【導(dǎo)讀】自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)作為一種建筑消防設(shè)施，已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，大量的工程實(shí)踐也已經(jīng)證明了其滅火、控火的高效性，但由于一些歷史原因及人們長期以來對(duì)建筑消防的固有觀念，使得它在建筑消防減災(zāi)中的主導(dǎo)地位尚未確立。并且，各種相關(guān)規(guī)范雖給設(shè)計(jì)施工提供了可執(zhí)行的依據(jù)，但規(guī)范本身還存在著一定的缺陷，削弱了自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的滅火性能。本文在分析研究國內(nèi)外大量的相關(guān)數(shù)據(jù)及文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),從安全性、經(jīng)濟(jì)性、合理性的原則出發(fā)，強(qiáng)調(diào)了自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)在建筑消防中不可替代的地位。自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)之所以能成為目前世界上使用最廣泛上午固定式滅火系統(tǒng)，特別是應(yīng)用在高層建筑等火災(zāi)危險(xiǎn)性較大的建筑物中，主要是由于它在保護(hù)人身和財(cái)產(chǎn)安全方面有著其他系統(tǒng)無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)是一種重要的滅火措施，隨著社會(huì)的發(fā)展迫使高層建筑拔地而起。自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)是目前世界上采用最廣泛的一種固定滅火設(shè)施。

　　

【正文】 動(dòng)報(bào)警器只作向消防控制室發(fā)送報(bào)警信號(hào)用，不起動(dòng)消防泵。用于起動(dòng)消火栓的消防泵的手動(dòng)報(bào)警器稱為消火栓按鈕。消火栓報(bào)警按鈕發(fā)出起動(dòng)信號(hào)后，在消防控制室應(yīng)有聲光報(bào)警。消火栓按鈕有一組常開觸點(diǎn)，可以直接起動(dòng)消防泵，消防泵起動(dòng)后，消火栓箱的起泵信號(hào)燈點(diǎn)亮。消防栓按鈕也是人工確認(rèn)火災(zāi)后，手動(dòng)輸入報(bào)警信號(hào)并起動(dòng)消防泵的裝置，當(dāng)工作人員發(fā)現(xiàn)有火情時(shí)，要先按下消火栓按鈕，消火栓按鈕上的控制燈亮，這時(shí)報(bào)警控制器發(fā)出火災(zāi)報(bào)警信號(hào)，同時(shí)控制器根據(jù)事先編好的程序發(fā)出相應(yīng)的指令，自動(dòng)起動(dòng)消防泵，起動(dòng)泵口通過啟動(dòng)泵回授線確認(rèn)消防泵已起動(dòng)，并點(diǎn)亮消火栓按鈕上的回授燈，以便通知現(xiàn)場人員滅火?！?2】2 手動(dòng)報(bào)警器的類型手動(dòng)報(bào)警器有傳統(tǒng)式和地址式兩種。一般用手動(dòng)壓破玻璃發(fā)出報(bào)警信號(hào)。為增加可靠性，有的有防振動(dòng)性能，且有指示燈顯示。還有一種手拉式報(bào)警器，先將拉手向內(nèi)按，然后向下拉報(bào)警。手動(dòng)報(bào)警按鈕的類型應(yīng)根據(jù)所用控制器來選用?！?5】3 手動(dòng)報(bào)警器的特點(diǎn)（1）結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，安裝和維護(hù)簡便易行。（2）有自鎖功能，備有可以接觸自鎖的專用工具。（3）不需打碎玻璃用的小錘，有的玻璃片可重復(fù)使用，多次操作亦不必更換。（4）有的手動(dòng)報(bào)警按鈕設(shè)有完全的響應(yīng)顯示燈，有電話插座，具備電話通信功能?！?】4 手動(dòng)報(bào)警器的設(shè)置（1）每個(gè)防火區(qū)至少應(yīng)設(shè)置一個(gè)手動(dòng)報(bào)警器，從一個(gè)防火區(qū)到鄰近一個(gè)手動(dòng)報(bào)警器的距離應(yīng)不大于25m。（2）每個(gè)消火栓至少應(yīng)設(shè)置一個(gè)消火栓按鈕。（3）主要出入口應(yīng)設(shè)置一個(gè)手動(dòng)報(bào)警器。【14】4 自動(dòng)噴水滅火控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 系統(tǒng)硬件配置自動(dòng)消防控制系統(tǒng)是以SIEMENS SIMATIC S7300PLC為核心技術(shù)進(jìn)行火災(zāi)監(jiān)測報(bào)警及自動(dòng)消防控制，以研華工控機(jī)作為主要的人機(jī)操作界面，工控機(jī)通過RS232c接口與S7300 PLC的通訊處理器模塊進(jìn)行通訊實(shí)現(xiàn)相互間的數(shù)據(jù)傳輸和交換，同時(shí)在消防值班室安裝手動(dòng)操作控制盤，指示火災(zāi)報(bào)警和設(shè)備狀態(tài)，手動(dòng)控制設(shè)備啟停。系統(tǒng)的硬件配置見圖41 圖41系統(tǒng)硬件配置圖本系統(tǒng)的核心是PLC控制系統(tǒng)，它是由SIEMENS S7300 PLC的CPU模塊、電源模塊、數(shù)字量輸入模塊、數(shù)字量輸出模塊，通信處理器模塊組成，共處理采集點(diǎn)DI：201個(gè)，控制點(diǎn)D0：154個(gè)，使用SM321DI模塊13塊，SM322D0模塊10塊。主要采集火災(zāi)信號(hào)、現(xiàn)場的手動(dòng)報(bào)警按鈕信號(hào)、消防管線所有控制閥的運(yùn)行和控制狀態(tài)、消防水泵、穩(wěn)壓水泵的運(yùn)行和控制狀態(tài)、火災(zāi)報(bào)警手動(dòng)確認(rèn)信號(hào)、消防管線水壓；主要控制消防水泵、穩(wěn)壓水泵的啟停和消防管線上所有控制閥的開關(guān)、閃光報(bào)警器的報(bào)警輸出、視頻監(jiān)視系統(tǒng)的報(bào)警聯(lián)動(dòng)。S7300 概述S7300是模塊化小型PlC系統(tǒng)，能滿足中等性能要求的應(yīng)用。其模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使得各種單獨(dú)的模塊之間可進(jìn)行廣泛組合以用于擴(kuò)展。1. 系統(tǒng)組成 中央處理單元(CPU)：各種CPU有不同的性能，例如，有的CPU上集成有PROFIBUS—DP通訊接口等。 信號(hào)模塊(SM)：用于數(shù)字量和模擬量輸入／輸出。 通訊處理器(CP)：用于連接網(wǎng)絡(luò)和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接。 功能模塊(FM)：用于高速計(jì)數(shù)，定位操作(開環(huán)或閉環(huán)定位)和閉環(huán)控制。 負(fù)載電源模塊(PS)：用于將SIMATICS7—300連接到120／230V交流電源，或24／48／60／110V直流電源。 接口模塊(1M)：用于多機(jī)架配置時(shí)連接主機(jī)架(CR)和擴(kuò)展機(jī)架(ER)。S7—300通過分布式的主機(jī)架(CR)和3個(gè)擴(kuò)展機(jī)架(ER)，可以操作多達(dá)32個(gè)模塊。運(yùn)行時(shí)無需風(fēng)扇。 SIMATICS7—300適用于通用領(lǐng)域：高電磁兼容性和強(qiáng)抗振動(dòng)，沖擊性，使其具有最高的工業(yè)環(huán)境適應(yīng)性。2. 功能 SIMATICS7—300的大量功能能夠支持和幫助用戶進(jìn)行編程、啟動(dòng)和維護(hù)，其主要功能如下： 高速的指令處理：0．1—0．6u s的指令處理時(shí)間在中等到較低的性能要求范圍內(nèi)開辟了全新的應(yīng)用領(lǐng)域。 浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算：用此功能可以有效地實(shí)現(xiàn)更為復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算。 方便用戶的參數(shù)賦值：一個(gè)帶標(biāo)準(zhǔn)用戶接口的軟件工具給所有模塊進(jìn)行參數(shù)賦值。 人機(jī)界面(HMl)：方便的人機(jī)界面服務(wù)已經(jīng)集成在S7—300操作系統(tǒng)內(nèi)、因此人機(jī)對(duì)話的編程要求大大減少。 SIMATIC人機(jī)界面(HMl)從S7—300中取得數(shù)據(jù)，S7300按用戶指定的刷新速度傳送這些數(shù)據(jù)。S7300操作系統(tǒng)自動(dòng)地處理數(shù)據(jù)的傳送。 診斷功能：CPU的智能化的診斷系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能是否正常、記錄錯(cuò)誤和特殊系統(tǒng)事件(例如：超時(shí)、模塊更換等)。 口令保護(hù)：多級(jí)口令保護(hù)可以使用戶高度、有效地保護(hù)其技術(shù)機(jī)密，防止未經(jīng)允許的復(fù)制和修改，操作方式選擇開關(guān)：操作方式選擇開關(guān)像鑰匙一樣可以拔出，當(dāng)鑰匙拔出時(shí)，就不能改變操作方式。這樣就防止非法刪除或改寫用戶程序。 3. 通訊 這是一個(gè)經(jīng)濟(jì)而有效的解決方案；方便用戶的STEP7的用戶界面提供了通訊組態(tài)功能，這使得組態(tài)非常容易、簡單。SIMATICS7—300具有多種不同的通訊接口：多種通訊處理器用來連接AS—I接口和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)；串行通訊處理器用來連接點(diǎn)到點(diǎn)的通訊系統(tǒng)；多點(diǎn)接口(MPl)集成在CPU中，用于同時(shí)連接編程器、PC機(jī)、人機(jī)界面系統(tǒng)及其他SIMATICS7/M7／C7等自動(dòng)化控制系統(tǒng)。CPU支持下列通訊類型： 過程通訊：通過總線(AS—I或Pronbus)對(duì)I／O模塊周期尋址(過程映象交換)。【12】 EIARS232的應(yīng)用串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過使用和發(fā)展，目前已經(jīng)有幾種。但都是在RS232標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上經(jīng)過改進(jìn)而形成的。所以，以RS232C為主來討論。RS323C標(biāo)準(zhǔn)是美國EIA(電子工業(yè)聯(lián)合會(huì)）與BELL等公司一起開發(fā)的1969年公布的通信協(xié)議。它適合于數(shù)據(jù)傳輸速率在0～20000b/s范圍內(nèi)的通信。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)串行通信接口的有關(guān)問題，如信號(hào)線功能、電器特性都作了明確規(guī)定。由于通行設(shè)備廠商都生產(chǎn)與RS232C制式兼容的通信設(shè)備，因此，它作為一種標(biāo)準(zhǔn)，目前已在微機(jī)通信接口中廣泛采用。 圖 42 RS232與TTL轉(zhuǎn)換RS232C標(biāo)準(zhǔn)（協(xié)議）的全稱是EIARS232C標(biāo)準(zhǔn)，其中EIA(Electronic Industry Association)代表美國電子工業(yè)協(xié)會(huì)，RS（emeded standard）代表推薦標(biāo)準(zhǔn)，232是標(biāo)識(shí)號(hào)，C代表RS232的最新一次修改（1969），在這之前，有RS232B、RS232A。它規(guī)定連接電纜和機(jī)械、電氣特性、信號(hào)功能及傳送過程。常用物理標(biāo)準(zhǔn)還有有EIAamp。0。RS232C、EIAamp。0。RS422A、EIAamp。0。RS423A、EIAamp。0。RS485。 這里只介紹EIAamp。0。RS232C（簡稱232，RS232）如圖42所示 。例如，目前在IBM PC機(jī)上的COMCOM2接口，就是RS232C接口?！?3】 電氣特性EIARS232C對(duì)電器特性、邏輯電平和各種信號(hào)線功能都作了規(guī)定。在TxD和RxD上：邏輯1(MARK)=3V～15V，邏輯0(SPACE)=+3～＋15V，在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制線上：信號(hào)有效（接通，ON狀態(tài)，正電壓）＝+3V～+15V信號(hào)無效（斷開，OFF狀態(tài)，負(fù)電壓)=3V～15V 以上規(guī)定說明了RS323C標(biāo)準(zhǔn)對(duì)邏輯電平的定義。對(duì)于數(shù)據(jù)（信息碼）：邏輯“1（傳號(hào)）的電平低于3V，邏輯“0”（空號(hào)）的電平告語+3V；對(duì)于控制信號(hào)；接通狀（ON）即信號(hào)有效的電平高于+3V，斷開狀態(tài)(OFF)即信號(hào)無效的電平低于3V，也就是當(dāng)傳輸電平的絕對(duì)值大于3V時(shí)，電路可以有效地檢查出來，介于3～+3V之間的電壓無意義，低于15V或高于+15V的電壓也認(rèn)為無意義，因此，實(shí)際工作時(shí)，應(yīng)保證電平在177。(3～15)V之間。 EIARS232C與TTL轉(zhuǎn)換：EIARS232C是用正負(fù)電壓來表示邏輯狀態(tài)，與TTL以高低電平表示邏輯狀態(tài)的規(guī)定不同。因此，為了能夠同計(jì)算機(jī)接口或終端的TTL器件連接，必須在EIARS232C與TTL電路之間進(jìn)行電平和邏輯關(guān)系的變換。實(shí)現(xiàn)這種變換的方法可用分立元件，也可用集成電路芯片。目前較為廣泛地使用集成電路轉(zhuǎn)換器件，如MC148SN75150芯片可完成TTL電平到EIA電平的轉(zhuǎn)換，而MC148SN75154可實(shí)現(xiàn)EIA電平到TTL電平的轉(zhuǎn)換。MAX232芯片可完成TTL←→EIA雙向電平轉(zhuǎn)換，圖顯示了1488和1489的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳。MC1488的引腳(2)、(4,5)、(9,10)和(12,13)接TTL輸入。引腳11輸出端接EIARS232C。MC1498的14的13腳接EIA輸入，而11腳接TTL輸出。具體連接方法如圖43所示。圖中的左邊是微機(jī)串行接口電路中的主芯片UART，它是TTL器件，右邊是EIARS232C連接器，要求EIA高電壓。因此，RS232C所有的輸出、輸入信號(hào)都要分別經(jīng)過MC1488和MC1498轉(zhuǎn)換器，進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換后才能送到連接器上去或從連接器上送進(jìn)來?！?2】圖43 EIARS232C與TTL轉(zhuǎn)換連接方法 連接器的機(jī)械特性：連接器：由于RS232C并未定義連接器的物理特性，因此，出現(xiàn)了DB2DB15和DB9各種類型的連接器，其引腳的定義也各不相同。下面分別介紹兩種連接器。 ： PC和XT機(jī)采用DB25型連接器。DB25連接器定義了25根信號(hào)線，分為4組： 1) 異步通信的9個(gè)電壓信號(hào)（含信號(hào)地SG）2，3，4，5，6，7，8，20，22 2) 20mA電流環(huán)信號(hào) 9個(gè)（12，13，14，15，16，17，19,23，24） 3) 空6個(gè)（9，10，11，18，21，25） 4) 保護(hù)地（PE）1個(gè)，作為設(shè)備接地端（1腳） 在AT機(jī)及以后，不支持20mA電流環(huán)接口，使用DB9連接器，作為提供多功能I/O卡或主板上COM1和COM2兩個(gè)串行接口的連接器。它只提供異步通信的9個(gè)信號(hào)。DB25型連接器的引腳分配與DB25型引腳信號(hào)完全不同。因此，若與配接DB25型連接器的DCE設(shè)備連接，必須使用專門的電纜線。 電纜長度：在通信速率低于20kb/s時(shí)，RS232C所直接連接的最大物理距離為15m（50英尺）。 最大直接傳輸距離說明：RS232C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，若不使用MODEM，在碼元畸變小于4%的情況下，DTE和DCE之間最大傳輸距離為15m（50英尺）?？梢娺@個(gè)最大的距離是在碼元畸變小于4%的前提下給出的。為了保證碼元畸變小于4%的要求，接口標(biāo)準(zhǔn)在電氣特性中規(guī)定，驅(qū)動(dòng)器的負(fù)載電容應(yīng)小于2500pF?！?2】 圖44 RS232芯片的接口電路 火災(zāi)信號(hào)檢測原理火災(zāi)信號(hào)檢測是自動(dòng)消防系統(tǒng)采集的關(guān)鍵，它直接關(guān)系到系統(tǒng)的可靠性和準(zhǔn)確性。本系統(tǒng)采用線性定溫感溫電纜作為火災(zāi)信號(hào)傳感器，連續(xù)測量火災(zāi)信號(hào)，另外安裝了兩個(gè)手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警按鈕，用于值班人員巡檢時(shí)發(fā)現(xiàn)火情人工報(bào)警。線性感溫電纜是由兩根被熱敏材料包敷的彈性鋼絲絞合成型外加護(hù)套而成，正常狀態(tài)下，兩根鋼絲間阻值接近無窮大，兩芯線之間開路，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，電纜周圍溫度上升到額定動(dòng)作溫度時(shí)，其鋼絲間熱敏絕緣材料性能被破壞，絕緣電阻發(fā)生躍變，兩芯線之間短路，控制系統(tǒng)連續(xù)檢測感溫電纜的狀態(tài)，一旦檢測到這一變化，就表明有火災(zāi)信號(hào)，控制系統(tǒng)根據(jù)感溫電纜的狀態(tài)變化判斷著火災(zāi)位置，發(fā)生火災(zāi)報(bào)警信號(hào)并聯(lián)動(dòng)自動(dòng)消防系統(tǒng)和視頻監(jiān)視系統(tǒng)?！?6】 控制軟件及流程 系統(tǒng)控制軟件由主程序和多個(gè)子程序模塊組成，它是SiementsSIMATICS7300 PLC專用的SIMATIC S7 STEP7 ，采用梯形圖編程實(shí)現(xiàn)火災(zāi)實(shí)時(shí)監(jiān)測和自動(dòng)消防控制功能。系統(tǒng)主程序流程圖，見圖45 圖45 主程序流程圖 系統(tǒng)主要的子程序模塊如下：1. 系統(tǒng)初始化模塊 系統(tǒng)初始化模塊是在系統(tǒng)剛上電時(shí)，預(yù)置系統(tǒng)的控制輸出，使消防水泵、穩(wěn)壓閥處于停運(yùn)狀態(tài)，使消防管線區(qū)域閥保持全關(guān)位。2. 啟動(dòng)穩(wěn)壓系統(tǒng)模塊 啟動(dòng)穩(wěn)壓系統(tǒng)模塊根據(jù)消防水管線上的水壓控制穩(wěn)壓泵的運(yùn)行，～1．2MPa的穩(wěn)高壓狀態(tài)。3. 報(bào)警模塊 報(bào)警模塊根據(jù)感溫電纜的狀態(tài)變化判斷著火災(zāi)位置，發(fā)出火災(zāi)報(bào)警信號(hào)。4. 自動(dòng)啟動(dòng)消防系統(tǒng)模塊自動(dòng)啟動(dòng)消防系統(tǒng)模塊根據(jù)著火災(zāi)的位置，按照啟動(dòng)消防系統(tǒng)的工藝流程，由程序啟動(dòng)消防水泵和停穩(wěn)壓水泵，順序打開相應(yīng)的控制閥，實(shí)現(xiàn)對(duì)著火災(zāi)冷卻水噴淋和噴水滅火。5. 自動(dòng)關(guān)閉消防系統(tǒng)模塊 自動(dòng)關(guān)閉消防系統(tǒng)模塊根據(jù)消防設(shè)備和控制閥的狀態(tài)，停運(yùn)正在運(yùn)行的消防水泵和噴水泵，關(guān)閉消防管線上已打開的控制閥?！?4】系統(tǒng)功能特點(diǎn) 自動(dòng)消防監(jiān)控系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)的功能：1. 實(shí)時(shí)采集和顯示火災(zāi)信號(hào)、消防設(shè)備狀態(tài)，動(dòng)態(tài)顯示消防工藝流程；2. 系統(tǒng)具有自動(dòng)、控制室軟手動(dòng)、硬手動(dòng)和現(xiàn)場就地多級(jí)消防控制功能；3. 穩(wěn)高壓控制功能。在無火災(zāi)情況下，保持消防水管線壓力處于穩(wěn)高狀態(tài)；4. 報(bào)警顯示和事件記錄功能。顯示和記錄報(bào)警時(shí)間、報(bào)警原因和消防設(shè)備動(dòng)作等報(bào)警和事件信息。 火災(zāi)報(bào)警電路 圖46所示指示系統(tǒng)有五條信號(hào)線，它們分別通過傳感器S1~S5傳遞信號(hào)，當(dāng)各傳感器有信號(hào)時(shí)，其對(duì)應(yīng)的晶閘管導(dǎo)通，指示燈亮，繼電器線圈接通，按“復(fù)位“按鈕，則需要監(jiān)視的設(shè)備重新恢復(fù)工作。繼電器的兩根連接線由圖（b）所示的電路控制。當(dāng)集成電路定時(shí)器IS1輸入端有信號(hào)時(shí)，其輸出端立即升為高電平，經(jīng)過≈?！?5=40s?！?2】圖 46