基于PLC自动报警喷水灭火系统设计.doc

摘 要随着电子技术的发展，可编程控制器（PLC）不断更新、发展，PLC控制是自动控制中最常见的控制方式之一自动报警灭火系统就是自动控制应用之一，本文论述的自动报警灭火系统主要由以下几部分构成：可编程控制器（控制系统）、自动喷水灭火系统和自动报警系统可编程控制器（PLC）选用日本三菱公司生产的FX2N-48MR小型PLC；喷水灭火系统采用电磁阀和水泵来实现；而报警系统则通过感温探测器和感烟探测器所测得的信号来控制报警器（蜂鸣器）使之达到报警的效果本设计主要的工作原理是通过两种探测器判定有无火灾，并将转换后的电信号传给PLC，PLC根据接收到的信号来控制报警器，再由报警器控制电磁阀的通断来进行灭火关键词：PLC 探测器 报警器目 录第1章 绪论 1第2章 自动报警喷水灭火系统简介 22.1自动报警喷水灭火系统 22.2 自动报警喷水灭火系统的特点 22.3 自动报警喷水灭火系统在火灾中的三个主要任务 22.4 自动报警喷水灭火系统的组成 32.5 自动报警系统区域划分 4第3章 可编程控制器的简介 53.1 可编程控制器的发展历程 53.2 可编程控制器的发展前景 53.3 可编程控制器的特点 63.4 可编程控制器的分类 63.4.1　按结构分类 63.4.2 按控制规模分类 73.5 可编程控制器的结构 73.5.1　中央处理器 73.5.2　存储器 73.5.3　输入接口电路 73.5.4　输出接口电路端 73.5.5　电源 7第4章 自动报警喷水灭火系统硬件设计 84.1 硬件的组成 84.1.1 火灾探测器 84.1.2 火灾探测器的选择 8 4.1.3 火灾探测器的设置………………………………………………………………………9 4.1.4喷淋头 ……………………………………………………………………………………94.1.5 电磁阀 104.1.6蜂鸣器 104.1.7 喷淋泵 114.2 可编程序控制器（PLC）的选型 124.2.1 地址分配 124.2.2 外部接线 134.2.3 互锁电路图 14第5章 自动报警喷水灭火系统的软件设计 155.1 PLC程序的控制要求 155.2 编程方法思路介绍 155.3 系统流程图 165.4 PLC程序说明 17结束语 18致谢 19参考文献 20附录 程序梯形图 21第1章 绪论随着社会经济的发展，我们的生活发生了翻天覆地的变化，但是同时也带来了更大的灾害——火灾。

虽然这不是什么新名词，但是相较之以前的火灾，已经发生了很大的变化，里面的不确定因素增加了很多，不过人们对于火灾的认识也在不断加深，针对火灾初期不同特征的各种探测方法也越来越多了基于PLC控制的自动报警喷水灭火系统是一种重要的报警、灭火措施，它的设置对建筑功能的干扰最小，而且能将火灾控制在初起阶段随着经济的发展迫使更多仓库拔地而起，装有大量有机材料或可燃易燃物质的仓库，一旦起火，这些遍布全仓库的可燃物便是火灾燃烧的极好物质条件，同时这些仓储物品也是火灾迅速蔓延的良好途径自动报警喷水灭火系统是目前世界上采用最广泛的一种固定灭火报警设施其特征是：通过加压设备将水送入管网至带有电磁控制的喷头处，喷头在收到开启控制信号的同时自动开启洒水灭火，并发出报警，更好的预防火灾的蔓延从自动报警喷水灭火系统的应用实践和统计资料可以看出，自动报警喷水灭火系统的控火灭火率很高，对仓储建筑物中的灭火具有很高的实用价值，而且随着科学的进步，该系统的应用范围将会越来越广泛，系统可靠性和控火灭火率也会相应提高第2章 自动报警喷水灭火系统简介2.1自动报警喷水灭火系统“自动报警喷水灭火系统”是一个专业术语，特指有洒水喷头、报警阀组、水流报警装置（水流指示器或压力开关）等组件，以及管道、供水设施组成的自动报警灭火系统。

按规定技术要求组合后的系统，应能在初起火灾阶段自动报警并启动喷水，灭火或控制火势的发展蔓延因此，此类系统的功能是扑救初起火灾自动报警喷水灭火系统是目前国际上应用范围最广、用量最大、灭火成功率最高且造价最为低廉的固定灭火设施，并被公认是最为有效的建筑火灾自救设施按照系统的组成与技术特点，可划分为湿式、干式、预作用式和雨淋式四种类型采用笔试洒水喷头的自动喷水灭火系统，被称为闭式系统雨淋系统与水幕系统采用开式喷头，可称为开式系统水幕系统与雨淋系统的组成虽然很相似，但水幕系统不是灭火设施，而是防火设施水喷雾系统的组成同样和雨淋系统极为相似，二者虽仅用的喷头不同，但在灭火机理与保护对象方面，二者存在着性质上的不同，因此水喷雾系统不属于自动喷水灭火系统的范畴，是另外一种类型的固定式自动灭火系统2.2 自动报警喷水灭火系统的特点基于PLC控制的自动报警喷水灭火系统反应快，由于采用火灾传感器探测火灾信号传递给PLC（中央控制器），PLC来控制系统的开启，从火灾传感器探测火灾信号传递给PLC（中央控制器），PLC来控制电磁阀的开启喷水灭火的时间短，其反应快自动喷水灭火系统控制面积大，用水量大由于电磁式喷头向系统保护区域同时喷水，能有效的控制住火灾，防止火灾蔓延，初期灭火用水量很大。

完善系统自身的可靠性自动报警灭火系统将在发展中得到完善一方面表现在，通过喷水灭火机理的研究，对不同火灾场所的火灾负荷、发展、蔓延过程，决定采用不同类型的喷水灭火方式自动报警灭火系统中的自动喷水灭火装置，根据被保护建筑物的性质和火灾发生，发展特性的不同，可以有许多不同的系统形式通常根据系统中所使用的喷头形式不同，分为闭式自动喷水灭火、开式自动喷水灭火2.3 自动报警喷水灭火系统在火灾中的三个主要任务1、把足够的水量喷洒直达燃烧面，至少要淋湿火源周围的可燃物，才能实现灭火控火的目标喷淋系统通过洒水冷却，扑灭有焰燃烧，其喷水强度首先应满足扑灭火焰的需要[5]喷头洒水对火源燃烧面热释放速率的影响，美国NIST方程提出喷头洒水时间与火源热释放速率的数学方程式见公式2.1所示： （2.1）——计算时刻t的火源热释放速率（kw）；——喷淋启动时刻的初始热释放速率（kw）；——计算时刻（s）；——喷淋启动时刻；——喷淋启动后至计算时刻的喷水时间（s）；——喷淋系统的喷水密度（mm/s）；2、防止建筑火灾发生轰燃，是减少人员伤亡和财产损失的重要目标火灾发生到一定状态时，会发生轰燃，轰然是局部火灾向全面火灾发展的分界点，轰燃发生后不但会造成更大的人员伤亡和财产损失，而且难以救援，建筑结构也会遭到更大破坏。

因此，防止和延缓其发生是设置自动报警灭火系统的重要目标3、喷头洒水应连续的打湿距溅水盘或吊顶一定高度以下的墙面，有利于控制火势，保护建筑结构国标GB5135.12《扩展覆盖面积（EC）喷头》标准规定：每一只EC喷头在规定的湿墙试验中，应连续打湿试验室四周的墙面，打湿部位距吊顶的距离不应大于1.5m2.4 自动报警喷水灭火系统的组成基于PLC控制的自动报警喷水灭火系统是由自动喷水灭火系统、自动报警系统、控制系统，这三个子系统组成如图2.1所示图2.1系统框图自动喷水灭火系统是由洒水喷头、报警阀组、水流报警装置（水流指示器或压力开关）等组件，以及管道、供水设施组成，并能在发生火灾时喷水的自动灭火系统自动报警系统是由触发装置、火灾报警装置以及具有其它辅助功能的装置组成，它具有能在火灾初期，将燃烧产生的烟雾、热量、火焰等物理量，通过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、时间等，使人们能够及时发现火灾，并及时采取有效措施，扑灭初期火灾，最大限度的减少因火灾造成的生命和财产的损失，是人们同火灾斗争的有力工具控制系统包括可编程序控制器和各种开关自动喷水灭火系统、自动报警系统、控制系统，这三个系统之间是通过线路系统联系在一起，自动喷水灭火系统的开启与关闭是由控制系统通过其与各系统之间的控制线路来实现对其余两个子系统的控制。

2.5 自动报警系统区域划分本仓库是一个小型仓库，房间1堆放一批办公用纸，房间2堆放一些电气设备，房间3堆放一些办公桌椅，通常没有专人看管，因此需要安装自动报警装置小型仓库的使用面积共176平米，坡度为0~3米，高度5米，有很好的通风环境根据仓库的具体情况，把仓库分成三个有自动报警灭火装置的房间，每个房间的面积为40平米，互相之间不连通，并且每个房间之间的间隔为2米，在各房间的外面还有一条1米宽的走廊，避免探测区域的交叉重叠仓库的区域划分如图2.2所示： 图2.2 仓库房间分布图 第3章 可编程控制器的简介3.1 可编程控制器的发展历程可编程控制器是在计算机技术、通信技术和继电器控制技术的发展基础上开发起来的，虽然也采用了计算机的设计思想，但当时只能进行逻辑计算，故称为可编程逻辑控制器（Programmable Logic Contrnller，简称PLC）后来随着微电子技术和计算机技术的迅速发展，可编程逻辑控制器更多地具有了计算机的功能，不仅用逻辑编程取代硬连线逻辑，还增加了运算、数据传送和处理等功能，而且做到了小型化和超小型化，这种采用微电脑技术的工业控制装置的功能远远超出了逻辑控制、顺序控制的范围，故称为可编程控制器（Programmable Contrnller，简称PC），但由于PC容易和个人计算机（Personal Computer，简称PC）混淆，所以人们仍习惯用PLC作为可编程控制器的缩写。

20世纪60年代以前，汽车流水线的自动控制系统基本上都采用传统的继电器控制在60年代初，美国汽车制造业竞争越发激烈，汽车每一次的更新周期越来越短，这样对汽车流水线的自动控制系统更新就越来越频繁，原来的继电器控制就需要经常地重新设计和安装，从而延缓了汽车的更新时间所以人们就想用一种通用性和灵活性较强的控制系统来替代原有的继电器控制系统1986年，美国通用汽车公司首先提出了可编程控制器的概念在1969年，美国数字设备公司（DEC）终于研制出世界上第一台PLC这是由一种新的控制系统代替继电器的控制系统，它要求尽可能地缩短汽车流水线控制系统的时间，其核心采用编程方式代替继电器方式来实现生产线的控制1971年，日本引进了这项技术，并开始生产自己的PLC1973年，欧洲一些国家也研制出了自己的 PLC1974年，我国也开始仿照美国的PLC技术研制自己的PLC，终于在1977年研制出第一台具有实用价值的PLC3.2 可编程控制器的发展前景21世纪，PLC会有更大的发展从技术上看，计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上，会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现；从产品规模上看，会进一步向超小型及超大型方向发展；从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富、规格更齐全，完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求；从市场上看，各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破，会出现少数几个品牌垄断国际市场的局面，会出现国际通用的编程语言；从网络的发展情况来看，可编程控制器和其它工业控制计算机组网构成大型的控制系统是可编程控制器技术的发展方向。

计算机集散控制系统DCS（DistributedControlSystem）中已有大量的可编程控制器应用伴随着计算机网络的发展，可编程控制器作为自动化控制网络和国际。