基于PLC的消防报警控制系统设计

摘 要

     消防报警控制系统主要按照某区域的烟雾传感器、温度传感器等信号进行区域的烟雾报警监测，通过可编程控制器对监测的信号进行逻辑处理,控制输出报警灯、喷水阀、水泵等，实现消防报警控制功能。按照系统的工艺设计需求，对系统进行硬件设计和软件设计，通过仿真调试达到设计消防报警控制系统的工艺要求。

    消防报警控制系统按照可编程控制器+组态王上位机控制方式进行设计，系统主要由西门子S7-200可编程控制器、温度和烟雾传感器检测单元、电动机执行机构等组成。通过流程图的设计分析，实现消防报警的手动控制和自动控制。消防报警控制系统的设计符合了设计实际工艺，系统可行稳定。

关键词：消防报警；可编程控制器；硬件设计；组态王

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Abstract

   The fire alarm control system mainly monitors the smoke alarm in a certain area according to the smoke sensor, temperature sensor and other signals. Through the logic processing of the monitoring signals by the programmable controller, it controls the output alarm light, water spray valve, water pump and so on, so as to realize the fire alarm control function. According to the process design requirements of the system, the hardware and software of the system are designed, and the process requirements of the fire alarm control system are achieved through simulation and debugging.

    The fire alarm control system is designed according to the control mode of PLC + Kingview upper computer. The system is mainly composed of Siemens S7-200 PLC, temperature and smoke sensor detection unit, motor actuator, etc. Through the design and analysis of flow chart, the manual control and automatic control of fire alarm are realized. The design of the fire alarm control system conforms to the actual design process, and the system is feasible and stable.

 

Key words: fire alarm; PLC; hardware design; Kingview

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

目 录

摘 要 3

Abstract 4

第1章 绪论 5

第1节 课题研究背景 5

第2节 课题研究的内容 5

第3节 课题研究的特点 5

第2章 消防报警系统的总体设计 7

第1节 系统的工艺要求 7

第2节 系统的控制方案 7

第3章 消防报警系统的硬件设计 9

第1节 可编程控制器的选型 9

第2节 温度传感器的选型 10

第3节 烟雾浓度传感器的选型 11

第4节 电磁阀的选型 11

第5节 系统的I/O分配设计 12

第6节 系统的主电路设计 13

第7节 系统的PLC电路设计 13

第5章 消防报警系统的软件设计 16

第1节 系统的控制流程设计 16

第2节 程序的设计方法 17

第3节 程序的设计 17

第5章 消防报警系统的上位机设计 21

第1节 上位机的设计过程 21

第2节 系统的运行仿真 25

结论 28

参考文献 29

致谢 30

附录 31

第1章 绪论

第1节 课题研究背景

自动消防报警作为公共报警手段接入监控系统，运行多年未出现问题，消防中心对火灾发生的地点、火灾发生类型，并调度消防部队迅速到达现场，自动报警监控系统在此起到了很大的作用。向消防部队传送可靠的消防报警信息，而消防部门的主要责任是对此类服务机构进行资质审查及监督管理。这种管理运作方式已经取得了良好的效果我国80年代制作的消防火灾产品多已模仿为主，消防报警产品的发展主要在90年代，国家政策的支持和国际化使得很多国外知名企业进入中国消防市场，带来了很多先进成熟的技术，从而促进了我国消防产业的发展。有些企业慢慢有了自己的核心技术，在世界的领域有了不菲的成绩。

     消防报警系统作为建筑的重要部分，主要进行建筑内的火灾信号检测，通过消防泵和水阀的控制，进行消防灭火供应，降低火灾的损失，降低火灾带来的危害性。本设计的消防报警系统主要进行抽水泵、供水泵、排烟机以及电磁阀的控制，通过外部的烟雾信号、温度信号等输入，进行火灾判断，如果发生火灾，将自动启动以上设备，进行消防报警和控制火灾灭火设备.在现代化社会发展的进程中，往往需要将某些控制对象或管理对象采用电气自动化控制，用以提高控制精度和工作效率，实现自动化控制的目的。可编程控制器可以按照现场的要求，通过各种扩展模块的添加实现现场的模拟量控制、通讯、高速计数等功能。

第2节 课题研究的内容

    消防报警系统主要用于酒店、大型场所，系统主要进行大型场所的两个区域监测，对两个区域进行温度检测和烟雾浓度监测。当发生火灾时，烟雾浓度报警信号输入以及温度报警信号输入后，立即启动该区域的水阀、抽水泵、排烟设备，并且进行报警器输出，报警灯闪烁输出。按照此设计内容，具体设计内容如下：

   （1）对消防报警控制系统进行分析，确定抽水泵、水阀、排烟机以及报警灯的控制要求，采用可编程控制器方案实现系统的设计。

   （2）对消防报警系统的硬件进行选型，主要进行可编程控制器的型号选择、传感器的型号选择等，并按照设计的方案对I/O分配进行设计，完成系统的主电路图和PLC电路图。

   （3）对消防报警系统的流程图进行设计，分为手动控制和自动控制设计，完成梯形图和组态设计。

第3节 国内外研究现状

火灾报警系统主要用于酒店、大型场所，国外的火灾报警系统主要体现在早预防、早扑灭的利剑，所以采用自动火灾报警灭火系统进行监控，当遇到紧急情况，及时扑灭。对于火灾报警控制，主要通过外部的信号检测和对水泵、排烟设备等的控制，实现火灾控制，并且当火灾发生时，能够第一时间进行报警处理，当报警信号输出时，在通过消防系统灭火同时，进行人员迅速撤离现场报警，并且向消防队进行火灾信息输出报警，消防队进行火灾的控制和灭火操作。

近年来，火灾发生的频率越来越高，人们对于预防火灾的意识也渐渐提高，技术方面也在不断地改进和创新。我国在近几年中火灾自动报警系统得到了比较快的发展，但是由于在实际应用中，火灾报警系统的稳定及干扰性的问题，火灾自动报警技术水平还相对落后，还存在着一系列的问题。

相对于国外，我国的智能化层度比较低，我国使用的火灾探测器虽然都进行了智能化设计，但由于传感器件探测的参数较少、支持系统的软件开发技术不够成熟、各种算法的准确性没有过多的实操验证、火灾发生现场的参数数据库不够全面等，火灾自动报警系统难以准确判定粒子(烟气)的浓度、现场温度、光波的强度以及可燃气体的浓度、电磁辐射等指标，因此造成迟报、误报、漏报情况较多。由于火灾探测器的安装环境非常复杂，以及传感器在探测火灾方面存在不足的地方，各种物质在燃烧过程中所特有的声波、光谱、辐射、气味等诸多方面发生的微妙变化，对火灾发生过程中所产生的不同粒径和颜色的烟存在探测“盲区”。 我国的火灾报警系统也存在着抗干扰能力差的缺点，特别是在一些潮湿的地方火灾报警系统的稳定性和抗干扰性很弱，影响了火灾报警系统的可靠性和更广泛的应用。

我国的火灾报警系统方面的技术在很早以前几乎还处于空白，国外已经开发出了高灵敏度烟火灾探测报警系统，如激光式高灵敏度感烟火灾探测器，吸气式高灵敏度感烟火灾探测报警系统和气体火灾探测报警系统，与普通火灾探测报警系统相比，其探测灵敏度提高了两个数量级，甚至更多这些系统采用了激光粒子计数、激光散射等原理监视被保护空间，以单位体积内粒子增加的多少来判断是否发生火灾，系统可在火灾发生前几小时或几天内识别潜在的火灾危险性，实现超早期火灾报警。而该技术我国目前还处于起步阶段有待进一步研究开发应用。火灾报警系统应进一步着眼于当前国际发展的新形势，加快更新改造进程，使火灾自动报警应用技术向着高可靠、低误报，抗干扰强和稳定的方面发展创新。

本课题按照消防报警系统的设计,创新点主要采用可编程控制器进行区域一和区域二的消防控制,通过数字量的消防报警监测输入和模拟量的温度、烟气浓度检测，双重判断当前是否处于火灾状态，增加本系统的安全性能。系统设计主要分为方案设计、选型设计、硬件设计、软件设计以及上位机设计。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

第2章 消防报警系统的总体设计

第1节 系统的工艺要求

    消防报警系统主要包含了电源装置、自动报警系统、自动灭火系统等，主要控制供水泵、抽水泵、电磁阀、排烟设备、报警器等。具体工艺要求如下：

   （1）对于消防报警系统，需要进行储水，对储水箱进行液位检测，控制供水泵。储水箱的液位包括高液位和低液位监测，当储水箱的液位低于低液位开关时，启动供水泵，当储水箱的液位高于高液位开关时，关闭供水泵。

   （2）系统主要进行大型场所的两个区域监测，对两个区域进行温度检测和烟雾浓度监测。当发生火灾时，烟雾浓度报警信号输入以及温度报警信号输入后，立即启动该区域的水阀、抽水泵、排烟设备，并且进行报警器输出，报警灯闪烁输出。

   （3）当火灾消除后，通过复位按钮，对设备进行复位。

    按照以上的分析可知，系统输入部分主要包括了温度传感器、烟雾浓度传感器、手自动选择按钮、复位按钮、水位开关等，输出部分主要包括电磁阀、排烟设备、抽水泵、供水泵、闪光灯、报警器等。按照以上的输入输出部分，对系统进行设计，包括硬件设计和软件设计，通过上位机进行模拟运行仿真。

第2节 系统的控制方案

   本系统采用可编程控制器作为控制单元。进行系统的设计，具体方案如下：

   （1）系统设计主要通过温度传感器和烟雾传感器进行环境监测，当环境满足火灾要求，立即启动电磁阀、排风扇、抽水泵、报警器以及闪光灯等。

   （2）对系统的供水泵进行控制设计，主要通过液位检测进行自动控制，当储水箱的液位为低液位时，立即启动供水泵，当储水箱的液位为高液位时，立即停止供水泵。

   （3）当外部火灾扑灭时，通过复位按钮进行系统复位，按照系统的复位要求，对设备进行停止。

   （4）系统设计主要对两个区域进行监测，对两个区域分别进行控制。

   （5）通过上位机进行系统的模拟仿真，对系统进行模拟仿真控制设计。

    具体方案如下所示。

 

图2-1 系统的控制方案图

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

第3章 消防报警系统的硬件设计

第1节 可编程控制器的选型

   可编程控制器采用专用的程序编译软件，通过该软件的组态设计、工艺程序设计等方法，帮助完成工业控制现场的各种复杂的工艺，能够实现工业现场的各种通讯，和互联网进行数据交互，达到客户的要求。在工业现场应用中，顺序控制应用场合比较广泛。所谓顺序控制，主要为系统的控制动作严格按照顺序进行的逻辑控制，比如常见的机械手控制、生产配料控制、工厂传输带启停控制、立体停车库控制等。顺序控制主要通过外部按钮启动后，由现场的限位开关或行程开关进行动作检测，并将检测的动作信号输入到可编程控制器，由可编程控制器来判断当前的执行状态和动作，进而执行下一步输出。顺序控制功能实现较为简单，需要通过可编程控制器的置位复位指令，延时定时器指令、计数指令等进行程序编译。

过程控制在工业现场随处常见，所谓过程控制，主要为现场的控制场合处于动态，需要通过执行单元的随时调节控制，使该场合的某一变量处于可控的变化状态。比如常用的伺服机械手控制、数控机床控制等。对于运动控制，主要应用伺服电动机或步进电动机作为执行单元，通过可编程控制器的脉冲输出，进行执行单元的速度控制和位移控制。对于伺服电动机，通过伺服驱动器进行驱动，通过编码器反馈信号来测量当前的具体位置，通过脉冲输出和方向输出进行调整，达到精确的位移控制目的。

可编程控制器具有强大的通信功能，能够通过设定的通信协议将上位机和其他通信单元之间进行联网，达到快捷的数据交互和控制目的。常用的通信方式主要由MODBUS通信协议、以太网通信协议、USS通信协议以及Profibus-DP通信协议。通过这些协议，能够使用通讯电缆将设备之间进行连接，方便了数据通信，提高了控制的精度。

    采用西门子S7-200 CPU226可编程控制器作为系统的控制单元，完成系统的设计。该型号的可编程控制器可以实现本系统涉及的基本逻辑控制，能够对外部输入信号进行数据逻辑计算、特殊功能的使用，通过外部输出将连接外部的执行单元。通过端子计算和存储容量计算，本系统选择的CPU226型号，外部输入端子为24个，外部输出端子为16个，采用的工作电源为AC220V，采用的编程软件为Step7- Microwin4.0。产品如下所示。

 

图3-1 S7-200可编程控制器

在工业现场的连续变量，比如温度变量、压力变量、流量变量等，需要采用外部的检测单元进行变量检测，并且将变量转化为标准的模拟量信号。模拟量信号主要分为电压型模拟量以及电流型模拟量电压型模拟量信号主要为0-5V、0-10V以及温度输入的毫伏信号；对于电流型的模拟量信号，按照国际标准，一般采用0到20MA和4到20MA两种。电流型模拟量可以进行长距离的信号输送，并且抗干扰性能比较好。对于本设计的模拟量处理，通过选择可编程控制器的扩展单元进行设计，本设计选用EM231.进行系统的模拟量信号输入和处理，并对计算的数据进行模拟量输出。

 

图3-2 模拟量扩展模块

第2节 温度传感器的选型

温度检测传感器在市场上应用比较多，型号和类型也各种各样，常用的热电偶温度传感器、热电阻温度传感器。热电偶温度传感器主要用于窑炉高温检测，或者电阻炉加热等场合，该传感器的监测范围较宽，使用电动势差的原理进行温度检测。而热电阻温度传感器监测范围相对较小，通过温度的变化，产生阻值的变化，从而达到温度显示的目的。本设计选用热电阻温度传感器作为设计使用。系统初步选用常用的温度传感器，型号为PT100，该温度传感器主要对工业现场适合该温度范围的介质进行检测，PT100温度传感器由检测单元和信号变换单元组成，检测单元可以根据温度的变换产生可变化的电阻阻值信号，并通过信号变换单元进行连续量和标准模拟量之间的转换。

 

图3-3 PT100温度传感器

第3节 烟雾浓度传感器的选型

感烟火灾探测器的功能在于：在初燃生烟阶段，能自动发出消防报警信号，以期将火扑灭在未成灾害之前。根据结构不同，感烟探测器可分为离子感烟探测器和光电感烟探测器。光电式感烟探测器由光源、光电元件和电子开关组成。利用光散射原理对火灾初期产生的烟雾进行探测，并及时发出报警信号。根据本设计的控制要求选用光电式感烟探测器。

 

图3-3 烟雾传感器

第4节 电磁阀的选型

电磁阀在工业现场比较常见，特别是液压、气压控制应用比较广泛。电磁阀主要通过该内部的电磁线圈得电和失电，对管道内的流体介质进行接通或介质，或者改变介质流动的方向。电磁阀属于流体介质控制的主要执行部件。电磁阀选择要对安装的管道尺寸和接口类型进行了解，通过管道的尺寸配备电磁阀的接口尺寸以及螺纹类型等，电磁阀通电线圈的电压等级要按照控制系统的设计进行选择，一般情况系选择较多的电压等级为DC24V和AC220V。本设计选用的电磁阀型号为3V210-80-NC。如下图所示。

 

图3-4 电磁阀

第5节 系统的I/O分配设计

    对于系统的I/O分配设计，通过查询I/O分配地址表，得到相应的故障问题信息，进行问题判断，大大方便了后期的系统调试。按照本设计的要求，通过工艺的分析确定了输入功能和输出功能，对这些输入和输出的功能进行具体的I/O分配设计，具体的分配设计如下表所示。

表3-1 I/O分配设计表

输入功能

地址

输出功能

地址

 

区域1温度信号

I0.0

区域1电磁阀

Q0.0

 

区域1烟雾信号

I0.1

区域2电磁阀

Q0.1

 

区域1手动报警按钮

I0.2

区域1排烟设备

Q0.2

 

区域2温度信号

I0.3

区域2排烟设备

Q0.3

 

区域2烟雾信号

I0.4

抽水泵

Q0.4

 

区域2手动报警按钮

I0.5

供水泵

Q0.5

 

复位按钮

I0.6

区域1报警闪光灯

Q0.6

 

水位上限开关

I0.7

区域1报警器

Q0.7

 

水位下限开关

I1.0

区域2报警闪光灯

Q1.0

 

区域1抽烟机热继

I1.1

区域2报警器

Q1.1

 

区域2抽烟机热继

I1.2

区域1温度模拟量

AIW0

 

抽水泵热继

I1.3

区域1烟雾模拟量

AIW2

 

供水泵热继

I1.4

区域2温度模拟量

AIW4

 

 

 

区域2烟雾模拟量

AIW6

 

第6节 系统的主电路设计

    按照主电路设计的要求，小型断路器，主要防止系统过流现象，并且能够进行电源的通断。对电动机产生的过流故障进行保护。接触器按照命令的输出，实现线圈的得电和失电，当得电时，通过磁力将主触点吸合，当失电时，通过弹簧将主触点分开。对于继电器检测主电路电流是否达到过载极限，当电动机过载运行时，通过热继电器的延时表，将对过载电路断开，从而保护电动机。本在自锁电路控制中，当接触器线圈得电，主触点吸合，电动机开始转动，当接触器线圈失电，主触点松开，电动机停止转动，通过可编程控制器内部的梯形图设计，形成自锁控制电路。

 

图3-5 系统的主电路设计图

第7节 系统的PLC电路设计

    对于消防报警控制系统硬件设计，PLC的接线是重要的组成部分。可编程控制器的接线是系统硬件设计的重要部分，市场上各个品牌的可编程控制器接线原理基本相同，接线基本由电源接线部分、DI输入接线部分和DO输出接线部分三部分组成。系统的输入部分需要接入13个功能信号，输出部分需要接出10个执行信号，具体接线如下。

 

图3-6 系统的PLC电路设计图

   对于模拟量输入扩展模块的接线，以第一路模拟量输入模块接线作为说明，接线端子为RA、A+、A-，其中A+为模拟量信号正极的接入端子，A-为模拟量信号的负极接入端子，在接线时将RA和A+之间进行短接。模拟量输入信号的电缆为屏蔽信号电缆，是为了防止信号输送过程中，由于现场干扰因素导致信号波动和偏移，电缆的屏蔽层需要接入接地端子。模拟量输入模块的电源为可编程控制器电源。模拟量模块有拨码开关，可以选择模拟量的型号类型，本系统选用的模拟量为电流信号4-20MA，所以拨码开关选择电流输入。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

第5章 消防报警系统的软件设计

第1节 系统的控制流程设计

    对于消防报警系统设计，按照工艺设计要求和系统的硬件设计，进行流程图设计如下分析：

 

图4-1 系统控制流程图

    根据以上系统控制流程图可知，首先系统启动后，进行三部分的控制，分别为一区控制、二区控制、供水泵控制。

    （1）当一区温度报警输入或者烟雾报警输入，将立即启动电磁阀、抽水泵、排风机、报警器和报警灯闪烁。当火灾消除后，按下复位按钮，将以上输出复位。

    （2）当二区温度报警输入或者烟雾报警输入，将立即启动电磁阀、抽水泵、排风机、报警器和报警灯闪烁。当火灾消除后，按下复位按钮，将以上输出复位。

   （3）当系统运行后，对储水箱进行高低液位监测，当水位低于低液位开关时，启动供水泵，当水位高于高液位开关时，停止供水泵。

 第2节 程序的设计方法

可编程控制器的程序设计可以分为多种思路,主要按照系统设计的思路和流程图进行程序的设计方法研究,通常使用的程序设计方法主要包含了经验设计法、条件判断法、顺序流程控制法以及功能图法等。

（1）对于经验设计法，主要通过以往的设计经验，对程序进行经验处理，特别是熟练掌握工艺控制原理的，可以通过经验设计法进行程序设计，比如对于模拟量信号的处理，一般流程为上下限程序处理、滤波程序处理以及数据转换处理等，按照此经验，进行设计。经验设计法主要优点是能够灵活处理程序工艺问题，缺点为设计者需要丰富的程序设计经验。

（2）条件判断法主要应用于对现场出现的各种条件进行判断，如果条件满足，将执行某工艺程序，如果条件不满足，将不能执行。对于该设计方法，主要针对现场的控制工艺条件进行设计。

（3）顺序流程法主要应用于具有很强的顺序控制功能工艺场合，采用顺序流程法主要对上一工序进行完成判断，如果完成，将关闭上一工序动作，执行下一工序动作，以此类推，直到所有顺序工艺完成。

（4）功能图法主要将系统按照功能进行划分，每个功能进行程序编写，然后通过执行条件进行功能的调用，达到使用的目的。

按照以上的设计方法介绍，本系统根据工艺流程图的设计和思路，采用经验设计法和顺序控制法相结合的控制思路，进行程序的设计。

第3节 程序的设计

    本设计对两个区域进行温度检测和烟雾浓度监测。当发生火灾时，烟雾浓度报警信号输入以及温度报警信号输入后，立即启动该区域的水阀、抽水泵、排烟设备，并且进行报警器输出，报警灯闪烁输出。具体程序的说明如下小结分析，梯形图放置在附录。

3.1 模拟量数据处理程序说明

    在模拟量信号进行处理时，往往需要将模拟量信号转换为具体的实数值，在外部输入的模拟量信号经过模拟量输入模块后，将成为6400-32000的数值，该数值需要转换成实际的显示值，就需要通过数据转换子程序进行转换，数据转换的策略为现将16位的模拟量整数值转换为实数值，通过相互对应的关系，将6400-32000的数值转换为0-100的实数值。当外部的模拟量输入信号为5V或者10MA时，将对应的模拟量输入的整数值16000，再通过数据转换子程序，输出的结果为50.0。

3.2 报警逻辑程序说明

一号区域的启动由I0.0、I0.1或I0.2来实现，该信号输入后，报警系统Q0.1和Q1.0立即启动并自锁，同时启动定时器T37，定时时间到，抽水泵Q0.5启动，灭火系统Q0.1启动；排烟机Q0.3启动排烟，当按下停止按钮I0.7，该区域自动报警灭火系统关闭。二号区域的启动由I0.4、I0.5或I0.6来实现，该区域的报警系统Q1.1和Q1.2立即启动并自锁，同时启动定时器T38，定时时间到，水泵Q0.5启动，灭火系统Q0.2启动；同时排烟机Q0.4启动排烟，；当按下停止按钮I0.7，二号区域自动报警灭火系统关闭。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

第5章 消防报警系统的上位机设计

第1节 上位机的设计过程

    首先打开工程管理器，如下图5-1所示。

 

图5-1 工程管理器

    在该工程管理器中，可以进行项目新建，按照项目的名称和存储位置进行新的项目建设开发。在“开发”中，可以对项目进行、驱动建立、画面设计、变量添加设计、动画设计等。

    在项目运行中，按照工艺实际的要求，进行系统的监控。本系统建立项目对话框时，需要对项目的存储信息进行填写，还需要对项目的名称进行命名，当以上信息确认后，就可以建立新项目，如下图5-2所示。

 

图5-2 项目建立对话框

    当项目建立好后，就可以进行项目的开发设计。首先进行计算机串口的设置，设置串口为COM2，设置的波特率和奇偶校验等，采用默认设置值，系统的通讯方式为RS232。对串口设置好后，按下确定按钮，如下图5-3所示。

 

图5-3 串口设置对话框

   当串口设置完成后，进行驱动的建立，通过设备配置导向进行驱动建立，选择西门子S7-200系列，并且选择驱动方式为PPI。建立好后，需要制定对应的串口位置，并且设置S7-200的地址。建立好后，如下图5-4所示。

 

图5-4 驱动程序建立对话框

    驱动组态设计好后，就开始进行变量的添加，在变量添加时，考虑系统的运行策略和工艺要求，变量添加完整，数据类型准确，对变量的类型进行设置并且对初始值、最小值和最大值等等都需要进行设置，更多时候都是保持默认设置即可。如下图5-5所示。

 

图5-5 变量设置对话框

   对该项目所有的变量设置完成后，就形成以下变量列表，该变量列表可以为内存变量、也可以为PLC通讯变量。如下图所示。

 

图5-6 变量列表图

    按照系统的工艺要求和可视化数据交互的变量需求，对变量设置完毕后。就进行画面的设计，画面往往包括启动画面和调用画面。在画面设计中，通过工具箱进行画面的制作。工具箱可以实现画面的图形绘制，位图添加，字体和颜色编译以及管道制作等等。画面设计需要美观大方，可操作性强，能够充分反映当前的系统状态和数据显示。如下图5-7所示。

 

图5-7 画面设计图

当画面设计大体完成后，需要对某些图形进行变量的动画添加处理，动画都包括闪烁动画、隐含动画、水平移动或垂直移动动画、填充属性对话等。根据不同的图表添加不同的动画，如下图5-8所示。

 

图5-8 动画设计对话框

  当设计到此，所有的组态设计完成，组态设计主要对驱动程序进行添加设计，对变量进行命名，并设置属性，完成变量列表。

第2节 系统的运行仿真

   打开仿真软件后，通过VIEW按钮操作，进行系统的仿真运行，具体仿真效果如下分析。

 

图5-9 正常状态的仿真图

   在正常状态时通过温度和烟雾浓度检测，当前正常范围，因此报警器不运行。

 

图5-10 区域一的仿真图

   当区域一温度值大于设定上限值，或者烟雾值大于设定上限值时，将立即启动抽水泵、报警器、电磁阀以及排风机等。

 

图5-11 区域二的仿真图

   当区域二温度值大于设定上限值，或者烟雾值大于设定上限值时，将立即启动抽水泵、报警器、电磁阀以及排风机等。按照以上的调试方法，进行本系统的调试，经过多次测试和修改，完成了工艺控制的功能，系统测试成功。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

结论

对于消防报警控制系统设计，按照配比的要求对区域一报警和区域二报警以及供水泵等进行自动控制。选用S7-200可编程控制器进行设计，采用液位开关掌握当前的液位是否达到供水泵开启或关闭的要求，通过温度报警器和烟雾报警器信号的监测输入，控制抽水泵、电磁阀、排风机、报警器以及报警灯等，如果火灾消除，按下复位按钮，对系统进行复位。按照系统的硬件设计和软件设计，实现了消防报警的工艺要求。在硬件设计部分，重点分析了主电路和PLC电路的设计接线和图纸，特别是PLC电路接线，对电源、输入部分和输出部分的电压等级进行了区分和设计，正负极不能接错。软件中主要对消防报警的流程图进行设计，按照条件判断控制的要求，实现整个消防报警的控制过程。

   对于本设计的不足之处,在于对消防系统的备用防护问题,比如当平时过程中,需要对消防设备进行自动检测和防护,等到火灾发生时,能够确保设备正常,防患于未然.在后期系统设计中,需要在本设计基础上重点考虑消防报警系统的平时检测和检修.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

参考文献

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[15] Lin xupo. Design and Simulation of hotel fire alarm [J]. Automation technology. 2017 (3): 22-25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

致谢

在本设计即将完成之时，我首先衷心的感谢设计指导老师，本设计的全部完成过程都是在老师的悉心指导下完成的，从开题报告任务书开始，老师耐心给我指导讲解，给予我很大的帮助。认真督促每个阶段的学习，制定相应每个阶段的计划书，为我完成最终的设计设计做了悉心指导。在本次设计，我还要特别感谢我的同学们，感谢你们为我解惑，让我对专业课知识有了更好的认识，同学之间互帮互助团结友爱使我更加的喜爱这个集体。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

附录