段新美

摘要：随着现代建筑高度的增加和使用功能要求的提高，越来越多的高层多元建筑出现在人们的眼前，建筑高度增加、建筑内部布局复杂、建筑功能的繁多这直接增加了电气设备的种类和数量，也无形中也就增加了火灾等危险突发事件的发生的概率率，而可靠的消防联动报警装置可避免人员伤害、减少经济损失等。下面笔者就对此展开进一步的探讨。

关键词：PLC;消防探测;联动报警装置;设计

1 火灾自动报警系统的设计分析

一个完整的火灾自动报警系统主要由火灾探测器、手动火灾报警按钮、火灾声光报警器、消防应急广播、消防专用电话、火灾报警控制器、消防联动控制器等组成。下边对系统中设备的设计要求做一下简单的阐述。

1.1 火災探测器的设计

在种类较多的市场，不同种类的探测器一些基本的功能虽然都差不多，但其中侧重点不一样。如目前实际应用较多有两种类型：定温式火灾探测器、烟雾式火灾探测器。其主要作用和探测效果均不同。设计人员一定要根据建筑的实际建筑高度、面积、结构形式特点等因素进行设计选择。需要考虑这些因素：（1）所有装有探测区域的的房间都应该设置火灾探测器;（2）场所温度在0℃的不宜设计安装定温式火灾探测器，根据探测器的实际运行要求，当室内温度为正常温度时，需将探测器的功效有力的发挥出来，则要确保探测探测器所探测到的温度要高于周围温度20℃以上;（3）定温式火灾探测器一般都设计安装在温度变化幅度比较小的场所;（4）在较封闭的空间，建筑高度在14米内，并且有火灾时会有大量烟雾产生时，这种则可设计安装烟雾式火灾探测器;（5）建筑物的火灾探测器在设计的时候，还要考虑到探测器所能保护面积和保护半径，以及屋顶的坡度，还有结构梁高度的影响，详见图1：

1.2 手动火灾报警按钮的设计

手动火灾报警按钮在设置时，应满足：有防火区的每个区不少于一只手动火灾报警按钮。而防火区到手动火灾报警按钮的距离控制在30m 以内，设计人员要特别注意将手动火灾报警按钮设置在疏散通道或出入口门边、显眼、容易方便操作的警示位置，并根据需要设置有明显的高度警示距离标志，采用壁挂式安装时，一般要求离地的高度在1.3米到1.5米最好。一旦发现重大火情后，都可随时通过按下手动火灾报警按钮及时发出重大火灾报警信号。

1.3 消防应急广播以及消防专用电话的设计

消防应急广播能对当时处在紧急火灾现场的受伤人员进行正确的应急疏导，加快受灾人员的紧急疏散撤离速度，消防应急广播专用扬声器的设置数量需满足从防火区到最近的扬声器直线距离控制在25米内，且走道末端距最近的扬声器距离不得超过12.5米。其设置场所应在走道和大厅，扬声器功率不小于3W，安装高度应大于2.2m。有了这些数据的支持，消防应该广播应能更好的发挥其功能。

消防控制中心内要求消防专业电话网络应为独立的消防通信系统。消防控制中心和分消防控制室需设置消防专用电话总机，另外需要设置分机或电话插孔的位置，如消防水泵房、发电机房、配变电室、防排烟机房等位置。

1.4 火灾自动报警系统的设计

火灾自动报警系统的计设也非常之重要，主要由火源感应器、警报器、预警通知网络、联动装置等设备共同运作。需要在各个易着火点上设计安装火灾自动报警系统，利用红外线对周围的烟雾、温度进行监控，不间断地将探测数据反馈给警报设备。若出现火源，火源感应器能够分析烟雾浓度、温度，如果火源感应器感应到烟雾扩大，会将火源信息反馈给报警器，报警器以声光为信号进行报警，这种方式的优点是任何一个位置出现火灾对应的警报器都可以及时进行警报，同时对火源扩散原因与时间进行收集，并启动相关联的设备进行紧急灭火，控制火势，为救火人员争取救援时间。

2 消防联动控制装置设计及功能

本文所述的消防联动控制系统主要包括自动喷水灭火系统、消火栓系防烟排烟系统、防火门及防火卷帘系统、电梯的联动控制等。这些系统的联动控制应采用24V的直流电源，需要联动控制这些消防设备，触发信号采用两个独立的报警触发装置报警信号的“与”逻辑组合。而可靠的可编程逻辑控制器PLC可以更精准的执行这些逻辑组合命令。其中消防泵巡检包括低频自动巡检、工频自动巡检、手动巡检等;火灾报警系统采用声光、烟感报警，双信号确认，减少系统错误响应的情况发生。故障提示系统会在触摸屏上详细的列出故障发生时间等信息。通过多台 PLC 进行系统模块化分布式设计，相互通信实现统一控制，对系统不同区域实现就近控制，方便系统布线和提高线路安全，便于故障排查和日常维护，干扰因素减少。

当火灾发生时，要确保消防泵能正常工作，系统可对楼房高位消防水箱实现PID水箱液位或流量动态平衡调节。液位与流量传感器数据通过 PLC 模拟量特殊功能模块进行 AD 转换后显示在触摸屏上，同时 PLC控制变频器的输出频率控制给水高位水箱泵的运行，确保高位消防水箱在火灾发生初期能提供灭火用水。系统能够自动确保灭火所需的水量和压力，流量及水压传感器通过 PLC 模拟量特殊功能模块进行 AD 转换后将数据传递给 PLC，PLC 作出响应控制对应的阀门动作及水泵的工作。当烟雾传感器与手动消防按钮动作时，PLC主站控制火灾声光的报警并同步开启排烟风机、启动应急照明和疏散指示等一系列外围设备。

3 系统部分设备选型

为验证设计理念，制作了对应的实验装置，并根据需求进行了设备选型。系统选用微型齿轮泵配交流电机作为电机泵，电机泵的基本参数如表1所示。

系统选用三菱 FR-D700 系列变频器实现水泵低频、工频巡检和 PID 调节控制，根据设计的理念和实际需求，变频器设定相应的参数;选用的压力传感器原理与液位传感器类似;选用的磁吸式振动传感器通过压电式加速度感应检测振动情况;液位传感器、压力传感器、振动传感器均采用二线制的接线方式。

结论

综上所述，火灾前期探测及报警、火灾发生后联动设备动作、高位消防水箱监测和调节等结合在一起，将设备中PLC 和各类传感器、变频器、触摸屏及其外围设备进行组合应用，让消防联动报警系统更加自动化，同时具有较高的可扩展性。利用 PLC来控制变频器实现电机泵的启动和调速，使得电机水泵工作的运行得以提升，能源得到节约;通过触摸屏实时的显示数据和操作，提升了检测和操作的便捷性。

参考文献：

[1]何江，崔继仁.火灾自动报警与消防联动自动控制系统 [J]. 科技致富向导，2019，3.（05）.126-127.

[2]郭德华.火灾自动报警与消防联动控制系统的设计与分析 [J]. 建筑科技信息，2020，（06）.25.