基于PLC消防报警系统设计.docx

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1、基于PLC的消防报警系统设计摘要火灾对国民经济和人民生命造成了巨大危害，但国外兴旺国家对火灾的预防及应对上我国和国外兴旺国家仍存在较大差距，因此，设计出一种可靠高效的消防报警控制系统是非常迫切的。本设计完成了利用主要核心控制部件西门子SIMTICS7-300型PLC对消防报警控制系统的设计。首先，根据具体的控制对象选择适宜的S7-3OO系列CPU,这是控制系统的核心部件，在选择了一些火灾探测器的类型，探测器的选择好坏关系到报警及其它后续系列动作的关键。其次，选择与S7-300相匹配的扩展模块，如数字I/O模块、模拟I/O模块、电源模块等。最后，完成了控制系统的整体设计，到达了控制目标。关键词：

2、PLC；控制系统；消防报警PLCBasedFireAlarmSystemDesignABSTRACTFireonthenationaleconomyandpeopleslivescausedgreatharm,butdevelopedcountriesforfirepreventionandtheresponsetoourcountryandabroad,thereisstillawidegapbetweenthedevelopedcountries,therefore,todesignareliableandefficientfirealarmcontrolsystemisveryurgen

3、tthe.ThemainadvantageofthisdesigniscompletedthecorecontrolunitSiemensSlMATICS7-300PLCtypeoffirealarmcontrolsystemdesign.Keyfirst,dependingonthecontrolobjecttoselecttheappropriateS7-3(X)seriesCPU,whichisthecorecomponentofthecontrolsystem,thechoiceofsometypeoffiredetector,thedetectoralarmrelatedtothec

4、hoiceofgoodorbad,andotherfollow-upactionseries.Second,selecttheS7-300tomatchtheexpansionmodules,suchasdigitalI/Omodules,analogI/Omodules,powermodules.Finally,tocompletetheoveralldesignofthecontrolsystemtoachievethecontrolobjectives.KeyWords：ProgramableLogicControl；ControlSystem；TheFireFightReportToT

5、hePolice目录第一章绪论11. 1课题研究的目的和意义11.2 课题背景11.3 国内外消防报警系统的现状及开展情况1火灾消防报警系统开展历程1消防火灾报警系统在国外的开展情况2消防火灾报警系统在国内的开展情况21.4 消防火灾报警系统的分类2第二章系统的传感器的选型及其特性32.1 烟感器、液位传感器32.2 感烟器的选择32.3 液位传感器的选择3第三章系统的硬件设计43.1 消防报警系统的要求、原理图设计4控制要求4消防报警系统工作原理图43.2 PLC相关模块的选择53. 2.1PLC的CPU模块的选择54. 2.2电源模块的选择65. 2.3变速频率调节器66. 2.4系统的硬

6、件列表63.3 系统的电气回路图173. 3.1消防水泵单相交流电机电气回路图17排烟风扇单相交流电机的电气回路图184. 3.3防火卷帘门三相交流电机的电气回路图195. 3.4储水水箱的PID控制的三相交流电机的电气回路图206. 3.5系统输入输出点：20第四章控制系统的软件设计214.1 系统的软件程序流程214.2 STEP7编程软件224. 2.1STEP7介绍225. 2.2STEP7编程的各个步骤224. 2.4组合硬件和软件234.3 3STEP7硬件组态234. 3.1消防报警控制系统的PLC模块在STEP中的选择245. 3.2控制主程序244.4 用组态王监控软件组态监

7、控消防控制系统244. 4.1组态王简介244.5 在组态王中建立监控消防报警控制系统244. 5.1新建一个工程工程245. 5.2选择与PLCS7-300作为连接设备具体过程如下256. 5.3在数据词典中定义变量257. 5.4所要监控的具体的输入输出量为下列图：258. 5.5在编完程序后，在VIEW中演示的结果为25参考文献25致谢25第一章绪论1.1 课题研究的目的和意义火灾早就成为危害我国的重大灾害之一。随着我国经济的快速开展，高楼和地下建筑开展的日益迅速，火灾发生的概率大大增加，每年在国内火灾发生的几率和造成的损失在慢慢增多。火灾报警系统的研究就是可以帮助我们尽早的发现早期火灾

8、，将火灾的范围控制到最小。研制火灾报警控制器的目的是为了立足于掌握核心开发技术，降低系统本钱。尽管通过近几年的消防治理整顿，取得了不少成绩，但与其他国家相比，千次火灾死亡人数较多，我国的火灾形势不容乐观，加之我国经济在高速开展，生活水准大幅度提高，各种生产、办公以及居住场所火灾大增，塑料制品和双层玻璃的大量应用，使火场的外部求援困难重重。因此，设计简单实用的火灾报警控制系统有着防止和减少火灾危害、保护人身平安和财产平安的重要意义。1.2 课题背景随着科技的开展，生活水平的提高，现代的高楼大厦逐渐变成智能化，这也是国家未来重要的开展走向。随着我国快速的开展，人们的生活和居住环境不断的改善，在没用

9、居住的后顾之忧后，人们对自己的平安越来越重视。显然说明，社区的保安远远满足不了人们的需求。现在人们在居住环境的要求优先考虑的是小区平安建设是否完善。今天人们居住比拟密集、引起火灾发生的危险设备比拟多，所以对火灾发生的防治要求高。为了早期发现和扑救火灾，防止和减少火灾危害，保护人身和财产平安，火灾自动报警系统已成为必不可少的设施。火灾作为危害人类生存的大敌，越来越受到人们的重视。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，以便控制和扑灭火灾，保障生命平安。消防火灾报警系统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，其自身技术水平也随着人们需求

10、的不断提高，在功能、结构、形式等方面不断地完善。1.3 国内外消防报警系统的现状及开展情况火灾消防报警系统开展历程火灾消防报警系统，从开展过程来看，大体可分为三个阶段。第一阶段：多线型火灾自动报警系统。每个探测器除需提供两根电源线外，还需提供一根报警信号线，探测器电源由报警器提供，探测器的信号线均连接到报警显示盘上，报警时点亮相应的指示灯，如日本日探公司生产的CPF火灾报警系统，此类系统的功能一般以报警为主，辅以一些简单的联动功能（也为多线制），如驱动警铃等，其报警器对外围探测器无故障检测功能，只会对电源线的断线做出故障反响，安装此类系统比拟繁琐，特别是校线工作量较大。第二阶段：总线型火灾自动

11、报警系统。这种自动报警系统已采用微处理器控制，其线制一般有四线制、三线制、二线制，探测器和模块均采用地址编码形式，通过总线与控制器实现信号传送，其探测器的报警形式为开关量，它的灵敏度在制造时，通过硬件决定，不可调整，此类系统可进行现场编程，并通过各种模块对各联动设备实行较复杂的控制，此类系统己具有系统自检以及对外围器件的故障检验等功能，但对故障类型不能区分，目前国内生产的火灾自动报警系统大多数为此类产品，由于此类产品具有报警和控制功能，它的施工、安装较为方便，且价格较低，己被大量使用。第三阶段：智能型火灾自动报警系统。由于采用了先进的计算机控制技术，智能化程度大大提高，探测器的报警形式采用数字

12、量，并可通过软件对其灵敏度根据使用场合、时间进行设定和调整，如可设定白天、夜间、休息日不同灵敏度。对探测器的使用环境参数变化较大的场所，灵敏度设定相对低一些，对环境较稳定或一些重要的场所，灵敏度设定相对高一些，这一功能可提高系统的稳定性及可靠性，减少误报。消防火灾报警系统在国外的开展情况国外一些较兴旺的国家，他们有相当完善的火灾早报和扑灭的消防体系。而当地政府都会给与大笔的款项用于设备的更新、设备维护等。一些国家例如德国、日本、美国等就利用电脑与用户终端的传感器或者用户终端信号采集器相连，对火灾自动报警设备实时监控以及故障远程传输。例如：美国、英国、日本等国家在建设和应用城市火灾自动报警监控系

13、统这方面均有很成功的经验。他们将自动火灾报警作为公共报警手段接入监控系统，运行多年未出现问题，消防中心对火灾发生的地点、火灾发生类型，并调度消防部队迅速到达现场，自动报警监控系统在此起到了很大的作用。此外，这些国家在监控系统管理方面比拟标准，专门成立一个监控效劳机构，该机构的责任是保证火灾报警数据通信畅通，为用户效劳，对用户负责，同时向消防部队传送可靠的火灾报警信息，而消防部门的主要责任是对此类效劳机构进行资质审查及监督管理。这种管理运作方式己经取得了良好的效果0。消防火灾报警系统在国内的开展情况我国的火灾报警装置起步比拟晚，同比国外有很大的差距，但是最近几年火灾报警控制系统有了不菲的进步。我

14、国从70年代开始生生产火灾报警的产品。到了80年代，我国国内制作的消防火灾产品多已模仿为主国内主，又或是引进国外的一些技术，没用自己核心的技术，国内这方面的的市场也是刚刚起步。火灾报警产品的开展主要在90年代，国家政策的支持和国际化使得很多国外知名企业进入中国消防市场，带来了很多先进成熟的技术，从而促进了我国消防产业的开展.有些企业慢慢有了自己的核心技术，在世界的领域有了不菲的成绩。1.4 消防火灾报警系统的分类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。它能够在火灾初期，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

15、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。-般火灾自动报警系统和自动喷水灭火系统、室内消火栓系统、防排烟系统、通风系统、空调系统、防火门、防火卷帘、挡烟垂壁等相关设备联动，自动或手动发出指令、启动相应的装置2。第二章系统的传感器的选型及其特性2.1 烟感器、液位传感器本控制系统中用到烟雾浓度、液位高度的数据采集，故本章重点介绍这二种物理量采集的传感器的选择。2. 2感烟器的选择火灾的起火过程一般都伴有烟、热、光三种燃烧产物。在火灾初期，由于温度较低，物质多处于阴燃阶段，所以产生大量烟雾。烟雾是早期火灾的重要特征之一，感烟式火灾探测器是能对可见的或

16、不可见的烟雾粒子回应的火灾探测器。它是将探测部位烟雾浓度的变化转换为电信号实现报警目的一种器件。感烟式火灾探测器有离子感烟式、光电感烟式、激光感烟式等几种型式。离子感烟式探测器是点型探测器，它是在电离室内含有少量放射性物质(三-241),可使电离室内空气成为导体，允许一定电流在两个电极之间的空气中通过，射线使局部空气成电离状态，经电压作用形成离子流，这就给电离室一个有效的导电性。当烟粒子进入电离化区域时，它们由于与离子相接合而降低了空气的导电性，形成离子移动的减弱。当导电性低于预定值时，探测器发出警报。光电感烟探测器也是点型探测器，它是利用起火时产生的烟雾能够改变光的传播特性这一根本性质而研制的。根据烟粒子对光线的吸收和散射作用。光电感烟探测器又分为遮光型和散光