《基于PLC的火灾自动报警控制系统的毕业设计论文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于PLC的火灾自动报警控制系统的毕业设计论文.docx（37页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、目前，随着电子产品在人类生活中的使用越来越广泛，由此引起的火灾也越来越多，在我们生活得四周到处潜伏着火灾隐患。为了避免火灾以及减少火灾造成的损失，我们必须按照“隐患险于明火，防患胜于救灾，责任重于泰山”的概念设计和完善火灾自动报警系统，将火灾消灭在萌芽状态，最大限度地减少社会财富的损失。同时为了减少外界环境的干扰，采用PLC对其进行控制，从而大大提高系统的抗干扰性。PLC英文全名为ProgramnlabIeCOntrol,即可编程控制器包括逻辑运算、顺序控制、时序、计数以及算术运算等程序。他用一串指令形式存放在存储器中，然后根据存储的控制内容，经过模拟、数字等输入输出部件，对生产设备与生产过程
2、进行控制。一套典型的PLC通常包括CPU模块、电源模块和一些I/O模块，这些模块被插在一块背板上。如果配置增加，可能会包括一个操作员界面、监控计算机、通信模块、软件以及一些可选的特殊功能模块。可编程控制器不仅容易安装，占用空间小，能源消耗小，带有诊断指示器可以帮助故障诊断，而且可以被重复使用到其他的项目中去。现在，尽管PLC的功能，如运行数度、接口种类、数据处理能力已经获得了很大的提高，但PLC一直保持了最初设计的原则，那就是简单之上的原则。本系统可安装在各防火单位，它负责不断地向所监视的现场发出巡检信号，监视现场的温度、浓度等，并不断反馈给报警控制器，控制器将接到的信号与内存的正常整定值比较
3、、判断确定火灾，并及时进行灭火。关键词：火灾报警传感器PLCABSTRACTNow,withelectronicproductsusedinhumanlifemoreandmorewidely,theresultingfire,moreandmore,weliveinfirehazardslurkingaroundeverywhere.Toavoidfiresandreducefirelosses,wemustfollowthefhiddendangersfireinpreventionisbetterthandisasterrelief,theresponsibilityisextremel
4、yheavy,“theconceptdesignandimprovementofautomaticfirealarmsystem,firenippedinthebud,themaximumreducethelossofsocialwealth.Meanwhile,inordertoreduceinterferenceoftheexternalenvironment,usingthePLCtocontrolitandthisisgreatlyimprovethesystemofresistanceagainstinterference.PLCfullnameinEnglish-onlyProgr
5、ammableControl,canbeprogrammedcontrollerincludingthelogical,sequentialcontrol,timing,counting,andarithmeticoperationsandotherprocedures.Heusedtheformofabunchofcommandsstoredinthememory,andthenunderthecontrolofthecontentisstoredthroughanalog,digitalandotherinputandoutputcomponents,productionequipment
6、andproductionprocesscontrol.AtypicalsetofPLCtypicallyincludesCPUmodules,powermodules,andanumberof1/Omodules,thesemodulesarepluggedintoabackplane.Increaseiftheconfigurationmayincludeanoperatorinterface,controlcomputers,communicationsmodules,software,andsomeoptionalspecialfunctionmodules.ProgrammableL
7、ogicControllerisnotonlyeasytoinstall,takinguplittlespace,energyconsumptionissmall,withadiagnosticindicatorcanhelpfaultdiagnosis,andcanbereusedinotherprojectstoI5.Now,despitethePLCfunctions,suchasrunningseveraltimes,interfacetypes,data-processingcapabilitieshavebeengreatlyimprovedaccess,butthePLChasm
8、aintainedtheoriginaldesignprinciples,itisasimpleaboveprinciple.Thesystemcanbeinstalledinallfireunits,whichisresponsibleforcontinuouslymonitoringthesitetostarttheinspectionsignal,monitorthesiteoftemperature,concentration,andcontinuousfeedbacktothealarmcontroller,thecontrollerwillreceivethesignalandth
9、enormalmemorysettingvaluewasdeterminedbycomparingtodeterminethefire,AndpromptlyextinguishedthefireKeywords:firealarm;sensor;plc第一章绪论1.1 选题背景及意义火灾作为危害人类生存的大敌，越来越受到人们的重视。随着高层建筑的不断增多，火灾隐患增加。一旦发生火灾，将对人的生命财产造成极大的危害,于是人们开始寻求一种早期发现火灾的方法，并能及时控制和扑灭火灾，以便减少损失，保障生命安全。火灾自动报警灭火控制器就是为了满足这一需求而研制出来的，并越来越被人们所接受。其自身也随
10、着人们需求的不断提高，在功能、结构、形式等方面不断地完善。火灾报警控制器是火灾报警系统的核心。本文对火灾报警控制器和探测器做了深入的研究,并全面阐述了火灾报警灭火系统硬件和软件设计。实践证明仓库内安装该系统能够扑救仓库初期火灾，保护仓库财产安全，降低火灾损失以及为抢救货物提供足够的时间并能及时报警，大大的降低了火灾的危害性，把火灾给人们带来的经济损失将到了最低，为确保人的生命及财产安全提供了保障。在本次自动报警灭火消防系统采用了先报警后灭火的报警灭火模式，给管理人员提供了有效的火灾确认时间，大大减少了因误报带来的损失，具有很强的实用价值。1.2 本文所做的工作1、火灾报警控制器选用了以三菱PL
11、CFX2N(C)系列为核心部件进行设计2、所设计的控制器具有较高的性价比,还具有操作人员管理、报告信息查询、探测器管理、预报警、火警处理、通讯等功能,它实现了对火灾信息的检测和传送;提高了系统的适应性与扩展性。1.2.1 设计的主要技术指标设计探测器的方案、各个点至少应有烟雾和温度两种探测器探测火灾，即可自动动灭火，也可手动灭火。能够显示各点的情况。分布点与总监控点的距离最远为380米。电源的设计能在电网220V波动20%的情况下使用。1.2.2 设计内容灭火系统方案设计。灭火系统方案的运行框图设计。灭火系统检测方法的设计。灭火系统软件设计。1.2.3 设计的基本要求用电子技术、检测技术作出火
12、灾探测器的设计。灭火系统检测要求，调试并完成论文。第二章火灾自动报警系统的总体设计火灾自动报警及消防控制系统在发生火灾的两个阶段发挥着重要作用：第一阶段（报警阶段）：火灾初期，往往伴随着烟雾、高温等现象，通过安装在现场的火灾探测器、手动报警按钮，以自动或人为方式向监控中心传递火警信息，达到及早发现火情、通报火灾的目的；第二阶段（灭火阶段）：通过消防控制器及现场接口模块，控制建筑物内的专用灭火设备（如排烟机、消防泵），有效实施救人、灭火，达到减少损失的目的。2.1 火灾自动报警系统组成现场由感烟探测器、感温探测器、手动报警按钮及声光报警器等设备组成。探测器功能：火灾初期，探测器对火灾（如烟、温）
13、参数及时响应，自动产生火灾报警信号。手动报警按钮功能：通常安装在楼梯口、走廊等位置，当现场人员发现火情时，通过按下附近的手动报警按钮，可以人为方式产生火灾报警信号。2.2 仓库结构本人所述的火灾自动报警与灭火系统是以现代仓库火灾自动报警系统为研究背景，以三菱PLC为硬件基础，以某仓库为研究对象，按照现代对火灾报警系统的具体要求对其进行设计开发。本仓库是堆放一般货物的小型仓库，通常没有专人看管，堆放的都是是一些日用商品，所以在此类仓库中安放自动灭火消防系统非常的有必要。小型仓库的使用面积共240平米，高度为8米，有很好的通风环境。根据仓库的具体情况，把仓库分成2个自动消防灭火区域,每个报警区域面
14、积为100平米。依据建筑设计协会的仓储建筑防火设计规范，该建筑为二类建筑，耐火等级为二级2.3 自动报警灭火系统的组成与主要部件基于PLC控制的自动报警灭火消防系统是由自动报警系统、自动喷水灭火系统、控制系统这三个子系统组成。自动报警系统中包含报警器和各种电源装置，自动喷水灭火系统中包含管道系统、喷淋泵和各种给水开关，控制系统中包含可编程序控制器和各种开关。自动报警系统、自动喷水灭火系统、控制系统，这三个系统之间是通过线路系统联系在一起，自动报警系统的开启与关闭、自动喷水灭火系统的开启与关闭都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。其主要部件及用途如表2-1所示。
15、表2-1系统主要部件及其用途编号名称用途1FX2N(C)PLC中央控制器，控制整个系统2报警铃发出声音报警信号3报警灯发出灯光报警信号4温度探测器感知火灾信号5烟雾探测器感知火灾信号6喷淋喷头喷水灭火7水箱存储火灾用水8抽水泵抽取水箱中的水9供水泵补给水箱中的水10电磁阀控制各区域喷淋啧水灭火中水流的开启与关闭自动灭火消防系统的开启过程：当各区域的火灾探测器，探测到火灾信号,通过线路将火灾信号传递给PLC,PLC接收到火灾信号后，根据其控制程序的要求，控制喷淋泵启动和与之相对应的区域电磁阀开启，电磁阀开启后，与之相对应区域的喷头喷水灭火。同时，在传感器失灵的情况下也可以按下各火灾区域的手动启动
16、按钮，将该区域的启动信号传递给PLC,PLC在接收到火灾信号后,也可以控制喷淋泵启动和与之相对应的区域电磁阀开启，电磁阀开启后，开启喷头喷水灭火因。自动灭火消防系统的关闭过程：在按下各着火区域的关闭按钮和系统复位按钮后，自动灭火消防系统关闭并复位。图2-1火灾探测器接线实物图2.4 系统设计思路我国的火灾自动报警控制系统经历了从无到有、从简单到复杂的发展过程,其智能化程度也越来越高。但目前国内厂家生产的还是以晶体管、小规模集成电路或单片机为基础的产品,其系统复杂、成本高,不易维护。而在居民住宅区、机房、办公室等小型防火单位，需要设置一种单一或区域联网、廉价实用的火灾自动探测报警装置，因此，研制
17、一种结构简单、价格低廉的数字联网火灾报警器是非常必要的，因此我提出一种由PLC控制的火灾自动报警控制器的设想,其系统简单、成本适中、易于系统维护和升级。基于PLC（PIogrmmableLogicCOntrOller,可编程逻辑控制器）控制的自动报警灭火消防系统以PLC为核心控制器，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来控制电磁阀的开启喷水灭火的时间短，其反应快具有安全性高、稳定性好及灵活性强、质量可靠、通信速率高、软硬件产品丰富、应用技术成熟等优点在于业控制中得到广泛的应用，该系列PLC是超小型化的PLC,它适用于各行各业，各种场合中的自动检测、监控等。三菱PLC
18、FX2N（C）PIC的强大功能使其无论单机运行，或连成网络都能实现复杂的控制功能。PLC具有以下特性:功能齐全：PLC的基本功能包括数字量输入/输出、模拟量输入/输出、内部中间继电器、锁存继电器、延时ON/OFF继电器、主控继电器、计时器、计数器、移位寄存器、四则运算、逻辑运算、跳转和强制I/O等。PLC的扩展功能有通信联网、数据块传送、矩阵运算、Pn）闭环回路控制、排序查表功能、中断控制功能以及特殊功能程序块或函数等。此外，PLC还具有自诊断、报警、监控等功能。正因为如此，PLC的适应性极强，几乎所有的控制要求它均能满足。应用灵活：现代可编程序控制器除极少数为整体式结构外，绝大多数采用积木式
19、硬件结构以及模块化的软件设计，这使得它不仅可以适应大小不同、功能复杂的控制要求，而且可以适应各种工艺流程变更较多的场合。PLC的安装和现场接线比较简单，可以按积木方式扩充和删减其系统规模。由于它的逻辑、控制功能是用软件实现的，省去了大量安装元件和布线工作,从而缩短了整个设计、生产和调试周期，研制费用相对来说也少了。操作方便，维修容易：PLC的基本功能采用工程技术人员习惯的梯形图编程,使用户能十分方便地读懂程序和编写、修改程序。程序十分清晰直观，操作人员只要稍加培训，就能使用PLC。另外，PLC带有十分完善的监视和诊断功能。PLC对其内部工作状态、通信状态、I/O点状态和异常状态等均有醒目的提示
20、。因此，操作人员和维修人员可以及时准确地了解机器故障点，利用更换模块的方法迅速处理故障。稳定可靠：目前各生产PLC的厂家都严格地按有关技术标准进行生产，如美国有NEMA标准，日本有JIS标准，德国有DlN标准等。所以尽管PLC有各种型号，但都可以适应恶劣的工业环境口】。第三章系统的硬件设计3.1 系统分析该系统是针对某仓库的消防安全设计的火灾自动报警与灭火系统。每个走廊均安装排烟系统、安全疏散指示灯（牌），室内每一个房间都安装有火灾探测器、灭火用的消火栓（系统中消火栓用交流接触器）.安装感烟探测器、指示灯和手动报警按钮。监控室内有相应的信号指示灯系统电源接通以后当有火灾情况发生时，区域一中的传
21、感器（温度传感器和烟雾传感器）探测到火灾信号或现场人员发现火灾按下手动报警按钮SB3,区域1的自动报警系统立即启动，这时相应的红色闪光灯闪烁，接着蜂鸣器蜂鸣,灭火系统延时启动，向管理者提供火灾相对应的区域，如管理员在延时时间之内没有按下关闭按钮，灭火系统将自动启动；排烟系统开启，按下关闭按钮SB7,区域1自动报警灭火系统关闭。当区域二中传感器（温度传感器和烟雾传感器）探测到火灾信号或现场人员发现火灾按下手动报警按钮SB6,区域的自动报警系统立即启动，这时相应的红色闪光灯闪烁，接着蜂鸣器蜂鸣,，灭火系统延时启动，向管理者提供火灾相对应的区域，如管理员在延时时间之内没有按下关闭按钮，灭火系统将自动
22、启动;按下关闭按钮SB7,区域2自动报警灭火系统关闭。火灾探测器把探测到的信号发送到PLC控制中心，如果控制中心确认事件的真实性后立即启动消防系统。灭火排烟系统开启，5秒后对应失火仓库的消火栓开启喷淋头喷水灭火。灭火完成后按下复位按钮，系统便恢复正常，供电照明叼。3.2 I/O端口表3-1I/O分配表输入输出Xl区域1温度传感器Yl区域1电磁阀X2区域1烟雾传感器Y2区域2电磁阀X3区域1手动报警按钮Y3区域1排烟设备X4区域2温度传感器Y4区域2排烟设备X5区域2烟雾传感器Y5抽水泵（交流接触器代替）X6区域2手动报警按钮Y6供水泵（交流接触能代替）X7复位Y7区域1火灾报警闪光灯XlO水位
23、上限YlO区域1报警器Xll水位下限Yll区域2火灾报警闪光灯Y12区域2报警器3.3 PLC外部接线sbTSB2SB3SB5SB7ST01)区域1电磁阀YO03)区域1排烟GH)X004XO05X007Tl11-区域:温度区感烟雾复位性感器抬短器X00611R尤F动报警按钮Gg)区域二报警MlTlMSOI311Goil)区域:火灾报警闪光灯KlOO(Tl)Y006供水泉YOO5XOlO3XOllY006-W1I-水I；4.3PLC程序说明4.3.1 区域1自动报警灭火系统的启停在该程序中，该区域自动报警灭火系统的启动由(Xl)(X2)或(X3)来实现，只要它们闭合，该区域的报警系统(Y7.Y
24、10)立即启动并自锁，同时启动一个5S的定时器(T0),定时时间到，抽水泵(Y5)启动，灭火系统(YI)启动；同时排烟机(Y3)启动排烟，当按下停止按钮X7,该区域自动报警灭火系统关闭。4.3.2 区域2自动报警灭火系统的启停在该程序中，该区域自动报警灭火系统的启动由(X4)(X5)或(X6)来实现,只要它们中间有一个闭合，该区域的报警系统(YILYI2)立即启动并自锁，同时启动一个5S的定时器(Tl),定时时间到，水泵(Y5)启动，灭火系统(Y2)启动；同时排烟机(Y4)启动排烟,；当按下停止按钮X7,该区域自动报警灭火系统关闭。4.3.3 系统复位当按下复位按钮(X7),系统复位，各区域烟
25、雾传感器关闭，恢复其探测启动自己所控制的自动报警灭火系统的功能.第五章消防管理与维护5.1 消防管理制度1 .消防设施日常使用管理由专职管理员负责，专职管理员每日检查消防设施的使用状况，保持设施整洁、卫生、完好。2 .消防设施及消防设备的技术性能的维修保养和定期技术检测由消防工作归属管理部门负责，设专职管理员每日按时检查了解消防设备的运行情况。查看运行记录，听取值班人员意见，发现异常及时安排维修，使设备保持完好的技术状态。3 .消防器材管理：每年在冬防、夏防期间定期两次对灭火器进行普查换药。派专人管理，定期巡查消防器材，保证处于完好状态。对消防器材应经常检查，发现丢失、损坏应立即补充并汇报。各
26、部门的消防器材由本部门管理，并指定专人负责。5.2 消防维护制度5.2.1 火灾自动报警系统的每月定期检查检查报警控制器和区域报警控制器的功能是否正常。检查方法：采用给一只探测器加烟（或加温）的方法使探测器报警，来检查集中报警控制器或区域报警控制器的功能是否正常。同时检查复位、消音、故障报警的功能是否正常。如发现不正常，应在登记表中记录并及时处理。检查备品备件、专用工具及加烟、加温试验器等是否齐备，并处于安全无损和适当保护状态。直观检查所有消防用电设备的动力线、控制线、报警信号传输线、接地线、接线盒及设备等是否处于安全无损状态。5.2.2 自动喷水灭火系统的每月定期检查系统在使用中，应定期进行
27、检查，检查内容包括：喷头。每月检查一次喷头外观，喷头外表应清洁，尤其是感温元件部分，对轻质粉尘可用空气吹除或用软布擦净；对含有污垢的喷头应将其分批拆换，集中清理，但不能用酸碱溶液或热水洗擦。报警阀各部件的工作状态。巡检一切供水总控制阀、报警控制阀及配件，进行外观检查，保证系统处于无故障状态。管路。检查系统管路有无腐蚀渗漏，湿式系统管路内的水应定期排空、冲洗。对水雾系统管路中的过漉装置应定期清扫。如发现管路中有沉积物，应进行冲洗。水源。每月检查一次贮存消防用水的水池、消防水箱，核对水位以及消防水不被他用的技术措施，发现故障，及时进行修理。检查消防泵的启动、吸水、流量和扬程，利用报警控制阀旁的泄放
28、实验阀进行一次供水试验，验证系统供水能力。每月检查一次水泵接合器的接口及其部件，保证接口完好、无渗漏、有闷盖。检查火灾探测报警装置和压力开关、水流指示器的工作状态。如发现故障及时调换或检修。结论在做这个设计中，我学会了很多以前没学过的知识，也巩固了很多以前没学好的知识，使我的专业理论知识更加扎实，软件操作更加熟练了。本次控制系统只控制两个区域的自动报警与灭火，控制区域太少，还需改进和扩展；同时本次控制系统的设计只实现了自动报警系统的自动启动，还没有实现自动报警灭火系统在对火灾情况进行综合的分析判断后的自动关闭，还需往这方面研究和发展。这次设计不仅使我学会了调查研究的方法，提高了我运用工具书的能
29、力；还培养了我查阅文献、外文资料的阅读与翻译、计算机应用、文字表达等基本工作实践能力，使我初步掌握了科学研究的基本方法和思路。本系统在实际应用中，取得了良好的实际效果，且安全性良好。实践证明,以PLC为核心构造的自动报警灭火系统，是一种简单有效、成本低廉的解决方案,具有较高的可靠性、灵活性和经济适用性。参考文献1GB50016.第450号-2006,建筑设计防火规范S.2徐科军.传感器与检测技术M.北京：电子工业出版社，2004.3汤以范.电气与可编程序控制器技术M.北京：机械工业出版社，2004.4刘存.现代检测技术M.北京：机械工业出版社,2005.5MohammadA.K.Alia,Ta
30、riqM.Younes,MohammadAbuZalata.DevelopmentofEquivalentVirtualInstrumentstoPLCFunctionsandNetworks6秦春斌.PLC基础及应用教程M.北京:机械出版社，2010.7于彤.传感器原理与应用M.北京：机械工程出版社，2007.8方承远.电气控制原理与设计M.北京：机械工业出版社，2000.9郑凤翼.轻松解读三菱FX2N系列PLC原理与应用M.北京：机械工业出版社，2011.10HansBerger.AutomationwithSTEP7inLADandFBDM.ErlangenandMunich:PublicisMCDCorporatePublishing,2003致谢首先诚挚的感谢指导老师郭俊美老师，在您的悉心教导下使我的毕业设计能够顺利的完成。您和我不时的讨论并指点我正确的方向，使我在毕业设计这段时间中获益匪浅。让我在以后的工作中能够做得更好。在四年大学生涯快要结束的时候还要感谢这四年来遇到的每一位老师对我的关心和照顾。在这四年里你们不仅教会了我很多知识，还教会了我很多做人的道理，让我懂得了人生的价值观，能让我在以后的人生路上少走弯路。最后,在这里祝福各位老师工作顺利，身体健康，家庭和睦。
