基于PLC设计的火灾报警灭火系统
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作者:魏斌
摘要：该文根据现代仓库火灾自动报警为研究背景，以三菱FX3U-48MRPLC为核心基础，工厂仓库为对象，依照现代对工厂安全生产以及对火灾报警灭火系统的相关要求进行设计。通过现场的温度传感器和烟雾传感器以及手动报警按钮，以自动或手动方式向值班室传递报警信息，达到及早发现火情、通报火灾的目的。通过传感器和PLC，控制建筑物内的专用灭火设备（如排烟机、消防泵），有效实施救人、灭火，达到减少损失的目的。
关键词：PLC;火灾报警;传感器;变频器
中图分类号：TP311 文献标识码：A
文章编号：1009-3044（2020）06-0245-03
1概述
随着科技的不断发展，人们生活水平的不断提高，越来越多的安全隐患也存在人们的周围。火灾就是其中一种，它给人们的人身安全和财产带来了非常严重的破坏。当今社会，在工厂、酒店、学校、车站等场所，自动火灾报警灭火系统都成为不可或缺的装置，时时刻刻的保障着人们的人身财产的安全。
仓库火灾自动报警灭火系统主要由装在仓库的温度传感器、烟雾传感器、供水灭火装置、排风系统、手动报警按钮、PLC和安装仓库的报警灯、蜂鸣器组成。温度传感器和烟雾传感器的功能是在火灾初期及时感应到火情，产生报警信号。手动报警是在职班人员发现火情后按下报警按钮，产生报警信号及时使灭火装置动作。
消防控制系统主要由灭火系统，检测系统，控制系统组成。传感器在感应到高温和烟雾后产生信号给PLC控制中心，PLC能够及时做出判断并使灭火系统动作，经过20S的报警时间或者人为按下喷水按钮后，PLC控制电磁阀打开开始灭火。系统主要结构如图1所示。
2系统控制要求
当仓库内的传感器没有检测到高温和烟雾时，安装在仓库的排风扇由PLC与变频器控制，每隔30分钟，排风扇以30HZ的频率运转5分钟，以保证仓库空气的流通。
当传感器检测到高温和烟雾时，排风扇立即以50HZ全速运行，同时报警灯和报警铃动作，如果经过20S没有人按下系统复位的话，则接通抽水泵与电磁阀开始灭火。若有人按下手动火灾报警按钮，则立即接通抽水泵与电磁阀开始灭火。水箱中的水会自动进行补给，水箱中的水到达限定值，停止补水，低于限定值，自动补水。
3系统硬件设计
4系统软件设计
（1）程序流程图
系统流程如图3所示。
（2）程序编制及注释
1）无火灾风扇正常通风程序
无火灾时，M8000特殊辅助继电器上电接通，T0时间继电器开始计时30分钟，30分钟到后T0动作，常开触头闭合，风扇以30Hz开始运转，同时T1开始计时5分钟，5分钟到后断开TO，TO触头复位，开始重新计时。如此反复循环。当有火灾时，一区手自动M1 M4辅助继电器和二区手自的M6M9辅助继电器常闭触头断开，风扇由报警程序控制。
2）一区二区系统复位程序
当按下一区系统复位按钮X010或二区系统复位按钮X01 1时，相关的辅助继电器全部复位，对应的输出也全部断开，达到复位系统的目的。
3）一区手动报警程序
按下一区手动报警按钮X004，首先M1辅助继电器得电自锁，M1接通排风风扇，排风扇以50HZ高速运转。同时M11和M12分别接通报警灯和报警铃，报警等以1Hz频率闪烁，按下报警复位按钮X006，M2得电自锁，断开报警程序。由于是手动报警，所以立即接通M17抽水泵与M18一区电磁阀，抽水泵与电磁阀动作开始灭火。
4）一区自动报警程序
当一区的温度传感器X000或烟雾传感器X002检测到火灾信号后，触头闭合，M4辅助继电器得电自锁，M4接通排风风扇，以50HZ高速运转。同时M13 M14分别接通报警灯和报警铃，报警等以1Hz频率闪烁，若有人在20S内按下报警复位按钮而不是系统复位按钮的话，则立即接通M5执行灭火程序。若没人按下报警复位按钮，在经过20S的延时后，会自动接通M5打开M19抽水泵与M20一区电磁阀开始灭火。
5）二区手动报警程序
按下二区手动报警按钮X005，首先M6辅助继电器得电自锁，M6接通排风风扇，以50HZ高速运转。同时M21和M22分别接通报警灯和报警铃，报警等以1Hz频率闪烁，按下报警复位按钮X007，M7得电自锁，断开报警程序。由于是手动报警，所以立即接通M27抽水泵与M28二区电磁阀，抽水泵与电磁阀动作开始灭火。
6）二区自动报警程序
当二区的温度传感器X001或烟雾传感器X003检测到火灾信号后，触头闭合，M9辅助继电器得电自锁，M9接通排风风扇，以50HZ高速运转。同时M13 M14分别接通报警灯和报警铃，报警等以1Hz频率闪烁，若有人在20S内按下报警复位按钮而不是系统复位按钮的话，则立即接通M10执行灭火程序。若没人按下报警复位按钮，在经过20S的延时后，会自动接通M10打开M29抽水泵与M30--区电磁阀开始灭火。
7）水箱自动补水与电磁阀动作
系统上电后，水箱下限位开关X13闭合，供水泵Y003动作自锁，开始供水，当水位到达上限位后，上限位开关X12动作，断开供水泵，Y003失电。此时，水箱中的水已经加满，上限位X12处于断开状态，下限位X13也处于断开状态，当水箱中的水位下降时，上限位X12恢复闭合，水位下降到下限位X13时，X13恢复闭合供水泵再次动作，如此反复。
M18和M20辅助继电器触头闭合接通一区的灭火电磁阀Y000。
M28和M30辅助继电器触头闭合接通二区的灭火电磁阀Y001。
M17 M19 M27 M29辅助继电器触头闭合接通抽水泵继电器KMI动作。
8）一区二区声光报警动作程序
M11和M13辅助继电器触头闭合接通一区的报警灯Y004，使其动作。
M21和M23辅助继电器触头闭合接通二区的报警灯Y005，使其动作。
M12和M14辅助继电器触头闭合接通一区的报警铃Y006，使其动作。
M22和M24辅助继电器触头闭合接通二区的报警铃Y007，使其动作。
9）变频器的运行程序
当一区手自动M1 M4辅助继电器和二区手自的M6M9辅助继电器中任意一个触头闭合时，Y010得电，此时变频器将以正转运行。由于本系统排风只需一个方向，所以没有涉及反转的程序，若要反转，只需要Y011得电。但要注意Y010和Y011不能同时得电。
当M0辅助继电器触头闭合时，Y012将会得电，变频器将以预先设置好的频率让负载运行，这里排风扇会以30HZ频率正转运行。
当M1 M4 M6 M9辅助继电器中任意一个触头闭合时，Y013得电，变频器将以预先设置好的频率让负载运行，這里排风扇会以50HZ频率正转运行。
5总结
本系统是基于PLC设计的火灾报警灭火系统，采用PLC进行设计大大增加了系统的稳定性，也便于管理人员的安装与维护。
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