電氣自動化在消防控制系統中的應用分析

作者簡介：

張曉臣（1987- ），男，滿族，遼寧北鎮人，本科，中級工程師，研究方向：自動化。

摘要：

本文旨在分析電氣自動化在消防控制系統中的應用，探討其在火災檢測與報警系統、火災撲救系統、人員安全疏散以及監控與報告等方面的作用。通過對消防控制系統和電氣自動化技術的概述，深入研究了這兩者的結合對提高火災安全水平的重要性。本文總結了電氣自動化在消防控制系統中的關鍵應用，并強調了其在保護人員生命和財產安全方面的重要作用。

關鍵詞：電氣自動化；消防控制系統；火災檢測；火災撲救

引言

消防控制系統是一項關乎人員生命和財產安全的重要領域，其作用不僅僅是在火災爆發時提供及時警報，更是在火災發生后采取有效措施進行撲救和疏散。電氣自動化技術作為現代工程領域的關鍵部分，已經在消防控制系統中得到廣泛應用，為提高系統效率、準確性和可靠性提供了強大支持。

一、電氣自動化技術概述

電氣自動化技術的關鍵在于運用計算機與編程技術操控各類設備和系統，利用編程與算法實現自動化控制，能夠執行多樣化任務，涉及監控、調整、反饋控制和決策制定。設備與系統在無需人工介入的情況下執行繁瑣步驟，能夠實現效率與精確度的提升。傳感器技術在電氣自動化領域至關重要，傳感器用于監測環境和設備狀態，可以對設備溫度、壓力、濕度、光照及聲音等多方面參數進行監控，隨時掌握設備運行狀態。傳感器將感知到的信息轉化為電子信號，電子信號被傳輸至控制系統以便進行分析和決策。

電氣自動化技術的關鍵是數據獲取和處理，對傳感器與設備采集的數據進行處理、分析與存儲，監控系統狀況、預測潛在問題，提高運作效率。通過消防管控模塊對數據進行收集和深度處理，進而對火災狀況、疏散人員情況及系統運行狀態進行實時監控，在應對突發事件的同時，給予有力支持。通信與網絡技術在電氣自動化領域發揮著關鍵作用，設備之間可以實現信息交流，以實現協同運轉的目的。通信與網絡技術的應用能夠使傳感器、控制中心和救援設備實時互通信息，以保證緊急情況下快速應對。

二、消防控制系統中的電氣自動化應用

（一）火災檢測與報警系統

1.火災傳感器類型和原理

在火災預防中，火災傳感器扮演著關鍵角色，工作原理是基于煙霧顆粒對光線的散射效應。傳感器由發光元件和光敏感應器組成，通常以光電二極管對煙霧進行探測。有效捕捉光線的微小變化，從而在火災發生初期提供預警，增加了安全防范的及時性和有效性。光源在無煙環境中發出光束，光直線上行至光敏傳感器。然而，當煙霧存在于傳感器附近時，光敏傳感器感知部分光線，進而觸發火警警報。光電型煙霧傳感器能迅速捕捉到火災風險，主要依賴于煙霧散射的高敏感度。

熱電式溫度傳感器的核心功能為監測溫度升高，溫度上升是其預警監測的關鍵因素。電阻值隨溫度升高而降低，傳感器能夠檢測到電阻值的變化，火警預警在溫度超過設定限制值時由傳感器觸發。針對初期溫度波動的監測場景，該傳感器表現卓越，能夠高效檢測電氣設備與存儲設備的過熱現象。火焰探測器具備多種效能，包括紅外、紫外及紫外與紅外組合的感應方法。紅外輻射探測器是現代火警系統中的關鍵組件之一，利用紅外輻射的特性來感知火焰。火焰不僅釋放熱量還發出紅外光譜中的光線，這些光線可以被專門的傳感器捕捉，從而實現火災的早期檢測。紅外與火焰外雙重檢測技術結合了紅外探測與其他感應方式（紫外線探測）的優勢，以增強檢測的準確性和響應速度。這種雙重探測系統可以在多個光譜區域內監測火焰特征。其中，紅外探測器專門捕捉從火焰發出的紅外光譜，而紫外探測器則捕捉紫外光譜[1]。

2.自動火警報警與通知

聲光警報設備是自動火災警報系統的主要組成部分，建筑內部關鍵區域均配備了聲光警報設備，如室內區域的大廳、走廊、辦公室等地點。火災探測器檢測到火源跡象時，聲光警報設備將被自動控制系統激活，發出高頻音和閃光信號。此外，該設備有助于工作人員迅速確定火源位置，便于疏散撤離，同時能夠確保火警救援任務的有序推進。

自動火警報警系統能實現手機短信通知及自動撥打緊急電話。火災探測器發出警報時能夠及時通知相關人員，中心控制系統能自動進行短信或電話推送，向消防人員、建筑管理員、安全員等發出緊急通知。火警信息通過高效實時通知方式迅速傳遞至相關人員，使其能迅速實施救援行動，如執行警報、撤離員工或啟動滅火設施。此外，自動火災報警設備能與建筑內語音廣播系統無縫集成，廣播系統能夠向全體員工及居民發出火警警報。火警通知廣播確保覆蓋建筑物內所有人，增強了團隊成員的警覺性和應對能力[2]。

（二）火災撲救系統

1.自動噴水滅火系統

自動噴水滅火系統在消防控制器中至關重要。火災發生時能自動啟動運行，用水霧或水流等滅火劑撲滅火源，遏制火勢擴散。該系統廣泛應用于火災風險較高的樓宇、廠房、倉庫等地。自動噴水滅火系統核心組件包括噴頭、水泵、管道、控制閥及水源。火災發生時火災傳感器立即檢測到火源或煙霧，水泵設備將自主啟動運行，控制閥開啟使水流經過噴頭噴射至火源地點。噴頭會自動根據火場實況進行精確調整，提高滅火過程中水流效果，進而降低水資源的無謂消耗。

電氣自動化技術在自動噴水滅火系統中至關重要，能監測火源與煙霧的實時狀況。火災得到有效控制后，系統將自動停止供水，降低產生的損害。智能控制優化了自動噴水滅火系統的性能及環保特性。此外，電氣自動化技術融入火警報警系統，進一步提高應對緊急情況的效率。火災探測器感知到火源時自動噴水滅火系統被迅速激活，啟動火災警報設備并通知相關人員，同時及時撥打火警電話。集成有助于火災的早期防治，使火災影響降至最低，進而確保人身財產安全[3]。

2.氣體滅火系統

氣體滅火系統是一種用于撲滅火源的設備，適用于電子設備室、服務器場所、博物館和檔案庫等特定環境。氣體滅火系統能夠實現對火源的控制與撲滅。氣體滅火系統常用的滅火氣體包括鹵代烷、惰性氣體（如氮氣、氬氣）和二氧化碳。上述氣體具有防火作用，實施精確濃度控制下的釋放至關重要，既確保火源得到妥善管理又能避免過度利用。電氣自動化技術能夠監控火災傳感器實時反饋的信息，在確認火源位置及火勢發展后，操作氣體滅火設備精準投放滅火氣體，達到滅火目的，確保滅火過程的精確性和高效性。

電氣自動化技術可以使火警報警系統和監控系統協同工作。火災探測器檢測到火源，火警警報同步啟動，進而及時通知相關人士及消防隊伍。此外，監控系統實時追蹤氣體滅火系統運行及滅火氣體濃度，以維持系統整體運行穩定為目標。氣體滅火系統有助于提高火災應對效果，確保系統穩定運行。氣體滅火系統優點是沒有殘留物，也能夠避免相關設備和資源受到損害。電氣自動化技術精確調控氣體滅火系統運作，滅火劑濃度需保持在有效范圍內，在撲滅火源的同時也不會對周邊環境和設備造成不必要的干擾。高度精準性是氣體滅火系統的優勢之一[4]。

（三）疏散與人員安全

1.消防門、樓梯和電梯的自動控制

自動控制系統在發現安全問題時會被瞬間激活，保證消防門順暢開啟。建筑物的出口和疏散通道通常設置消防門，火災發生時需要立即啟動以保障人員安全撤離。電氣自動化技術對火災傳感器的實時反饋進行監控，檢測到火源跡象時，自動控制系統將啟動消防門，自動調整策略，以提高疏散效率。電氣自動化技術在樓梯照明與通風系統控制方面得到運用。火災發生時樓梯是疏散人員的關鍵通道之一，自動控制系統保證樓梯照明電源穩定供應，確保人員能清晰識別樓梯，避免摔倒和混亂情況。此外，電氣自動化技術可用于控制通風系統[5]。

火災發生時，電梯自動控制系統至關重要。火災發生時電梯應暫停運行，為防止火災煙霧侵入電梯井。電氣自動化技術對火警報警設備的信號進行實時監控，火源確認后自動控制系統能夠在第一時間控制電梯運行，確保電梯在火災現場能正常運行，避免人員被困及阻礙人員疏散。此外，電氣自動化技術應用于緊急廣播系統，用于向建筑內住戶發布火災警報與疏散引導通知。廣播系統能幫助引導人員確定合適的樓梯或出口，以便及時獲得最新撤離情況。火災應急響應的關鍵一環在于能有效減輕混亂狀況，提高撤離過程的安全性。

2.疏散路線的自動導航

自動導航技術在現代消防指揮領域具有核心地位，利用電氣自動化技術能夠為火災疏散提供智能引導，確保人員安全疏散。自動導航系統運行取決于消防控制系統內部的實時傳感器和監測設備數據。最優撤離路線計算依賴于相關數據信息，自動導航能夠實時掌握火勢變化，實時調整疏散措施。數據被自動導航設備用于計算最佳撤離路徑，其中涉及火源位置、煙霧密度、建筑結構、逃生通道方向和人員分布等內容。電氣自動化技術賦予系統實時分析各項因素的功能，識別最短、最優、最穩妥的撤離路徑，以便在撤離過程中協助其迅速脫離危險[6]。

自動導航設備利用圖形化界面為用戶展現導航路線，消防控制面板、移動設備或建筑內部顯示屏均可呈現。電氣自動化技術驅動導航界面實現實時更新，用于展示火災現場波動及人員實時位置信息。導航界面通常包括箭頭、地圖、文字指示和緊急出口標識等，便于員工全面了解疏散通道。此外，自動導航系統可與消防警報設備及語音廣播系統協同作業。當火災探測器檢測到火源時，自動導航設備瞬間啟動警報系統，現場人員接到疏散通知。這種集成有助于相關人員實時獲取火災數據，及時采取應對措施[7]。

（四）監控與報告

消防監控系統運用消防傳感器及監測設備進行實時監測，火災狀況實時監測設備能識別火源、煙霧濃度、溫度升高和火焰等參數，進而將數據傳輸至監控平臺。監控系統能實時追蹤消防設備的狀況，可以對消防噴水設施、氣體滅火設備、防火門和電梯等實時監控。運用電氣自動化技術進行監控，確保實時呈現設備的運行狀況，涵蓋了設備運行狀況、維修需求等方面的數據，確保火災發生時消防設備能正常運行，提高了系統的可靠性和穩定性。

高度靈敏的監控系統能實時監測人員撤離情況。監控系統借助電氣自動化技術實現數據自動分析，識別人員位置與移動軌跡，指定消防人員緊急疏散特定區域，判斷是否有遺留人員或需緊急援助。此外，報告生成系統實時將關鍵信息傳遞給消防隊員及負責人員。報告涉及火災情況、疏散步驟、設備狀態及各類突發事件。報告生成功能得益于電氣自動化技術的應用，通過電子郵件、手機應用或其他通信方式將其發送至相關人員，使他們隨時了解火災狀況。

結語

電氣自動化技術在消防控制系統中的應用是提高火災安全性的重要途徑。通過提高火災檢測的準確性、加強火警報警和通知系統、優化火災撲救和疏散過程以及提供實時監控與報告等功能，有效減少了火災給人員生命和財產安全帶來的威脅。未來，隨著科技的不斷發展，電氣自動化技術將繼續在消防領域發揮更大作用，為社會安全提供更強有力的保障。

參考文獻

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