本科毕业论文（设计） （题目：火灾报警系统设计） 姓 名：
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2013年5月 教务处制 火灾报警系统设计 摘 要 随着我国经济建设的迅速发展，人民生活水平不断提高，城市用地日益紧张，促使建筑物正朝着高层化、密集化方向发展,火灾已成为我国常发生性和破坏性以及影响力最强的灾害之一。一套完整的火灾自动报警系统是发生火灾时人们生命财产的有利保障，是能否快速准确地发现火情，把火灾扑灭在萌芽状态的关键所在。本文重点讲述了基于PLC控制的火灾自动报警控制系统的设计，并根据控制要求，对控制系统的分析给出I/O列表、控制梯形图以及程序的调试，并给出了调试过程和控制系统逻辑控制部分的方法，并全面阐述了火灾报警控制器和探测器硬件和软件设计。当探测器探测到火灾信号，通过线路将火灾信号传递给PLC，PLC接收到火灾信号后，根据其控制程序的要求，控制喷淋泵启动和与之相对应的区域电磁阀开启，电磁阀开启后，与之相对应区域的喷头喷水灭火。

关键词：火灾报警系统；
控制器；
探测器 The Design of Automatic Fire Alarm System Abstract With the rapid development of China＇s economic construction and people＇s living standards improve, urban land increasingly tense, prompting high-rise buildings is moving, intensive direction, the fire has become China often occurs and destructive and most influential disasters. A complete set of automatic fire alarm system is when the fire protection of people＇s lives and property of the favorable, is the ability to quickly and accurately find the fire, the fire is extinguished in the bud the key. This article focuses on the PLC-based control of automatic fire alarm control system design, and under the control requirements, the control system analysis gives I / O list, the control ladder and program debugging, and gives the debugging process and control systems logic control part of the method, and a comprehensive exposition of fire alarm controller and detector hardware and software design. When the detector detects a fire signal to the fire signal is passed via a line to the PLC, PLC received a fire signal, the control program according to their requirements, control the spray pump start and a region corresponding to the electromagnetic valve is open, the solenoid valve opening after Correspondingly sprinkler nozzle area. Key Words：fire alarm system; controller; risk; detector 目 录 1 绪 论 1 1.1 火灾自动报警系统的作用 1 1.2 选题的目的和意义 2 2 火灾自动报警系统简介 3 2.1 火灾自动报警系统概述 3 2.2 火灾自动报警系统功能 3 2.3 火灾报警系统的设置 3 2.3.1 区域报警控制系统 3 2.3.2 集中报警控制系统 4 2.3.3 控制中心报警系统 5 3 火灾报警系统的总体设计 6 3.1 探测区域和报警区域的划分 6 3.2 消防联动的设计 8 3.2.1 室内消火栓系统的联动设计 8 3.2.2 防排烟系统的联动设计 9 3.3 PLC基础知识介绍 9 3.3.1 可编程控制器的结构组成 10 3.3.2 可编程控制器的工作原理及过程 10 4 自动报警灭火系统的硬件 12 4.1火灾探测器的选择 12 4.2火灾报警控制器 13 4.3抽水泵及排风电机的选择 16 4.3.1 三相笼型异步电机的结构 16 4.3.2 三相笼型异步电机的工作原理 17 4.3.3 三相笼型异步电机的启动方式 17 4.4 火灾警报装置电磁式蜂鸣器 17 4.4.1 蜂鸣器的概述 18 4.4.2 电磁式蜂鸣器的结构原理 18 4.5 其它辅助功能装置 18 5 系统的软件设计 19 5.1 程序流程 20 5.2 程序编制 21 6 结 论 24 致 谢 25 参考文献 26 1 绪 论 消防是防火和灭火的总称。我国消防工作执行“预防为主，防消结合”的方针。为使这一方针得到贯彻，每个与消防有关的人员都应认真做好消防工作，力求制止火灾的发生，同时充分做好灭火准备。防，可以减少火灾的发生。消，可能减少损失和伤亡，两者相辅相成，融为一体。每当发生火灾，尽快扑灭，尽可能地减少火灾所造成的人员伤亡和财产损失。随着建设事业的发展，城市和乡镇的高层建筑及建筑群体越来越多，从而，促进了消防事业的快速发展。尤其是火灾报警和灭火系统已引起广泛的关注，其自动化程度逐渐完善，在建筑防火中发挥着越来越大的作用，已成为一门新技术学科，独树一帜。随着我国建筑业的发展，消防（防灾）系统也正以迅猛的速度向前迈进。

1.1 火灾自动报警系统的作用 如今现代化建筑都朝着大型化、高层化、群体化及复杂化方向发展，消防问题也变得越来越重要，火灾自动报警系统应运而生。火灾自动报警系统综合运用计算机网络与火灾自动报警区域连接，以达到及时报警、及时灭火的目的。其主要功能包括：
(1)自动接收火灾报警信号。在火灾发生的初期通过感温、感烟和感光等火灾探测器将火灾产生的烟雾、热量和光辐射等物理量转变成电信号，传递到火灾报警控制器。

(2)显示火灾报警的具体部位，并发出火灾报警信号。火灾显示器可以显示出火灾发生的位置，记录火灾发生的时间，并传递给火灾报警控制器。

(3)当火灾发生时，火灾自动报警系统可以通过双输入/输出模块及双动作切换模块对消防泵和喷淋泵进行自动或手动控制，并接收状态信号，对排烟机进行控制。

(4)火灾自动报警系统可以通过单输入/输出模块及切换模块切断有关部位为的非消防电源。

(5)火灾自动报警系统可以显示消防电源，水流指示器、湿式报警阀和信号阀的工作状态。

(6)火灾自动报警系统可以显示保护对象的重点部位、疏散通道及消防设备所在位置的平面图等。

1.2 选题的目的和意义 传统的火灾自动报警器多采用继电接触器控制，容易发生故障，可靠性差，功能单一，线路复杂，接点多。而PLC应用于火灾自动报警器具有以下优势：
(1) 可靠性。

与传统的继电器逻辑控制系统相比，PLC可靠性的提高有以下原因：
① PLC采用了一系列可靠性设计的方法进行设计；

② PLC不包含大量的活动部件和电子元器件，其接线相对很少；

③ PLC有较强的易操作性，它具有维修容易、编程简单、操作方便等特点。

与通用的计算机控制系统比较，PLC可靠性提高的主要原因：
① PLC具有比通用计算机控制系统更简单的编程语言和更可靠的硬件；

② 在PLC的软件设计方面，也采取了一系列提高系统可靠性的措施；

③ 在PLC的硬件设计方面，采用了一系列提高可靠性的措施。

(2) 易操作性。PLC的易操作性表现在下列三个方面：
① 操作方便；

② 编程方便；

③ 维修方便。

(3) 灵活性。PLC的灵活性表现在下列三方面：
① 扩展的灵活 ② 编程的灵活性；

③ 操作的灵活性。

基于PLC的这些优点，对PLC控制报警系统的研究很有实际意义。

2 火灾自动报警系统简介 2.1 火灾自动报警系统概述 火灾报警系统在现代智能建筑中起着极其重要的安全保障作用。它属于智能大厦系统的一个子系统，但其又在完全脱离其他系统或网络的情况下独立正常运行和操作，完成自身所具有的防灾和灭火的功能，具有绝对的优先权。以计算机网络和通信为基础的城市火灾自动报警信息系统，通过对建筑物内的消防设施运行状态远程监控，实时接收并快速处理报警信息，缩短火灾报警时间，并使防火监督工作深入到单位的每一个消防监测设备。该系统的建立，对加强消防安全监督管理，防止重特大火灾的发生有着十分重大的意义。火灾自动报警系统能够在火灾初期，将燃烧产生的烟雾、热量和光辐射等物理量，通过感温、感烟和感光等火灾探测器变成电信号，传输到火灾报警控制器，并同时显示出火灾发生的部位，记录火灾发生的时间。

2.2 火灾自动报警系统功能 (1)报警功能：一旦有火警发生，立即发出报警。

(2)状态指示功能：对一切消防设备的工作状态进行显示。

(3)灭火准备功能：一旦发生火警，能自动启动消防水泵投入运行，为消防栓的灭火提供充足的水源。

(4)信息反馈功能：可对任何楼层的火警信息由计算机喇叭或电铃发出火警报警声以引起值班人员的警觉。

2.3 火灾报警系统的设置 火灾自动报警系统设计时，应根据自动报警系统的不同类型以及不同的设备选型，设计相应的报警、联动线路和设备。报警规范，将火灾报警系统划分为三种基本形式:区域报警系统，集中报警系统和控制中心报警系统。

2.3.1 区域报警控制系统 区域报警控制系统是火灾自动报警系统组成的一种形式，它是由电子元件组成的自动报警和监控装置。当探测器检测到火灾信号，电子线路将火灾信号转换为电压或数字信号，通过导线传输到区域报警器，经过处理后发出声光报警信号，同时将火灾部位传输给集中报警控制器，适用于较小范围的保护。有些区域报警控制器可单独组成系统进行消防灭火自动处理。区域报警控制器的设置应该符合以下的规定：
(1)如果区域报警控制器安装在墙上时，其底边离地面的高度不应小于1.5m。靠近门轴的侧面和墙壁之间的距离不应小于0.5m.正面操作距离不应小于1.2m。

(2)当用一台区域报警控制器警戒数个楼层时，应在每层各楼梯口明显部位装设识别楼层的灯光显示区域。

(3)区域报警控制系统宜设在有人值班的房间或宾馆每层服务台。

(4)一个报警区域宜设置一台区域报警控制器，系统中区域报警控制器不应该超过3台。

区域报警控制系统是由火灾的控制器和火灾探测器等组成，或由区域火灾报警控制器和火灾探测器等组成，功能简单的火灾自动报警系统，适用于小面积建筑的保护。

2.3.2 集中报警控制系统 集中报警控制系统是由电子线路组成的集中自动监控报警装置，各个区域报警巡回检测带的信号均集中到这一总的监控报警装置。它具有部位指示、区域显示、巡检、自检、火灾报警音响、计时、故障报警、记录打印等一系列功能，在发出报警信号同时可自动采取系统的消防功能控制动作，达到消防的目的和手段，适用于较大范围内多个区域的保护。集中报警控制器的设置应该满足以下规定：
(1) 集中报警控制器和墙之间的距离不应小于1m，正面的操作距离不应小于2m。

(2) 集中报警控制器的容量不宜小于保护范围内探测区域总数。

(3) 区域报警控制器的设置应符合上述区域报警控制系统的有关要求。

(4) 系统中应设有一台集中报警控制器和两台以上区域报警控制器。

集中报警控制系统是由火灾报警控制器、区域显示器和火灾探测器等组成，或由集中火灾报警控制器、区域火灾报警控制器和火灾探测器等组成，它是功能较复杂的火灾自动报警系统。集中报警系统至少有一台集中报警控制器和两台以上区域报警控制器集中报警控制器应设置有人值班的专用房间或消防班室内。当报警区域较多、区域报警控制器超过3台时，采用集中报警系统。

2.3.3 控制中心报警系统 由消防控制室的消防控制设备、火灾自动报警探测器、集中火灾报警控制器和区域火灾报警控制器等组成，或由消防控制室的消防控制设备、火灾自动报警探测器、区域显示器和火灾报警控制器等组成，是功能复杂的火灾自动报警系统。消防设施控制功能较全，系统的容量较大，适用于大型建筑的保护。

(1) 设在消防控制室以外的集中报警控制器，均应将火灾报警信号和消防联动控制信号送至消防控制室；

(2) 系统中应至少设置一台集中报警控制器和必要的消防控制设备；

(3) 区域报警控制器和集中报警控制器的设置，应符合上述控制中心报警系统的有关要求。

3 火灾报警系统的总体设计 火灾自动报警系统包括触发器件、火灾报警控制器、火灾警报装置以及其他辅助功能装置，消防控制设备、电源等组成部分。其系统方案框图如图3.1所示：
图3.1 系统方案方框图 如图3.1安装在火灾报警区域的火灾探测器感知周围环境的温度、烟雾等物理量，并将其转换成电信号反馈给报警控制器，控制器将接收的信号与内存的正常整定值比较、确定火灾的发生。火灾发生时，控制器发出声光报警，并在报警显示器上显示出火灾发生的时间、地点等，同时控制器协调消防联动控制系统同步启动，按一系列预定的指令控制消防联动装置动作，向火灾发生的现场及相邻区域发出警铃报警，各应急疏散指示灯同步开启，想人们指明逃离的通道，控制排烟系统及自动喷水系统启动。火灾自动报警系统通过以上步骤达到及时发现、及时灭火的目的。

3.1 探测区域和报警区域的划分 火灾自动报警系统的保护对象形式多样、功能各异，为了方便日常的维护管理，便于早期探测、早期预警，在安装火灾自动报警系统的过程中一般将保护空间划分为若干个报警区域，每个报警区域又包含多个探测区域。这样在火灾发生时，火灾自动报警系统就能够迅速、准确地确定着火部位，便于进行及时有效的灭火救灾。

报警区域是设置区域火灾自动报警控制器的基本单元，是把自动火灾报警系统的警戒范围按一定要求划分的空间。每个报警区域由一个防火分区或几个相近的防火分区组成，但不同的报警区域内不能包含同一个防火分区，不同楼层的几个不同的防火分区也不会受到同一报警区域的保护。

探测区域是按照探测火灾的部位把报警区域划分的单元，它是将火灾探测器进行编号的基本单元。一般情况下每个探测区域都会对应系统中一个独立的部位编号。根据我国现行的国家标准《火灾自动报警系统设计规范》中的规定,探测区域的划分要符合以下要求：
(1)划分探测区域时要将其按独立的房间划分。每个探测区域的面积在500㎡以内，如果房间面积不超过1000㎡，里面的主要人口要能充分看清内部，也可以划为一个探测区域，如果探测区域内安装有缆式感温火灾探测器其的长度不宜超过200m。如果探测区域内安装空气管差温火灾探测器，其长度宜在20m—l00m之间，如果探测区域内安装红外光束型感烟火灾探测器，其长度不宜超过l00m，以上是划分火灾自动报警系统的探测区域的基本要求。

(2)如果保护对象是二级保护对象并且符合下面两个条件，也可以将几个房间划分为一个探测区域。

① 相邻房间的总数在10间以内，而且总面积在1000㎡以下，在每个房间门口安装有灯光显示装置，同时门口均能看清其内部；

② 相邻房间不超过5间，总面积不超过400㎡，并在门口设有灯光显示装置。

(3)碰到下面的场所要分别单独划分探测区域: ① 消防电梯前室、防烟楼梯间前室、消防电梯与防烟楼梯间合用的前室; ② 敞开或封闭的楼梯间内; ③ 建筑物闷顶、夹层 ; ④ 坡道、走道、电缆隧道、管道井。

3.2 消防联动的设计 消防联动控制系统是火灾自动报警系统中的一个重要组成部分。消防联动包括监视和控制两部分，监视设备有水流指示器、报警阀、信号阀，需要控制的设备有消防泵、防排烟系统等。当有火灾信号传递给火灾报警控制中心时，经控制中心确认后向联动设备发出信号，启动灭火装置和防排烟设备，防止火灾蔓延。消防系统的控制设备有火灾报警控制器、室内消火栓系统、防排烟系统。

火灾时，消火栓按钮经消防控制主机确认后可直接启动相应的消火栓泵，同时向消防控制室发出信号。消防控制中心也可直接手动启停相应的消火栓泵，并显示消火栓泵的工作状态，按防火分区显示消火栓按钮的位置，并显示消火栓按钮处的消火栓泵的工作状态。对消火栓泵的手动直接控制，通过设在消防控制中心的联动控制台实现。每个消火栓都有编码按钮，它能直接与火灾报警控制器相接，在火灾发生时直接启动消防泵，同时向消防中心发出反馈信号。消火栓按钮处也有启泵指示灯，用来显示泵的运行状态，同时消防控制室也可控制泵的启、停。

本设计采用消火栓联动和排烟联动设计排烟系统及自动喷水系统作为火灾报警系统的消防联动。

3.2.1 室内消火栓系统的联动设计 室内消火栓系统中的每一个消火栓都配有一个消火栓启动按钮，本设计采用编码消火栓按钮，直接接入火灾报警控制器，当发生火灾的时候可以直接启动消防泵，启泵的同时向消防控制中心发出反馈信号。在消火栓按钮处设有启泵指示灯，用来指示消防泵的运行状态，同时消防控制室可控制消防泵的启、停；
显示消火栓水泵的工作、故障状态；
显示消火栓启泵按钮的位置。消火栓控制原理图如图3.2所示。

图3.2 消火栓控制原理图 当某一层出现火灾事故时候，其那一层的开关AN断开，所以线圈1ZJ失电，因为1SJ得电，所以2ZJ开关闭合，所以GD工作。开关1Q闭合，哪一次出现事故哪一层就会发出反馈信号。具体的硬件电路在第4章硬件电路中详细介绍。

3.2.2 防排烟系统的联动设计 排烟系统的联动设计原理为每层任一感烟探测器、火灾手动报警按钮动作后，向报警控制中心发出警报，同时启动相邻层排烟阀，并启动消防排烟风机。当楼梯间内烟感报警，正压送风阀开启并启动正压送风机。当温度超过70℃时，70℃防火阀自熔关闭；
当温度超过280℃时，280℃排烟防火阀自熔关闭并关闭排烟风机。

3.3 PLC基础知识介绍 在火灾自动报警系统中，用来接收、显示和传递火灾报警信号，并能发出控制信号和具有其它辅助功能的控制指示设备称为火灾报警控制器。火灾报警控制器担负的任务有，监视探测器及系统自身的工作状态，为火灾探测器提供稳定的工作电源，进行声光报警，指示报警的具体位置及时间,接收、转换、处理火灾探测器输出的信号，执行相应辅助控制等。它是火灾自动报警系统的核心组成部分。本文采用的控制器件是PLC。

PLC是一种数字运算操作的电子系统，它采用的存储器是可编程序的存储器，存储器可储存逻辑运算、计算、定时、程序控制和算术运算等操作指令，并且通过模拟、式数字式的输入和输出控制各种类型的机器和生产飞的过程，PLC以及其有关的设备，都按易于使工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。

3.3.1 可编程控制器（PLC）的结构组成 可编程控制器(PLC)是一中工业控制用的专用计算机，在设计理念上，是计算机技术与继电—接触控制电路相结合的产物，因此它与工业控制对象的接口能力非常强，由于PLC本质上用在是工业控制的微型计算机，所以他的基本结构和组成也具有一般微型计算机的特点：以CPU（中央处理器）为核心，通过系统程序的管理下运行。PLC与控制对象的接口由I/O通讯接口来完成，通常还要配备专用的供电电源和其他具有专用功能的模块。如图3.3所示：
图3.3 PLC的基本组成图 3.3.2 可编程控制器（PLC）的工作原理及过程 PLC系统和继电—接触器控制系统一样必然包含3个部分：输入部分、逻辑电路部分、输出部分。唯一的区别是：PLC的逻辑电路部分用软件来实现，用户所编制的控制程序体现了特定的输入/输出逻辑关系。例如：图3.4是一个由继电器元件组成的启动停止电路。

图3.4 继电器启动/停止控制电路 当用PLC来完成这个控制任务时，可将输入条件接入PLC，而用PLC的输出单元驱动接触器KM，他们之间要满足的逻辑关系用程序实现。

当等效的PLC控制器如图3.5所示，两个输入按钮信号经过PLC的接线端子进入输入接口电路，PLC的输出经过输出接口、输出端子驱动接触器KM，用户所采用的编程语言为梯形图语言。

图3.5 PLC等效电路图 4 自动报警灭火系统的硬件 火灾自动报警硬件系统包括触发器件、火灾报警控制器、火灾警报装置以及其他辅助功能装置，消防控制设备、电源等组成部分。

4.1火灾探测器的选择 火灾探测器是火灾自动报警系统的检测元件，其工作的灵敏性、可靠性和稳定性等技术指标直接影响整个系统的正常运行。

选择探测器的灵敏度，要按照使用环境和探测器的性能，在没有火警发生时按照系统没有发生错误报警为准进行选择。如今，我国的大多数高层建筑中，都使用光电感烟测器，感温探测器只会用于个别的场所。如果安装火灾探测器时只使用一种探测器，在整个的系统里容易易产生错误动作，这样会造成不必要的损失，所以为避免错误报警应该选用两种或者两种以上种类探测器。总之，探测器应根据实际环境情况来选择，以达到及时、准确报警的目的。

在火灾自动报警系统中，能自动或者手动产生火灾报警信号的元器件称为触发器件，主要是指手动火灾报警按钮和火灾探测器。火灾探测器能感知火灾产生的烟雾、温度、热辐射等物理量并将其转换为电信号传递给火灾报警控制器。手动火灾报警按钮是手动方式启动火灾自动报警系统的装置。

本文采用的探测器为感温传感器和感烟探测器。

(1) 感温传感器：这是一种响应异常温度、温升速率和温差的火灾探测器。而最常用的是定温火灾探测器。它是在温度达到或超过预定值时响应的火灾探侧器；
其结构如图4.1所示：
图4.1 定温感温探测器结构图 定温感温探测器的工作原理如图4.2所示：它是由黄铜和殷铜之类膨胀系数不同的两种金属片结合成双金属小片B的传感器。由此图可知，通常接点a和b断开，一旦发生火灾，则双金属片弯曲，于是a和b两点接触，从而使指示灯发亮或电铃发声。

图4.2 感温探测器的工作原理图 (2) 感烟探测器：感烟探测器这是一种响应燃烧或热解产生的固体或液体微粒的探测器。由于它能探测物质燃烧初期所产生的气溶胶或烟雾粒子浓度，因此，有的国家称感烟火灾探测器为“早期发现”探测器。

气溶胶或烟雾粒子可以改变光强，减小电离室的离子电流以及改变空气电容器的解电常数半导体的某些性质。由此，感烟火灾探测器又可分为离子型、光电型、电容式和半导体型等几种。其中光电感烟火灾探测器，按其动作原理的不同，还可以分为减光型(应用烟雾粒子对光路遮挡原理)和散光型(应用烟雾粒子对光散射原理)两种。

若按工作特性又可分为非累积型和累积型。非累积型传感器只要达到规定的烟浓度既工作，而累积型传感器只在规定浓度持续20-30s后才工作。

在能放射较弱α射线的电离箱中，放射性同位素产生离子电流，当烟雾进入传感器时，烟雾被α射线吸收，从而使电流减弱。这种结构的传感器不受温度和压力变化的影响。

4.2火灾报警控制器 火灾报警器的核心部件是PLC，选择合适的机型是PLC控制系统硬件配置的关键问题，目前，生产PLC的厂家很多，如西门子，三菱，松下，欧姆龙，LG，ABB公司等，不同厂家的PLC产品虽然基本功能相似，但有些特殊功能，价格及使用的编程指令和编程软件都不相同，而同一厂家生产的PLC产品又有不同系列，同一系列中又有不同的CPU型号，PLC的功能应强大，要具有开关量逻辑运算，定时，计数，数据处理等基本功能，鉴于本设计对控制速度要求不是很高，主要是开关量控制的应用系统。选用小型PLC就可满足要求。PLC的结构主要有整体式和模块式，本设计属于单机控制系统宜选用整体式PLC结构。综上所述比较各厂家的整体式小型PLC可知，三菱系列PLC具有性价比高、抗干扰能力强、性能稳定、输入输出点数多等优点。

根据本系统的设计要求、工作环境、服务对象等方面考虑，三菱 PLC完全可以满足本系统的设计要求。

现在三菱PLC主要有FX1N，FX2N，FX3U，Q系列，A系列等，其中FX2NC是FX2N为基础发展而来的，成本比FX2N略低，且FX2NC PLC完全可以满足本系统的设计要求，所以本次设计选用三菱FX2NC PLC作为本系统的控制器。三菱FXPLC是小形化，高速度，高性能和所有方面都是相当FX系列中最高档次的超小程序装置，还可以适用于多个基本组件间的连接，模拟控制，定位控制等特殊用途，是一套可以满足多样化广泛需要的PLC。FX2N系列PLC拥有无以匹及的速度，高级的功能逻辑选件以及定位控制等特点。FX2N系列是小型化，高速度，高性能和一切便当都是相当于FX系列中最高层次的超小形程序安装。

除输入出16-25点的独立用途外，还可以适用于在多个基本组件间的连接，模拟控制，定位控制等特殊用途，是一套可以满足多样化广泛需要的PLC。

根据火灾报警器原理分析，系统中含有消火栓联动控制及排烟联动控制模块，其控制线路图如4.3、4.4，主回路如图4.5、4.6所示。

图4.3 消火栓PLC控制I/O图 图4.4 排烟防火阀PLCI/O图 图4.5 消火栓联动控制主回路电路图 图4.6 排烟风机控制主回路电路图 4.3抽水泵及排风电机的选择 本设计选择的是三相异步电机。

4.3.1 三相笼型异步电机的结构 电机是应用电磁原理实现电能转化为机械能的旋转机械。

图4.7 电动机的结构图 图4.8 电动机的工作原理图 电动机主要由定子和转子两大部分构成，此外还有轴承，端盖，机座，风扇，风罩等部件。

定子：电动机静止的部分，作用是：产生旋转磁场和机械支撑。由机座，定子铁芯，定子绕组组成。

转子：电动机旋转的部分，作用是：是产生电磁转矩。由转轴，转子铁芯，转子绕组组成。

4.3.2 三相笼型异步电机的工作原理 三相电机通入电流后，定绕组产生旋转的磁场，转子导体做切割磁力线的相对运动，产生感应电动势，由于转导体闭合形成感应电流，可用右手定则判断其方向。通电导体在磁场中受到一磁场力f作用，方向可用左手定则判断。形成力矩即电磁力矩T，当T大于TL电机开始旋转。

4.3.3 三相笼型异步电机的启动方式 三相异步电机的启动方式主要有直接启动、软启动和传统减压启动三种启动方法。而传统减压启动又包括定子串接电阻启动、星-三角启动和自耦变压器启动。本设计采用的是直接启动。如下图4.9是三相异步电机直接启动的控制电路图。

图4.9 直接启动控制线路 4.4 火灾警报装置电磁式蜂鸣器 在火灾自动报警系统中,能发出声、光等火灾警报信号的装置称为火灾警报装置。它以声、光等报警方式向报警区域发出火灾警报警信号,以警示人们迅速安全疏散、采取灭火救灾措施。本文采用的报警器件是电磁式蜂鸣器。

4.4.1 蜂鸣器的概述 蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，可采用直流电压供电，广泛应用于汽车电子设备、计算机、复印机、打印机、报警器、电话机、电子玩具、定时器等，电子产品中的发声器件。蜂鸣器主要分为电磁式和压电式蜂鸣器。蜂鸣器在电路中用字母“H”或“HA”（旧标准用“FM”、“LB”、“JD”等）表示。

4.4.2 电磁式蜂鸣器的结构原理 电磁式蜂鸣器主要由电磁线圈、振荡器、振动膜片、磁铁、及外壳等组成。当接通电源后，振荡器产生的音频信号电流流过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场。振动膜片在线圈和磁铁的相互作用下，周期性地振动发声。

4.5 其它辅助功能装置 电源，火灾自动报警系统属于消防用电设备，其主电源应当采用消防电源，备用电采用蓄电池。

5 系统的软件设计 消防控制系统使用GX DEVELOPER编程软件进行程序编辑和硬件设置，与PLC之间的通信连接使用了力控。GX DEVELOPER软件是用于三菱PLC FX2N(C) PIC可编程逻辑控制程序的标准软件。它们支持自动化项目创建过程的各个阶段，如建立和管理项目、对硬件和通信组态及参数赋值、管理符号、创建程序、下载程序到PLC、测试自动化系统和诊断设备故障等。GX DEVELOPER编程具有其自身的特点，在编程之前需要在符号表中对所有输入输出的全局变量进行定义，使程序具有可读陛。其中包括：I/O地址、数据块命名、注释等。

设计主要采用控制系统来实现报警、喷水。总的来说，实现了现场设备的实时、准确报警和可靠的联动控制。实践表明，系统可靠性强、灵活性强。

编好后的程序通过串口线下载到PLC设置状态开关使PLC处于 RUN （运行）状态。当感烟探测器探测到烟雾信号便反馈给PLC，PLC的输出端即驱动执行元件执行各自的任务。利用力控软件与PIC通信可观察现场系统的动作情况。

5.1 程序流程 图5.1 程序流程 5.2 程序编制 6 结 论 在做这个设计中，我学会了很多以前没学过的知识，也巩固了很多以前没学好的知识，使我的专业理论知识更加扎实，软件操作更加熟练了。

本论文首先对火灾报警系统的主要组成部分做了分析介绍，它由触发器件、火灾报警控制器、火灾警报装置以及其他辅助功能装置，消防控制设备、电源等组成部分。然后对研究的建筑状况进行分析，然后对其它的防火分区划分，选择其火灾探测器以及布置和计算分布数量，硬件上选用PLC进行控制，研究了探测器及喷淋泵的硬件构成和控制，对防排烟系统进行研究，组成联动控制。当控制中心PLC接收到信号，并根据编制好的程序执行命令，消火灭火。

本文的特点在于将PLC应用到了楼宇消防的控制系统中。本系统在实际应用中，取得了良好的实际效果，且安全性良好。实践证明，以PLC为核心构造的楼宇消防系统，是一种简单有效、成本低廉的解决方案，具有较高的可靠性、灵活性和经济适用性。

致 谢 随着本次毕业论文的定稿，四年的读书生活在这个季节即将划上一个句号，而于我的人生却只是一个逗号，我将面对又一次征程的开始。回首过去一段时间在学校紧张上课和毕业课程设计过程中所经历的困惑、艰辛和努力都成为一种美好的回忆。

首先，我要感谢我的指导老师，在她的的精心指导和悉心关怀之下，我的毕业设计和课程设计才能得以完成。老师严谨治学，务实认真，一丝不苟的作风，深深的感染了我，鼓舞我以更加积极、严肃、扎实的态对来进行论文写作。同时，老师温厚质朴，平易近人的人格魅力及以学生的进步和发展为本的育人态度，让我心生敬佩，也决心在老师的引导和鼓舞下，用一颗乐观，踏实，勤奋的心来面对未来的一切。

其次，我还要感谢陪伴我四年的大学同学，感谢他们那些失落时的关心，迷惘时的陪伴，失败时的鼓励，快乐时的分享，那一份份深厚的友谊，将是我一生的宝藏。

同时我更要感谢我的家人，他们用辛劳与汗水，把最好的给我，一直给我最大的支持和鼓舞，让我在温暖与宁静中前行，让我在求学和人生的路途上跨过一道道槛。

最后要感谢学校和系领导给我这样一次锻炼自己的机会，使我能够有机会检验这四年学到的知识。感谢母校给我人生中最有激情和梦想的大学生活。

在以后的日子里我一定牢记你们的鼓励与帮助，在人生的道路上不断进取。次感谢你们。

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