基于PLC的火灾报警控制系统设计

孙 聪

(黑龙江省林业设计研究院，黑龙江 哈尔滨 150080)

化工生产装置放置大量易燃易爆物品，是极其危险的场所，如果突然发生火灾，其相应消防工作也无法开展，疏散人员以及现场扑救都变得困难，最终导致人员伤亡和财产损失惨重。为了避免这种危险事件发生，就必须使用性能稳定、可靠的火灾自动报警系统。以PLC为核心控制器，应用于PLC火灾自动报警系统，则可达到较好的安全性、稳定性等效果。

1 系统设计整体思路

本次对于火灾自动报警系统的设计是在以现代高层建筑火灾自动报警系统为设计前提。以现代石油化工装置企业对火灾自动报警系统为具体要求对其开展设计。

1.1 设计原则及设计目的

设计原则:现代先进技术，符合现代经济，应用便捷，安全可靠。

设计目的:提早发现火灾发生，及时通报，最大化减少火灾危害，保证人身财产安全最大化。

1.2 设计要求

(1)自动控制系统中消防设备的开启及停止功能，并对其工作状态进行显示。

(2)显示被保护对象准备位置，显示安全通道及消防栓水栓等具体位置或者相关平面模拟图。

(3)显示工作状态下系统供电情况。

(4)火灾发生时第一时间发出火警疏散信号，显示火灾发生准确位置。

(5)第一时间切断附近相关部位非消防电源，接通报警装置，开启应急照明灯及各处应急疏散灯。

(6)做好消防水泵，排烟机等机械电动手动双重控制。

(7)确认火情后，及时启动灭火排烟装置。

2 火灾自动报警系统工作原理

火灾自动报警装置由几部分组成，火灾探测器，火灾报警器及相对应的信号指示灯和排烟灭火系统。

火灾探测器的工作原理为:在火灾发生时会产生高温、火焰、烟雾等现象，而火灾探测器便可以在第一时间探测到这些现象并及时改变工作状态。其中包括是工作中的电压电流或部分机械产生相应变化或位移，而后通过对信号加以放大传输，最后向消防控制中心发出火警信号。同时预备人员进行灭火行动或及时撤离火场。启动相应的排烟设备，开启消防电梯，关闭防火门(包括防火卷帘门)启动消火栓、水喷淋等灭火装置，保证财产损失最小化。

消防联动灭火系统主要包括喷头、阀门、检验报警装置及供水管道组成，此设计需要保证供水管道一直有水，从而不涉及到阀门开关等设备，灭火也采用相应雨林喷水系统。

2.1 消防联动控制系统组成部分

火灾自动报警装置与联动系统装置包括火焰探测器、火灾播报系统、排烟系统、雨林喷水系统，该系统的监视设备为火焰探测器，PLC作为核心控制装备，相应的火灾播报系统，防烟系统等为执行系统。火灾发生时，有由火焰探测器发现火灾信号并开始进行播报，疏散人员，而后自动开启灭火装置，启动关闭防火门从而避免火势蔓延[1]。

2.2 消防联动控制系统工作原理

本次设计运用于一个高层办公楼以及一个化工企业库房的火灾自动报警和联动系统。在办公楼的每一层都设有排烟装置，火灾播报系统，安全疏散指示牌。每个室内都安装了火灾探测器、灭火喷头等。化工仓库中可在控制室观察相应信号灯指示，绿色为使用情况正常。当火灾发生时，火灾探测仪把信息及时发送给控制中心，PLC控制中心在确认情况属实后立即对其采用火灾联动消防系统，这是控制室中观察到的相应指示灯会成红色，播报系统通知火灾发生地点，疏导人员撤离。启动排烟灭火装置，一切结束后手动复位按钮，一切系统回归正常[2]。

3 控制系统的硬件布置

系统控制中心将采用SiemensS7_200PCL系统，它是西门子公司为了小型控制系统专门制作的，它的特点是质量高，相应产品丰富，操作方便。功能强大之处，不论是单机操作或是联网都能对其实现操控。

4 控制系统软件编程

火灾报警消防联动系统采用的是STEP7编程软件，它是用于SiemensS7_200的标准软件，在自动化项目的创造阶段皆有参与。设计采用的是PID控制系统，从而实现报警设备、灭火装置等控制，操作性强。程序在编程完成后通过RS485串口线下载到plc，通过设置是PLC运用于控制中心。

5 最终系统设计结果

当火灾探测器发现有火灾发生或工作人员按下手动按钮后，火灾播报系统开始发出提示，火灾发生地点附近相应开关全部关闭，防火门开启，每一楼层安全指示灯亮，洒水系统接到指示后开始自动灭火，在此之后摁下手动复位按键，一切相应设备回到原始状态[3]。

本系统设计的最终目的使研制出的火灾自动防火系统能及时准确的进行报警，控制室点亮消防指示灯，尽快疏散人员并结合消防系统解决火灾发生的问题，在此过程中避免人员伤亡，再将PCL和单片机进行对比后可以发现，相对于单片机，PLC在编程方面更方便，因为单片机的编程软件为KEIL，这种处理方式相比较前一种更加麻烦而且编程过程中需要对其进行中断，但是两个方面当然是更好的更方便的PLC价格更高一点。最后，对PLC编程时，重点注意避免电源故障，电缆故障而导致的死机，会导致数据无法保存，设计中途失败。所以在系统设计过程中切勿掉以轻心，在操作过程中的成功才是真正的成功。