安全PLC策略在楼宇消防维护中的可行性研究

敖健红 杨定富

（六盘水师范学院， 贵州 553000）

0 引言

安全PLC系统是PLC系统（可编程控制器）的升级产物，我国在消防安全系统中多采用传统西门子PLCS7-200系列。传统PLC系统在处理消防安全问题时劣势较多，安全PLC是远远优于传统PLC的智能控制器。

1 安全PLC工作原理及在我国的应用

1.1 安全PLC在我国的应用

建国后我国开始致力于建筑消防技术研究，自上世纪八十年代起步消防报警系统设备研究至今二十余年，国内消防报警系统整体水平稳步提升，从初期的多线制到现在的总线制。然而，由于技术、人才及资金等因素限制，安全PLC应用普及度不高。以上海市为例，65%的建筑采用传统消防报警控制系统为核心，以PLC为核心控制组件的消防系统占据主导位置。因此，我国相关生产、制造、研发安全PLC系统的相关企业亟待提升技术水平。

1.2 安全PLC的工作原理

随着我国对安全PLC系统的重视度日益提高，以新型安全PLC为核心控制系统的楼宇消防报警安全系统逐渐步入我国社会。目前，我国楼宇消防安全系统以传统双回路PLC为主。以西门子S7-200为例，传统单点式双回路PLC信号远远低于安全PLC，安全PLC输入输出最低为双点式。以三菱FX3GA为例，可编程控制器直接联接的输入输出点及CC-Link上远程I/O的合计点数高达256个，其性能远远强于传统PLC西门子S7-200。

多点式PLC优于单点式PLC的主要原因在于，安全PLC自身可智能判断多个回路中输入信号一致性是否统一，一致的输入信号安全PLC判定为可靠信号，反之则为不可靠信号，需要二次确认信号可靠性。若信号被判定为火灾信号，并确定其可靠后，将立即依据预先构建的信息程序从多回路发出多组相应信号，对物理动作执行系统，如，报警器、喷水器等，下达启动指令，若多组信号中任意一组可以传递到执行机构，整体消防安全系统将正常运行。反之，传统单点式 PLC系统只有一组信号，若传输过程出现意外，则无法启动消防安全系统。安全 PLC将数据传导量进行多倍增长，大幅度避免火灾发生第一时间因高温等因素对总控系统的破坏，或因消防系统中个别线路、组件故障问题导致的整体系统无法正常运行，进而提升消防安全控制系统的可靠程度。

2 安全PLC在楼宇消防系统中的问题

2.1 安全PLC系统程序稳定度低

内部外部对安全PLC系统的干扰，从根本上是无法完全消除的，智能根据具体情况对安全PLC系统加以控制。建筑楼宇的耐干扰技术手段，通常从电源和接地保护、抗潮湿和接线安排屏蔽等方面进行提前设置。当安全PLC系统中出现扩展单元，则系统的电源必须同基本单元共同使用一个开关器控制，保障通电与断电的同步性。安全PLC内部包含CPU、接口和储存器等部件；外部包含D/A、A/D模数运算转换器等，短粗的铜线连接中央接地点和安全PLC底板，进而降低潮湿干扰、噪声干扰。

2.2 安全PLC系统布线存在缺陷

在楼宇消防安全设备控制系统中，安全PLC系统软接点无法替代全部机电硬接点，通常采用软硬互补的形式工作，直接控制物理执行部分，如喷水阀等，是相对于手动操作独立的自动运行工作模式。因此，上述内容不作为安全PLC系统输入信号进行处理，直接越过跳转至安全PLC系统输出活路执行组件，进而达到快速可靠地处理消防预警和安全维护的功能。然而安全PLC系统连锁保护不能就近于被控线圈连接，无法实现双重保护。安全PLC系统光信号装置反应执行结果，无法反应被控制对象工作状态，仅有部分与设备工作状况相关的显示信号可用安全PLC系统输出点带动。

3 安全PLC系统在消防系统中具体维修步骤

3.1 安全PLC系统排障步骤

安全PLC系统出现异常时，根据安全PLC系统基本单元设置LED指示灯和声音指示器状况，检查安全PLC系统自身及外部是否存在异常，是进行安全PLC系统排障的基本方法。插入编程器，将开关调到RUN，并按照下列步骤操作检测。第一步，查找故障源头，根据编程器显示的信号通断（ON/OFF）状态和输入输出（I/O）状态，确定安全PLC系统无法工作部位，找出维修切入点。第二部，查找输入信号，将显示状态于输入模块LED灯指示进行对比，结果不同则需更换输入模块，然后检测电缆和其连接状况。第三部，若第二部内容显示一致，比对发光二极管和输入装置，如开关等的状态，若二者不一致，则需更换I/O或更改外部接线方式。

3.2 安全PLC系统工作流程

安全PLC系统与普通PLC具有相似性，两者皆需在数字信息软件的控制下，方可正常工作。控制软件大致分为两部分。第一，普通PLC系统的基本工作原理，实在数字信息系统软件控制下，依顺序先后扫描各个输入点的自然状态以及使用者所设程序中的各项指令。普通PLC系统芯片根据逻辑计算分析结果，输出状态下的寄存器想哥哥输出点同时发出相对应指令和控制信号，进而实现所需逻辑控制空能。在PLC系统将一个完整输入输出过程完成后，将二次重复上述工作，正常工作下的PLC系统将上述内容反复执行，每次完成一个重复动作所需要的时间被称为扫描周期。PLC扫描周期较短，普遍为二十到六十毫秒。

第二，安全PLC和PLC相同，均存在上文描述的扫描周期。但相对普通PLC而言，安全PLC优势较为明显，在进行扫描工作过程中，同时还要进行故障自排查，并独自完成与编程器等其他环节的通信。安全PLC每次扫描前，将事先执行一次自排查故障程序需，对各个输出输入点位、储存器及CPU电脑处理器进行自我排查故障，排查方法普遍为测试安全PLC系统整体及各个组成部分的当前状态。经CPU分析后与正常标准或程序制定状态进行比对后，若出现两者不一情况，说明安全PLV系统发生故障。此时，安全PLC的CPU处理器部分将立刻下达关机指令，在保留现行正常工作点位状态同时，关闭所有输出点继而进入停机状态。经CPU自我排查诊断结束后，若未发现系统故障，安全PLC重启并继续扫描工作，检查是否有其他部位发出请求信息。若出现请求信息，安全PLC将进行相关处理工作。例如，安全PLC接受编程器下达的指令，将需要现实的信息、数据发送给编程器进行对应显示。处理完成通信工作后，安全PLC系统继续扫描，输入顺序执行程序、现场信息，输出操控信号，进而将完整的扫描工作完成。安全PLC工作原理上述所讲，简而言之就是系统不断反复循环，进而实现CPU对机器的连续操控，直至接收到停机指令，或因停电等原因导致的断电等故障才能停止工作。

4 安全PLC楼宇消防维护措施

楼宇管理及消防工作人员应加强自身消防意识，并深刻了解《消防安全知识二十条》的基本内容。将消防安全制度、日常火灾的危害性灌输于自身思想当中，进而提高自身消防安全意识。并结合楼宇实际消防情况与发生火灾的相似楼宇进行比对、案例分析，进而改进楼宇内的消防安全设备，将传统的PLC升级为新式安全PLC。进而，了解安全PLC基于楼宇消防工作的重要性。

4.1 加强维护人员专业培训

消防系统安全PLC系统故障主要表现于设备及外围电路方面，尤其在设备运行初期故障率较高。例如 ，部分消防系统维护人员操作不熟练，对突发性事件应对能力不足，例如随意切断消防安全系统电源，无法确保断电再通电需要 15s等待时间，致使变频器受电流冲击而损坏；部分维护人员在修理安全PLC线路板时，经常出现无法严格按照原设计图纸、方案进行操作，擅自改动内部组件布局。因此，安全PLC系统市场由于维修人员的不专业导致出现干扰信号，致使主机无法正常工作。上述情况均为维护人员专业度不足所致，可通过加强对维护人员的专业培训解决。消防系统机电结合部位物理空间位置调整错误，造成火灾出现时无法报警或救火措施。可通过转变维护理念，加强管理措施，降低设备故障几率。

4.2 加大消防系统资金投入

相比传统PLCS7-200工作原理，安全PLC系统具备优势较为明显。CPU最多扩展可达64个，输入、输出等都包含在内。子回路是安全PLC系统的独立回路，任何子回路无法对总控产生影响。然而市场上知名度较高的安全PLC系统，价格均在万元以上，最高可达150000元，因此，其维护费用相对传统PLC系统较贵。楼宇消防维护工作人员在对消防安全PLC系统进行维护时，难以承受大额资金。基于上述问题，相关部门应加大对消防安全系统的投入资金，促使维护人员在第一时间将故障安全PLC系统进行维修、维护。

首先，宣传人员通过幽默的话语，引导大家了解《消防安全常识二十条》的相关内容。并结合单位实际消防情况和近期国内发生的典型火灾案例，采用通俗易懂的语言，深入浅出的讲解了如何完善消防安全制度、火灾的危害性、日常火灾预防、灭火器的使用方法、火场逃生技巧及注意事项、如何正确扑救和控制初起火灾、消防设施器材的日常维护保养及火灾隐患的排查整改等消防安全知识。

5 结语

楼宇建筑消防系统维护是涉及楼内人员及财产安全关键问题，加强楼宇建筑安全PLC系统维护与维护工作人员密不可分。因此，维护人员应掌握安全PLC具体排障方式、加强自身专业技能，相关部门应加大资金投入。进而解决楼宇安全PLC维护过程中的问题。