火灾报警控制系统的设计案例

贾克晶

【摘 要】本文结合作者负责设计的南京化学工业XXX项目（由于保密原因，由XXX来代表项目名称），介绍项目的火灾报警系统的设计理念和智能特点。

【关键词】大型化工厂，火灾报警系统，智能探测器，消防联动

本人2011年设计了南京化学工业XXX项目的火灾报警系统，并作为专业负责人参与完成了该项目的设计，采购、施工和调试全部过程。火灾报警系统可以预防和减少火灾危害，保护人身和财产安全，尤其在大型的化工场所设计完善的火灾报警系统尤为重要。

此项目火灾自动报警系统的控制器网络示意图：

火灾报警系统工作原理：

系统采用控制中心报警系统。当确认火灾发生时，被触发的探头或被按下的手动报警按钮的地址及信息条款将被立即显示在火警的远程工作站的显示器上，当火灾信号被值班人员确认或经过适当的延时后，火警系统将启动火警信号，并送至公共广播系统，使相关的声光报警器发出报警信号，同时火警控制器将驱动控制模块发出相应的动作，控制相关的设备。

一、工程设计

1、火警控制器

火灾报警主控制器应安装在中控楼仪表机柜室内。在仓库、生产调度楼、变电所等地设至5台区域火灾报警控制器，并将信号通过光纤送至火灾报警主控制器。所有消防设备的手动控制均应在火灾报警主控制器中实现，区域火灾报警控制器具有显示等功能，不具备手动控制功能。火警控制器应采用微机技术，可编程。火警探测器，手动报警按钮、声光报警器和联动模块等等应以环路总线与控制器相连。控制器应具备环路总线，应保证每条探测总线能够至少连接128个可编码元件，包括探头、手动报警按钮和联动模块等等。每个元件都具备独立的编码。火灾报警系统应与公共广播系统硬线连接。

火警控制盘由带有I/O接口模块的报警控制器、通讯接口、和智能电源盘组成。

系统主电源为交流230V，引自UPS回路，经系统内设备转换为所需的电压。正常电源将由LED指示灯指示状态，当正常电源有电时，灯亮。主电源应由具有自动充电器的备用电源后备支持。供货商应保证电池容量能够在维持系统8小时运行（8小时监视加一次全负荷操作），同时保证在正常条件下最短寿命为10年。探测器和手动报警的同时动作应保证不能造成正在进行的火灾警报的中止。

2.消防联动控制设计

联动控制方式，应由湿式报警阀压力开关的动作信号作为触发信号，直接控制启动喷淋消防泵，联动控制不应受消防联动控制器处于自动或手动状态影响。手动控制方式，将喷淋消防泵控制箱的启动、停止按钮用专用线路直接连接至设置在消防控制室内的消防联动控制器的手动控制盘，直接手动控制喷淋消防泵的启动和停止。水流指示器、信号蝶阀、压力开关、喷淋消防泵的启动和停止的动作信号影反馈至消防联动控制器。火灾时，消防控制器切断火灾区域及相关区域的非消防电源。并打开疏散通道上由门禁系统控制的门。

消防控制中心可手动启动排烟风机和电磁阀，显示所有70?C防火阀、280 ?C防火阀、排风口、送风口的工作状态及排烟风机的工作和故障状态。

报警主机系统具有广博联动接口控制功能。在紧急情况下，可将公共广播强切至紧急广播相应分区进行广播。

二、设备选型配置及智能特点

所有的子系统，包括中央处理单元、探测回路卡、过程接口、通讯系统、电源系统等，其中中央处理单元的负荷不超过80%、电源和通讯的负荷不超过系统能力的80%。

系统采用西门子720火灾报警系统，该系统主要特点：

1、系统线路结构为A级

西门子720系统采用了A级线路结构（即环形网络）设计，它具有两个环形网络，一是现场部件接线为二线环形接法；二是大型系统中主机之间计算机通讯网络为二线环形接法。系统具有双向通讯功能，一旦线路发生短路或断路故障，丝毫不会影响线路上各现场部件的报警功能，也就是说线路故障时，仍能正常工作，不会出现像放射式回路存在线路故障时，整个回路部分或全部不能正常工作的弊病。

2、故障自动隔离功能完善

西門子720系统的每个现场部件（包括探头、手报、模块等），均带有内置短路隔离器，无需另外加装短路隔离底座或专用短路隔离器，线路发生短路时，短路点被自动隔开，确保系统安全正常运行，并且准确地报出故障位置，便于维修；在同类产品中，西门子720系统产品达到了最完善的故障隔离功能。该性能与环形线路结合，能真正确保系统完全正常运行，不像用专用回路短路隔离器时，当线路出现短路时，短路隔离器后的所有现场部件均不能工作。

3、探测方法先进

西门子720系统的探测器是装有CPU的、能独立处理接收到的信息，并能做出判断的全智能化的探头。探头能运用模糊逻辑理论对现场探测到的信息及数据直接评估和分析，自行决定采集到的讯息的危险程度，再将报警信息及数据资料输送到主机，经主机判断核准后，报出预警信号，主机同时对探头清零，并由探头再一次探测、评估、分析。如得到一致的分析结果，才进行正式报警，触发相应的报警信号。减少主机和系统线路信号传输的工作量，提高处理信息的速度，增强系统的可靠性，使出现误报的机会微乎其微，只有这样的探测方法，才能使系统的准确性得到保证。

4、探头灵敏度高

主机可对探头输入多种灵敏度，同时探头对环境参数有记忆作用，能自动调整该探头在实际环境中的运算规则，从而得到最合理的灵敏度，保证了系统的可靠性。当探头对环境参数超出其调整范围时（如探头污染时）能自动报出，要求清洗，从而不需要大规模的定时清洗。既提高了可靠性，又减轻了维护的工作量。能根据环境自动设定灵敏度及在该特定环境中的运算规则，适合各种恶劣的环境，大大提高了报警的可靠性。

5、组合式报警逻辑功能优良

系统分为多个不同的危险级别，当在同一个分区内安装了多个探头时，这些危险级别就能自由组合（如有多个探头探测到危险级别“2”时——警告，就会触动警报；同样，若有个别探头探测到危险级别“3”时——警报，也会触动警报）。这一功能如一个警报过滤器，是帮助系统消除假报警的又一有效工具。适用于环境复杂的场所，消除假警报。

3、设备编址技术先进

西门子720系统现场设备均运用软地址编址技术，无需人工拨码或专用编址器编址，在现场工人把设备安装完毕后，系统主机自动读入回路中设备数量和类型，并自动向回路设备分配地址，保证了设备地址的准确无误。减少了设备安装和编址工作量，提高了安装速度，增强设备地址的准确性，杜绝了人工手动编码可能出现的错误，只有这样的编址方法，才能使系统设备编址的准确度得到保证。

4、抗电磁干扰能力强

西门子720系统的FS1120主机及探测回路，具有极强的抗干扰功能，达到50V/m，大大超过国标要求的10V/m。在极强电磁干扰的情况下，仅需普通的BVS导线便可，不需要用昂贵的屏蔽线。在保证系统可靠运行的情况下，降低系统成本。

结束语：

南京化学工业XXX项目火灾报警及消防联动控制系统严格按照国家标准设计和施工。整个项目经消防管理部门检查和验收后已经正式运行，运行状况良好。

参考文献：

[1]GB 50116-2013.火灾自动报警系统设计规范

[2]陈汉义.智能建筑中火灾自动报警系统的设计[期刊论文].城市建筑，2010（18）

[3]何菁.火灾自动报警系统常见问题及对策分析[期刊论文].商品与质量，2013，1：55

[4]于海胜.浅谈消防联动控制系统设计[期刊论文].中国科技博览，2009（1）