基于PLC的高層建筑消防控制系統的研究

李占賢，許劍利

(華北理工大學 河北省工業機器人產業技術研究院，河北 唐山 063210)

0 引言

隨著社會的發展，高層建筑越來越多，但由于其內部功能復雜，電子設備較多，發生火災等突發事件的概率增加[1]。然而，常規的高層建筑消防控制系統存在諸多問題，如設備啟動環節過多、控制線路復雜、系統維護困難等，使得系統的可靠性偏低[2]。因此，基于PLC的高層建筑消防控制系統的研究引起了人們的高度重視。

消防控制系統要求能夠及時發現災情，迅速發出報警，并在同一時間啟動控制系統相應的聯動設備，對火災進行處理。基于PLC的消防控制系統以其可靠性高、適應性強、抗干擾能力強等優點[3]，被廣泛地應用在高層建筑、辦公大樓、商場、工業車間等的消防控制系統中。同時，基于PLC的消防控制系統，減少了復雜的中間環節和二次接線，使系統變得簡潔易控，成為高層建筑消防控制系統的首選。

1 高層建筑消防系統及系統控制要求描述

該系統為一高層的辦公大樓消防控制系統，在系統的設計過程中，選用西門子公司的S7-200系列PLC[4]作為控制器。系統中需要的輸入點數為10，輸出點數為9，故選用該系列PLC的CPU型號為CPU224，具體的選型型號為6ES7 214-1BD23-0XB0。

該消防系統分為滅火系統和排煙系統，一旦火災探測系統通過煙感、溫感、紅外線等探測到火情后[5]，滅火系統和排煙系統自動開啟，系統揚聲器報警，相應的指示燈閃爍。若消防過程中PLC發生故障，滅火系統和排煙系統均可手動開啟。消防控制系統啟動流程如圖1所示。

具體消防過程如下：當發生火災時，PLC接收到傳感器發出的信號，自動啟動消防水泵，水泵運轉指示燈亮；自動啟動排風機，排風機運轉指示燈亮；經過1 s后，送風機自動啟動，送風機指示燈亮；報警揚聲器發聲報警。若在消防過程中，任何一臺水泵發生故障，則自動啟動備用水泵，同時，備用水泵指示燈亮。待消防完畢，消防水泵、風機等手動停止。

圖1 消防控制系統啟動流程圖

2 系統PLC程序設計

系統根據傳感器等輸入信號作用，啟動PLC控制程序，其中PLC的I/O分配如表1所示。

表1 高層建筑消防控制系統PLC的I/O分配表

高層建筑消防控制系統PLC控制梯形圖如圖2所示。其中，圖2(a)為控制程序的自動啟動部分，系統傳感器接收到外部信號并傳送給PLC，PLC接到信號后自動啟動控制程序；圖2(b)為備用水泵的自動啟動和水泵、風機等設備的手動啟動，可在系統傳感器失靈或PLC故障情況下，手動啟動消防控制系統。

參考文獻：

[1] 王樂達，徐立鴻，黃培.一種基于多點數據采集的水產養殖監控系統[J].漁業現代化，2012，39(4)：18-19.

[2] 付煥森，劉立軍，吳雷，等.水產養殖環境監控系統的開發與實驗[J].中國農機化學報，2015，36(4)：73-76.

[3] 張新榮，徐保國.基于智能傳感網和模糊PID的水產養殖監控系統[J].儀表技術與傳感器，2012(5)：71-74.

[4] 李文軍，寇志偉，崔嘯鳴，等.北方地區太陽能熱水工程控制系統設計與應用[J].電腦知識與技術，2013(5)：1149-1150.

[5] 肖寧，李興，孔偉強，等.ISO9459-2太陽能熱水測試系統及其智能控制研究[J].科學技術與工程，2011，11(35)：8731-8735.