【導(dǎo)讀】自動噴水滅火系統(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)及文獻的基礎(chǔ)上，結(jié)合工程實踐經(jīng)驗,從安全性、經(jīng)濟性、合理性的原則出發(fā)，強調(diào)了自動噴水滅火系統(tǒng)在建筑消防中不可替代的地位。自動噴水滅火系統(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)危險性較大的建筑物中，主要是由于它在保護人身和財產(chǎn)安全方面有著其他系統(tǒng)無法比擬的優(yōu)點。自動噴水滅火系統(tǒng)是一種重要的滅火措施，隨著社會的發(fā)展迫使高層建筑拔地而起。自動噴水滅火系統(tǒng)是目前世界上采用最廣泛的一種固定滅火設(shè)施。

　　

【正文】 動報警器只作向消防控制室發(fā)送報警信號用，不起動消防泵。用于起動消火栓的消防泵的手動報警器稱為消火栓按鈕。消火栓報警按鈕發(fā)出起動信號后，在消防控制室應(yīng)有聲光報警。消火栓按鈕有一組常開觸點，可以直接起動消防泵，消防泵起動后，消火栓箱的起泵信號燈點亮。消防栓按鈕也是人工確認火災(zāi)后，手動輸入報警信號并起動消防泵的裝置，當(dāng)工作人員發(fā)現(xiàn)有火情時，要先按下消火栓按鈕，消火栓按鈕上的控制燈亮，這時報警控制器發(fā)出火災(zāi)報警信號，同時控制器根據(jù)事先編好的程序發(fā)出相應(yīng)的指令，自動起動消防泵，起動泵口通過啟動泵回授線確認消防泵已起動，并點亮消火栓按鈕上的回授燈，以便通知現(xiàn)場人員滅火?！?2】2 手動報警器的類型手動報警器有傳統(tǒng)式和地址式兩種。一般用手動壓破玻璃發(fā)出報警信號。為增加可靠性，有的有防振動性能，且有指示燈顯示。還有一種手拉式報警器，先將拉手向內(nèi)按，然后向下拉報警。手動報警按鈕的類型應(yīng)根據(jù)所用控制器來選用?！?5】3 手動報警器的特點（1）結(jié)構(gòu)堅固，安裝和維護簡便易行。（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）有的手動報警按鈕設(shè)有完全的響應(yīng)顯示燈，有電話插座，具備電話通信功能。【3】4 手動報警器的設(shè)置（1）每個防火區(qū)至少應(yīng)設(shè)置一個手動報警器，從一個防火區(qū)到鄰近一個手動報警器的距離應(yīng)不大于25m。（2）每個消火栓至少應(yīng)設(shè)置一個消火栓按鈕。（3）主要出入口應(yīng)設(shè)置一個手動報警器?！?4】4 自動噴水滅火控制系統(tǒng)的實現(xiàn) 系統(tǒng)硬件配置自動消防控制系統(tǒng)是以SIEMENS SIMATIC S7300PLC為核心技術(shù)進行火災(zāi)監(jiān)測報警及自動消防控制，以研華工控機作為主要的人機操作界面，工控機通過RS232c接口與S7300 PLC的通訊處理器模塊進行通訊實現(xiàn)相互間的數(shù)據(jù)傳輸和交換，同時在消防值班室安裝手動操作控制盤，指示火災(zāi)報警和設(shè)備狀態(tài)，手動控制設(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DI：201個，控制點D0：154個，使用SM321DI模塊13塊，SM322D0模塊10塊。主要采集火災(zāi)信號、現(xiàn)場的手動報警按鈕信號、消防管線所有控制閥的運行和控制狀態(tài)、消防水泵、穩(wěn)壓水泵的運行和控制狀態(tài)、火災(zāi)報警手動確認信號、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)、閃光報警器的報警輸出、視頻監(jiān)視系統(tǒng)的報警聯(lián)動。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)計使得各種單獨的模塊之間可進行廣泛組合以用于擴展。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)和點對點連接。 功能模塊(FM)：用于高速計數(shù)，定位操作(開環(huán)或閉環(huán)定位)和閉環(huán)控制。 負載電源模塊(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)：用于多機架配置時連接主機架(CR)和擴展機架(ER)。S7—300通過分布式的主機架(CR)和3個擴展機架(ER)，可以操作多達32個模塊。運行時無需風(fēng)扇。 SIMATICS7—300適用于通用領(lǐng)域：高電磁兼容性和強抗振動，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行編程、啟動和維護，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。 浮點數(shù)運算：用此功能可以有效地實現(xiàn)更為復(fù)雜的算術(shù)運算。 方便用戶的參數(shù)賦值：一個帶標準用戶接口的軟件工具給所有模塊進行參數(shù)賦值。 人機界面(HMl)：方便的人機界面服務(wù)已經(jīng)集成在S7—300操作系統(tǒng)內(nèi)、因此人機對話的編程要求大大減少。 SIMATIC人機界面(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、記錄錯誤和特殊系統(tǒng)事件(例如：超時、模塊更換等)。 口令保護：多級口令保護可以使用戶高度、有效地保護其技術(shù)機密，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，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 這是一個經(jīng)濟而有效的解決方案；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到點的通訊系統(tǒng)；多點接口(MPl)集成在CPU中，用于同時連接編程器、PC機、人機界面系統(tǒng)及其他SIMATICS7/M7／C7等自動化控制系統(tǒng)。CPU支持下列通訊類型： 過程通訊：通過總線(AS—I或Pronbus)對I／O模塊周期尋址(過程映象交換)?！?2】 EIARS232的應(yīng)用串行通信接口標準經(jīng)過使用和發(fā)展，目前已經(jīng)有幾種。但都是在RS232標準的基礎(chǔ)上經(jīng)過改進而形成的。所以，以RS232C為主來討論。RS323C標準是美國EIA(電子工業(yè)聯(lián)合會）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。這個標準對串行通信接口的有關(guān)問題，如信號線功能、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，它作為一種標準，目前已在微機通信接口中廣泛采用。 圖 42 RS232與TTL轉(zhuǎn)換RS232C標準（協(xié)議）的全稱是EIARS232C標準，其中EIA(Electronic Industry Association)代表美國電子工業(yè)協(xié)會，RS（emeded standard）代表推薦標準，232是標識號，C代表RS232的最新一次修改（1969），在這之前，有RS232B、RS232A。它規(guī)定連接電纜和機械、電氣特性、信號功能及傳送過程。常用物理標準還有有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機上的COMCOM2接口，就是RS232C接口?！?3】 電氣特性EIARS232C對電器特性、邏輯電平和各種信號線功能都作了規(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：信號有效（接通，ON狀態(tài)，正電壓）＝+3V～+15V信號無效（斷開，OFF狀態(tài)，負電壓)=3V～15V 以上規(guī)定說明了RS323C標準對邏輯電平的定義。對于數(shù)據(jù)（信息碼）：邏輯“1（傳號）的電平低于3V，邏輯“0”（空號）的電平告語+3V；對于控制信號；接通狀（ON）即信號有效的電平高于+3V，斷開狀態(tài)(OFF)即信號無效的電平低于3V，也就是當(dāng)傳輸電平的絕對值大于3V時，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的電壓也認為無意義，因此，實際工作時，應(yīng)保證電平在177。(3～15)V之間。 EIARS232C與TTL轉(zhuǎn)換：EIARS232C是用正負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，為了能夠同計算機接口或終端的TTL器件連接，必須在EIARS232C與TTL電路之間進行電平和邏輯關(guān)系的變換。實現(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、輸入信號都要分別經(jīng)過MC1488和MC1498轉(zhuǎn)換器，進行電平轉(zhuǎn)換后才能送到連接器上去或從連接器上送進來?！?2】圖43 EIARS232C與TTL轉(zhuǎn)換連接方法 連接器的機械特性：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機采用DB25型連接器。DB25連接器定義了25根信號線，分為4組： 1) 異步通信的9個電壓信號（含信號地SG）2，3，4，5，6，7，8，20，22 2) 20mA電流環(huán)信號 9個（12，13，14，15，16，17，19,23，24） 3) 空6個（9，10，11，18，21，25） 4) 保護地（PE）1個，作為設(shè)備接地端（1腳） 在AT機及以后，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COM2兩個串行接口的連接器。它只提供異步通信的9個信號。DB25型連接器的引腳分配與DB25型引腳信號完全不同。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，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標準規(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，接口標準在電氣特性中規(guī)定，驅(qū)動器的負載電容應(yīng)小于2500pF。【12】 圖44 RS232芯片的接口電路 火災(zāi)信號檢測原理火災(zāi)信號檢測是自動消防系統(tǒng)采集的關(guān)鍵，它直接關(guān)系到系統(tǒng)的可靠性和準確性。本系統(tǒng)采用線性定溫感溫電纜作為火災(zāi)信號傳感器，連續(xù)測量火災(zāi)信號，另外安裝了兩個手動火災(zāi)報警按鈕，用于值班人員巡檢時發(fā)現(xiàn)火情人工報警。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，電纜周圍溫度上升到額定動作溫度時，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，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)報警信號并聯(lián)動自動消防系統(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 ，采用梯形圖編程實現(xiàn)火災(zāi)實時監(jiān)測和自動消防控制功能。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，預(yù)置系統(tǒng)的控制輸出，使消防水泵、穩(wěn)壓閥處于停運狀態(tài)，使消防管線區(qū)域閥保持全關(guān)位。2. 啟動穩(wěn)壓系統(tǒng)模塊 啟動穩(wěn)壓系統(tǒng)模塊根據(jù)消防水管線上的水壓控制穩(wěn)壓泵的運行，～1．2MPa的穩(wěn)高壓狀態(tài)。3. 報警模塊 報警模塊根據(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)報警信號。4. 自動啟動消防系統(tǒng)模塊自動啟動消防系統(tǒng)模塊根據(jù)著火災(zāi)的位置，按照啟動消防系統(tǒng)的工藝流程，由程序啟動消防水泵和停穩(wěn)壓水泵，順序打開相應(yīng)的控制閥，實現(xiàn)對著火災(zāi)冷卻水噴淋和噴水滅火。5. 自動關(guān)閉消防系統(tǒng)模塊 自動關(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)，停運正在運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 自動消防監(jiān)控系統(tǒng)主要實現(xiàn)的功能：1. 實時采集和顯示火災(zāi)信號、消防設(shè)備狀態(tài)，動態(tài)顯示消防工藝流程；2. 系統(tǒng)具有自動、控制室軟手動、硬手動和現(xiàn)場就地多級消防控制功能；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. 報警顯示和事件記錄功能。顯示和記錄報警時間、報警原因和消防設(shè)備動作等報警和事件信息。 火災(zāi)報警電路 圖46所示指示系統(tǒng)有五條信號線，它們分別通過傳感器S1~S5傳遞信號，當(dāng)各傳感器有信號時，其對應(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)集成電路定時器IS1輸入端有信號時，其輸出端立即升為高電平，經(jīng)過≈?！?5=40s?！?2】圖 46