安全PLC策略在樓宇消防維護中的可行性研究

敖健紅 楊定富

（六盤水師范學院， 貴州 553000）

0 引言

安全PLC系統是PLC系統（可編程控制器）的升級產物，我國在消防安全系統中多采用傳統西門子PLCS7-200系列。傳統PLC系統在處理消防安全問題時劣勢較多，安全PLC是遠遠優于傳統PLC的智能控制器。

1 安全PLC工作原理及在我國的應用

1.1 安全PLC在我國的應用

建國后我國開始致力于建筑消防技術研究，自上世紀八十年代起步消防報警系統設備研究至今二十余年，國內消防報警系統整體水平穩步提升，從初期的多線制到現在的總線制。然而，由于技術、人才及資金等因素限制，安全PLC應用普及度不高。以上海市為例，65%的建筑采用傳統消防報警控制系統為核心，以PLC為核心控制組件的消防系統占據主導位置。因此，我國相關生產、制造、研發安全PLC系統的相關企業亟待提升技術水平。

1.2 安全PLC的工作原理

隨著我國對安全PLC系統的重視度日益提高，以新型安全PLC為核心控制系統的樓宇消防報警安全系統逐漸步入我國社會。目前，我國樓宇消防安全系統以傳統雙回路PLC為主。以西門子S7-200為例，傳統單點式雙回路PLC信號遠遠低于安全PLC，安全PLC輸入輸出最低為雙點式。以三菱FX3GA為例，可編程控制器直接聯接的輸入輸出點及CC-Link上遠程I/O的合計點數高達256個，其性能遠遠強于傳統PLC西門子S7-200。

多點式PLC優于單點式PLC的主要原因在于，安全PLC自身可智能判斷多個回路中輸入信號一致性是否統一，一致的輸入信號安全PLC判定為可靠信號，反之則為不可靠信號，需要二次確認信號可靠性。若信號被判定為火災信號，并確定其可靠后，將立即依據預先構建的信息程序從多回路發出多組相應信號，對物理動作執行系統，如，報警器、噴水器等，下達啟動指令，若多組信號中任意一組可以傳遞到執行機構，整體消防安全系統將正常運行。反之，傳統單點式 PLC系統只有一組信號，若傳輸過程出現意外，則無法啟動消防安全系統。安全 PLC將數據傳導量進行多倍增長，大幅度避免火災發生第一時間因高溫等因素對總控系統的破壞，或因消防系統中個別線路、組件故障問題導致的整體系統無法正常運行，進而提升消防安全控制系統的可靠程度。

2 安全PLC在樓宇消防系統中的問題

2.1 安全PLC系統程序穩定度低

內部外部對安全PLC系統的干擾，從根本上是無法完全消除的，智能根據具體情況對安全PLC系統加以控制。建筑樓宇的耐干擾技術手段，通常從電源和接地保護、抗潮濕和接線安排屏蔽等方面進行提前設置。當安全PLC系統中出現擴展單元，則系統的電源必須同基本單元共同使用一個開關器控制，保障通電與斷電的同步性。安全PLC內部包含CPU、接口和儲存器等部件；外部包含D/A、A/D模數運算轉換器等，短粗的銅線連接中央接地點和安全PLC底板，進而降低潮濕干擾、噪聲干擾。

2.2 安全PLC系統布線存在缺陷

在樓宇消防安全設備控制系統中，安全PLC系統軟接點無法替代全部機電硬接點，通常采用軟硬互補的形式工作，直接控制物理執行部分，如噴水閥等，是相對于手動操作獨立的自動運行工作模式。因此，上述內容不作為安全PLC系統輸入信號進行處理，直接越過跳轉至安全PLC系統輸出活路執行組件，進而達到快速可靠地處理消防預警和安全維護的功能。然而安全PLC系統連鎖保護不能就近于被控線圈連接，無法實現雙重保護。安全PLC系統光信號裝置反應執行結果，無法反應被控制對象工作狀態，僅有部分與設備工作狀況相關的顯示信號可用安全PLC系統輸出點帶動。

3 安全PLC系統在消防系統中具體維修步驟

3.1 安全PLC系統排障步驟

安全PLC系統出現異常時，根據安全PLC系統基本單元設置LED指示燈和聲音指示器狀況，檢查安全PLC系統自身及外部是否存在異常，是進行安全PLC系統排障的基本方法。插入編程器，將開關調到RUN，并按照下列步驟操作檢測。第一步，查找故障源頭，根據編程器顯示的信號通斷（ON/OFF）狀態和輸入輸出（I/O）狀態，確定安全PLC系統無法工作部位，找出維修切入點。第二部，查找輸入信號，將顯示狀態于輸入模塊LED燈指示進行對比，結果不同則需更換輸入模塊，然后檢測電纜和其連接狀況。第三部，若第二部內容顯示一致，比對發光二極管和輸入裝置，如開關等的狀態，若二者不一致，則需更換I/O或更改外部接線方式。

3.2 安全PLC系統工作流程

安全PLC系統與普通PLC具有相似性，兩者皆需在數字信息軟件的控制下，方可正常工作。控制軟件大致分為兩部分。第一，普通PLC系統的基本工作原理，實在數字信息系統軟件控制下，依順序先后掃描各個輸入點的自然狀態以及使用者所設程序中的各項指令。普通PLC系統芯片根據邏輯計算分析結果，輸出狀態下的寄存器想哥哥輸出點同時發出相對應指令和控制信號，進而實現所需邏輯控制空能。在PLC系統將一個完整輸入輸出過程完成后，將二次重復上述工作，正常工作下的PLC系統將上述內容反復執行，每次完成一個重復動作所需要的時間被稱為掃描周期。PLC掃描周期較短，普遍為二十到六十毫秒。

第二，安全PLC和PLC相同，均存在上文描述的掃描周期。但相對普通PLC而言，安全PLC優勢較為明顯，在進行掃描工作過程中，同時還要進行故障自排查，并獨自完成與編程器等其他環節的通信。安全PLC每次掃描前，將事先執行一次自排查故障程序需，對各個輸出輸入點位、儲存器及CPU電腦處理器進行自我排查故障，排查方法普遍為測試安全PLC系統整體及各個組成部分的當前狀態。經CPU分析后與正常標準或程序制定狀態進行比對后，若出現兩者不一情況，說明安全PLV系統發生故障。此時，安全PLC的CPU處理器部分將立刻下達關機指令，在保留現行正常工作點位狀態同時，關閉所有輸出點繼而進入停機狀態。經CPU自我排查診斷結束后，若未發現系統故障，安全PLC重啟并繼續掃描工作，檢查是否有其他部位發出請求信息。若出現請求信息，安全PLC將進行相關處理工作。例如，安全PLC接受編程器下達的指令，將需要現實的信息、數據發送給編程器進行對應顯示。處理完成通信工作后，安全PLC系統繼續掃描，輸入順序執行程序、現場信息，輸出操控信號，進而將完整的掃描工作完成。安全PLC工作原理上述所講，簡而言之就是系統不斷反復循環，進而實現CPU對機器的連續操控，直至接收到停機指令，或因停電等原因導致的斷電等故障才能停止工作。

4 安全PLC樓宇消防維護措施

樓宇管理及消防工作人員應加強自身消防意識，并深刻了解《消防安全知識二十條》的基本內容。將消防安全制度、日常火災的危害性灌輸于自身思想當中，進而提高自身消防安全意識。并結合樓宇實際消防情況與發生火災的相似樓宇進行比對、案例分析，進而改進樓宇內的消防安全設備，將傳統的PLC升級為新式安全PLC。進而，了解安全PLC基于樓宇消防工作的重要性。

4.1 加強維護人員專業培訓

消防系統安全PLC系統故障主要表現于設備及外圍電路方面，尤其在設備運行初期故障率較高。例如 ，部分消防系統維護人員操作不熟練，對突發性事件應對能力不足，例如隨意切斷消防安全系統電源，無法確保斷電再通電需要 15s等待時間，致使變頻器受電流沖擊而損壞；部分維護人員在修理安全PLC線路板時，經常出現無法嚴格按照原設計圖紙、方案進行操作，擅自改動內部組件布局。因此，安全PLC系統市場由于維修人員的不專業導致出現干擾信號，致使主機無法正常工作。上述情況均為維護人員專業度不足所致，可通過加強對維護人員的專業培訓解決。消防系統機電結合部位物理空間位置調整錯誤，造成火災出現時無法報警或救火措施。可通過轉變維護理念，加強管理措施，降低設備故障幾率。

4.2 加大消防系統資金投入

相比傳統PLCS7-200工作原理，安全PLC系統具備優勢較為明顯。CPU最多擴展可達64個，輸入、輸出等都包含在內。子回路是安全PLC系統的獨立回路，任何子回路無法對總控產生影響。然而市場上知名度較高的安全PLC系統，價格均在萬元以上，最高可達150000元，因此，其維護費用相對傳統PLC系統較貴。樓宇消防維護工作人員在對消防安全PLC系統進行維護時，難以承受大額資金。基于上述問題，相關部門應加大對消防安全系統的投入資金，促使維護人員在第一時間將故障安全PLC系統進行維修、維護。

首先，宣傳人員通過幽默的話語，引導大家了解《消防安全常識二十條》的相關內容。并結合單位實際消防情況和近期國內發生的典型火災案例，采用通俗易懂的語言，深入淺出的講解了如何完善消防安全制度、火災的危害性、日常火災預防、滅火器的使用方法、火場逃生技巧及注意事項、如何正確撲救和控制初起火災、消防設施器材的日常維護保養及火災隱患的排查整改等消防安全知識。

5 結語

樓宇建筑消防系統維護是涉及樓內人員及財產安全關鍵問題，加強樓宇建筑安全PLC系統維護與維護工作人員密不可分。因此，維護人員應掌握安全PLC具體排障方式、加強自身專業技能，相關部門應加大資金投入。進而解決樓宇安全PLC維護過程中的問題。