1 引言

PLC（Programmable Controller，可編程控制器）是專門為工業自動控制而設計的一種控制裝置，在工業自動化領域中得到了廣泛的運用，其特點是抗干擾能力強、可靠性高、體積小、設計、使用和維護方便等．隨著計算機技術、網絡技術、通信技術的發展，自動化控制也逐步向智能化、網絡化、遠程化方向發展．為了適應市場的需要，PLC廠商都相繼推出了具有網絡通信能力的PLC及其相關產品。

SIEMENS s7—200系列PLC在各個行業中的運用均很普遍，而消防火災報警及其處理系統對于保障發生火災時人員生命和財產的安全具有十分重要的意義。但是目前國內利用PLC來實現消防報警及處理系統的控制還不十分廣泛。本文結合實際，重點討論了使用PLC來實現消防報警及處理系統的設計與應用。

2 消防報警及處理系統的硬件構成

系統的結構圖如下所示：

圖1消防報警及處理系統結構圖

主要組成部件有：

1上水箱。2下水箱。3上水箱水位傳感器。4下水箱水位傳感器。5上水箱供水泵A。6上水箱供水泵B。7 下水箱供水閥。8聲光報警器。9排煙風機。10煙感和溫感傳感器。11 噴淋泵。12 噴淋頭。

本實例選用西門子公司的SIEMENS s7—200系列PLC，此系列的PLC具有結構緊湊、模塊化、可擴展性強、指令集豐富等特點。所選用的CPU型號為CPU 224 可擴展7個模塊，最大達94DI/74DO，16AI/16AO（模擬量輸入/模擬量輸出）并且提供14個數字量輸入和10個數字量輸出。輸入／輸出接口電路均采用了光耦合電路，對外界接口具有很強的適應性。由于使用了電動調節閥，所以還擴展了一個EM 232模擬量輸出模塊。該模塊具有2路模擬量輸出，電流輸出量程為0～20mA，電流全量程分辨率為11位，25°C時的精度為±0.25％ ，穩定時間為2ms。可滿足比較復雜的控制系統的要求。

3 系統所要實現的功能描述如下：

當系統上電后，煙感報警器或者溫感報警器發出信號后，系統進入運行狀態。

（1） plc控制打開噴淋泵，并計時10s。如果10s計時結束后，噴淋管道內沒有水流產生（水流傳感器的水流信號）。關閉噴淋泵，并打開噴淋泵的工作故障燈，等待工作人員檢修。

（2） plc控制打開排煙風機，當高溫傳感器發出高溫信號時，說明此時火災建筑物內不可能存在人員幸存，如果保持排風機開啟只能增加火力，因此需要關閉排煙風機。

（3）當上水箱處于低水位時說明需要進行補水，因此開啟噴淋泵。噴淋泵的開啟規則為：A，B泵交替開啟。當上水箱達到高水位時關閉噴淋泵。其間打開A，B任何泵時都進行10s的計時，如果計時時間到，補水管仍沒有水流產生（水流傳感器的水流信號）時，說明水泵故障，此時打開A泵（或B泵）故障指示燈，并切換到B泵（A泵），同時進行計時，如果10s后無水流感應，再次打開本水泵的故障指示燈，切換到另外一個泵，如此循環。

（4）當下水箱水位為低時開啟下水箱補水閥，同時計時10s。如果計時時間到，且下水箱補水水流指示無信號時開啟下水箱補水閥故障指示。當下水箱水位為高時停止補水。

以上四步為并行。當上水箱和下水箱的水位均為滿時按下復位按鈕，系統回到初始狀態。

4系統的SFC圖如下圖所示：

圖2 消防報警及處理系統的SFC圖

PLC輸入／輸出對應的控制量如下表所示：

5 PLC程序設計

程序采用梯形圖的形式，它沿用了繼電器的觸點和線圈等符號，圖形表示易于理解。

部分梯形圖程序如下： （由于篇幅限制，完整程序無法給出，需要者可向作者索取）

程序所涉及的I/O和內部變量如下表所示：

控制過程如下：

I0.6開→Q0.6，Q0.7，Q1.0亮（10秒后）→Q1.0滅→Q1.1亮→Q0.6，Q0.7亮 若I0.4開→Q0.6亮→Q0.7亮→Q1.1亮。若I0.6，I0.1開→Q0.6亮→Q0.7亮→Q0.0亮（10秒后）→Q0.0滅→Q0.1亮→Q0.2亮（10秒后）→Q0.1滅→Q0.2滅→Q0.1亮→Q0.3亮（10秒后）→Q0.1滅→Q0.3滅（如此循環）。若I0.6，I0.3亮→Q0.6亮→Q0.7亮→Q0.4亮（10秒后）→Q0.6亮→Q0.7滅→Q0.5亮→Q0.4滅。若I0.6開→Q0.6亮→Q0.7亮→Q1.0亮，若I0.7開→Q0.7滅。

因為消防報警及處理系統關系著公司人員生命和財產的安全，所以該PLC控制系統采取了一系列的硬件和軟件抗干擾措施。如：電源的抗干擾設計采用使用隔離變壓器對于抑制電網中的干擾信號具有較好的效果。軟件抗干擾方面采用數字濾波和軟件容錯技術等經濟有效的方法，進一步提高了本系統的可靠性。

6 結束語

本文作者創新點在于將PLC應用到消防報警及處理的控制系統中。本系統在某區級市政公司進行了應用，取得了良好的實際效果，產生經濟效益約80余萬元，且安全性能良好。實踐證明， 以PLC為核心構造消防報警及處理控制系統，是一種簡單有效、成本低廉的解決方案，具有較高的可靠性、靈活性和經濟適用性。

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