電氣自動(dòng)化在消防控制系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

作者簡(jiǎn)介：

張曉臣（1987- ），男，滿族，遼寧北鎮(zhèn)人，本科，中級(jí)工程師，研究方向：自動(dòng)化。

摘要：

本文旨在分析電氣自動(dòng)化在消防控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，探討其在火災(zāi)檢測(cè)與報(bào)警系統(tǒng)、火災(zāi)撲救系統(tǒng)、人員安全疏散以及監(jiān)控與報(bào)告等方面的作用。通過(guò)對(duì)消防控制系統(tǒng)和電氣自動(dòng)化技術(shù)的概述，深入研究了這兩者的結(jié)合對(duì)提高火災(zāi)安全水平的重要性。本文總結(jié)了電氣自動(dòng)化在消防控制系統(tǒng)中的關(guān)鍵應(yīng)用，并強(qiáng)調(diào)了其在保護(hù)人員生命和財(cái)產(chǎn)安全方面的重要作用。

關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化；消防控制系統(tǒng)；火災(zāi)檢測(cè)；火災(zāi)撲救

引言

消防控制系統(tǒng)是一項(xiàng)關(guān)乎人員生命和財(cái)產(chǎn)安全的重要領(lǐng)域，其作用不僅僅是在火災(zāi)爆發(fā)時(shí)提供及時(shí)警報(bào)，更是在火災(zāi)發(fā)生后采取有效措施進(jìn)行撲救和疏散。電氣自動(dòng)化技術(shù)作為現(xiàn)代工程領(lǐng)域的關(guān)鍵部分，已經(jīng)在消防控制系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，為提高系統(tǒng)效率、準(zhǔn)確性和可靠性提供了強(qiáng)大支持。

一、電氣自動(dòng)化技術(shù)概述

電氣自動(dòng)化技術(shù)的關(guān)鍵在于運(yùn)用計(jì)算機(jī)與編程技術(shù)操控各類設(shè)備和系統(tǒng)，利用編程與算法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，能夠執(zhí)行多樣化任務(wù)，涉及監(jiān)控、調(diào)整、反饋控制和決策制定。設(shè)備與系統(tǒng)在無(wú)需人工介入的情況下執(zhí)行繁瑣步驟，能夠?qū)崿F(xiàn)效率與精確度的提升。傳感器技術(shù)在電氣自動(dòng)化領(lǐng)域至關(guān)重要，傳感器用于監(jiān)測(cè)環(huán)境和設(shè)備狀態(tài)，可以對(duì)設(shè)備溫度、壓力、濕度、光照及聲音等多方面參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，隨時(shí)掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。傳感器將感知到的信息轉(zhuǎn)化為電子信號(hào)，電子信號(hào)被傳輸至控制系統(tǒng)以便進(jìn)行分析和決策。

電氣自動(dòng)化技術(shù)的關(guān)鍵是數(shù)據(jù)獲取和處理，對(duì)傳感器與設(shè)備采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析與存儲(chǔ)，監(jiān)控系統(tǒng)狀況、預(yù)測(cè)潛在問(wèn)題，提高運(yùn)作效率。通過(guò)消防管控模塊對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和深度處理，進(jìn)而對(duì)火災(zāi)狀況、疏散人員情況及系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，在應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的同時(shí)，給予有力支持。通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電氣自動(dòng)化領(lǐng)域發(fā)揮著關(guān)鍵作用，設(shè)備之間可以實(shí)現(xiàn)信息交流，以實(shí)現(xiàn)協(xié)同運(yùn)轉(zhuǎn)的目的。通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用能夠使傳感器、控制中心和救援設(shè)備實(shí)時(shí)互通信息，以保證緊急情況下快速應(yīng)對(duì)。

二、消防控制系統(tǒng)中的電氣自動(dòng)化應(yīng)用

（一）火災(zāi)檢測(cè)與報(bào)警系統(tǒng)

1.火災(zāi)傳感器類型和原理

在火災(zāi)預(yù)防中，火災(zāi)傳感器扮演著關(guān)鍵角色，工作原理是基于煙霧顆粒對(duì)光線的散射效應(yīng)。傳感器由發(fā)光元件和光敏感應(yīng)器組成，通常以光電二極管對(duì)煙霧進(jìn)行探測(cè)。有效捕捉光線的微小變化，從而在火災(zāi)發(fā)生初期提供預(yù)警，增加了安全防范的及時(shí)性和有效性。光源在無(wú)煙環(huán)境中發(fā)出光束，光直線上行至光敏傳感器。然而，當(dāng)煙霧存在于傳感器附近時(shí)，光敏傳感器感知部分光線，進(jìn)而觸發(fā)火警警報(bào)。光電型煙霧傳感器能迅速捕捉到火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，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(jiān)測(cè)溫度升高，溫度上升是其預(yù)警監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵因素。電阻值隨溫度升高而降低，傳感器能夠檢測(cè)到電阻值的變化，火警預(yù)警在溫度超過(guò)設(shè)定限制值時(shí)由傳感器觸發(fā)。針對(duì)初期溫度波動(dòng)的監(jiān)測(cè)場(chǎng)景，該傳感器表現(xiàn)卓越，能夠高效檢測(cè)電氣設(shè)備與存儲(chǔ)設(shè)備的過(guò)熱現(xiàn)象。火焰探測(cè)器具備多種效能，包括紅外、紫外及紫外與紅外組合的感應(yīng)方法。紅外輻射探測(cè)器是現(xiàn)代火警系統(tǒng)中的關(guān)鍵組件之一，利用紅外輻射的特性來(lái)感知火焰。火焰不僅釋放熱量還發(fā)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(shí)現(xiàn)火災(zāi)的早期檢測(cè)。紅外與火焰外雙重檢測(cè)技術(shù)結(jié)合了紅外探測(cè)與其他感應(yīng)方式（紫外線探測(cè)）的優(yōu)勢(shì)，以增強(qiáng)檢測(cè)的準(zhǔn)確性和響應(yīng)速度。這種雙重探測(cè)系統(tǒng)可以在多個(gè)光譜區(qū)域內(nèi)監(jiān)測(cè)火焰特征。其中，紅外探測(cè)器專門捕捉從火焰發(fā)出的紅外光譜，而紫外探測(cè)器則捕捉紫外光譜[1]。

2.自動(dòng)火警報(bào)警與通知

聲光警報(bào)設(shè)備是自動(dòng)火災(zāi)警報(bào)系統(tǒng)的主要組成部分，建筑內(nèi)部關(guān)鍵區(qū)域均配備了聲光警報(bào)設(shè)備，如室內(nèi)區(qū)域的大廳、走廊、辦公室等地點(diǎn)。火災(zāi)探測(cè)器檢測(cè)到火源跡象時(shí)，聲光警報(bào)設(shè)備將被自動(dòng)控制系統(tǒng)激活，發(fā)出高頻音和閃光信號(hào)。此外，該設(shè)備有助于工作人員迅速確定火源位置，便于疏散撤離，同時(shí)能夠確保火警救援任務(wù)的有序推進(jìn)。

自動(dòng)火警報(bào)警系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)手機(jī)短信通知及自動(dòng)撥打緊急電話。火災(zāi)探測(cè)器發(fā)出警報(bào)時(shí)能夠及時(shí)通知相關(guān)人員，中心控制系統(tǒng)能自動(dòng)進(jìn)行短信或電話推送，向消防人員、建筑管理員、安全員等發(fā)出緊急通知。火警信息通過(guò)高效實(shí)時(shí)通知方式迅速傳遞至相關(guān)人員，使其能迅速實(shí)施救援行動(dòng)，如執(zhí)行警報(bào)、撤離員工或啟動(dòng)滅火設(shè)施。此外，自動(dòng)火災(zāi)報(bào)警設(shè)備能與建筑內(nèi)語(yǔ)音廣播系統(tǒng)無(wú)縫集成，廣播系統(tǒng)能夠向全體員工及居民發(fā)出火警警報(bào)。火警通知廣播確保覆蓋建筑物內(nèi)所有人，增強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)成員的警覺(jué)性和應(yīng)對(duì)能力[2]。

（二）火災(zāi)撲救系統(tǒng)

1.自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)

自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)在消防控制器中至關(guān)重要。火災(zāi)發(fā)生時(shí)能自動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)行，用水霧或水流等滅火劑撲滅火源，遏制火勢(shì)擴(kuò)散。該系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)較高的樓宇、廠房、倉(cāng)庫(kù)等地。自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)核心組件包括噴頭、水泵、管道、控制閥及水源。火災(zāi)發(fā)生時(shí)火災(zāi)傳感器立即檢測(cè)到火源或煙霧，水泵設(shè)備將自主啟動(dòng)運(yùn)行，控制閥開啟使水流經(jīng)過(guò)噴頭噴射至火源地點(diǎn)。噴頭會(huì)自動(dòng)根據(jù)火場(chǎng)實(shí)況進(jìn)行精確調(diào)整，提高滅火過(guò)程中水流效果，進(jìn)而降低水資源的無(wú)謂消耗。

電氣自動(dòng)化技術(shù)在自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)中至關(guān)重要，能監(jiān)測(cè)火源與煙霧的實(shí)時(shí)狀況。火災(zāi)得到有效控制后，系統(tǒng)將自動(dòng)停止供水，降低產(chǎn)生的損害。智能控制優(yōu)化了自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的性能及環(huán)保特性。此外，電氣自動(dòng)化技術(shù)融入火警報(bào)警系統(tǒng)，進(jìn)一步提高應(yīng)對(duì)緊急情況的效率。火災(zāi)探測(cè)器感知到火源時(shí)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)被迅速激活，啟動(dòng)火災(zāi)警報(bào)設(shè)備并通知相關(guān)人員，同時(shí)及時(shí)撥打火警電話。集成有助于火災(zāi)的早期防治，使火災(zāi)影響降至最低，進(jìn)而確保人身財(cái)產(chǎn)安全[3]。

2.氣體滅火系統(tǒng)

氣體滅火系統(tǒng)是一種用于撲滅火源的設(shè)備，適用于電子設(shè)備室、服務(wù)器場(chǎng)所、博物館和檔案庫(kù)等特定環(huán)境。氣體滅火系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)火源的控制與撲滅。氣體滅火系統(tǒng)常用的滅火氣體包括鹵代烷、惰性氣體（如氮?dú)狻鍤猓┖投趸肌Ｉ鲜鰵怏w具有防火作用，實(shí)施精確濃度控制下的釋放至關(guān)重要，既確保火源得到妥善管理又能避免過(guò)度利用。電氣自動(dòng)化技術(shù)能夠監(jiān)控火災(zāi)傳感器實(shí)時(shí)反饋的信息，在確認(rèn)火源位置及火勢(shì)發(fā)展后，操作氣體滅火設(shè)備精準(zhǔn)投放滅火氣體，達(dá)到滅火目的，確保滅火過(guò)程的精確性和高效性。

電氣自動(dòng)化技術(shù)可以使火警報(bào)警系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)協(xié)同工作。火災(zāi)探測(cè)器檢測(cè)到火源，火警警報(bào)同步啟動(dòng)，進(jìn)而及時(shí)通知相關(guān)人士及消防隊(duì)伍。此外，監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)追蹤氣體滅火系統(tǒng)運(yùn)行及滅火氣體濃度，以維持系統(tǒng)整體運(yùn)行穩(wěn)定為目標(biāo)。氣體滅火系統(tǒng)有助于提高火災(zāi)應(yīng)對(duì)效果，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。氣體滅火系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)是沒(méi)有殘留物，也能夠避免相關(guān)設(shè)備和資源受到損害。電氣自動(dòng)化技術(shù)精確調(diào)控氣體滅火系統(tǒng)運(yùn)作，滅火劑濃度需保持在有效范圍內(nèi)，在撲滅火源的同時(shí)也不會(huì)對(duì)周邊環(huán)境和設(shè)備造成不必要的干擾。高度精準(zhǔn)性是氣體滅火系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)之一[4]。

（三）疏散與人員安全

1.消防門、樓梯和電梯的自動(dòng)控制

自動(dòng)控制系統(tǒng)在發(fā)現(xiàn)安全問(wèn)題時(shí)會(huì)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(shè)置消防門，火災(zāi)發(fā)生時(shí)需要立即啟動(dòng)以保障人員安全撤離。電氣自動(dòng)化技術(shù)對(duì)火災(zāi)傳感器的實(shí)時(shí)反饋進(jìn)行監(jiān)控，檢測(cè)到火源跡象時(shí)，自動(dòng)控制系統(tǒng)將啟動(dòng)消防門，自動(dòng)調(diào)整策略，以提高疏散效率。電氣自動(dòng)化技術(shù)在樓梯照明與通風(fēng)系統(tǒng)控制方面得到運(yùn)用。火災(zāi)發(fā)生時(shí)樓梯是疏散人員的關(guān)鍵通道之一，自動(dòng)控制系統(tǒng)保證樓梯照明電源穩(wěn)定供應(yīng)，確保人員能清晰識(shí)別樓梯，避免摔倒和混亂情況。此外，電氣自動(dòng)化技術(shù)可用于控制通風(fēng)系統(tǒng)[5]。

火災(zāi)發(fā)生時(shí)，電梯自動(dòng)控制系統(tǒng)至關(guān)重要。火災(zāi)發(fā)生時(shí)電梯應(yīng)暫停運(yùn)行，為防止火災(zāi)煙霧侵入電梯井。電氣自動(dòng)化技術(shù)對(duì)火警報(bào)警設(shè)備的信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，火源確認(rèn)后自動(dòng)控制系統(tǒng)能夠在第一時(shí)間控制電梯運(yùn)行，確保電梯在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)能正常運(yùn)行，避免人員被困及阻礙人員疏散。此外，電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于緊急廣播系統(tǒng)，用于向建筑內(nèi)住戶發(fā)布火災(zāi)警報(bào)與疏散引導(dǎo)通知。廣播系統(tǒng)能幫助引導(dǎo)人員確定合適的樓梯或出口，以便及時(shí)獲得最新撤離情況。火災(zāi)應(yīng)急響應(yīng)的關(guān)鍵一環(huán)在于能有效減輕混亂狀況，提高撤離過(guò)程的安全性。

2.疏散路線的自動(dòng)導(dǎo)航

自動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)在現(xiàn)代消防指揮領(lǐng)域具有核心地位，利用電氣自動(dòng)化技術(shù)能夠?yàn)榛馂?zāi)疏散提供智能引導(dǎo)，確保人員安全疏散。自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)運(yùn)行取決于消防控制系統(tǒng)內(nèi)部的實(shí)時(shí)傳感器和監(jiān)測(cè)設(shè)備數(shù)據(jù)。最優(yōu)撤離路線計(jì)算依賴于相關(guān)數(shù)據(jù)信息，自動(dòng)導(dǎo)航能夠?qū)崟r(shí)掌握火勢(shì)變化，實(shí)時(shí)調(diào)整疏散措施。數(shù)據(jù)被自動(dòng)導(dǎo)航設(shè)備用于計(jì)算最佳撤離路徑，其中涉及火源位置、煙霧密度、建筑結(jié)構(gòu)、逃生通道方向和人員分布等內(nèi)容。電氣自動(dòng)化技術(shù)賦予系統(tǒng)實(shí)時(shí)分析各項(xiàng)因素的功能，識(shí)別最短、最優(yōu)、最穩(wěn)妥的撤離路徑，以便在撤離過(guò)程中協(xié)助其迅速脫離危險(xiǎn)[6]。

自動(dòng)導(dǎo)航設(shè)備利用圖形化界面為用戶展現(xiàn)導(dǎo)航路線，消防控制面板、移動(dòng)設(shè)備或建筑內(nèi)部顯示屏均可呈現(xiàn)。電氣自動(dòng)化技術(shù)驅(qū)動(dòng)導(dǎo)航界面實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)更新，用于展示火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)波動(dòng)及人員實(shí)時(shí)位置信息。導(dǎo)航界面通常包括箭頭、地圖、文字指示和緊急出口標(biāo)識(shí)等，便于員工全面了解疏散通道。此外，自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)可與消防警報(bào)設(shè)備及語(yǔ)音廣播系統(tǒng)協(xié)同作業(yè)。當(dāng)火災(zāi)探測(cè)器檢測(cè)到火源時(shí)，自動(dòng)導(dǎo)航設(shè)備瞬間啟動(dòng)警報(bào)系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)人員接到疏散通知。這種集成有助于相關(guān)人員實(shí)時(shí)獲取火災(zāi)數(shù)據(jù)，及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施[7]。

（四）監(jiān)控與報(bào)告

消防監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)用消防傳感器及監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，火災(zāi)狀況實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備能識(shí)別火源、煙霧濃度、溫度升高和火焰等參數(shù)，進(jìn)而將數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控平臺(tái)。監(jiān)控系統(tǒng)能實(shí)時(shí)追蹤消防設(shè)備的狀況，可以對(duì)消防噴水設(shè)施、氣體滅火設(shè)備、防火門和電梯等實(shí)時(shí)監(jiān)控。運(yùn)用電氣自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行監(jiān)控，確保實(shí)時(shí)呈現(xiàn)設(shè)備的運(yùn)行狀況，涵蓋了設(shè)備運(yùn)行狀況、維修需求等方面的數(shù)據(jù)，確保火災(zāi)發(fā)生時(shí)消防設(shè)備能正常運(yùn)行，提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

高度靈敏的監(jiān)控系統(tǒng)能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)人員撤離情況。監(jiān)控系統(tǒng)借助電氣自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)分析，識(shí)別人員位置與移動(dòng)軌跡，指定消防人員緊急疏散特定區(qū)域，判斷是否有遺留人員或需緊急援助。此外，報(bào)告生成系統(tǒng)實(shí)時(shí)將關(guān)鍵信息傳遞給消防隊(duì)員及負(fù)責(zé)人員。報(bào)告涉及火災(zāi)情況、疏散步驟、設(shè)備狀態(tài)及各類突發(fā)事件。報(bào)告生成功能得益于電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，通過(guò)電子郵件、手機(jī)應(yīng)用或其他通信方式將其發(fā)送至相關(guān)人員，使他們隨時(shí)了解火災(zāi)狀況。

結(jié)語(yǔ)

電氣自動(dòng)化技術(shù)在消防控制系統(tǒng)中的應(yīng)用是提高火災(zāi)安全性的重要途徑。通過(guò)提高火災(zāi)檢測(cè)的準(zhǔn)確性、加強(qiáng)火警報(bào)警和通知系統(tǒng)、優(yōu)化火災(zāi)撲救和疏散過(guò)程以及提供實(shí)時(shí)監(jiān)控與報(bào)告等功能，有效減少了火災(zāi)給人員生命和財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)的威脅。未來(lái)，隨著科技的不斷發(fā)展，電氣自動(dòng)化技術(shù)將繼續(xù)在消防領(lǐng)域發(fā)揮更大作用，為社會(huì)安全提供更強(qiáng)有力的保障。

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