电气自动化在消防控制系统中的应用分析

作者简介：

张晓臣（1987- ），男，满族，辽宁北镇人，本科，中级工程师，研究方向：自动化。

摘要：

本文旨在分析电气自动化在消防控制系统中的应用，探讨其在火灾检测与报警系统、火灾扑救系统、人员安全疏散以及监控与报告等方面的作用。通过对消防控制系统和电气自动化技术的概述，深入研究了这两者的结合对提高火灾安全水平的重要性。本文总结了电气自动化在消防控制系统中的关键应用，并强调了其在保护人员生命和财产安全方面的重要作用。

关键词：电气自动化；消防控制系统；火灾检测；火灾扑救

引言

消防控制系统是一项关乎人员生命和财产安全的重要领域，其作用不仅仅是在火灾爆发时提供及时警报，更是在火灾发生后采取有效措施进行扑救和疏散。电气自动化技术作为现代工程领域的关键部分，已经在消防控制系统中得到广泛应用，为提高系统效率、准确性和可靠性提供了强大支持。

一、电气自动化技术概述

电气自动化技术的关键在于运用计算机与编程技术操控各类设备和系统，利用编程与算法实现自动化控制，能够执行多样化任务，涉及监控、调整、反馈控制和决策制定。设备与系统在无需人工介入的情况下执行繁琐步骤，能够实现效率与精确度的提升。传感器技术在电气自动化领域至关重要，传感器用于监测环境和设备状态，可以对设备温度、压力、湿度、光照及声音等多方面参数进行监控，随时掌握设备运行状态。传感器将感知到的信息转化为电子信号，电子信号被传输至控制系统以便进行分析和决策。

电气自动化技术的关键是数据获取和处理，对传感器与设备采集的数据进行处理、分析与存储，监控系统状况、预测潛在问题，提高运作效率。通过消防管控模块对数据进行收集和深度处理，进而对火灾状况、疏散人员情况及系统运行状态进行实时监控，在应对突发事件的同时，给予有力支持。通信与网络技术在电气自动化领域发挥着关键作用，设备之间可以实现信息交流，以实现协同运转的目的。通信与网络技术的应用能够使传感器、控制中心和救援设备实时互通信息，以保证紧急情况下快速应对。

二、消防控制系统中的电气自动化应用

（一）火灾检测与报警系统

1.火灾传感器类型和原理

在火灾预防中，火灾传感器扮演着关键角色，工作原理是基于烟雾颗粒对光线的散射效应。传感器由发光元件和光敏感应器组成，通常以光电二极管对烟雾进行探测。有效捕捉光线的微小变化，从而在火灾发生初期提供预警，增加了安全防范的及时性和有效性。光源在无烟环境中发出光束，光直线上行至光敏传感器。然而，当烟雾存在于传感器附近时，光敏传感器感知部分光线，进而触发火警警报。光电型烟雾传感器能迅速捕捉到火灾风险，主要依赖于烟雾散射的高敏感度。

热电式温度传感器的核心功能为监测温度升高，温度上升是其预警监测的关键因素。电阻值随温度升高而降低，传感器能够检测到电阻值的变化，火警预警在温度超过设定限制值时由传感器触发。针对初期温度波动的监测场景，该传感器表现卓越，能够高效检测电气设备与存储设备的过热现象。火焰探测器具备多种效能，包括红外、紫外及紫外与红外组合的感应方法。红外辐射探测器是现代火警系统中的关键组件之一，利用红外辐射的特性来感知火焰。火焰不仅释放热量还发出红外光谱中的光线，这些光线可以被专门的传感器捕捉，从而实现火灾的早期检测。红外与火焰外双重检测技术结合了红外探测与其他感应方式（紫外线探测）的优势，以增强检测的准确性和响应速度。这种双重探测系统可以在多个光谱区域内监测火焰特征。其中，红外探测器专门捕捉从火焰发出的红外光谱，而紫外探测器则捕捉紫外光谱[1]。

2.自动火警报警与通知

声光警报设备是自动火灾警报系统的主要组成部分，建筑内部关键区域均配备了声光警报设备，如室内区域的大厅、走廊、办公室等地点。火灾探测器检测到火源迹象时，声光警报设备将被自动控制系统激活，发出高频音和闪光信号。此外，该设备有助于工作人员迅速确定火源位置，便于疏散撤离，同时能够确保火警救援任务的有序推进。

自动火警报警系统能实现手机短信通知及自动拨打紧急电话。火灾探测器发出警报时能够及时通知相关人员，中心控制系统能自动进行短信或电话推送，向消防人员、建筑管理员、安全员等发出紧急通知。火警信息通过高效实时通知方式迅速传递至相关人员，使其能迅速实施救援行动，如执行警报、撤离员工或启动灭火设施。此外，自动火灾报警设备能与建筑内语音广播系统无缝集成，广播系统能够向全体员工及居民发出火警警报。火警通知广播确保覆盖建筑物内所有人，增强了团队成员的警觉性和应对能力[2]。

（二）火灾扑救系统

1.自动喷水灭火系统

自动喷水灭火系统在消防控制器中至关重要。火灾发生时能自动启动运行，用水雾或水流等灭火剂扑灭火源，遏制火势扩散。该系统广泛应用于火灾风险较高的楼宇、厂房、仓库等地。自动喷水灭火系统核心组件包括喷头、水泵、管道、控制阀及水源。火灾发生时火灾传感器立即检测到火源或烟雾，水泵设备将自主启动运行，控制阀开启使水流经过喷头喷射至火源地点。喷头会自动根据火场实况进行精确调整，提高灭火过程中水流效果，进而降低水资源的无谓消耗。

电气自动化技术在自动喷水灭火系统中至关重要，能监测火源与烟雾的实时状况。火灾得到有效控制后，系统将自动停止供水，降低产生的损害。智能控制优化了自动喷水灭火系统的性能及环保特性。此外，电气自动化技术融入火警报警系统，进一步提高应对紧急情况的效率。火灾探测器感知到火源时自动喷水灭火系统被迅速激活，启动火灾警报设备并通知相关人员，同时及时拨打火警电话。集成有助于火灾的早期防治，使火灾影响降至最低，进而确保人身财产安全[3]。

2.气体灭火系统

气体灭火系统是一种用于扑灭火源的设备，适用于电子设备室、服务器场所、博物馆和档案库等特定环境。气体灭火系统能够实现对火源的控制与扑灭。气体灭火系统常用的灭火气体包括卤代烷、惰性气体（如氮气、氩气）和二氧化碳。上述气体具有防火作用，实施精确浓度控制下的释放至关重要，既确保火源得到妥善管理又能避免过度利用。电气自动化技术能够监控火灾传感器实时反馈的信息，在确认火源位置及火势发展后，操作气体灭火设备精准投放灭火气体，达到灭火目的，确保灭火过程的精确性和高效性。

电气自动化技术可以使火警报警系统和监控系统协同工作。火灾探测器检测到火源，火警警报同步启动，进而及时通知相关人士及消防队伍。此外，监控系统实时追踪气体灭火系统运行及灭火气体浓度，以维持系统整体运行稳定为目标。气体灭火系统有助于提高火灾应对效果，确保系统稳定运行。气体灭火系统优点是没有残留物，也能够避免相关设备和资源受到损害。电气自动化技术精确调控气体灭火系统运作，灭火剂浓度需保持在有效范围内，在扑灭火源的同时也不会对周边环境和设备造成不必要的干扰。高度精准性是气体灭火系统的优势之一[4]。

（三）疏散与人员安全

1.消防门、楼梯和电梯的自动控制

自动控制系统在发现安全问题时会被瞬间激活，保证消防门顺畅开启。建筑物的出口和疏散通道通常设置消防门，火灾发生时需要立即启动以保障人员安全撤离。电气自动化技术对火灾传感器的实时反馈进行监控，检测到火源迹象时，自动控制系统将启动消防门，自动调整策略，以提高疏散效率。电气自动化技术在楼梯照明与通风系统控制方面得到运用。火灾发生时楼梯是疏散人员的关键通道之一，自动控制系统保证楼梯照明电源稳定供应，确保人员能清晰识别楼梯，避免摔倒和混乱情况。此外，电气自动化技术可用于控制通风系统[5]。

火灾发生时，电梯自动控制系统至关重要。火灾发生时电梯应暂停运行，为防止火灾烟雾侵入电梯井。电气自动化技术对火警报警设备的信号进行实时监控，火源确认后自动控制系统能够在第一時间控制电梯运行，确保电梯在火灾现场能正常运行，避免人员被困及阻碍人员疏散。此外，电气自动化技术应用于紧急广播系统，用于向建筑内住户发布火灾警报与疏散引导通知。广播系统能帮助引导人员确定合适的楼梯或出口，以便及时获得最新撤离情况。火灾应急响应的关键一环在于能有效减轻混乱状况，提高撤离过程的安全性。

2.疏散路线的自动导航

自动导航技术在现代消防指挥领域具有核心地位，利用电气自动化技术能够为火灾疏散提供智能引导，确保人员安全疏散。自动导航系统运行取决于消防控制系统内部的实时传感器和监测设备数据。最优撤离路线计算依赖于相关数据信息，自动导航能够实时掌握火势变化，实时调整疏散措施。数据被自动导航设备用于计算最佳撤离路径，其中涉及火源位置、烟雾密度、建筑结构、逃生通道方向和人员分布等内容。电气自动化技术赋予系统实时分析各项因素的功能，识别最短、最优、最稳妥的撤离路径，以便在撤离过程中协助其迅速脱离危险[6]。

自动导航设备利用图形化界面为用户展现导航路线，消防控制面板、移动设备或建筑内部显示屏均可呈现。电气自动化技术驱动导航界面实现实时更新，用于展示火灾现场波动及人员实时位置信息。导航界面通常包括箭头、地图、文字指示和紧急出口标识等，便于员工全面了解疏散通道。此外，自动导航系统可与消防警报设备及语音广播系统协同作业。当火灾探测器检测到火源时，自动导航设备瞬间启动警报系统，现场人员接到疏散通知。这种集成有助于相关人员实时获取火灾数据，及时采取应对措施[7]。

（四）监控与报告

消防监控系统运用消防传感器及监测设备进行实时监测，火灾状况实时监测设备能识别火源、烟雾浓度、温度升高和火焰等参数，进而将数据传输至监控平台。监控系统能实时追踪消防设备的状况，可以对消防喷水设施、气体灭火设备、防火门和电梯等实时监控。运用电气自动化技术进行监控，确保实时呈现设备的运行状况，涵盖了设备运行状况、维修需求等方面的数据，确保火灾发生时消防设备能正常运行，提高了系统的可靠性和稳定性。

高度灵敏的监控系统能实时监测人员撤离情况。监控系统借助电气自动化技术实现数据自动分析，识别人员位置与移动轨迹，指定消防人员紧急疏散特定区域，判断是否有遗留人员或需紧急援助。此外，报告生成系统实时将关键信息传递给消防队员及负责人员。报告涉及火灾情况、疏散步骤、设备状态及各类突发事件。报告生成功能得益于电气自动化技术的应用，通过电子邮件、手机应用或其他通信方式将其发送至相关人员，使他们随时了解火灾状况。

结语

电气自动化技术在消防控制系统中的应用是提高火灾安全性的重要途径。通过提高火灾检测的准确性、加强火警报警和通知系统、优化火灾扑救和疏散过程以及提供实时监控与报告等功能，有效减少了火灾给人员生命和财产安全带来的威胁。未来，随着科技的不断发展，电气自动化技术将继续在消防领域发挥更大作用，为社会安全提供更强有力的保障。

参考文献

[1]

石磊.电气自动化在消防控制系统中的应用分析[J].电气技术与经济，2023（08）：325-327.

[2]项勇.电气自动化控制在消防工程中的应用分析[J].消防界（电子版），2021，7（17）：73+75.

[3]殷芳，齐斌.电气自动化控制在消防工程中的应用分析[J].设备管理与维修，2021（Z1）：134-135.

[4]王统，刘娟.浅谈电气自动化控制系统在石化行业消防专业的应用[J].时代报告，2015（03）：1.

[5]乔仲宁.消防供水电气自动化控制系统[J].世界家苑，2011（09）：265.

[6]刘津昕.浅析电气自动化控制在消防工程中的应用[J].智能建筑与工程机械，2019，1（04）：3.

[7]霍盈盈.论智能化楼宇电气设备的研究和应用分析[J].低碳地产，2016，2（13）：398.