PLC火災自動報警控制暑號 張燕生口 摘要:本文提出了壹種由可編程控制器(PLC)控 制的火災自動探測報警控制器。將煙感、溫度探測 器接入PLC，經PLC邏輯判斷，經專用聲光報警集 成電路來進行火災報警、異常報警(煙感、溫感其 中之壹動作)、故障報警，並發出不同的聲光信號、 顯示出事故類型及位置。本控制器適用於總建築面 積不超過100om2的各種地方，如圖書館、檔案館、 計算機房等處。由於PLC系統集成度高、杭幹擾性 強、編程簡單、系統便於開發和維護及升級，因此 其結構簡單、可靠性強、開發使用及維護的成本都 很低，便於推廣。 關鍵詞:可編程控制器;火災自動報警;煙感探頭; 溫感探頭;自動監測 室內煙霧及溫度的突變進行報警。 2、如探測器遺落，布線故障，內部元件損壞能 發生故障聲光報警。 3、如兩只探測器中有壹個動作表示室內有異常 現象(如煙霧濃度過大或室內溫差過大)，該裝置 能發出異常報警信號，令值班人員到現場處理。 4、如煙感、溫感探測器同時動作說明有火災， 該裝置發出火災報警。 5、故障、異常、火災報警的聲光各不相同，有 明顯的區別，並能準確地顯示出事故類型及位置。 6、留有接口，便於以後的系統維護和升級。 壹、引言 近幾年來建築事業發展迅猛，現代建築中要求 具備火災報警以至自動消防系統，目前國內廠家生 產的還是以晶體管、小規模集成電路或單片機為基 礎的產品，其系統復雜、成本高，不易維護，因此 我提出壹種由PLC控制的火災自動報警控制器的設 想，其系統簡單、成本適中、易於系統維護和升級。 該裝置能滿足以下要求: 1、該裝置具有煙感探測器及溫感探測器，能對 二、系統組成與工作原理 系統硬件原理如圖1所示。1為探測器，包括 溫感和煙感實現各種信息的采集;2為PLC控制器， 實現邏輯判斷和控制;3為電源，提供24V直流電 源;4報警顯示盤，能夠準確地顯示出事故發生的 類型及位置;5為聲光報警電路，發出三種不同的 聲光報警信號。PLC不斷地發出探測信號到探測器 上，其反饋信號由PLC采集並判斷是正常、故障、 異常、火災四種情況哪壹種，然後控制聲光報警電 路。 1、探測器 傳感器世界2000.7—27 技術與應用 Teehnology&APPlieation加州細映眨翻的翔以吐切~ (1)溫感探測器采用機械式差定溫探測器。這種 探測器結構簡單，靈敏度高，適於溫度變化小的場 所。它是膨脹系數不同的雙金屬片組成，當溫度變 化時，由於兩種金屬片會產生彎曲，因而使觸點接 通。溫感探測器信號探測的工作原理如圖2(a)所示。 溫度探測器K有三個接線端子，l是檢查線，檢查 探測器是否有故障;2是電源線;3是信號線，如溫 度探測器動作，信號可從此線發出。平時在檢查線 上加以矩形波信號，如圖2(b)，高電平為檢查周期， 由圖2(a)可知，1端為高電平則3端信號線輸出也為 高電平此為正常，反之如l端為高電平而在3端為 低電平，則表明溫感有故障，故可以根據檢查周期 3端信號線上的電平高低來檢查探測器是否正常。 在探測周期1端無電壓，如溫感未動作(K未閉合)， 則信號線3端也應無電平輸出，當有溫度變化溫感 動作K觸頭閉合，即使1端無電平輸入，3端信號 線也有電平輸出，此電平就是電源電壓，故在探測 周期可根據3端的電壓來判斷溫感是否動作。故根 據檢查線上不同周期，信號線3上是否輸出電平來 判斷探測器是否丟失或斷線，以及室內溫度是否異 常。 吧吧縣疊疊疊疊疊疊疊疊圖圖1系統硬件原理圖光光光22222222222222222PLCCCCC報警電路路路lllll探測器器器器器器器器器器器 111檢查線線 222電源線線 333信號線線 (((a)溫度探測器接線端端 壹壹少藺匕燮J藤-L塑習習 蔔蔔壹水壹壹壹神蔔弓嶺壹壹今}}} (((b)檢查線上的矩形波波 圖圖2溫度等效線圖及波形形 (2)煙感探測器采用離子式感煙傳感器。圖3(a) 為離子煙感傳感器的原理圖，圖3(b)為工作電壓波 形圖。它由1檢查電離室、2補償電離室、3信號放 大電路、4開關轉換電路、5火災模擬檢查電路以及 6故障自動監測電路等組成。當無煙時，補償室和 檢查室的電壓幾乎相等:而當有煙時，煙進入檢查 室，使電離電荷遷移速度降低，電離電流減少，監 測室的等效阻抗增加，而補償室內阻抗保持不變， 因而引起電離室分壓比的變化，在信號放大回路輸 入端產生電壓△V，此電壓增加到壹定值時，開關 轉換電路即動作，發出報警信號並使確認燈亮。 為了防止傳感器至控制器間發生電路斷線、接 觸不良、傳感器丟失等問題發生，設有故障自動監 測電路。當發生上述情況之壹時，故障監測電路動 作並發出報警信號，為防止探測器內部元件損壞而 引起誤報。傳感器設有火災模擬檢查電路，定期通 以電平，在信號端應有信號發生，否則應報傳感器 故障。由圖3(b)工作電壓波形圖可知在傳感器檢查 線上加以矩形電壓波形，如傳感器正常則信號線上 電平與檢查線波形相同。如傳感器內部元件損壞或 斷線則不論檢查線上電壓如何，信號線上的電壓皆 無電壓，即為故障狀態。而當檢查線無電平輸入時， 信號線上仍有電壓輸出則表明煙感探測器己動作。 2、PLC控制系統 PLC采用日本歐姆龍(OMRON)公司的C20 可編程控制器。其輸入端0000壹0015分別接入各室 的煙、溫感信號線(至多16個)。輸出端0500輸 出壹個矩形波信號接到各室的煙、溫感檢查線， 0501壹0503接到聲光報警器上發出不同的聲光信號， 0501壹0508接到報警顯示盤上，顯示事故類型及地 址。 3、報警顯示盤 報警顯示盤的面板如圖5所示。由PLC輸出端 0501壹0505發出的狀態信號送至報警顯示盤，可以顯 示出煙、溫感異常或故障或火災狀態，並且由 0506壹0509發出的四位地址信號送至顯示盤，可以顯 示具體地址(至多8個)。 SenSOrWOrjd2D00.7 ~~甘勝切洶 技術與應用 Teehnology&APPlieation 白匕，. 翔嘆奢7U壹 A檢查線 B電源線 6故障自動全爹包客 確認燈檢查電離室 信號放大電 5火災模擬 檢查電路 4故障自動 監測電路 2補償電離室C信號線 D地線 (a)離子煙感探測器原理 檢查線 壹壹門 壹壹-習 信號線(正常) 信號線(故障) 信號線(異常) (b)工作電壓波形 圖3離子煙感探測器原理圖及波形 煙信1 溫信1 0000 C20 0500+黔號接至傳感器的檢查線05011井.軍r~~~~， 煙信2 溫信2 00020502 0503 系統采用模塊化結構，編程使用用梯形圖語言，因 此其系統非常便於維護，功能擴展性強、升級容易 且成本低。 聲光報警 0504 INPUI， 0014 0015 24V 0505 OUTPUT0506 0507 報警 顯示盤 煙信… 溫信… +24V 0508 0509 地 熬 蕊落夏漂 石刃、 地址b 地址c/ 地址.材 地 圖4PLC系統原理圖 }}}}亞亙三三二}、心}}}}}}}}}}}}}以以二巫亙』砂灰才口口}心心心心心 }}}匡巫巫』可農八口口}常門門門門……巨畫巫三口冽’{口門門門門門 巨巨巨畫巫三口冽’顯示盤面板板板 煙煙煙煙感故障障障障障障障障障障 PLCFireAutoalarm Abstraet:Thisartieleofl七rsusaninstrumenioffireallto 壹alanneontrolledbyPLC.Itreeeivesfiresignalby smokedeteetorandtemPeraturedeteetor，andanalyses logie，thenissuesdifferentlight&soundsignalsand statusmessages:FireAlarlll，UnusualAlert，FaultAlert， andshowsthePlaces.ThisinstrumenteanbeaPPliedtotheplaceswhiehareaIessthan100omZ，forexample， libraries，arehivesandeomPuterroomsete二This instrumenihassimPlestruetUreand15reliable，andean bedeveloped，maintainedandPopularizedeasilyand eheaply，beeauseofifshighintegratedandanti壹amminglevel，modularsystems如etureand15easytobe programmed. Keywords:progr田的mableLogiealController，Fire Autoalarlll，SmokeDeteetor，TemPeratureDeteetor， Aut0IT10llitor壹 三、總結 本火災自動報警控制器不同於其他的專用火災 報警控制器之處就在於它是采用PLC為控制核心， 作者簡介 張燕生:中國煤田物探研究院，河北泳州072750 讀者服務卡編號008口 傳感器世界2000.7
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