PLC在消防自动喷淋系统中的应用

宋苹平

【摘要】PLC是在工业自动化中的常见的控制装置，在工业中的应用十分广泛，具有很强的抗干扰性、可靠性，而且体积小，便于维修等特点。本文对PLC在消防喷淋系统的应用进行分析，希望能够提供一些借鉴和参考。

【关键词】PLC；消防；自动喷淋；应用

中图分类号：TU998文献标识码： A

一、前言

科学技术的发展促进了工业自动化控制技术的发展，PLC的应用范围日益广泛，在消防系统中的应用大大降低了火灾的发生，为火灾控制发挥着重要的作用。

二、PLC 原理概述

1、PLC 的概念

PLC,即可编程序控制器(Programmable Logic Controller)的简称。 PLC 的定义有许多种，国际电工委员会（IEC）对 PLC 的定义是：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。 它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。 可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。

2、PLC 的组成

它是由一些控制器、通讯模件、输入输出子模件、电源模块、底板或机架组成的统一体，现分别介绍各部分功能。电源模块功能：PLC 电源用于为 PLC 各模块的集成电路提供工作电源。 同时，有的还为输入电路提供 24VDC 的工作电源。电源输入类型有：交流电源（220VAC 或 110VAC），直流电源（常用的为 24VAC）。底板或机架：大多数模块式 PLC 使用底板或机架，其作用是：电气上，实现各模块间的联系，使 CPU 能访问底板上的所有模块；机械上，实现各模块间的连接，使各模块构成一个整体。

三、自动喷淋系统

自动喷淋系统包括喷淋水泵、气压稳压系统及水箱、喷淋管网、湿式报警阀、水泵结合器、喷淋头、压力开关、水流指示器等。其中与消火栓系统相一致的设备设施功能相同。

图1湿式自动喷水灭火系统的主要组件和设备

1、火灾时，喷头喷水，该区水流指示器动作，向火灾控制中心发出信号，同时在水力压差作用下打开该系统的报警阀，敲响水力警铃，压力开关把信号送至消防中心，同时启动喷淋水泵。

2、湿式报警阀

湿式灭火系统中的供水控制阀。它使水单向流动，并在一定的流量下报警。湿式报警阀的工作原理是依靠管网系统侧水压的降低或升高启闭阀瓣。在伺应状态下，供水压力稍有波动时，旁路平衡管的作用使阀瓣上下水压平衡，而阀瓣上承压面大于下承压面，阀瓣不会打开发生误报警。当发生火灾有喷有爆破造成管网系统侧水压下降时，供水侧和系统侧产生的压差就会将阀瓣打开向打开的喷头连续供水灭火。

湿式报警阀的标准配置包括：压力表、延迟器、压力开关、水力警铃，以及必要的管件和阀门。湿式报警阀报警口与延迟器之间的控制球阀伺应状态必须保持全开并锁紧，而试报警控制球阀必须关闭。需要进行试报警时拆卸报警口与延迟器之间控制球阀的锁紧装置并将其关闭。此时打开试报警控制球阀即可进行报警试验。试验后立即将两个控制球阀恢复至原来状态。

3、消防控制中心显示喷淋泵和报警阀工作状态。显示报警阀、水流指示器、和信号阀开、闭信号。消防控制中心和泵房内可手动直接启停水泵。

4、自动喷水系统设两台泵，一用一备，位于消防水泵房。

5、各喷淋干管均按防火分区和分层设水流指示器和信号阀。信号均接至消防管理中心。每报警阀所带管网末端设末端试水装置。

6、喷淋泵控制：平时管网中的压力由屋顶水箱和稳压泵维持。当管网压力下降0.10MPa时，稳压泵启动，恢复工作压力后停泵；火灾时稳压泵补水量不足，水压继续下降，当压力下降比工作压力低0.15MPa时，通过压力开关启动设在消防泵房内的喷淋泵向系统供水灭火，同时稳压泵停止工作。

四、PLC在消防自动喷淋系统中的应用

本实例选用PLC具有结构紧凑、可扩展性强、指令集丰富等特点,并且提供24个数字量输入和24个数字量输出.输入/输出接口电路均采用了光藕合电路,对外界接口具有很强的适应性。

图2消防自动喷淋系统SFC图

1、系统要实现的功能

当系统上电后,烟感报替器或者温感报普器发出信号后,系统进入运行状态,分四步运行。

（1）第一步PLC控制打开喷琳泵,并计时10s,如果10s计时结束后,喷淋管道内没有水流产生(水流传感器的水流信号)。关闭喷淋泵,并打开喷淋泵的工作故障灯,等待工作人员检修。

（2）第二步PLC控制打开排烟风机,当高温传感器发出高温信号时,说明此时火灾建筑物内不可能存在人员幸存,如果保持排风机开启只能增加火力,因此需要关闭排烟风机.

（3）第三步当上水箱处于低水位时说明需要进行补水,因此开启喷淋泵.喷淋泵的开启规则为:A,B泵交替开启。当上水箱达到高水位时关闭喷琳泵。其间打开A,B任何泵时都进行10s的计时,如果计时时间到,补水管仍没有水流产生(水流传感器的水流信号)时,说明水泵故障,此时打开A泵(或B泵)故降指示灯,并切换到B泵(A泵),同时进行计时,如果10s后无水流感应,再次打开本水泵的故降指示灯,切换到另外一个泵,如此循环。

（4）第四步

当下水箱水位为低水位时开启下水箱补水阀,同时计时10s。如果计时时间到,且下水箱补水水流指示无信号时开启下水箱补水阀故降指示。当下水箱水位为高水位时停止补水。以上四步为并行。当上水箱和下水箱的水位均为满时按下复位按钮,系统回到初始状态。

2、系统设计

自动喷洒用消防泵受水路系统的压力开关或水流指示器(继电器)自接控制，延时起泵，或者由消防中心控制起停泵。

喷洒起动过程与发讯元件:火灾时，随火灾部位温度的升高，自动喷淋系统喷头上的玻璃球爆破(或易熔合金喷头上的易熔合金片熔化脱落)，喷头开始喷水，水管内的水流推动水流指示器的浆片使其触点闭合，接通电路，输出电信号至消防中心。此时，设在主干水管上的报警水阀，被水流冲开，向洒水喷头供水，同时水经过报警阀流入延迟器，经过延迟后，又流入压力开关(继电器)，使压力继电器动作，SP接通，使喷淋用消防泵起动。而压力继电器动作的同时，起动水力警铃，发出报警信号。

水流指示器:当喷头喷水时，管内水流推动浆片，使电触点接通，输出报警信号。水流指示器安装在喷水管网的每层水平分支管上或某一区域的分支管上，自接控制起动水泵。

报警阀门:报警阀门有湿式、干式、混合式等。当火灾时，随闭式喷头的开启喷水，报警阀门也自动开启发出水流报警信号，其报警装置有水力警铃和电动报警两种，前者用水力推动，打响警铃，后者用水压起动压力继电器或水流指示器发出报警信号，电动报警作为辅助报警装置，不能代替水力报警装置。湿式报警阀(充水式报警阀)适于湿式自动喷水灭火系统主管上安装，目前我国生产有导阀和隔板座圈型两种形式。

五、结束语

火灾所带来的危害是巨大的，不但造成财产的损失，严重的还会造成人员伤亡。因此，社会各界都高度重视对火灾的控制。以PLC应用于消防报警喷淋系统中有效降低了成本，而且具有很高的可靠性，具有很大的发展前景。

参考文献

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