基于西門子PLC的火災監控系統設計

張本法 李華榮

[摘 要]社會發展使建筑豐富和多元化，電氣設備和智能化設備的普及，各種各樣的木制設備使用，增加了火災產生的概率。雖然現今建筑火災監控系統的應用，在某個方面上來說達到了建筑火災的報警的基本要求。但是建筑火災監控系統目前仍是需要立即解決的重大問題。本控制系統以西門子S7-300為核心，I/O設備采用傳感器和報警燈等硬件。上位機選用WINCC。把各個傳感器和報警燈組合，完成對建筑火災的監控。通過測試系統已基本達到要求。

[關鍵詞]PLC;火災監控;傳感器;WINCC

[中圖分類號]TD65 [文獻標識碼]A

1 火災報警系統的基本組成

系統有傳感器檢測裝置;應急指示燈、火災警鳴、火災報警燈報警裝置;雨淋與排風消防設備。在觸發鍵上有自動觸發和手動觸發。本位采用的傳感器傳輸現場檢測量與預設量進行比較，為自動觸發器。

2 系統總體控制流程

本設計，現場主控采用西門子 S7-300 PLC，在系統正常運行的情況下，系統通過溫度和煙霧傳感器的采集數值轉化為電信號傳遞給PLC。經過PLC的數據處理，把信號傳遞給上位機中。此時上位機界面會出現各個房間位置的溫度檢測量和煙霧檢測量，并且數值會實時顯示在上位機的控制面板上。一旦測量到的數值超過溫度量或煙霧量的規定上限，系統將會立即利用外部執行設備進行聲光報警。系統的火災警鳴會立刻響起，同時安全逃離指示燈也會亮起，雨淋與排風開關打開。通知受災人群快速遠離發生火災處。

3 硬件選型

硬件的選擇是整個系統的重要組成部分包括信息采集和外部執行元件，主控單元選擇西門子S7-300PLC，電源（PS 307 10A），中央處理器（CPU 313C），數字量擴展模塊（SM322/SM321），MPI線纜，MPI轉以太網模塊，傳感器則我們選用溫度傳感器（Pt100）、PT100轉4-20mA模塊和煙霧傳感器（MQ-2）。

本設計所使用的I/O口比較多。所以我選用西門子S7-300PLC的SM313C作為系統的主控，同時擴展了兩個數字量輸出 SM322 模塊由此增加數字量的輸出端口。

4 程序設計

整個系統設計不僅依靠上位機WINCC的監視板塊，同時也需要下位機程序與各個器件的連接是非常重要的部分。本文采用西門子公司S7-300，同時使用采用Step7 作為編程軟件完成整個系統的下位機編程設計。該軟件編程簡操作，同時使用塊的調用，編譯也簡單快捷。如圖1所示PLC的程序塊。OB1是主程序啟停，分別調用了FB1報警指示燈功能塊，FB2煙霧檢測報警系統功能塊，FB3溫度檢測報警系統功能塊。DB1，DB2，DB3分別對應FB1，FB2，FB3的背景數據塊。FC105把輸入的模擬量轉化為可視的數量值。

因為本文使用的功能塊的調用，我們在控制整個程序運行的主程序OB1中寫出整個程序的啟動和程序的停止，如圖2。

當按下M2.0按鈕，整個系統開始運行。當按下M1.7整個系統停止運行。FB1功能塊主要為一個為通電1S斷電1S的定時器T38和繼電器Q8.0控制的警鳴和逃離方向指示燈的運行。FB2是一個煙霧檢測報警功能塊，如圖3。

FB3是一個溫度檢測報警功能塊。設計思路和所用模塊大致和煙霧檢測報警相同，如圖4。

模擬量板塊處理后存儲在地址MD10中，數值是一個實數類型。因為所需的是一個整型數值，要通過一個類型轉換器把實數類型轉化為整數。轉換后的數值存放在地址MD20中，再將MD20數值賦值給煙霧檢測量MW10。我們將得到的煙霧檢測量MW10和已經設定的煙霧檢測量的上限MW6進行比較。當低于設定的煙霧檢測量上限時，A101的雨淋與排風開關不會運行。到溫度檢測量大于設定指示，火災報警燈會進行周期1S的閃爍，同時雨淋與排風開關打開。

5 觸摸屏設計

操作控制和顯示使用西門子TP270觸摸屏。界面會顯示每個房間的實時監控畫面，這時會在組態軟件上對溫度、煙霧等進行監測，監控人員能簡單易懂的看出每個房間的煙霧量和溫度量，如圖5。

經過測試，當煙霧檢測量大于25obs/m溫度檢測值大于70℃時。A101的報警燈亮起同時顯示溫度值界面由綠色變為紅色，使顯示界面更加清晰醒目更能引監視人員的注意。報警燈亮起的同時火災警鳴響起，通知處于火災現場的人員迅速撤離。逃離指示燈也同時閃爍亮起，指引現場受災人群從正確的方向快速撤離。A101的雨淋與排風開關進入工作狀態，在減少人員的傷亡和財產損失方面能提供很大的作用。經過測試系統驗證，效果良好，達到預期目標。

[參考文獻]

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[2] 李青.淺談PLC對輸油站庫遠程操作可靠性的優化[J].內蒙古石油化工，2012（01）.