袁 飛，王 剛，余 劍

(南京理工大學(xué) 泰州科技學(xué)院，江蘇 泰州225300)

隨著高層建筑越來越多，雖然滿足了發(fā)展需要，但由于高層建筑內(nèi)部功能復(fù)雜、用電設(shè)備多，且含有大量易燃物質(zhì)，一旦發(fā)生火災(zāi)，將會造成嚴(yán)重的后果。而火災(zāi)中大多數(shù)人員傷亡都是因吸入過量有毒煙霧造成的。因此，高層建筑消防排煙，已引起人們的重視。本文將探討采用PLC作為控制器對消防排煙系統(tǒng)進行控制。

1 消防排煙系統(tǒng)的控制流程

當(dāng)煙霧傳感器檢測到某樓層有煙霧時，系統(tǒng)發(fā)出報警聲，相應(yīng)樓層的排風(fēng)口和送風(fēng)口開啟，同時排煙機和送風(fēng)機開始運行，其運行方式主要根據(jù)煙霧濃度來選擇，當(dāng)濃度較低時，直接采用工頻啟動，當(dāng)濃度超過設(shè)定值時，采用變頻器啟動，這樣可加快排煙機和送風(fēng)機的運轉(zhuǎn)速度，從而有利于盡快排盡煙霧。當(dāng)煙霧排盡后，系統(tǒng)自動關(guān)閉報警、排風(fēng)機和送風(fēng)機。在按下總停止按鈕時，整個系統(tǒng)停止運行。此外，還設(shè)有備用系統(tǒng)，當(dāng)主系統(tǒng)發(fā)生故障時，可采用備用系統(tǒng)運行［1－2］。

2 消防排煙系統(tǒng)的設(shè)計

2.1 系統(tǒng)硬件選擇

設(shè)計以10層樓建筑為例，選用西門子公司生產(chǎn)的S7－200系列PLC［3］，其CPU類型為224XP，一共有14個數(shù)字量輸入、10個數(shù)字量輸出、2個模擬量輸入和1個模擬量輸出。由于系統(tǒng)需要5個數(shù)字量輸入，10個模擬量輸入和24個數(shù)字量輸出，因此需要擴展2塊數(shù)字量輸出擴展模塊EM222和2塊模擬量輸入擴展模塊EM231。

變頻器選用西門子公司MM440［4］，它是用于控制三相交流電動機速度的變頻器系列，具有較高的可靠性。

2.2 系統(tǒng)設(shè)計流程圖

根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計要求，可得系統(tǒng)的設(shè)計流程如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)設(shè)計流程圖

2.3 I/O分配表

系統(tǒng)根據(jù)采集到的煙霧濃度對排煙、送風(fēng)、報警等功能進行控制，其I/O分配如表1所示。

表1 I/O分配表

2.4 硬件電路接線圖

控制系統(tǒng)硬件主要包括CPU224XP，I/O擴展模塊EM222，模擬量輸入擴展模塊EM231和MM440變頻器。CPU224XP外部接線如圖2所示。通過變頻器MM440實現(xiàn)3段固定頻率控制，屬于數(shù)字量控制，因此需要兩個數(shù)字輸入端口。I/O擴展模塊EM222外部接線如圖3所示。

圖2 CPU224XP外部接線圖

圖3 I/O擴展模塊接線圖

模擬量擴展接線如圖4所示。

圖4 模擬量擴展接線圖

2.5 組態(tài)監(jiān)控

設(shè)計采用組態(tài)監(jiān)控，實現(xiàn)上位機對下位機的實時監(jiān)控，其監(jiān)控畫面如圖5所示。當(dāng)檢測到煙霧時，報警顯示排風(fēng)機和送風(fēng)機啟動，并且顯示煙霧所在樓層［5］。

圖5 組態(tài)監(jiān)控圖

3 結(jié)束語

系統(tǒng)采用西門子S7－200PLC作為高層建筑排煙控制系統(tǒng)的控制模塊，主要考慮到PLC具有抗干擾能力強、構(gòu)成控制系統(tǒng)簡單、設(shè)計周期短以及可維護性好等特點，與變頻器的配合使用使得高層建筑排煙控制功能進一步增強。采用組態(tài)軟件作為人機界面，對系統(tǒng)進行實時監(jiān)控，提高了系統(tǒng)的可靠性。

［1］ 鄭亮.高層建筑防排煙設(shè)計初探［J］.中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2012，8(8):184－188.

［2］ 陳冰.高層建筑排煙設(shè)計若干問題的分析［J］.建筑知識，2012(7):290－291.

［3］ 廖常初.PLC編程及應(yīng)用［M］.北京:機械工業(yè)出版社，2007.

［4］ 何超.交流變頻調(diào)速技術(shù)［M］.北京:北京航空航天大學(xué)出版社，2006.

［5］ 嚴(yán)盈富.監(jiān)控組態(tài)軟件與PLC入門［M］.北京:人民郵電出版社，2007.

［6］ 毛宗雷，阮會明，陳一飛.自然排煙在消防排煙中的運用及其控制系統(tǒng)構(gòu)造［J］.自動化應(yīng)用，2013(3):16－18.