一種基于plc的消防報警器的設計

【摘 要】本文選用市場上常見的三菱FX系列超小型PLC作為控制器。設計了較為智能的控制程序，有效防止控制器的誤報錯報。所設計的報警器，既適用于單個房間的報警控制又適用于系統(tǒng)的集成。并且設計了人機交互界面，能夠使用戶通過界面監(jiān)視報警系統(tǒng)，方便了用戶的使用。論文簡要介紹了本系統(tǒng)的構(gòu)成，使用GX Developer 8.52作為編程、GT Designer 2作為人機界面設計工具。按照所選傳感器、執(zhí)行器的參數(shù)，使用AutoCAD2008繪制了電氣控制圖。完全實現(xiàn)了火災報警控制器的設計。依照本論文所設計的方案，只要購齊相應部件，既能立即部署本系統(tǒng)。

【關鍵詞】PLC 火災報警 GOT 系統(tǒng)集成

一.引言

消防系統(tǒng)主要由三大部分組成：第一部分為感應系統(tǒng)，即為火災自動報警系統(tǒng)；

第二部分為執(zhí)行系統(tǒng)，即滅火自動控制系統(tǒng)；第三部分為消防聯(lián)動系統(tǒng)。一般情況下火災自動報警系統(tǒng)主要由探測器、手動報警按鈕、報警器和警報器等組成，以便完成檢查火災并報警的任務。

二.火災報警控制系統(tǒng)的選器件選擇

（一） 報警探測器的選擇

本文設計的系統(tǒng)屬于區(qū)域性系統(tǒng)，故采用較小型的單體探測器為宜。故選用了JTF-GOM-GST601點型復合式感煙感溫火災探測器。其采用了復合探測技術(shù)是目前國際上流行的新型多功能高可靠性的火災探測技術(shù)，是由煙霧傳感器件和半導體溫度傳感器件從工藝結(jié)構(gòu)和電路結(jié)構(gòu)上共同構(gòu)成的多元復合探測器。其不僅具有普通散射型光電感煙火災探測器的性能，而且兼有定溫、差定溫感溫火災探測器的性能。由于采用了感煙和感溫相結(jié)合的技術(shù)，使得該復合探測器能夠?qū)覙酥驹囼灮鸬娜紵M行探測和報警。也能夠?qū)凭扔忻黠@溫升的明火進行探測并報警。而且探測器為無極性信號二總線制，方便連接控制器。

（二） 手動報警器的選擇

由于探測器可能會在某些情況下失效，故必須要有手動報警器，且能夠自動通知119火警。本控制系統(tǒng)選用J-SAP-8402手動報警按鈕，將手動火災報警按鈕與消防電話插座設計成一體，構(gòu)成一體化J-SAP-8402型手動火災報警按鈕。其主要具有以下特點：

1.采用拔插式結(jié)構(gòu)，安裝簡單方便；

2.電子編碼，可現(xiàn)場改寫；

3.有機玻璃片在按下后可用專用工具復位；

4.采用微處理器實現(xiàn)信號處理，用數(shù)字信號與控制器進行通信，工作穩(wěn)定可靠，對電磁干擾有良好的抑制能力。

J-SAP-8402手動報警按鈕主要技術(shù)指標：

1.工作電壓：總線24V

2.監(jiān)視電流≤0.6mA

3.動作電流≤1.8mA

4.線制：與控制器采用無極性信號二總線連接，與總線制編碼電話模塊采用四線制連接，與總線制電話主機或多線制電話主機采用電話二總線連接

5.無源輸出觸點容量：DC60V/100mA

6.使用環(huán)境：溫度：-10℃～+55℃ 相對濕度≤95%，不結(jié)露

7.外殼防護等級：IP43

8.外形尺寸： 90mm×122mm×48.5mm （帶底殼）

（三） 聲光報警器的選擇

本系統(tǒng)選用HX-100B聲光報警器。HX-100B火災聲光警報器（俗稱聲光）是一款安裝在現(xiàn)場的編碼型聲光報警設備，可直接接入火災報警控制器（俗稱報警主機）的信號二總線，需要由電源系統(tǒng)提供兩根DC24V電源線。在現(xiàn)場發(fā)生火災并確認后，安裝在現(xiàn)場的火災聲光警報器可由消防控制中心的火災報警控制器（報警主機）啟動，發(fā)出強烈的聲光報警信號，以達到提醒現(xiàn)場人員注意的目的。如圖8。

HX-100B火災聲光警報器的主要技術(shù)參數(shù)：

1.工作電壓：

信號總線電壓：24V 允許范圍：16V～28V

電源總線電壓：DC24V 允許范圍：DC20V～DC28V

2.工作電流：

總線監(jiān)視電流≤0.8mA 總線啟動電流≤6.0mA

電源監(jiān)視電流≤10mA 電源動作電流≤160mA

3.線制：四線制，與控制器采用無極性信號二總線連接，與電源線采用無極性二線制連接

4.聲壓級≥85dB（正前方3m水平處（A計權(quán)））

5.閃光頻率：0.8Hz～1.0Hz

6.變調(diào)周期：4（1±20%）s

7.聲調(diào)：火警聲

8.使用環(huán)境：溫度：-10℃～+50℃ 相對濕度≤95%，不結(jié)露

9.外殼防護等級：IP43

10.外形尺寸： 90mm×144mm×57mm（帶底殼）

（四） 報警門燈的選擇

報警門燈安裝在巡視觀察方便的地點，如會議室、餐廳燈地方。本次選用LD-8314作為報警門燈。其接線方式也為無極性信號二總線連接。

（五） PLC的選擇

本次選用三菱FXOS系列PLC作為控制器。其適應于極小模塊，廣泛用途的卡片尺寸的超小型PLC。 特別是直流電流與交流電源型相比，體積又進一步減少了一半，即使在以往安裝困難空間，也可以從容地安裝。

特點備有可自由選擇、豐富的品種可選用10/14/20/30點型。同時，根據(jù)電源，輸出形式，進行選擇。體積雖小卻具有令人心安的高性能。本次使用點數(shù)較少故選用FX0S-10MR-001即可。

FX0S系列的基本單元FX0S系列的功能簡單，價格便宜，適用于小型開關量控制系統(tǒng)，它只有基本單元，沒有擴展單元。清晰可見FX0s-10M其6個輸入點和4個輸出點。本次控制所需點數(shù)少，故選用此種最低檔次的三菱PLC合理。更深入查找三菱PLC技術(shù)參數(shù)，可以訪問三菱電機網(wǎng)站，對相關器件的手冊進行下載。

（六）人機界面的選擇

本次選用三菱GOT人機界面。型號GT1165-VNBA-C作為本控制系統(tǒng)人機界面方案，但實際應用應該符合經(jīng)濟條件，因為GT1165-VNBA-C價格較貴，故若實際采用的話，可能不太符合經(jīng)濟規(guī)律。此次只是作為方案論證，并在GT simulator 2 中模擬GT1165-VNBA-C的效果。實際工程，應該按照工程造價預算，合理選擇人機界面。8.4英寸TFT GT1165-VNBA-C AC機型 分辨率：VGA 640x480 顯示色：256色、內(nèi)存：3MB內(nèi)置CF卡接口。實際工程中，可以使用RS232將GOT與PLC進行連接。

三. 控制器的詳細設計

根據(jù)所選器件組成火災報警控制系統(tǒng)。

（一） PLC線路設計圖

根據(jù)設計需要連接PLC與各個部件，將探測器與X0連接、手動報警器與X1連接、復位按鈕與X2連接。將聲光報警器與Y0連接、將報警門燈與Y1連接、將消費設備與Y2連接、將連接消防聯(lián)動裝置與Y3連接。由于所選部件，大部分線制都是無極性信號二總線連接。故可以一端連PLC一端連COM。若有特殊需要，可以按照各個部件的使用說明，連接額外電源。GOT使用RS232與PLC連接。

（三） PLC的梯形圖設計

選用GX Developer 8.52作為編程及仿真工具。GX Developer是三菱PLC的編程軟件。適用于Q、QnU、QS、QnA、AnS、AnA、FX等全系列可編程控制器。支持梯形圖、指令表、SFC、 ST及FB、Label語言程序設計，網(wǎng)絡參數(shù)設定，可進行程序的線上更改、監(jiān)控及調(diào)試，具有異地讀寫PLC程序功能。

（四） GOT的人機界面設計

本控制系統(tǒng)選用三菱的GT1165-VNBA-C作為人機交互界面。故使用三菱電機提供的人界面編程工具——GT Designer 2作為三菱GOT的開發(fā)工具。GT Designer 2是三菱GOT綜合性開發(fā)工具GT Works 2的一個重要組成部分。

四.結(jié)論

本文按照需要選擇了器件，并按照設計方案詳細設計了消防報警控制系統(tǒng)。展望未來，可以采用更先進的分布式探測器，更加智能的控制器來應用。但若想做到更符合用戶的以及最優(yōu)化的選擇各個部件，可以使用PDM技術(shù)，做到產(chǎn)品與需求最優(yōu)結(jié)合。

參考文獻：

[1]孫景芝，電氣消防[M]，北京：中國建筑工業(yè)出版社，2006年.93—98.

[2]STEVEFURBER.ARMSOC體系結(jié)構(gòu)[M].北京：北京航空航天大學出版社.2002.