火灾报警系统设计毕业设计


    

    科毕业文(设计)

    (题目:火灾报警系统设计)

    姓 名:
    学 号:
    专 业: 动化
    院 系: 电子通信工程学院
    指导老师:
    职称学历: 助教 /硕士
    完成时间: 2013年5月


    教务处制

    火灾报警系统设计

    着国济建设迅速发展民生活水断提高城市日益紧张促建筑物正着高层化密集化方发展火灾已成国常发生性破坏性影响力强灾害套完整火灾动报警系统发生火灾时生命财产利保障否快速准确发现火情火灾扑灭萌芽状态关键文重点讲述基PLC控制火灾动报警控制系统设计根控制求控制系统分析出IO列表控制梯形图程序调试出调试程控制系统逻辑控制部分方法全面阐述火灾报警控制器探测器硬件软件设计探测器探测火灾信号通线路火灾信号传递PLCPLC接收火灾信号根控制程序求控制喷淋泵启动相应区域电磁阀开启电磁阀开启相应区域喷头喷水灭火

    关键词:火灾报警系统控制器探测器




    The Design of Automatic Fire Alarm System
    Abstract
    With the rapid development of China's economic construction and people's living standards improve urban land increasingly tense prompting highrise buildings is moving intensive direction the fire has become China often occurs and destructive and most influential disasters A complete set of automatic fire alarm system is when the fire protection of people's lives and property of the favorable is the ability to quickly and accurately find the fire the fire is extinguished in the bud the key This article focuses on the PLCbased control of automatic fire alarm control system design and under the control requirements the control system analysis gives I O list the control ladder and program debugging and gives the debugging process and control systems logic control part of the method and a comprehensive exposition of fire alarm controller and detector hardware and software design When the detector detects a fire signal to the fire signal is passed via a line to the PLC PLC received a fire signal the control program according to their requirements control the spray pump start and a region corresponding to the electromagnetic valve is open the solenoid valve opening after Correspondingly sprinkler nozzle area

    Key Words:fire alarm system controller risk detector




    目 录
    1 绪 1
    11 火灾动报警系统作 1
    12 选题目意义 2
    2 火灾动报警系统简介 3
    21 火灾动报警系统概述 3
    22 火灾动报警系统功 3
    23 火灾报警系统设置 3
    231 区域报警控制系统 3
    232 集中报警控制系统 4
    233 控制中心报警系统 5
    3 火灾报警系统总体设计 6
    31 探测区域报警区域划分 6
    32 消防联动设计 8
    321 室消火栓系统联动设计 8
    322 防排烟系统联动设计 9
    33 PLC基础知识介绍 9
    331 编程控制器结构组成 10
    332 编程控制器工作原理程 10
    4 动报警灭火系统硬件 12
    41火灾探测器选择 12
    42火灾报警控制器 13
    43抽水泵排风电机选择 16
    431 三相笼型异步电机结构 16
    432 三相笼型异步电机工作原理 17
    433 三相笼型异步电机启动方式 17
    44 火灾警报装置电磁式蜂鸣器 17
    441 蜂鸣器概述 18
    442 电磁式蜂鸣器结构原理 18
    45 辅助功装置 18
    5 系统软件设计 19
    51 程序流程 20
    52 程序编制 21
    6 结 24
    致 谢 25
    参考文献 26

    1 绪
    消防防火灭火总称国消防工作执行预防防消结合方针方针贯彻消防关员应认真做消防工作力求制止火灾发生时充分做灭火准备防减少火灾发生消减少损失伤亡两者相辅相成融体发生火灾快扑灭减少火灾造成员伤亡财产损失着建设事业发展城市乡镇高层建筑建筑群体越越促进消防事业快速发展尤火灾报警灭火系统已引起广泛关注动化程度逐渐完善建筑防火中发挥着越越作已成门新技术学科独树帜着国建筑业发展消防(防灾)系统正迅猛速度前迈进
    11 火灾动报警系统作
    现代化建筑着型化高层化群体化复杂化方发展消防问题变越越重火灾动报警系统应运生火灾动报警系统综合运计算机网络火灾动报警区域连接达时报警时灭火目功包括:
    (1)动接收火灾报警信号火灾发生初期通感温感烟感光等火灾探测器火灾产生烟雾热量光辐射等物理量转变成电信号传递火灾报警控制器
    (2)显示火灾报警具体部位发出火灾报警信号火灾显示器显示出火灾发生位置记录火灾发生时间传递火灾报警控制器
    (3)火灾发生时火灾动报警系统通双输入输出模块双动作切换模块消防泵喷淋泵进行动手动控制接收状态信号排烟机进行控制
    (4)火灾动报警系统通单输入输出模块切换模块切断关部位非消防电源
    (5)火灾动报警系统显示消防电源水流指示器湿式报警阀信号阀工作状态
    (6)火灾动报警系统显示保护象重点部位疏散通道消防设备位置面图等
    12 选题目意义
    传统火灾动报警器采继电接触器控制容易发生障性差功单线路复杂接点PLC应火灾动报警器具优势:
    (1) 性
    传统继电器逻辑控制系统相PLC性提高原:
    ① PLC采系列性设计方法进行设计
    ② PLC包含量活动部件电子元器件接线相少
    ③ PLC较强易操作性具维修容易编程简单操作方便等特点
    通计算机控制系统较PLC性提高原:
    ① PLC具通计算机控制系统更简单编程语言更硬件
    ② PLC软件设计方面采取系列提高系统性措施
    ③ PLC硬件设计方面采系列提高性措施
    (2) 易操作性PLC易操作性表现列三方面:
    ① 操作方便
    ② 编程方便
    ③ 维修方便
    (3) 灵活性PLC灵活性表现列三方面:
    ① 扩展灵活
    ② 编程灵活性
    ③ 操作灵活性
    基PLC优点PLC控制报警系统研究实际意义



    2 火灾动报警系统简介
    21 火灾动报警系统概述
    火灾报警系统现代智建筑中起着极重安全保障作属智厦系统子系统完全脱离系统网络情况独立正常运行操作完成身具防灾灭火功具绝优先权计算机网络通信基础城市火灾动报警信息系统通建筑物消防设施运行状态远程监控实时接收快速处理报警信息缩短火灾报警时间防火监督工作深入单位消防监测设备该系统建立加强消防安全监督理防止重特火灾发生着十分重意义火灾动报警系统够火灾初期燃烧产生烟雾热量光辐射等物理量通感温感烟感光等火灾探测器变成电信号传输火灾报警控制器时显示出火灾发生部位记录火灾发生时间
    22 火灾动报警系统功
    (1)报警功:旦火警发生立发出报警
    (2)状态指示功:切消防设备工作状态进行显示
    (3)灭火准备功:旦发生火警动启动消防水泵投入运行消防栓灭火提供充足水源
    (4)信息反馈功:楼层火警信息计算机喇叭电铃发出火警报警声引起值班员警觉
    23 火灾报警系统设置
    火灾动报警系统设计时应根动报警系统类型设备选型设计相应报警联动线路设备报警规范火灾报警系统划分三种基形式区域报警系统集中报警系统控制中心报警系统
    231 区域报警控制系统
    区域报警控制系统火灾动报警系统组成种形式电子元件组成动报警监控装置探测器检测火灾信号电子线路火灾信号转换电压数字信号通导线传输区域报警器处理发出声光报警信号时火灾部位传输集中报警控制器适较范围保护区域报警控制器单独组成系统进行消防灭火动处理区域报警控制器设置应该符合规定:
    (1)果区域报警控制器安装墙时底边离面高度应15m门轴侧面墙壁间距离应05m正面操作距离应12m
    (2)台区域报警控制器警戒数楼层时应层楼梯口明显部位装设识楼层灯光显示区域
    (3)区域报警控制系统宜设值班房间宾馆层服务台
    (4)报警区域宜设置台区域报警控制器系统中区域报警控制器应该超3台
    区域报警控制系统火灾控制器火灾探测器等组成区域火灾报警控制器火灾探测器等组成功简单火灾动报警系统适面积建筑保护
    232 集中报警控制系统
    集中报警控制系统电子线路组成集中动监控报警装置区域报警巡回检测带信号均集中总监控报警装置具部位指示区域显示巡检检火灾报警音响计时障报警记录印等系列功发出报警信号时动采取系统消防功控制动作达消防目手段适较范围区域保护集中报警控制器设置应该满足规定:
    (1) 集中报警控制器墙间距离应1m正面操作距离应2m
    (2) 集中报警控制器容量宜保护范围探测区域总数
    (3) 区域报警控制器设置应符合述区域报警控制系统关求
    (4) 系统中应设台集中报警控制器两台区域报警控制器
    集中报警控制系统火灾报警控制器区域显示器火灾探测器等组成集中火灾报警控制器区域火灾报警控制器火灾探测器等组成功较复杂火灾动报警系统集中报警系统少台集中报警控制器两台区域报警控制器集中报警控制器应设置值班专房间消防班室报警区域较区域报警控制器超3台时采集中报警系统
    233 控制中心报警系统
    消防控制室消防控制设备火灾动报警探测器集中火灾报警控制器区域火灾报警控制器等组成消防控制室消防控制设备火灾动报警探测器区域显示器火灾报警控制器等组成功复杂火灾动报警系统消防设施控制功较全系统容量较适型建筑保护
    (1) 设消防控制室外集中报警控制器均应火灾报警信号消防联动控制信号送消防控制室
    (2) 系统中应少设置台集中报警控制器必消防控制设备
    (3) 区域报警控制器集中报警控制器设置应符合述控制中心报警系统关求
    3 火灾报警系统总体设计
    火灾动报警系统包括触发器件火灾报警控制器火灾警报装置辅助功装置消防控制设备电源等组成部分系统方案框图图31示:

    图31 系统方案方框图
    图31安装火灾报警区域火灾探测器感知周围环境温度烟雾等物理量转换成电信号反馈报警控制器控制器接收信号存正常整定值较确定火灾发生火灾发生时控制器发出声光报警报警显示器显示出火灾发生时间点等时控制器协调消防联动控制系统步启动系列预定指令控制消防联动装置动作火灾发生现场相邻区域发出警铃报警应急疏散指示灯步开启想指明逃离通道控制排烟系统动喷水系统启动火灾动报警系统通步骤达时发现时灭火目
    31 探测区域报警区域划分
    火灾动报警系统保护象形式样功异方便日常维护理便早期探测早期预警安装火灾动报警系统程中般保护空间划分干报警区域报警区域包含探测区域样火灾发生时火灾动报警系统够迅速准确确定着火部位便进行时效灭火救灾
    报警区域设置区域火灾动报警控制器基单元动火灾报警系统警戒范围定求划分空间报警区域防火分区相防火分区组成报警区域包含防火分区楼层防火分区会受报警区域保护
    探测区域探测火灾部位报警区域划分单元火灾探测器进行编号基单元般情况探测区域会应系统中独立部位编号根国现行国家标准火灾动报警系统设计规范中规定探测区域划分符合求:
    (1)划分探测区域时独立房间划分探测区域面积500㎡果房间面积超1000㎡里面口充分清部划探测区域果探测区域安装缆式感温火灾探测器长度宜超200m果探测区域安装空气差温火灾探测器长度宜20m—l00m间果探测区域安装红外光束型感烟火灾探测器长度宜超l00m划分火灾动报警系统探测区域基求
    (2)果保护象二级保护象符合面两条件房间划分探测区域
    ① 相邻房间总数10间总面积1000㎡房间门口安装灯光显示装置时门口均清部
    ② 相邻房间超5间总面积超400㎡门口设灯光显示装置
    (3)碰面场分单独划分探测区域
    ① 消防电梯前室防烟楼梯间前室消防电梯防烟楼梯间合前室
    ② 敞开封闭楼梯间
    ③ 建筑物闷顶夹层
    ④ 坡道走道电缆隧道道井
    32 消防联动设计
    消防联动控制系统火灾动报警系统中重组成部分消防联动包括监视控制两部分监视设备水流指示器报警阀信号阀需控制设备消防泵防排烟系统等火灾信号传递火灾报警控制中心时控制中心确认联动设备发出信号启动灭火装置防排烟设备防止火灾蔓延消防系统控制设备火灾报警控制器室消火栓系统防排烟系统
    火灾时消火栓钮消防控制机确认直接启动相应消火栓泵时消防控制室发出信号消防控制中心直接手动启停相应消火栓泵显示消火栓泵工作状态防火分区显示消火栓钮位置显示消火栓钮处消火栓泵工作状态消火栓泵手动直接控制通设消防控制中心联动控制台实现消火栓编码钮直接火灾报警控制器相接火灾发生时直接启动消防泵时消防中心发出反馈信号消火栓钮处启泵指示灯显示泵运行状态时消防控制室控制泵启停
    设计采消火栓联动排烟联动设计排烟系统动喷水系统作火灾报警系统消防联动
    321 室消火栓系统联动设计
    室消火栓系统中消火栓配消火栓启动钮设计采编码消火栓钮直接接入火灾报警控制器发生火灾时候直接启动消防泵启泵时消防控制中心发出反馈信号消火栓钮处设启泵指示灯指示消防泵运行状态时消防控制室控制消防泵启停显示消火栓水泵工作障状态显示消火栓启泵钮位置消火栓控制原理图图32示

    图32 消火栓控制原理图
    某层出现火灾事时候层开关AN断开线圈1ZJ失电1SJ电2ZJ开关闭合GD工作开关1Q闭合次出现事层会发出反馈信号具体硬件电路第4章硬件电路中详细介绍

    322 防排烟系统联动设计
    排烟系统联动设计原理层感烟探测器火灾手动报警钮动作报警控制中心发出警报时启动相邻层排烟阀启动消防排烟风机楼梯间烟感报警正压送风阀开启启动正压送风机温度超70℃时70℃防火阀熔关闭温度超280℃时280℃排烟防火阀熔关闭关闭排烟风机
    33 PLC基础知识介绍
    火灾动报警系统中接收显示传递火灾报警信号发出控制信号具辅助功控制指示设备称火灾报警控制器火灾报警控制器担负务监视探测器系统身工作状态火灾探测器提供稳定工作电源进行声光报警指示报警具体位置时间接收转换处理火灾探测器输出信号执行相应辅助控制等火灾动报警系统核心组成部分文采控制器件PLC
    PLC种数字运算操作电子系统采存储器编程序存储器存储器储存逻辑运算计算定时程序控制算术运算等操作指令通模拟式数字式输入输出控制种类型机器生产飞程PLC关设备易工业控制系统形成整体易扩充功原设计
    331 编程控制器(PLC)结构组成
    编程控制器(PLC)中工业控制专计算机设计理念计算机技术继电—接触控制电路相结合产物工业控制象接口力非常强PLC质工业控制微型计算机基结构组成具般微型计算机特点:CPU(中央处理器)核心通系统程序理运行PLC控制象接口IO通讯接口完成通常配备专供电电源具专功模块图33示:

    图33 PLC基组成图
    332 编程控制器(PLC)工作原理程
    PLC系统继电—接触器控制系统样必然包含3部分:输入部分逻辑电路部分输出部分唯区:PLC逻辑电路部分软件实现户编制控制程序体现特定输入输出逻辑关系例:图34继电器元件组成启动停止电路


    图34 继电器启动停止控制电路
    PLC完成控制务时输入条件接入PLCPLC输出单元驱动接触器KM间满足逻辑关系程序实现
    等效PLC控制器图35示两输入钮信号PLC接线端子进入输入接口电路PLC输出输出接口输出端子驱动接触器KM户采编程语言梯形图语言


    图35 PLC等效电路图
    4 动报警灭火系统硬件
    火灾动报警硬件系统包括触发器件火灾报警控制器火灾警报装置辅助功装置消防控制设备电源等组成部分
    41火灾探测器选择
    火灾探测器火灾动报警系统检测元件工作灵敏性性稳定性等技术指标直接影响整系统正常运行
    选择探测器灵敏度环境探测器性没火警发生时系统没发生错误报警准进行选择国数高层建筑中光电感烟测器感温探测器会场果安装火灾探测器时种探测器整系统里容易易产生错误动作样会造成必损失避免错误报警应该选两种者两种种类探测器总探测器应根实际环境情况选择达时准确报警目
    火灾动报警系统中动者手动产生火灾报警信号元器件称触发器件指手动火灾报警钮火灾探测器火灾探测器感知火灾产生烟雾温度热辐射等物理量转换电信号传递火灾报警控制器手动火灾报警钮手动方式启动火灾动报警系统装置
    文采探测器感温传感器感烟探测器
    (1) 感温传感器:种响应异常温度温升速率温差火灾探测器常定温火灾探测器温度达超预定值时响应火灾探侧器结构图41示:

    图41 定温感温探测器结构图
    定温感温探测器工作原理图42示:黄铜殷铜类膨胀系数两种金属片结合成双金属片B传感器图知通常接点ab断开旦发生火灾双金属片弯曲ab两点接触指示灯发亮电铃发声


    图42 感温探测器工作原理图
    (2) 感烟探测器:感烟探测器种响应燃烧热解产生固体液体微粒探测器探测物质燃烧初期产生气溶胶烟雾粒子浓度国家称感烟火灾探测器早期发现探测器
    气溶胶烟雾粒子改变光强减电离室离子电流改变空气电容器解电常数半导体某性质感烟火灾探测器分离子型光电型电容式半导体型等种中光电感烟火灾探测器动作原理分减光型(应烟雾粒子光路遮挡原理)散光型(应烟雾粒子光散射原理)两种
    工作特性分非累积型累积型非累积型传感器达规定烟浓度工作累积型传感器规定浓度持续2030s工作
    放射较弱α射线电离箱中放射性位素产生离子电流烟雾进入传感器时烟雾α射线吸收电流减弱种结构传感器受温度压力变化影响
    42火灾报警控制器
    火灾报警器核心部件PLC选择合适机型PLC控制系统硬件配置关键问题目前生产PLC厂家西门子三菱松欧姆龙LGABB公司等厂家PLC产品然基功相似特殊功价格编程指令编程软件相厂家生产PLC产品系列系列中CPU型号PLC功应强具开关量逻辑运算定时计数数处理等基功鉴设计控制速度求高开关量控制应系统选型PLC满足求PLC结构整体式模块式设计属单机控制系统宜选整体式PLC结构综述较厂家整体式型PLC知三菱系列PLC具性价高抗干扰力强性稳定输入输出点数等优点
    根系统设计求工作环境服务象等方面考虑三菱 PLC完全满足系统设计求
    现三菱PLCFX1NFX2NFX3UQ系列A系列等中FX2NCFX2N基础发展成FX2N略低FX2NC PLC完全满足系统设计求次设计选三菱FX2NC PLC作系统控制器三菱FXPLC形化高速度高性方面相FX系列中高档次超程序装置适基组件间连接模拟控制定位控制等特殊途套满足样化广泛需PLCFX2N系列PLC拥匹速度高级功逻辑选件定位控制等特点FX2N系列型化高速度高性切便相FX系列中高层次超形程序安装 输入出1625点独立途外适基组件间连接模拟控制定位控制等特殊途套满足样化广泛需PLC
    根火灾报警器原理分析系统中含消火栓联动控制排烟联动控制模块控制线路图4344回路图4546示

    图43 消火栓PLC控制IO图


    图44 排烟防火阀PLCIO图

    图45 消火栓联动控制回路电路图
    图46 排烟风机控制回路电路图


    43抽水泵排风电机选择
    设计选择三相异步电机
    431 三相笼型异步电机结构
    电机应电磁原理实现电转化机械旋转机械

    图47 电动机结构图 图48 电动机工作原理图

    电动机定子转子两部分构成外轴承端盖机座风扇风罩等部件
    定子:电动机静止部分作:产生旋转磁场机械支撑机座定子铁芯定子绕组组成
    转子:电动机旋转部分作:产生电磁转矩转轴转子铁芯转子绕组组成
    432 三相笼型异步电机工作原理
    三相电机通入电流定绕组产生旋转磁场转子导体做切割磁力线相运动产生感应电动势转导体闭合形成感应电流右手定判断方通电导体磁场中受磁场力f作方左手定判断形成力矩电磁力矩TTTL电机开始旋转
    433 三相笼型异步电机启动方式
    三相异步电机启动方式直接启动软启动传统减压启动三种启动方法传统减压启动包括定子串接电阻启动星三角启动耦变压器启动设计采直接启动图49三相异步电机直接启动控制电路图

    图49 直接启动控制线路
    44 火灾警报装置电磁式蜂鸣器
    火灾动报警系统中发出声光等火灾警报信号装置称火灾警报装置声光等报警方式报警区域发出火灾警报警信号警示迅速安全疏散采取灭火救灾措施文采报警器件电磁式蜂鸣器
    441 蜂鸣器概述
    蜂鸣器种体化结构电子讯响器采直流电压供电广泛应汽车电子设备计算机复印机印机报警器电话机电子玩具定时器等电子产品中发声器件蜂鸣器分电磁式压电式蜂鸣器蜂鸣器电路中字母HHA(旧标准FMLBJD等)表示
    442 电磁式蜂鸣器结构原理
    电磁式蜂鸣器电磁线圈振荡器振动膜片磁铁外壳等组成接通电源振荡器产生音频信号电流流电磁线圈电磁线圈产生磁场振动膜片线圈磁铁相互作周期性振动发声
    45 辅助功装置
    电源火灾动报警系统属消防电设备电源应采消防电源备电采蓄电池




    5 系统软件设计
    消防控制系统GX DEVELOPER编程软件进行程序编辑硬件设置PLC间通信连接力控GX DEVELOPER软件三菱PLC FX2N(C) PIC编程逻辑控制程序标准软件支持动化项目创建程阶段建立理项目硬件通信组态参数赋值理符号创建程序载程序PLC测试动化系统诊断设备障等GX DEVELOPER编程具身特点编程前需符号表中输入输出全局变量进行定义程序具读陛中包括:IO址数块命名注释等
    设计采控制系统实现报警喷水总说实现现场设备实时准确报警联动控制实践表明系统性强灵活性强
    编程序通串口线载PLC设置状态开关PLC处 RUN (运行)状态感烟探测器探测烟雾信号便反馈PLCPLC输出端驱动执行元件执行务利力控软件PIC通信观察现场系统动作情况








    51 程序流程

    图51 程序流程

    52 程序编制



    6 结
    做设计中学会前没学知识巩固前没学知识专业理知识更加扎实软件操作更加熟练
    文首先火灾报警系统组成部分做分析介绍触发器件火灾报警控制器火灾警报装置辅助功装置消防控制设备电源等组成部分然研究建筑状况进行分析然防火分区划分选择火灾探测器布置计算分布数量硬件选PLC进行控制研究探测器喷淋泵硬件构成控制防排烟系统进行研究组成联动控制控制中心PLC接收信号根编制程序执行命令消火灭火
    文特点PLC应楼宇消防控制系统中系统实际应中取良实际效果安全性良实践证明PLC核心构造楼宇消防系统种简单效成低廉解决方案具较高性灵活性济适性
    致 谢
    着次毕业文定稿四年读书生活季节划句号生逗号面次征程开始回首段时间学校紧张课毕业课程设计程中历困惑艰辛努力成种美回忆
    首先感谢指导老师精心指导悉心关怀毕业设计课程设计完成老师严谨治学务实认真丝苟作风深深感染鼓舞更加积极严肃扎实态进行文写作时老师温厚质朴易格魅力学生进步发展育态度心生敬佩决心老师引导鼓舞颗乐观踏实勤奋心面未切
    次感谢陪伴四年学学感谢失落时关心迷惘时陪伴失败时鼓励快乐时分享份份深厚友谊生宝藏
    时更感谢家辛劳汗水直支持鼓舞温暖宁静中前行求学生路途跨道道槛
    感谢学校系领导样次锻炼机会够机会检验四年学知识感谢母校生中激情梦想学生活
    日子里定牢记鼓励帮助生道路断进取次感谢
    参考文献
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    贡献于2020-12-08

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