PLC在應(yīng)急照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

李杜 胡國文

(鹽城工學(xué)院，鹽城 224400)

1 引言

應(yīng)急照明是因正常照明的電源失效而啟動的照明。應(yīng)急照明的種類共分為三種:疏散照明、安全照明和備用照明。其中確保人員安全疏散的照明為疏散照明，宜采用熒光燈或LED;確保處于潛在危險之中的人員安全的照明為安全照明，宜采用LED或瞬時可靠點(diǎn)燃的熒光燈;確保正常工作和活動的照明為備用照明。

2 應(yīng)急照明的系統(tǒng)設(shè)計(jì)

應(yīng)急照明的電源屬于消防用電范疇。

當(dāng)所屬的消防用電是一級負(fù)荷時，設(shè)置雙電源供電:主電源和應(yīng)急電源。而應(yīng)急照明的電源應(yīng)由末端雙電源自動切換應(yīng)急照明配電箱引出。如果應(yīng)急照明采用集中蓄電池或燈具內(nèi)附電池組時，電源由末端應(yīng)急照明配電箱引出 (其中末端應(yīng)急配電箱由應(yīng)急電源供電)。當(dāng)所屬的消防用電是二級負(fù)荷時，設(shè)置雙回路供電，而應(yīng)急照明也由末端自動切換應(yīng)急照明配電箱引出。如果采用集中蓄電池或燈具內(nèi)附電池組時，電源由末端應(yīng)急照明配電箱引出(其中末端應(yīng)急配電箱有單回路供電)。當(dāng)所屬的消防用電是三級負(fù)荷時，設(shè)置單回路供電。應(yīng)急照明采用集中蓄電池或燈具內(nèi)附電池組，由普通照明配電箱進(jìn)行供電。

《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》(JGJ 16—2008)規(guī)定:備用照明在正常供電電源停止供電后，應(yīng)急電源供電轉(zhuǎn)換時間不應(yīng)大于5s，疏散照明不應(yīng)大于5s，除在無人工作時，其他時間疏散照明處于點(diǎn)亮狀態(tài)。集中蓄電池 (EPS)用作應(yīng)急照明的備用電源時，安全照明的轉(zhuǎn)換時間不應(yīng)大于0.25s，疏散照明的轉(zhuǎn)換時間不應(yīng)大于5s，備用電源的不應(yīng)大于5s。

3 PLC應(yīng)用舉例

系統(tǒng)采用三菱FX系列PLC進(jìn)行設(shè)計(jì)，為分布式控制。系統(tǒng)中作為下位機(jī)的底層單元PLC，對現(xiàn)場模擬量和開關(guān)量進(jìn)行處理，執(zhí)行有效可靠的控制;作為上位機(jī)的消防控制中心提供友好的人機(jī)界面，對全系統(tǒng)的信息進(jìn)行監(jiān)控與管理。上位機(jī)與下位機(jī)之間的信息傳輸是在PLC通信模塊FX-485ADP與控制中心串行接口之間完成。其中串行接口中檔額RS485信號必須經(jīng)FX-485PC-IF隔離轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為RS485信號方可與通信模塊FX-485ADP相連接。

系統(tǒng)中上位機(jī)與下位機(jī)采用主從應(yīng)答方式。由上位機(jī)負(fù)責(zé)系統(tǒng)中的信息傳輸，而下位機(jī)通過上位機(jī)傳輸過來的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，根據(jù)處理結(jié)果即可對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行控制，并且將數(shù)據(jù)的處理結(jié)果傳回上位機(jī)。

作為下位機(jī)的PLC安裝防火分區(qū)進(jìn)行設(shè)置。每個防火分區(qū)皆安置一部下位機(jī)進(jìn)行集中控制管理，而上位機(jī)與下位機(jī)是1:N的通信方式，即消防控制中心連接若干臺PLC如圖1。

圖1

應(yīng)急照明系統(tǒng)的應(yīng)急備用電源種類可分為四種:燈具內(nèi)附蓄電池、集中蓄電池、雙電源切換供電與雙回路切換供電。根據(jù)備用電源的不同PLC的設(shè)計(jì)應(yīng)用如下:

(1)當(dāng)燈具內(nèi)附蓄電池時，應(yīng)采用四線式配電方式如圖2，即一根中性線，一根保護(hù)線，一根燈具電源線和一根蓄電池充電線。其中燈具電源線和蓄電池充電線必須分開，而蓄電池充電線一直處于充電狀態(tài)。當(dāng)燈具電源線停止供電時，蓄電池就會為照明提供電源，也就是處于放電狀態(tài)。該類型的照明燈具作為獨(dú)立個體進(jìn)行應(yīng)急照明，不受消防聯(lián)鎖控制，因此無需進(jìn)行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

圖2

(2)當(dāng)采用集中蓄電池如EPS作為應(yīng)急照明的備用電源時，除了處于常亮狀態(tài)的疏散指示燈和點(diǎn)亮狀態(tài)的應(yīng)急照明外，還將正常照明的一部分燈具兼做應(yīng)急照明燈具使用。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)或故障時將處于正常電源斷電狀態(tài)的應(yīng)急照明燈具強(qiáng)制點(diǎn)亮。燈具強(qiáng)制點(diǎn)亮的控制過程可用PLC設(shè)計(jì)如下。

圖3 PLC接線圖

由圖3可示，共有三個輸入信號:X0是蓄電池內(nèi)配置的微型斷路器狀態(tài)信號;X1是火警的聯(lián)控信號;X3是檢測供電電源的繼電器信號。同時有三個輸出信號:Y0、Y1和Y2。Y2是控制應(yīng)急照明強(qiáng)制開啟的信號。

由圖4所示，X0是常閉開關(guān)，蓄電池配置的微型斷路器處于常閉狀態(tài)。X1是常開開關(guān)，當(dāng)消防系統(tǒng)發(fā)出火警聯(lián)動信號時，X1閉合，使Y1得電。X2處于常開狀態(tài)，當(dāng)檢測到正常照明的電源發(fā)生故障也就是斷開時，X0得電閉合，使Y1得電。只有當(dāng)Y0與Y1同時得電的情況下，Y2得電，強(qiáng)制開啟應(yīng)急照明燈具。

(3)采用雙電源切換供電和雙回路切換供電的一、二級消防負(fù)荷的應(yīng)急照明皆由供電末端安裝的自動切換應(yīng)急照明配電箱引出。而供電的雙電源與雙回路供電都是由一主一備組成。比如雙電源切換供電。這兩個電源必須是互相獨(dú)立，并且一個是主要電源，用于正常用電;另外一個是備用電源，用于消防用電。雙回路切換供電也是同樣。切換過程可用PLC設(shè)計(jì)如下。

圖4 PLC程序

圖5 PLC接線圖

由圖5所示，共有兩個輸入信號X0和X1:X0是檢測主供電線路狀態(tài)的輸入信號;X1是火警的聯(lián)鎖控制信號。同時共有四個輸出信號Y0、Y1、Y2和Y3:Y0和Y1是控制處于常明狀態(tài)的兩個應(yīng)急照明回路;Y2和Y3是發(fā)生故障時強(qiáng)制點(diǎn)亮的兩個應(yīng)急照明回路。

圖6 PLC程序

由圖6所示，X0作為檢測應(yīng)急照明主用供電線路運(yùn)行狀態(tài)的輸入信號。當(dāng)主用供電線路運(yùn)行正常時，X0常開開關(guān)閉合，Y0與Y1得電，處于常明狀態(tài)的應(yīng)急照明得電。當(dāng)主用供電線路出現(xiàn)故障停止供電時，X0常開開關(guān)閉合，而同時由于X0常閉開關(guān)閉合，備用供電線路開始為應(yīng)急照明供電，Y0與Y1可以繼續(xù)保持常明狀態(tài)。當(dāng)PLC中有火警聯(lián)動控制信號輸入時，X1常閉開關(guān)閉合，除了Y0與Y1處于通電狀態(tài)外，Y2與Y3這兩個應(yīng)急照明的回路被強(qiáng)制點(diǎn)亮并處于通電狀態(tài)。

4 結(jié)語

應(yīng)急照明在人們的生活與工作中起著越來越重要的作用。在設(shè)計(jì)應(yīng)急照明控制系統(tǒng)時，不僅要保證嚴(yán)格按照規(guī)范，并且要以自動化、可靠、節(jié)能作為原則。

［1］任元會，徐長生.應(yīng)急照明設(shè)計(jì)的若干問題 ［J］.照明工程學(xué)報，1993，4(1):8～17.

［2］JGJ 16—2008，民用建筑設(shè)計(jì)規(guī)范 ［S］.

［3］GB 50045—95，高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范 ［S］.

［4］GB50016—2006，建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范 ［S］.