孫 聰

(黑龍江省林業(yè)設(shè)計(jì)研究院，黑龍江 哈爾濱 150080)

化工生產(chǎn)裝置放置大量易燃易爆物品，是極其危險(xiǎn)的場所，如果突然發(fā)生火災(zāi)，其相應(yīng)消防工作也無法開展，疏散人員以及現(xiàn)場撲救都變得困難，最終導(dǎo)致人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失慘重。為了避免這種危險(xiǎn)事件發(fā)生，就必須使用性能穩(wěn)定、可靠的火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)。以PLC為核心控制器，應(yīng)用于PLC火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)，則可達(dá)到較好的安全性、穩(wěn)定性等效果。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)整體思路

本次對于火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是在以現(xiàn)代高層建筑火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)為設(shè)計(jì)前提。以現(xiàn)代石油化工裝置企業(yè)對火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)為具體要求對其開展設(shè)計(jì)。

1.1 設(shè)計(jì)原則及設(shè)計(jì)目的

設(shè)計(jì)原則:現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)，符合現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)，應(yīng)用便捷，安全可靠。

設(shè)計(jì)目的:提早發(fā)現(xiàn)火災(zāi)發(fā)生，及時(shí)通報(bào)，最大化減少火災(zāi)危害，保證人身財(cái)產(chǎn)安全最大化。

1.2 設(shè)計(jì)要求

(1)自動控制系統(tǒng)中消防設(shè)備的開啟及停止功能，并對其工作狀態(tài)進(jìn)行顯示。

(2)顯示被保護(hù)對象準(zhǔn)備位置，顯示安全通道及消防栓水栓等具體位置或者相關(guān)平面模擬圖。

(3)顯示工作狀態(tài)下系統(tǒng)供電情況。

(4)火災(zāi)發(fā)生時(shí)第一時(shí)間發(fā)出火警疏散信號，顯示火災(zāi)發(fā)生準(zhǔn)確位置。

(5)第一時(shí)間切斷附近相關(guān)部位非消防電源，接通報(bào)警裝置，開啟應(yīng)急照明燈及各處應(yīng)急疏散燈。

(6)做好消防水泵，排煙機(jī)等機(jī)械電動手動雙重控制。

(7)確認(rèn)火情后，及時(shí)啟動滅火排煙裝置。

2 火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)工作原理

火災(zāi)自動報(bào)警裝置由幾部分組成，火災(zāi)探測器，火災(zāi)報(bào)警器及相對應(yīng)的信號指示燈和排煙滅火系統(tǒng)。

火災(zāi)探測器的工作原理為:在火災(zāi)發(fā)生時(shí)會產(chǎn)生高溫、火焰、煙霧等現(xiàn)象，而火災(zāi)探測器便可以在第一時(shí)間探測到這些現(xiàn)象并及時(shí)改變工作狀態(tài)。其中包括是工作中的電壓電流或部分機(jī)械產(chǎn)生相應(yīng)變化或位移，而后通過對信號加以放大傳輸，最后向消防控制中心發(fā)出火警信號。同時(shí)預(yù)備人員進(jìn)行滅火行動或及時(shí)撤離火場。啟動相應(yīng)的排煙設(shè)備，開啟消防電梯，關(guān)閉防火門(包括防火卷簾門)啟動消火栓、水噴淋等滅火裝置，保證財(cái)產(chǎn)損失最小化。

消防聯(lián)動滅火系統(tǒng)主要包括噴頭、閥門、檢驗(yàn)報(bào)警裝置及供水管道組成，此設(shè)計(jì)需要保證供水管道一直有水，從而不涉及到閥門開關(guān)等設(shè)備，滅火也采用相應(yīng)雨林噴水系統(tǒng)。

2.1 消防聯(lián)動控制系統(tǒng)組成部分

火災(zāi)自動報(bào)警裝置與聯(lián)動系統(tǒng)裝置包括火焰探測器、火災(zāi)播報(bào)系統(tǒng)、排煙系統(tǒng)、雨林噴水系統(tǒng)，該系統(tǒng)的監(jiān)視設(shè)備為火焰探測器，PLC作為核心控制裝備，相應(yīng)的火災(zāi)播報(bào)系統(tǒng)，防煙系統(tǒng)等為執(zhí)行系統(tǒng)?；馂?zāi)發(fā)生時(shí)，有由火焰探測器發(fā)現(xiàn)火災(zāi)信號并開始進(jìn)行播報(bào)，疏散人員，而后自動開啟滅火裝置，啟動關(guān)閉防火門從而避免火勢蔓延[1]。

2.2 消防聯(lián)動控制系統(tǒng)工作原理

本次設(shè)計(jì)運(yùn)用于一個高層辦公樓以及一個化工企業(yè)庫房的火災(zāi)自動報(bào)警和聯(lián)動系統(tǒng)。在辦公樓的每一層都設(shè)有排煙裝置，火災(zāi)播報(bào)系統(tǒng)，安全疏散指示牌。每個室內(nèi)都安裝了火災(zāi)探測器、滅火噴頭等?；}庫中可在控制室觀察相應(yīng)信號燈指示，綠色為使用情況正常。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，火災(zāi)探測儀把信息及時(shí)發(fā)送給控制中心，PLC控制中心在確認(rèn)情況屬實(shí)后立即對其采用火災(zāi)聯(lián)動消防系統(tǒng)，這是控制室中觀察到的相應(yīng)指示燈會成紅色，播報(bào)系統(tǒng)通知火災(zāi)發(fā)生地點(diǎn)，疏導(dǎo)人員撤離。啟動排煙滅火裝置，一切結(jié)束后手動復(fù)位按鈕，一切系統(tǒng)回歸正常[2]。

3 控制系統(tǒng)的硬件布置

系統(tǒng)控制中心將采用SiemensS7_200PCL系統(tǒng)，它是西門子公司為了小型控制系統(tǒng)專門制作的，它的特點(diǎn)是質(zhì)量高，相應(yīng)產(chǎn)品豐富，操作方便。功能強(qiáng)大之處，不論是單機(jī)操作或是聯(lián)網(wǎng)都能對其實(shí)現(xiàn)操控。

4 控制系統(tǒng)軟件編程

火災(zāi)報(bào)警消防聯(lián)動系統(tǒng)采用的是STEP7編程軟件，它是用于SiemensS7_200的標(biāo)準(zhǔn)軟件，在自動化項(xiàng)目的創(chuàng)造階段皆有參與。設(shè)計(jì)采用的是PID控制系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)報(bào)警設(shè)備、滅火裝置等控制，操作性強(qiáng)。程序在編程完成后通過RS485串口線下載到plc，通過設(shè)置是PLC運(yùn)用于控制中心。

5 最終系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)果

當(dāng)火災(zāi)探測器發(fā)現(xiàn)有火災(zāi)發(fā)生或工作人員按下手動按鈕后，火災(zāi)播報(bào)系統(tǒng)開始發(fā)出提示，火災(zāi)發(fā)生地點(diǎn)附近相應(yīng)開關(guān)全部關(guān)閉，防火門開啟，每一樓層安全指示燈亮，灑水系統(tǒng)接到指示后開始自動滅火，在此之后摁下手動復(fù)位按鍵，一切相應(yīng)設(shè)備回到原始狀態(tài)[3]。

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的最終目的使研制出的火災(zāi)自動防火系統(tǒng)能及時(shí)準(zhǔn)確的進(jìn)行報(bào)警，控制室點(diǎn)亮消防指示燈，盡快疏散人員并結(jié)合消防系統(tǒng)解決火災(zāi)發(fā)生的問題，在此過程中避免人員傷亡，再將PCL和單片機(jī)進(jìn)行對比后可以發(fā)現(xiàn)，相對于單片機(jī)，PLC在編程方面更方便，因?yàn)閱纹瑱C(jī)的編程軟件為KEIL，這種處理方式相比較前一種更加麻煩而且編程過程中需要對其進(jìn)行中斷，但是兩個方面當(dāng)然是更好的更方便的PLC價(jià)格更高一點(diǎn)。最后，對PLC編程時(shí)，重點(diǎn)注意避免電源故障，電纜故障而導(dǎo)致的死機(jī)，會導(dǎo)致數(shù)據(jù)無法保存，設(shè)計(jì)中途失敗。所以在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中切勿掉以輕心，在操作過程中的成功才是真正的成功。