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1、某学院毕业 设计(论文)课题 ：PLC 在楼宇消防系统中的应用专 业 机电一体化技术 班级 10 级 3 班学生姓名 某 学生学号 指导教师 某 提交日期 某 成绩 答辩日期 答辩成绩 答辩教师 总评成绩 课题设计要求指导教师综合阅评意见平时成绩 020 材料成绩 030 指导教师内容摘要本文主要介绍火灾探测的机理、消防系统的构成以及原理。全文共分5章。第1章简要介绍消防发展的历史、国内外发展的状况、消防系统组成及选题的背景及意义。第2章讨论了火灾探测器的分类、探测原理及由此发展的各种火灾探刻器，并着重论述了离子、光电感烟及感温三种探测器。第3章介绍了控制原理。第4章论述了控制电路的选择。第5
2、章介对消防PLC控制系统的程序进行分析。本系统将火灾报警系统及消防系统集成到一起，解决了消防自动报警系统与消防系统一直分离，难于统一控制的局面。本系统有着高可靠率、低故障的特点，能够基本满足楼宇消防系统的要求关键词：消防; 控制系统; 探测器; 可编程控制目录第一章 前言1.1 课题的背景及课题的意义11.2 国内外发展状况1第二章 探测器的原理及结构32.1 结构造型分类方法32.2 探测参数分类法32.3 使用环境分类法6第三章 控制原理介绍 73.1 可编程控制器的发展历史73.2 PLC的定义 83.3 变频器概述 14第四章 控制电路的选择 18总结 32谢辞 33参考文献 34某学
3、院某级毕业设计（论文）1第一章 前言1.1 课题的背景及课题的意义火灾每年要夺走成千上万人的生命和健康，造成数以亿计的经济损失。据统计，全世界每年的活在经济损失可达整个社会生产总值的0.2%，我国的火灾次数和损失虽比发达国家要少，但损失也相当严重。统计表明，我国火灾每年直接经济损失：50年代平均为0.5 亿元；60年代平均为1.5亿元； 70年代为2.5 亿元；80年代为3.2亿元；进入90年代，火灾的损失更为严重，前5年平均每年已达8.2亿元。根据国外的统计，火灾间接损失是直接损失的3倍左右，由此可见火灾造成的损失是非常惊人的。 随着我国迅速发展，消防水系统的安全、可靠、稳定运行越来越重要，
4、对消防水系统的自动调节控制水平也越来越高。原来的手动控制和简单的电气连锁等控制方式，由于自动化程度较低，可靠性较差，已不能安全、可靠运行。随着可编程PLC自动控制器和变频器调节原理的广泛应用，建议消防水系统采用可编程PLC自动控制器和变频器来调节控制的恒定供水压力，有效的保证火情发生时的及时供水，而且可以自动来回切换，确保供水系统的安全使用，实现无人值班避免由于人为因素而造成的失误。1.2 消防在国内外的历史及发展状况1.2.1消防在国外的历史及发展据资料记载，世界上的古老城镇，一直是由了望员站在了望塔上观察火焰，发现火灾，用报警声人们报警，并通知人们或消防队灭火，此种报替方式一直沿用了很久。
5、19世纪中叶，西方国家的工程师率先将近代机械和电气技术应用于火灾预防与扑救。发明了早期的自动喷水灭火装置和火灾自动报誉装置。1847年，牙科医生Channing和缅因大学教授Farmer开发研制了第一台用于城镇火灾报警的火灾报苦发射装置。1852年安装在波士顿，从此，城镇火灾报苦向前大大迈进了一步。最早的探测技术当推1890年英国人研制的感温探测器。20世纪初，某学院某级毕业设计（论文）2随着化学和化工技术的发展，开始了泡沫灭火剂的研制；同时，建筑结构及材料的防火技术也逐渐成为一个重要的研究领域。本世纪中期以来，消防技术也取得了很大的进步；物理学、燃烧学、流体力学和计算机技术等学科的进展，为开
6、展火灾形成机理和成灾规律的研究提供了条件。本世纪50年代，美国哈佛大学的艾蒙斯(H.W.Enunons)教授提出了火灾模化的理论，为火灾科学的建立奠定了基础。1984年，英国爱丁堡大学庄斯戴尔(D.Drysdale )出版了专著火灾动力学，第一次对火灾科学的理论体系进行了系统的阐述。这便是现代高层消防报警系统的前身。本世纪50年代至70年代，感烟火灾探测器出现，灵敏度比感温探测器大大提高，随着现代科技的发展，人们把电子技术应用到防火系统。发明了早期的火灾报警系统。二十世纪八十年代初，推出了新一代全新火灾报警控制系统。该系统智能集中于控制器部分，探测器输出模拟信号，由控制器对这些信号进行处理，判
7、断是否发生火灾。它不仅解决了由于探测零点漂移而引起的非真实可靠探测的问题和探测器检查问题，而且提高了系统的抗千扰性，增加了可靠性。1.2.2 消防在我国的发展我国的消防技术的研究起步于1956年，从1980年开始了消防报警系统设备的研究，经过近二十年的发展，国内的火灾报鳌系统也经历了从多线制到总线制的发展过程。由于我国消防报警设备起步较晚，技术一直落后于国外，因资金缺乏，国内生产消防报警设备的工厂、公司缺乏先进的火焰燃烧实验室，使得对火灾从初期阴燃到明火燃烧的数学模型及不同物质燃烧的状态、机理研究甚少，从而只能走引进一国产化一仿制一自行开发的道路，故在进入九十年代后各厂家纷纷以引进技术或合资等
8、形式来提高自己的竞争能力 1。某学院某级毕业设计（论文）3第二章 探测器的原理及结构探测器是系统的“感觉器官”，它的作用是监视环境中有没有火灾的发生。一旦有了火情，就将火灾的特征物理量，如温度、烟雾、气体和辐射光强等转换成电信号，并立即动作，向火灾报带控制器发送报替信号。对于易燃易爆场合，火灾探测器主要探测其周围空间的气体浓度，在浓度达到爆炸下限以前报警。在个别场合下，探测器也可探测压力和声波。下面按探测器的不同分类方法分别介绍其原理和结构。探测器的分类比较复杂。实用的分类方法有结构造型分类法、探测火灾参数分类法和使用环境分类法等 2。2.1 结构造型分类方法按探测器的结构造型分类，可以分成线
9、型和点型两大类。(1) 线型探测器:这是一种响应某一连续线路周围的火灾参数的火灾探测器，其连续线路可以是“硬”的，也可以是“软”的。如空气管线型差温火灾探测器，是由一条细长的铜管或不锈钢管构成“硬”的连续线路。又如红外光束线型感烟火灾探测器，是由发射器和接受器二者中间的红外光束构成“软”的连续线路。(2) 点型探测器:这是一种响应某一点周围的火灾参数的火灾探测器。大多数火灾探测器属于点型火灾探测器。2.2 探测参数分类法根据探测器探测参数的不同，可以划分为感温、感烟、感光、气体和复合式等几大类。2.2.1 感温探测器的构造及工作原理感温探测器：这是一种响应异常温度、温升速率和温差的火灾探测器。
10、又可分为定温火灾探测器一温度达到或超过预定值时响应的火灾探侧某学院某级毕业设计（论文）4器；其结构如图2.1所示： 图2.1 定温感温探测器结构图图2.2 定温感温探测器的工作原理图定温探测器的工作原理如图2.2所示:它是由黄铜和殷铜之类膨胀系数不同的两种金属片结合成双金属小片B的传感器。由此图可知，通常接点a和b离开，一旦发生火灾，则双金属片弯曲，于是a和b两点接触，从而使指示灯发亮或电铃发声。 差温探测器一升温速率超过预定值时响应的感温火灾探测器;其结构如图2.3所示：图2.3 差温感温探测器结构图图 2.4 差温感温探测器工作原理图差温探侧器的工作原理如图2.4所示:它是一种利用空气膨胀
11、的差动式传感器。这种传感某学院某级毕业设计（论文）5器由气室A、薄金属片形成的曲线图形板D、汇漏孔L和电接点a、b构成。从右图可知，当有火灾时，由于波纹板膨胀，接点a和b接合，故火灾指示灯发亮和铃响。差定温探测器一兼有差温、定温两种功能的感温探测器。感温探测器，由于采用不同的敏感元件，如热敏电阻、热电偶、双金属片、易熔金属、膜盒和半导体等，又可派生出各种感温探测器。 2.2.2 感烟探测器的构造及工作原理感烟探测器：这是一种响应燃烧或热解产生的固体或液体微粒的探测器。由于它能探测物质燃烧初期所产生的气溶胶或烟雾粒子浓度，因此，有的国家称感烟火灾探测器为“早期发现”探测器。气溶胶或烟雾粒子可以改
12、变光强，减小电离室的离子电流以及改变空气电容器的解电常数半导体的某些性质。由此，感烟火灾探测器又可分为离子型、光电型、电容式和半导体型等几种。其中光电感烟火灾探测器，按其动作原理的不同，还可以分为减光型(应用烟雾粒子对光路遮挡原理)和散光型(应用烟雾粒子对光散射原理)两种。若按工作特性又可分为非累积型和累积型。非累积型传感器只要达到规定的烟浓度既工作，而累积型传感器只在规定浓度持续20-30s后才工作。在能放射较弱射线的电离箱中，放射性同位素产生离子电流，当烟雾进入传感器时，烟雾被射线吸收，从而使电流减弱。这种结构的传感器不受温度和压力变化的影响。来自发光二极管的光，经过聚光透镜聚焦在受光器上
13、。正常情况下，光不聚焦在受光器上，但烟雾粒子进入传感器后，由于光散射把光聚在受光器上，从而发出信号。应注意，这种传感器的结构必须做到仅让烟雾进入传感器内部，不能让昆虫等别的物质进去。2.2.3 其他探测器的构造及工作原理(1) 感光探测器：感光火灾探测器又称为火焰探测器。这是一种响应火焰辐射出的红外、紫外、可见光的火灾探测器，主要有红外火焰型和紫外火馅型两种。某学院某级毕业设计（论文）6(2) 气体探测器：这是一种响应燃烧或热解产生的气体的火灾探测器。在易燃易爆场合中主要探测气体(粉尘)的浓度，一般调整在爆炸下限浓度的1/5-1/6时动作报告。用作气体火灾探测器探测气体(粉尘)浓度的传感元件主
14、要有铂丝、铂钯(黑白元件)和金属氧化物半导体(如金属氧化物、钙钛晶体和尖晶石)等几种。(3) 复合式探测器：这是一种响应两种以上火灾参数的火灾探测器。主要有感温感烟火灾探测器、感光感烟火灾探测器、感光感温火灾探测器等。(4) 其他探测器：有探测泄漏电流大小的漏电流感应型火灾探测器；有探侧静电电位高低的静电感应型火灾探测器；还有在一些特殊场合使用的，要求探测极其灵敏、动作极为迅速，以至要求探测爆炸声产生的某些参数的变化(如压力的变化)信号，来抑制消灭爆炸事故发生的微差压型火灾探测器；以及利用超声原理探测火灾的超声波火灾探测器等等。2.3 使用环境分类法(1) 陆用型：一般用于内陆、无腐蚀性气体的环境，其使用温度范围为-10+15，相对温度在85%以下。在现有产品中，凡没有注明使用环境型式的都为陆用型。(2) 船用型：船用型火灾探测器主要用于舰船上，也可用于其他高温、高湿的场所，其特点是耐高温、高湿，在50以上的高温和901
