基于西門子PLC的火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

張本法 李華榮

[摘 要]社會發(fā)展使建筑豐富和多元化，電氣設(shè)備和智能化設(shè)備的普及，各種各樣的木制設(shè)備使用，增加了火災(zāi)產(chǎn)生的概率。雖然現(xiàn)今建筑火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用，在某個方面上來說達(dá)到了建筑火災(zāi)的報警的基本要求。但是建筑火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)目前仍是需要立即解決的重大問題。本控制系統(tǒng)以西門子S7-300為核心，I/O設(shè)備采用傳感器和報警燈等硬件。上位機(jī)選用WINCC。把各個傳感器和報警燈組合，完成對建筑火災(zāi)的監(jiān)控。通過測試系統(tǒng)已基本達(dá)到要求。

[關(guān)鍵詞]PLC;火災(zāi)監(jiān)控;傳感器;WINCC

[中圖分類號]TD65 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A

1 火災(zāi)報警系統(tǒng)的基本組成

系統(tǒng)有傳感器檢測裝置;應(yīng)急指示燈、火災(zāi)警鳴、火災(zāi)報警燈報警裝置;雨淋與排風(fēng)消防設(shè)備。在觸發(fā)鍵上有自動觸發(fā)和手動觸發(fā)。本位采用的傳感器傳輸現(xiàn)場檢測量與預(yù)設(shè)量進(jìn)行比較，為自動觸發(fā)器。

2 系統(tǒng)總體控制流程

本設(shè)計，現(xiàn)場主控采用西門子 S7-300 PLC，在系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下，系統(tǒng)通過溫度和煙霧傳感器的采集數(shù)值轉(zhuǎn)化為電信號傳遞給PLC。經(jīng)過PLC的數(shù)據(jù)處理，把信號傳遞給上位機(jī)中。此時上位機(jī)界面會出現(xiàn)各個房間位置的溫度檢測量和煙霧檢測量，并且數(shù)值會實時顯示在上位機(jī)的控制面板上。一旦測量到的數(shù)值超過溫度量或煙霧量的規(guī)定上限，系統(tǒng)將會立即利用外部執(zhí)行設(shè)備進(jìn)行聲光報警。系統(tǒng)的火災(zāi)警鳴會立刻響起，同時安全逃離指示燈也會亮起，雨淋與排風(fēng)開關(guān)打開。通知受災(zāi)人群快速遠(yuǎn)離發(fā)生火災(zāi)處。

3 硬件選型

硬件的選擇是整個系統(tǒng)的重要組成部分包括信息采集和外部執(zhí)行元件，主控單元選擇西門子S7-300PLC，電源（PS 307 10A），中央處理器（CPU 313C），數(shù)字量擴(kuò)展模塊（SM322/SM321），MPI線纜，MPI轉(zhuǎn)以太網(wǎng)模塊，傳感器則我們選用溫度傳感器（Pt100）、PT100轉(zhuǎn)4-20mA模塊和煙霧傳感器（MQ-2）。

本設(shè)計所使用的I/O口比較多。所以我選用西門子S7-300PLC的SM313C作為系統(tǒng)的主控，同時擴(kuò)展了兩個數(shù)字量輸出 SM322 模塊由此增加數(shù)字量的輸出端口。

4 程序設(shè)計

整個系統(tǒng)設(shè)計不僅依靠上位機(jī)WINCC的監(jiān)視板塊，同時也需要下位機(jī)程序與各個器件的連接是非常重要的部分。本文采用西門子公司S7-300，同時使用采用Step7 作為編程軟件完成整個系統(tǒng)的下位機(jī)編程設(shè)計。該軟件編程簡操作，同時使用塊的調(diào)用，編譯也簡單快捷。如圖1所示PLC的程序塊。OB1是主程序啟停，分別調(diào)用了FB1報警指示燈功能塊，F(xiàn)B2煙霧檢測報警系統(tǒng)功能塊，F(xiàn)B3溫度檢測報警系統(tǒng)功能塊。DB1，DB2，DB3分別對應(yīng)FB1，F(xiàn)B2，F(xiàn)B3的背景數(shù)據(jù)塊。FC105把輸入的模擬量轉(zhuǎn)化為可視的數(shù)量值。

因為本文使用的功能塊的調(diào)用，我們在控制整個程序運(yùn)行的主程序OB1中寫出整個程序的啟動和程序的停止，如圖2。

當(dāng)按下M2.0按鈕，整個系統(tǒng)開始運(yùn)行。當(dāng)按下M1.7整個系統(tǒng)停止運(yùn)行。FB1功能塊主要為一個為通電1S斷電1S的定時器T38和繼電器Q8.0控制的警鳴和逃離方向指示燈的運(yùn)行。FB2是一個煙霧檢測報警功能塊，如圖3。

FB3是一個溫度檢測報警功能塊。設(shè)計思路和所用模塊大致和煙霧檢測報警相同，如圖4。

模擬量板塊處理后存儲在地址MD10中，數(shù)值是一個實數(shù)類型。因為所需的是一個整型數(shù)值，要通過一個類型轉(zhuǎn)換器把實數(shù)類型轉(zhuǎn)化為整數(shù)。轉(zhuǎn)換后的數(shù)值存放在地址MD20中，再將MD20數(shù)值賦值給煙霧檢測量MW10。我們將得到的煙霧檢測量MW10和已經(jīng)設(shè)定的煙霧檢測量的上限MW6進(jìn)行比較。當(dāng)?shù)陀谠O(shè)定的煙霧檢測量上限時，A101的雨淋與排風(fēng)開關(guān)不會運(yùn)行。到溫度檢測量大于設(shè)定指示，火災(zāi)報警燈會進(jìn)行周期1S的閃爍，同時雨淋與排風(fēng)開關(guān)打開。

5 觸摸屏設(shè)計

操作控制和顯示使用西門子TP270觸摸屏。界面會顯示每個房間的實時監(jiān)控畫面，這時會在組態(tài)軟件上對溫度、煙霧等進(jìn)行監(jiān)測，監(jiān)控人員能簡單易懂的看出每個房間的煙霧量和溫度量，如圖5。

經(jīng)過測試，當(dāng)煙霧檢測量大于25obs/m溫度檢測值大于70℃時。A101的報警燈亮起同時顯示溫度值界面由綠色變?yōu)榧t色，使顯示界面更加清晰醒目更能引監(jiān)視人員的注意。報警燈亮起的同時火災(zāi)警鳴響起，通知處于火災(zāi)現(xiàn)場的人員迅速撤離。逃離指示燈也同時閃爍亮起，指引現(xiàn)場受災(zāi)人群從正確的方向快速撤離。A101的雨淋與排風(fēng)開關(guān)進(jìn)入工作狀態(tài)，在減少人員的傷亡和財產(chǎn)損失方面能提供很大的作用。經(jīng)過測試系統(tǒng)驗證，效果良好，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

[參考文獻(xiàn)]

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