域報警控制器的設(shè)置應(yīng)該符合以下的規(guī)定：（1）一個報警區(qū)域應(yīng)設(shè)置一臺區(qū)域報警控制器，系統(tǒng)中區(qū)域報警控制器不應(yīng)該超過3臺。（2）當(dāng)用一臺區(qū)域報警控制器警戒數(shù)個樓層時，應(yīng)在每層各樓梯口明顯部位裝設(shè)識別樓層的燈光顯示區(qū)域。（3）區(qū)域報警控制器安裝在墻上時，。，。（4）區(qū)域報警控制系統(tǒng)宜設(shè)在有人值班的房間或賓館每層服務(wù)臺。集中報警控制系統(tǒng)集中報警控制系統(tǒng)是有電子線路組成的集中自動監(jiān)控報警裝置，各個區(qū)域報警巡回檢測帶的信號均集中到這一總的監(jiān)控報警裝置。它具有部位指示、區(qū)域顯示、巡檢、自檢、火災(zāi)報警音響、計時、故障報警、記錄打印等一系列功能，在發(fā)出報警信號同時可自動采取系統(tǒng)的消防功能控制動作，達(dá)到消防的目的和手段，適用于較大范圍內(nèi)多個區(qū)域的保護(hù)。集中報警控制器的設(shè)置應(yīng)該滿足以下規(guī)定：(1)系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)有一臺集中報警控制器和兩臺以上區(qū)域報警控制器。(2)集中報警控制器的容量不宜小于保護(hù)范圍內(nèi)探測區(qū)域總數(shù)。(3)集中報警控制器距墻不應(yīng)小于1m，正面的操作距離不應(yīng)小于2m。(4)區(qū)域報警控制器的設(shè)置應(yīng)符合上述區(qū)域報警控制系統(tǒng)的有關(guān)要求?？刂浦行膱缶到y(tǒng)由消防控制室的消防控制設(shè)備、集中火災(zāi)報警控制器、區(qū)域火災(zāi)報警控制器和火災(zāi)自動報警探測器等組成，或由消防控制室的消防控制設(shè)備、火災(zāi)報警控制器、區(qū)域顯示器和火災(zāi)自動報警探測器等組成，功能復(fù)雜的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)。系統(tǒng)的容量較大，消防設(shè)施控制功能較全，適用于大型建筑的保護(hù)。(1)系統(tǒng)中應(yīng)至少設(shè)置一臺集中報警控制器和必要的消防控制設(shè)備；

(2)設(shè)在消防控制室以外的集中報警控制器，均應(yīng)將火災(zāi)報警信號和消防聯(lián)動控制信號送至消防控制室；(3)區(qū)域報警控制器和集中報警控制器的設(shè)置，應(yīng)符合上述控制中心報警系統(tǒng)的有關(guān)要求。本章小結(jié)本章主要講了區(qū)域報警控制系統(tǒng)的設(shè)置以及符合規(guī)定，集中報警控制系統(tǒng)的功能和設(shè)置，以及控制中心系統(tǒng)的組成和要求。

第四章PLC的定義PLC是一種數(shù)字式的電子裝置。它使用可編程序的存儲器來存儲指令，實現(xiàn)邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計數(shù)計時和算術(shù)運(yùn)算等功能，用來對各種機(jī)械或生產(chǎn)過程進(jìn)行控制。PLC的特點PLC能如此迅速發(fā)展的原因是由于它具有通用計算機(jī)所不及的一些下列特點(1)可靠性：PLC不需要大量的活動部件和電子元器件，它的接線也大大減少。與此同時，系統(tǒng)的維修簡單、維修時間縮短，因此可靠性得到提高，PLC有較強(qiáng)的易操作性，它具有編程簡單、操作方便、維修容易等特點，因此對操作和維修人員的技能要求降低，容易學(xué)習(xí)和掌握，不容易發(fā)生操作的失誤，可靠性高。(2)易操作性：操作方便，編程方便，維修方便。(3)靈活性：編程的靈活性，擴(kuò)展的靈活性。PLC的基本結(jié)構(gòu)PLC的型號、規(guī)格繁多。它主要由中央處理單元CPU、存儲器、輸入、輸出等部分組成。(1)中央處理單元CPU(2)存儲器PLC的存儲器用來存放程序和數(shù)據(jù)。程序分系統(tǒng)程序和用戶程序。①系統(tǒng)程序存儲器該存儲器存放系統(tǒng)程序(系統(tǒng)軟件)。系統(tǒng)程序是PLC研制者所編的程序，它是決定性能的關(guān)鍵。系統(tǒng)程序包括監(jiān)控程序、解釋程序、故障自診斷程序、標(biāo)準(zhǔn)子程序庫及其他各種管理程序等。系統(tǒng)程序由制造廠家提供，一般都固化在ROM或EPROM中，用戶不能直接存取。系統(tǒng)程序用來管理、協(xié)調(diào)PLC各部分的工作，翻譯、解釋用戶程序，進(jìn)行故障診斷等。②用戶程序存儲器該存儲器存放用戶程序(應(yīng)用軟件)。用戶程序是用戶為解決實際問題并根據(jù)PIC的指令系統(tǒng)而編制的程序，它通過編程器輸入，經(jīng)CPU存放入用戶存儲器。為便于程序的調(diào)試、修改、擴(kuò)充、完善，該存儲器使用RAM。③變量(數(shù)據(jù))存儲器變量存儲器存放PLC的內(nèi)部邏輯變量，如內(nèi)部繼電器、FO寄存器、定時器/計數(shù)器中邏輯變臉的現(xiàn)行值等，這些現(xiàn)行值在CPU進(jìn)行邏輯運(yùn)算時需隨時讀出、更新有關(guān)內(nèi)容，所以，變量存儲器也采用RAM?，F(xiàn)今用戶程序存儲器和變量存儲器常采用低功耗的CMOS—RAM及鋰電池供電的掉電保持技術(shù)，以提高運(yùn)行可靠性。通常PLC產(chǎn)品資料中所指的內(nèi)存儲器容量，是指用戶程序存儲器而言，且以字(6位/字)為單位來表示存儲器的容量。(3)輸入輸出接口(簡稱I/O)輸入輸出接口是CPU與工業(yè)現(xiàn)場裝置之問的連接部分，是PLC的重要組成部分。與微機(jī)的I/O接口工作于弱電的情況不同，PLC的I/O接口是按強(qiáng)電要求設(shè)計的，即其輸入接口可以接受強(qiáng)電信號，其輸出接口可以直接和強(qiáng)電設(shè)備相連接。對于小型PLC，廠家通常將I/O部分就裝在PLC的本體部分，而對于中、大型PLC，各廠家通常都將I/O部分做成可供選取、擴(kuò)充的模塊組件，用戶可根據(jù)自己的需要選取不同功能，不同點數(shù)的組件來組成自己的控制系統(tǒng)。為便于檢查，每個I/O點都接有指示燈，某點接通時，相應(yīng)的指示燈發(fā)光指示。用戶可以方便地檢查各點的通斷狀態(tài)。①輸入接口輸入接口的功能是采集現(xiàn)場各種開關(guān)接點的狀態(tài)信號，并將其轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的邏輯電平，送給CPU處理．一般的輸入信號多為開關(guān)量信號，各種開關(guān)量輸入接口的基本結(jié)構(gòu)大同小異，常有直流和交流開關(guān)量輸入接口電路兩種。交流開關(guān)量輸入接口電路與直流開關(guān)量輸入接口電路的主要區(qū)別是，前者要由現(xiàn)場提供交流電流，輸入的交流信號經(jīng)整流后得到直流，再去驅(qū)動光電耦合器。在機(jī)械設(shè)備中，除開關(guān)量外，還常遇到一些模擬量如溫度、壓力、位移和速度等。對這些模擬量進(jìn)行采集時，必須經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ACD)將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，才能為PLC的CPU所接受。②輸出接口為適應(yīng)不同的負(fù)載，輸出接口有多種方式。常用的有晶體管輸出方式、晶閘管輸出方式和繼電器輸出方式。晶體管輸出方式用于直流負(fù)載；雙向晶閘管輸出方式用交流負(fù)載，繼電器輸出方式可用于直流負(fù)載，也可用于交流負(fù)載。一些PLC還具有模擬輸出接口，用于需要摸擬信號驅(qū)動的負(fù)載。(4)編程器編程器是PLC中一種主要的外部設(shè)備，它是開發(fā)、維護(hù)PLC擰制系統(tǒng)的必備設(shè)備。編程器用于用戶程序的編制、編輯、調(diào)試、檢查和監(jiān)視，還可以通過其鍵盤去調(diào)用與顯示PLC的一些內(nèi)部狀態(tài)和系統(tǒng)參數(shù)。它通過通信端口與CPU聯(lián)系，完成人機(jī)對話連接。編程器上有供編程用的各種功能鍵和顯示燈，以及編程、監(jiān)控轉(zhuǎn)換丌關(guān)。編程器的鍵盤采用梯形圖語言鍵符，也可以采用軟件指定的功能鍵符，通過屏幕對話方式進(jìn)行編程．編程器有便攜式和CRT智能式兩大類，前者只能聯(lián)機(jī)編程，而后者既可聯(lián)機(jī)編程，又可脫機(jī)編程。便攜式編程器體積小，重量輕，可隨身攜帶，便于在生產(chǎn)現(xiàn)場使用。一般的小型PLC主要采用便攜式編程器。編程器是專用的，不同型號的PLC都有自己專用的編程器，不能通用。PLC正常工作時，不一定需要編程器。因此，多臺同型號的PLC可以只配一個編程器。(5)其他設(shè)備PLC的外部設(shè)備還有盒式錄音機(jī)、打印機(jī)、EPROM寫入器及高分辨率屏幕彩色圖形監(jiān)控設(shè)備等。PLC的工作原理與普通微機(jī)類似，PLC也是由硬件和軟件兩大部分組成的。在軟件的控制下，PLC才能正常地工作。軟件分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩部分。PLC的基本工作如下：(1)輸入現(xiàn)場信息：在系統(tǒng)軟件的控制下，順次掃描各輸入點的狀態(tài)；(2)執(zhí)行程序：順次掃描用戶程序中的各條指令，根據(jù)輸入狀態(tài)和指令內(nèi)容進(jìn)行邏輯運(yùn)算；(3)輸出控制信號：根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，輸出狀態(tài)寄存器向各輸出點并行發(fā)出相應(yīng)的控制信號，實現(xiàn)所要求的邏輯控制功能。上述過程執(zhí)行完后，又重新開始，反復(fù)地執(zhí)行。每執(zhí)行一遍所需的時間稱為掃描周期。PLC的掃描周期通常為幾十毫秒。在實際應(yīng)用中，大多數(shù)機(jī)械設(shè)備的工作過程可以分為一系列不斷重復(fù)的順序操作，PLC的工作方式與此相似。因此，PLC的程序可與機(jī)器的動作一一對應(yīng)，程序編制簡單、直觀，不容易出錯，而且容易修改，從而大大減少了軟件的開發(fā)費(fèi)用，縮短了軟件的開發(fā)周期。為了提高工作的可靠性，及時接收外來的控制命令，PLC在每次掃描期間，除完成上述三步操作外，通常還要進(jìn)行故障自診斷，完成與編程器等的通信。每次掃描開始，先執(zhí)行一次自診斷程序，對各輸入輸出點、存儲器和CPU等進(jìn)行診斷，診斷的方法通常是測試出各部分的當(dāng)前狀態(tài)，并與正常的標(biāo)準(zhǔn)狀念進(jìn)行比較，若兩者一致，說明各部分工作正常，若不一致則認(rèn)為有故障。此時，PLC立即啟動關(guān)機(jī)程序，保留現(xiàn)行工作狀態(tài)，并關(guān)斷所有輸出點，然后停機(jī)。診斷結(jié)束后，如沒發(fā)現(xiàn)故障，PLC將繼續(xù)往下掃描，檢查是否有編程器等的通信請求。如果有則進(jìn)行相應(yīng)的處理，比如，接受編程器發(fā)來的命令，把要顯示的狀態(tài)數(shù)據(jù)、出錯信息送給編程器顯示等。處理完通信后，PLC繼續(xù)往下掃描，輸入現(xiàn)場信息，順序執(zhí)行用戶程序，輸出控制信號，完成一個掃描周期。然后又從自診斷開始，進(jìn)行第二輪掃描。PLC就這樣不斷反復(fù)循環(huán)，實現(xiàn)對機(jī)器的連續(xù)控制，直到接收到停機(jī)命令，或因停電、出現(xiàn)故障等才停止工作。本章小結(jié)本章主要講了PLC的定義和發(fā)展，PLC能夠迅速發(fā)展的優(yōu)勢特點，以及講解了PLC的基本結(jié)構(gòu)和PLC的工作原理。

第五章火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計本系統(tǒng)主要由檢測系統(tǒng)子系統(tǒng)、中央控制器、報警子系統(tǒng)系統(tǒng)和滅火子系統(tǒng)系統(tǒng)四個部分組成，檢測子系統(tǒng)主要傳感器組成。為了提高系統(tǒng)可靠性，減少誤報和漏報，本系統(tǒng)采用了感煙和感溫兩種傳感器，能同時根據(jù)情況發(fā)出火災(zāi)信號。報警子系統(tǒng)主要采用喇叭式和燈閃爍式兩種方案，本系統(tǒng)采用喇叭報警，便于長距離的火災(zāi)信號傳遞，以便于人們的疏散和系統(tǒng)自動的控制。建筑狀況教學(xué)樓是學(xué)院學(xué)生集中上課的場所，教學(xué)樓內(nèi)來往學(xué)生教師較多，在其內(nèi)部還有各種貴重設(shè)備、資料、文獻(xiàn)等，所以一定要做好防火等工作。該樓共八層，三到八層為通用層，一層高5m，標(biāo)準(zhǔn)層為4m，總共33m。。依據(jù)《高層民用建筑防火設(shè)計規(guī)范》，該建筑為二類建筑，耐火等級為二級。防火分區(qū)的劃分教學(xué)樓共八層，其中三到八層為通用層，一二層高5m，標(biāo)準(zhǔn)層為4m，總共34m。。依據(jù)《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》將其界定為二級保護(hù)對象。依據(jù)《高層民用建筑防火設(shè)計規(guī)范》，該建筑為二類建筑，耐火等級為二級。。高層建筑內(nèi)應(yīng)采用防火墻等劃分防火分區(qū)，每個防火分區(qū)允許最大建筑面積，不應(yīng)超過下表的規(guī)定。建筑類別每個防火分區(qū)建筑面積(m2)一類建筑1000二類建筑1500地下室500表5-1每個防火分區(qū)的允許最大建筑面積注：1設(shè)有自動滅火設(shè)備的防火分區(qū)，其最大允許建筑面積可按本表增加一倍，局部設(shè)置時，增加面積可按局部的一倍計算。2高層主體建筑與相連的附屬建筑之間，如設(shè)有防火墻等防火分隔設(shè)施，其附屬建筑的防火分區(qū)面積可按本表增加一倍。由于教學(xué)樓設(shè)有自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)備允許把建筑面積增加一倍，所以把每層劃分為一個防火分區(qū)，共分為八個防火分區(qū)。探測區(qū)域和報警區(qū)域的劃分火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的保護(hù)對象形式多樣，功能各異，規(guī)模不等。為了便于早期探測、早期報警，方便日常的維護(hù)管理，在安裝的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)中，人們一般都將其保護(hù)空間劃分為若干個報警區(qū)域。每個報警區(qū)域又劃分了若干個探測區(qū)域。這樣這可以在火災(zāi)時，能夠迅速、準(zhǔn)確地確定著火部位，便于有關(guān)人員采取有效措施。

因此，所謂報警區(qū)域就是人們在設(shè)計中將火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的警戒范圍按防火分區(qū)或樓層劃分的部分空間，是設(shè)置區(qū)域火災(zāi)報警控制器的基本單元。一個報警區(qū)域可以由一個防火分區(qū)或同樓層相鄰幾個防火分區(qū)組成，但同一個防火分區(qū)不能在兩個不同的報警區(qū)域內(nèi)；同一報警區(qū)域也不能保護(hù)不同樓層的幾個不同的防火分區(qū)。1、報警區(qū)域的劃分根據(jù)《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定，報警區(qū)域宜由一個防火分區(qū)或同樓層的幾個相鄰的幾個組成，所以把每層分別單獨作為一個報警區(qū)域，滿足火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范的規(guī)定。2、探測區(qū)域的劃分由于該建筑為二級保護(hù)對象，規(guī)范規(guī)定：探測區(qū)域應(yīng)按獨立房(套)間劃分。一個探測區(qū)域的面積不宜超過500m2；從主要人口能看清其內(nèi)部，并且面積不超過1000m2的房間，也可劃為一個探測區(qū)域。根據(jù)以上的規(guī)定我把(1)教學(xué)樓每層的房間都是小空間，所以把每層的每個房間單獨劃分為一個探測區(qū)域。(2)把敞樓梯間單獨劃分為一個探測區(qū)域，每隔2～3層劃分為一個探測區(qū)域并且設(shè)置一個火災(zāi)探測器。(3)把前室（包括防煙樓梯間前室、消防電梯前室、消防電梯與防煙樓梯間合用的前室）和走道分別單獨劃分探測區(qū)域。特別是前室與電梯豎井、疏散樓梯間及走道相通，在發(fā)生火災(zāi)時煙氣更容易聚集或流過，是人員疏散和消防撲救的必經(jīng)之地，故應(yīng)裝設(shè)火災(zāi)探測器。對于一般電梯前室雖然不是人員疏散必經(jīng)之地，但該前室與電梯豎井相通，也是在發(fā)生火災(zāi)時煙氣容易聚集或流過，也單獨劃分探測區(qū)域及裝設(shè)火災(zāi)探測器。(4)把電纜豎井單獨劃分探測區(qū)域并裝設(shè)火災(zāi)探測器。一則是恐怕豎井形成拔煙火的通道；二則是恐怕發(fā)生火災(zāi)時火勢沿電纜延燃。對電纜豎井裝設(shè)火災(zāi)探測器是十分必要，并配合豎井的防火分隔要求，每隔2～3層或每層安裝一個?；馂?zāi)探測器的選擇、布置和計算：(1)對火災(zāi)初期有陰燃階段，產(chǎn)生大量的煙和少量的熱，很少或沒有火焰輻射的，選用感煙探頭；(2)對火災(zāi)發(fā)展迅速，產(chǎn)生大量熱、煙和火焰輻射的，選用感煙探頭、感溫探頭、火焰探頭或它們的組合；(3)對火災(zāi)發(fā)展迅速，有強(qiáng)烈的火焰輻射和少量煙、熱的，選用火焰探頭；(4)對情況復(fù)雜或火災(zāi)形成特點不可預(yù)料的，可進(jìn)行模擬實驗，根據(jù)實驗選用適宜的探頭。(5)在不同高度的房間設(shè)置火災(zāi)探測器時可參照表的規(guī)定。房間高度(m)感煙探測器感溫探測器一級二級三級12<h≤20不適合不適合不適合不適合8<h≤12適合不適合不適合不適合6<h≤8適合適合不適合不適合4<h≤6適合適合適合不適合h≤4適合適合適合適合圖5-2點型感煙、感溫火災(zāi)探測器的實用高度2.探測器總數(shù)確定首先確定一個探測區(qū)域所需設(shè)置的探測器數(shù)量，其計算公式為：N=S÷KA式中：N—探測器數(shù)量（只），取整數(shù)；S—-該探測區(qū)域的面積（m2）A—-探測器的保護(hù)面積（m2）K—～～～.注：感煙和感溫探測器均以此公式計算。

PLC的選用用三菱系列的PLC，此系列的PLC具有結(jié)構(gòu)緊湊、模塊化、可擴(kuò)展性強(qiáng)、指令集豐富等特點。所選用的CPU型號可擴(kuò)展多個模塊，并且提供14個數(shù)字量輸入和10個數(shù)字量輸出。輸入/輸出接口電路均采用了光耦合電路，對外界接口具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。該模塊具有2路模擬量輸出，電流全量程分辨率為11位，25℃時的精度為±%，穩(wěn)定時間為2ms?？蓾M足比較復(fù)雜的控制系統(tǒng)的要求樓宇消防PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計探測器及噴淋泵系統(tǒng)的硬件構(gòu)成及控制要求(1)探測器及噴淋泵系統(tǒng)的硬件構(gòu)成圖5-4探測器及噴淋泵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖主要組成部件有：1上水箱、2下水箱、3上水箱水位傳感器、4下水箱水位傳感器、5上水箱供水泵A、6上水箱供水泵B、7下水箱供水閥、8聲光報警器、9排煙風(fēng)機(jī)、10煙感和溫感傳感器、11噴淋泵、12噴淋頭。(2)探測器及噴淋泵系統(tǒng)的有效運(yùn)行有以下主要控制要求：圖5-5探測器及噴淋泵系統(tǒng)的SFC圖當(dāng)系統(tǒng)上電后，煙感報警器或者溫感報警器發(fā)出信號后，系統(tǒng)進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。①PLC控制打開噴淋泵，并計時10s。如果10s計時結(jié)束后，噴淋管道內(nèi)沒有水流產(chǎn)生（水流傳感器的水流信號）。關(guān)閉噴淋泵，并打開噴淋泵的工作故障燈，等待工作人員檢修。②PLC控制打開排煙風(fēng)機(jī)，當(dāng)高溫傳感器發(fā)出高溫信號時，說明此時火災(zāi)建筑物內(nèi)不可能存在人員幸存，如果保持排風(fēng)機(jī)開啟只能增加火力，因此需要關(guān)閉排煙風(fēng)機(jī)。③當(dāng)上水箱處于低水位時說明需要進(jìn)行補(bǔ)水，因此開啟噴淋泵。噴淋泵的開啟規(guī)則為：A，B泵交替開啟。當(dāng)上水箱達(dá)到高水位時關(guān)閉噴淋泵。其間打開A，B任何泵時都進(jìn)行10s的計時，如果計時時間到，補(bǔ)水管仍沒有水流產(chǎn)生（水流傳感器的水流信號）時，說明水泵故障，此時打開A泵（或B泵）故障指示燈，并切換到B泵（A泵），同時進(jìn)行計時，如果10s后無水流感應(yīng)，再次打開本水泵故障指示燈，切換到另外一個水泵，如此循環(huán)。④當(dāng)下水箱水位為低時開啟下水箱補(bǔ)水閥，同時計時10s。如果計時時間到，且下水箱補(bǔ)水水流指示無信號時開啟下水箱補(bǔ)水閥故障指示。當(dāng)下水箱水位為高時停止補(bǔ)水。以上四步為并行。當(dāng)上水箱和下水箱的水位均為滿時按下復(fù)位按鈕，系統(tǒng)回到初始狀態(tài)。

消防聯(lián)動的設(shè)計 消防聯(lián)動包括監(jiān)視和控制兩部分。教學(xué)樓樓需要監(jiān)視的設(shè)備有水流指示器、信號閥、報警閥；需要控制的設(shè)備有消防泵、防排煙系統(tǒng)、火災(zāi)事故廣播等。消防聯(lián)動在整個系統(tǒng)中占有重要的地位，當(dāng)探測器探測到火災(zāi)信號發(fā)送至報警控制中心，經(jīng)主機(jī)分析確認(rèn)后，向需要聯(lián)動設(shè)備發(fā)出信號，啟動滅火設(shè)備撲救火災(zāi)，同時啟動滅火和防排煙設(shè)備，阻止火災(zāi)蔓延。(1)火災(zāi)報警控制器(2)室內(nèi)消火栓系統(tǒng)(3)防排煙系統(tǒng)(4)火災(zāi)事故廣播(1)室內(nèi)消火栓系統(tǒng)的聯(lián)動設(shè)計室內(nèi)消火栓系統(tǒng)中的每一個消火栓都配有一個消火栓啟動按鈕，本設(shè)計采用編碼消火栓按鈕，直接接入火災(zāi)報警控制器，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)的時候可以直接啟動消防泵，啟泵的同時向消防控制中心發(fā)出反饋信號。在消火栓按鈕處設(shè)有啟泵指示燈，用來指示消防泵的運(yùn)行狀態(tài)，同時消防控制室可控制消防泵的啟、停；顯示消火栓水泵的工作、故障狀態(tài)；顯示消火栓啟泵按鈕的位置（見消火栓控制原理圖5-9）。圖5-9消火栓控制原理圖當(dāng)某一層出現(xiàn)火災(zāi)事故時候，其那一層的開關(guān)AN斷開，所以線圈1ZJ失電，因為1SJ得電，所以2ZJ開關(guān)閉合，所以GD工作。開關(guān)1Q閉合，哪一次出現(xiàn)事故哪一層就會發(fā)出反饋信號。圖5-10消火栓控制梯形圖圖5-11消火栓PLC控制I/O圖(2)防排煙系統(tǒng)的聯(lián)動設(shè)計圖5-12排煙風(fēng)機(jī)控制電路圖每層任一感煙探測器、火災(zāi)手動報警按鈕動作后，向報警控制中心發(fā)出警報，同時啟動相鄰層排煙閥，并啟動消防排煙風(fēng)機(jī)。當(dāng)樓