火灾报警检测系统设计

湖南理工学院毕业设计(论文)1学号业设计(论文)题 目 :智能火灾报警检测系统设计作 者 王 志 荣 届 别 2015届 院 别 机 械 工 程 学 院 专 业 机 械 电 子 工 程指 导 教 师 周 红 波 职 称 讲 师 完 成 时 间 2012年 5月 20日 2摘要智能火灾报警检测系统主要由火灾探测部分、声光报警子系统、消防灭火联动子系统组成。消防联动系统包括自动喷淋灭火系统、防火卷帘门系统、防排烟系统，三个系统由三相异步电机传动动力。我们将楼宇空间划分不同报警区域，以便准确发现火灾，在报警区域内，探测器探测其周围温度、烟的浓度，经PLC控制器传送给声光报警子系统，发出报警光和声音，同时消防联动灭火系统经PLC控制器延时启动来灭火。在延迟期内可以启动系统复位按钮，终止火灾报警系统响应，这样可以避免误报导致灭火系统因启动产生的后果。为了提高报警精度和及时灭火的能力，安装了手动报警按钮、抽水泵、供水泵。关键词：火灾 报警系统； 探测器； PLC 湖南理工学院毕业设计(论文)3AbstractIntelligent fire alarm detection system consists of fire detection part, sound and light alarm subsystems, fire fighting linkage subsystems. Fire linkage system includes an automatic sprinkler system, fire shutter door systems, smoke control system. Three-phase asynchronous motors deliver power to the three systems. In order to pinpoint the fire, we will be divide building space into different alarm zones in the alarm zone. the detector detects the surrounding temperature, the concentration of smoke. The PLC controller transmit it to the sound and light alarm subsystems, while fire linkage system by PLC controller delayed start to eliminate the fire. To avoid false alarms leading to consequences due to starting fire extinguishing system. During the delay, we can initiate reset button of system to terminate fire alarm system response. In order to improve the accuracy of the fire alarm and the ability to eliminate fire, we have installed a manual alarm button and water-pump.Keywords: The fire alarm system; Probe; PLC4目 录第一章 绪论 .61.1 研究背景及其意义 .61.2 火灾报警器发展历程及现状 .71.3 设计本课题的原因与意义 .8第二章 智能火灾报警检测系统简介 .92.1 火灾报警系统概述 .92.2 系统功能要求 .92.3 火灾报警系统分类和适应范围 .92.4 火灾报警系统设计专业术语 .102.6 火灾报警系统设计规范 .102.6.1 关于区域报警系统的设计规范： .103.1 火灾报警系统工作方式 .113.2 楼宇结构区域划分 .123.3 声光报警子系统工作设计原理 .133.4 自动喷淋灭火系统设计 .153.4 PLC 控制器 .164.1 火灾探测器 .174.1.1 工作原理 .174.1.2 火灾探测器分类与选择 .174.2 防火卷帘门 .214.2.1 防火卷帘门工作原理 .214.2.2 防火卷帘门电动机正反转控制电路图 .214.3 喷淋系统 .224.3.1 喷头的布置 .224.3.2 自动喷洒控制系统的设备配置选型 .234.4 PLC 与各子系统硬件部分 .24湖南理工学院毕业设计(论文)54.4.1 火灾报警系统主要部件 .244.4.2 控制中心 I/O 端口分配接线 .254.5 电源模块 .274.5.1 电源的选择 .274.5.2 布线要求 .28第五章 火灾报警系统软件设计 .285.1 程序流程图 .295.2 系统程序梯形图 .295.3 PLC 程序说明 .32致谢 .33参考文献 .346第一章 绪论1.1 研究背景及其意义自古以来，火灾一直是主要重大害之一，对人类经济和文明造成了不可挽回的损失。惨痛的代价使我们越发明白及时预报警以及消防工作的重要程度 。而研制一种能够具有优越的监控还有及时的报警系统能够非常大的减少火灾造成的损失。智能火灾报警系统就是为此目的而设计的，而且随着科技的不断进步，该技术在结构上以及功能上越来越完善。图 1-1 是报警时间和燃烧过程产物的关系，燃烧时间越长，报警时间越迟，火灾产生的危害越严重。随着现代城市化的不断发展，楼房密集度的提高，火灾发生的产生的后果也变得严重，消防系统在社会公共安全的地位变得非常重要，因此有必要设计一种火灾 报警系统，让人们及时发现火灾，并能够及时采用有效措施来控制和扑灭火灾。火灾报警器由传统的多线型、总线型、逐步发展到智能化发生了质的飞跃。湖南理工学院毕业设计(论文)7图 1-1 火灾发生过程与报警时间关系1.2 火灾报警器发展历程及现状火灾报警系统分三个阶段，第一个阶段是多线型系统。此类系统基本无故障排除功能，探测气体及温度不仅需要 2 根电源，还要报警信号线，安装比较麻烦，且线路比较复杂。第二阶段是总线型系统。这类系统相对于多线型可以编程，具有故障自我检测功能。其缺点也明显，不能够根据实际情况设置阀值，只能由硬件决定。第三阶段是智能型系统，因采用了先进的微控制技术，智能化程度得到了提高，探测器是可以将烟雾温度等模拟量信号转化为数字量，再通过控制器输出显示。此系统具有灵敏度高，报警阀值可调节，稳定性好，误报率低等优点。我国的火灾报警系统起步晚，70 年代开始研制，前期模仿国外产品。到了 90年代以后，火灾报警发展成熟起来了，才真正有了自己的核心技术。现如今许多公司报警产品都接近国际水平了。比如依爱消防公司生产的 JTY-GDEI6010/E16012 点型光电感烟火灾探测器，电子编码，在线编织安装调试极为方便，响应速度快，采用自适应技术，能对环境进行补偿。1.3 设计本课题的原因与意义基于 PLC 控制火灾报警系统与传统的继电接触控制系统有如下优点：（1）在继电接触控制系统中，当电源接通后，继电器按一定控制逻辑依次动作，任一瞬间都处于相对稳定的动作状态（接通或断开）；当电源接通后，PLC 采用特有的扫描工作方式，从原理上增强了抗干扰的能力，运行时其输入的状态处于一种动态的刷新状态。（2）可靠性与可维护性强。继电接触器控制系统采用硬接线逻辑，控制功能由硬件电器元件构成，接线复杂，体积大，功耗大，改动工作量大，触点存在抖动问题。PLC 利用存储器的元件替代了继电器等元件，具有接线少，体积小，易于扩展，不会出现抖动现象。8（3）响应速度快。以继电器控制系统以控制顺序为主，触电动作会有机械延时,PLC 控制采用软件实现，运算时间短。（4）定时和计数准确。继电接触控制定时器体积大，精度低，调整困难。PLC有大量的软件定时器和计数器，精度高，调整方便。基于 PLC 控制火灾报警系统与微机控制系统比较，价格便宜，特别适合中小规模的家用火灾报警系统。第二章 智能火灾报警检测系统简介2.1 火灾报警系统概述火灾报警系统在楼宇建筑中起着极其重要的安全保障作用。它属于智能楼宇系统的一个子系统，但其又在完全脱离其他系统或网络的情况下独立正常运行和操作，完成自身所具有的防灾和灭火的功能，具有绝对的优先权。以计算机网络和通信为基础的城市智能火灾报警信息系统，通过对建筑物内的消防设施运行状态远程监控，实时接收并快速处理报警信息，缩短火灾报警时间，并使防火监督工作深入到单位的每一个消防监测设备。该系统的建立，对加强消防安全监督管理，防止重特大火灾的发生有着十分重大的意义。智能火灾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。2.2 系统功能要求该火灾报警系统由火灾检测系统、中央控制系统、报警子系统、灭火子系统组成。系统功能要求：1、火灾探测功能：能够实时检测到空气中的气体烟雾浓度、温度状况是否超过预定值。湖南理工学院毕业设计(论文)92、设备检测功能：能够对所有消防设备工作状态进行检测并显示。3、温度和烟雾浓度显示功能。4、火灾发生报警功能：火灾发生时能立即报警。5、灭火功能：火灾报警能延时调动消防喷淋系统灭火。2.3 火灾报警系统分类和适应范围火灾报警系统按适应范围分三种：区域报警系统、集中报警系统、控制中心报警系统。 类型 区域报警系统 集中报警系统 控制中心报警系统功能特点 简单 较复杂 较复杂构造区域报警器和火灾探测器等构成或火灾报警器和火灾探测器构成。集中火灾报警控制器、区域火灾报警控制器和火灾探测器构成。消防控制设备、集中火灾报警控制器、区域火灾报警控制器和火灾探测器构成。使用范围 二级保护对象一级和二级保护对象一级和特级保护对象2.4 火灾报警系统设计专业术语（1）把火灾报警系统的警示范围依防火分区或楼划分的单元叫做报警区域。（2）把报警区域依探测火情的位置划分的单元叫做探测区域。 （3）火灾探测器可以探测面积大小叫做保护面积。（4）最近的两个火灾探测器固定的距离叫做安装间距。（5）火灾探测器可以单向探测最大水平间距叫做保护半径。（6）耐火极限：把建筑结构、部件放在标准耐火测试下，它由受到火的作用时起到失误完整性或者隔热性、稳定性结束所用的小时数。102.6 火灾报警系统设计规范2.6.1 关于区域报警系统的设计规范：（1）在某个特定报警区域内只能设置 1 台火灾报警控制器或者区域火灾报警控制器。而在系统中它们任何一种不能超过 2 台。（2）在上述设计规范条例中的这两种报警控制器要安置在人员值班的地方，以便于相关人员看管和维护。（3）消防联动系统可以设计在火警报警系统中。（4）1 台火灾报警控制控制多个楼层区域时，需要在每个楼层的明显位置安装显示楼层火灾位置的显示装置。区域火灾报警控制器同样需要这样设计。（5）当火灾报警控制器设置于墙壁时，它的底边与地面距离最好为 1.3 到 1.5米，接近门轴的一面离墙体至少要有 0.5 米，而正面距离墙至少要有 1.2 米。2.6.2 关于集中报警系统的设计规范：（1）此