消防联动控制系统的设计毕业论文设计.doc

目 录1课题描述31.1课题简介31.2系统功能要求42 设计思想52.1 设计要求52.2设计思路53消防联动系统硬件设计53.1消防联动控制器53.2消防控制室图形显示装置53.3传输设备83.5消防设备应急电源93.6消防电气控制装置的功能93.7消防控制模块103.8消防按钮103.消防广播123.10消防电话系统123.11电梯归首及相应门禁控制134 结束语14参考文献14致谢15 消防联动控制系统的设计摘要： 随着我国国民经济的飞速发展，一幢幢高层建筑拔地而起。由于高层建筑的特点，一旦发生火灾，火灾蔓延迅速，人员疏散困难，将给人身和经济造成巨大损失。因此，在现代高层建筑内部均要设置火灾自动报警和联动控制系统，而消防联动控制系统设计的好坏又直接影响整个消防系统及灭火过程的成败。本文是对消防联动控制系统在整个灭火过程中的重要作用和系统在灭火中起到的重要性。关键字：消防；联动控；系统设计；安装1课题描述1.1课题简介消防联动控制系统是火灾自动报警系统中的一个重要组成部分。通常包括消防联动控制器、消防控制室图形显示装置、传输设备、消防电气控制装置（防火卷帘控制器等）、消防设备应急电源、消防电动装置、消防联动模块、消火栓按钮、消防应急广播设备、消防电话等设备和组件。 消防联动控制图（1-1）1.2系统功能要求1）消防联动控制器能接收来自火灾报警控制器的火灾报警信号，并发出火灾报警声、光信号。在 非延时状态下能在3s内向与其连接的各类受控设备发出启动信号，按设定的控制逻辑直接或间接控制该受控设备, 同时发出启动光指示信号。消防联动控制器能接收受控设备动作后的反馈信号，并显示相应设备状态。 2) 消防联动控制器能接收连接的启泵按钮、水流指示器、气体灭火系统启动按钮等相关触发器件 发出的报警信号，显示其所在的部位，发出报警声、光信号，将报警信号发送到连接的火灾报警控制器。 3) 消防联动控制器能以手动或自动两种方式完成所有控制功能并指示状态。在自动方式下，手动 插入操作优先。 4) 消防联动控制器具有直接手动控制单元。直接手动控制单元至少有六组独立的手动控制开关， 每个控制开关对应一个直接控制输出。直接手动控制单元能独立使用时，受控设备的启动、反馈等各种工作状态均能在手动控制开关旁单独显示。直接手动控制单元不能独立使用时，受控设备除启动状态外的其他工作状态在手动控制开关旁单独指示，或在联动控制器的共用显示器上显示。 5) 消防联动控制器能通过手动或通过程序的编写输入启动的逻辑关系，对控制输出有相应的输入 “或”逻辑和/或“与”逻辑编程功能。 6) 消防联动控制器可以对特定的控制输出功能设置延时，最长延时时间不超过10min，延时期间 能手动插入并立即启动控制输出。 7) 具备对管网气体灭火系统控制功能的消防联动控制器能显示管网气体灭火系统的手动、自动工 作状态；在气体灭火系统的报警、喷射阶段分别发出相应的火灾声、光警报控制信号。8) 具有信息记录功能的消防联动控制器能至少记录999条相关信息，在消防联动控制器断电后能 保持14d。 9) 消防联动控制器具有故障报警功能，当外部连线和控制器电源有故障信号存在时，能在100s 内发出声、光故障信号，任一故障部分均不影响非故障部分的正常工作。 10) 消防联动控制器具有检查本机功能的自检功能。 11) 消防联动控制器的电源有主电源和备用电源转换装置。当主电源断电时，能自动转换到备用电 源；当主电源恢复时，能自动转换到主电源。2 设计思想2.1 设计要求推出功能化设计理念，在满足消防规范的前提下，紧密结合本工程所提供的系统设计和设备配置的性能价格比最优，既能满足有关规范和建筑功能要求，又能节省投资；既能保证不改变现场的所有管路配置，又能达到优化组合。得到理想的又符合工程实际状况的最佳方案。以保证安全可靠，一次性验收合格。2.2设计思路本工程的设计即以本工程的功能要求及满足消防规范要求为基准，同时也考虑工程的成本造价。在本工程中使用SF4100火灾报警控制系统，此系统是为适应消防火灾自动报警及联动控制技术的发展新潮流，通过利用现代电子通讯及计算机技术，研制开发的新一代集火灾自动报警民消防联动控制一体化的火灾信息综合处理系统。系统设计由工控机、消防电源、采集卡、液晶触摸屏、和针对本火灾报警系统开发的专业应用软件等软件等部分组成。3消防联动系统硬件设计3.1消防联动控制器消防联动控制器是消防联动控制设备的核心组件。它通过接收火灾报警控制器发出的火灾报警信息，按预设逻辑对自动消防设备实现联动控制和状态监视。消防联动控制器可直接发出控制信号，通过驱动装置控制现场的受控设备。对于控制逻辑复杂，在消防联动控制器上不便实现直接控制的情况，通过消防电气控制装置（如防火卷帘控制器、气体灭火控制器等）间接控制受控设备。3.2消防控制室图形显示装置消防控制室图形显示装置是消防联动控制设备的一个重要组件。该装置安装在消防控制中心，用于接收并显示火灾报警控制器和消防联动控制器的相关信息，包括火灾自动报警系统保护区内的建筑平面图、消防设备的设置及工作状态等。 一、消防控制室图形显示装置的功能。 消防控制室图形显示装置（图1-1）述功能： 图1-1控制室图形显示装置示例图 图3-1 消防控制室图形显示装置示例图 1)信功能 消防控制室图形显示装置能接收火灾报警控制器和消防联动控制器发出的火灾报警信号和/或联动控制信号，并能在3s内进入火灾报警和/或联动状态，显示相应信息。消防控制室图形显示装置能监视并显示与控制器通信的工作状态。 2)态显示功能 消防控制室图形显示装置能显示监视区域的建筑平面图，并标注图中的各个监视区域、主要部位的名称及地理位置；消防控制室图形显示装置能查询并显示监视区域内各个消防设备（设施）的所在部位及其对应的实时状态信息，并能在发出查询信号后15s内显示相应信息；消防控制室图形显示装置能监视并显示与火灾报警控制器和消防联动控制器通信的工作状态。3)制室图形显示装置与火灾报警控制器和消防联动控制器的信息同步，且在通信中断再恢复通信后，能重新接收并正确显示。消防控制室图形显示装置具有远程传送信息和接受远程查询的功能，传送和接受远程查询过程中有状态指示；当有火灾报警信号、联动信号输入时，消防控制室图形显示装置显示报警部位对应的建筑平面图，在建筑平面图上指示报警部位的地理位置，记录报警时间、报警部位等信息；消防控制室图形显示装置能显示建筑总平面布局图、每个保护对象的建筑平面图、系统图。建筑的总平面布局图能用一个界面完整显示，保护区域的建筑平面图能显示每个保护对象及主要部位的名称和疏散路线；并能显示火灾自动报警和联动控制系统及其控制的各类消防设备（设施）的名称、所处位置和各消防设备（设施）的动态信息；当有火灾报警信号、联动信号、监管报警信号、反馈信号、屏蔽信号、故障信号输入时，消防控制室图形显示装置能显示对应的建筑位置、建筑平面图，在建筑平面图上指示部位的所处位置，记录时间、部位等信息。消防控制室图形显示装置在火灾报警信号、反馈信号输入10s内显示相应状态信息，其他信号输入100s内显示相应状态信息。4)制室图形显示装置处于报警、联动状态时有专用总指示。消防控制室图形显示装置单独显示首火警部位；首火警平面图有首火警标注；消防控制室图形显示装置在处于其他状态下能直接切换到首火警平面图。后续报警部位连续显示；同时能手动查询火灾报警部位及相关信息。在火灾报警或联动状态下，消防控制室图形显示装置优先显示报警平面图。若需显示多个报警平面图时，能自动或手动循环显示，且显示报警平面图的总数及其序号；消防控制室图形显示装置能接收控制器及其他消防设备（设施）发出的故障信号，并在故障信号输入100s内显示故障状态信息。在火灾报警或联动状态下，消防控制室图形显示装置可以显示故障状态信息，但不能影响火灾报警和联动状态信息的显示。 5)障报警功能,消防控制室图形显示装置在与火灾报警控制器和消防联动控制器及其他消防设备（设施）之间不能正常通信时，能在100s内发出与火灾报警信号有明显区别的故障声、光信号，故障声信号能手动消除，故障光信号保持至故障排除。 6)录功能,消防控制室图形显示装置具有火灾报警和消防联动控制信息的存储记录功能，记录报警时间、报警部位、复位操作、消防联动设备的启动和动作反馈等信息；存储记录容量不少于10000条；记录备份后方可被覆盖。消防控制室图形显示装置具有存储记录值班及操作人员、产品维护保养、保护区域中监控 对象系统内各个消防设备（设施）的动态信息的功能，记录包括操作人员的代码、产品维护保养的内容和时间、各类设备（设施）的动态信息和时间、系统程序的进入和退出时间等内容；存储记录容量不少于10000条；记录备份后方可被覆盖。消防控制室图形显示装置具有保护区域中监控对象系统内各个消防设备（设施）的制造商、产品有效期的存储记录功能，存储记录容量不少于1000条；记录备份后方可被覆盖。消防控制室图形显示装置具有接受远程查询以前记录的功能。消防控制室图形显示装置具有记录打印或刻录存盘功能，对记录打印存档或刻录存盘。 7)输功能 消防控制室图形显示装置在接收到系统的火灾报警信号后10s内能将报警信息按规定的通信协议格式传送给城市消防远程监控中心。3.3传输设备传输设备是将火灾报警控制器发出的火灾报警信号和其他信号传输给建筑消防设施远程监控中心的设备。该装置具有以下功能： 1) 接收火灾自动报警系统的火灾报警信息，并将信息通过报警传输网络发送给监控中心。 2) 接收建筑消防设施运行状态信息，并将信息通过报警传输网络发送给监控中心。 3) 优先传送火灾报警信息和手动报警信息。 4) 具有自检和故障报警功能。 5) 具有主、备用电源自动转换功能；备用电源的容量应能保证用户信息传输装置连续正常工作时 间不小于8h。3.4消防电气控制装置（防火卷帘控制器）1)时，防火卷帘门的动作是由烟温感探测器及消防联动控制设备来完成的。在消防设计规范及施工验收规范中，对防火分割、疏散通道处的防火卷帘动作要求作出了明确规定。由于对规范的理解不一致，在编制防火卷帘门联动程序时，仅仅用防火卷帘附近或两侧加装的烟、温感探测器作为报警信号，因此，只有当这些探测器动作后，防火卷帘门才动作。2)失去了防火分割的最佳关闭时机，特别是用于中庭的防火卷帘门，在这种控制模式下，大大削弱了防火功能。防火卷帘门正确的联动工作方式，其动作原则应是：用于疏散通道或首层的防火卷帘门，必须保证防火分割及人员安全疏散的功能，其二步下降分别受烟、温感控制。防火分区内任何地点烟感动作，防火卷帘门应实现先一步下降。3)安装位置应根据疏散通道现场实际情况，在防火分区内及疏散通道离防火卷帘门一定距离处分别安装一定数量的温感，控制卷帘门的第二步动作，才能起到有效的功能。用于防火分割的防火卷帘门，在防火分区内任何地点的烟温探测器确认火灾后，所有防火卷帘门应全部下降到地。总之，控制防火卷帘门的探测器，特别是温感的安装位置，应根据建筑物的性质及现场情况，跳开传统型施工方式，引入性能化的设计的慨念，使防火卷帘门发挥应有的功能作用。3.5消防设备应急电源一、消防设备应急电源可作为火灾自动报警系统的备用电源，为系统或系统内的设备及相关设施（场所）供电，但为消防设备供电的FEPS不能同时为应急照明供电。 二、为单相供电额定功率大于30kW、三相供电额定功率大于120kW的消防设备供电的FEPS不应同时为其他负载供电。 三、FEPS为单相供电额定功率小于30kW、三相供电额定功率小于120kW的消防设备供电时，应采用以下方式： 1)流输出的FEPS，一台FEPS可为一台设备或多台互投使用的消防设备供电； 2)流输出、现场逆变的FEPS，可以树干式或放射式配带多逆变/变频分机方式为一台设备或多台互投使用的消防设备供电。 3)电梯负荷时，按最不利的全负荷同时启动冲击下情况下，FEPS逆变母线电压不应低于额定电压的80%；无电梯负荷时，FEPS的母线电压不应低于额定电压75%。四、FEPS 蓄电池容量应保证负荷稳定工作后，应急工作时间的要求（各类消防用电设备在火灾发生期间）。 五、FEPS的额定逆变功率应不小于最大的单台电动机及设备或成组电动机及设备可能的同时启动的功率，对于直流输出、现场逆变的FEPS，应考虑逆变母线压降。3.6消防电气控制装置的功能 消防电气控制装置的主要功能包括控制功能、指示功能和信号传递功能。控制功能是指控制受控设备执行预定动作；信号传递功能是指消防联动控制器之间进行信号传递；指示功能是指指示电源、控制装置、受控设备的工作状态，以及指示消防电气控制装置和受控设备的故障状态。电气控制装置一般由主电路、控制电路、操作和指示部分等基本单元组成。消防电气控制装置的主电路为控制装置供电。控制电路对受控设备进行控制，接收受控设备的反馈信号。操作和指示部分指示消防电气控制的状态、接收操作人员的操作、设置指令。 消防电气控制装置的工作原理如下：消防电气控制装置接收到现场手动控制信号或消防联动控制器的联动控制信号后，将此信号进行处理、转换，形成下一级控制信号并将该信号向受控设备发送；同时控制主电路接通或断开受控设备的电源，从而完成控制受控设备启动/停止的功能。此外，消防电气控制装置还能将受控设备的工作状态信息向上一级消防联动控制设备传送，发出显示控制装置和受控设备状态的指示信号，如：电源信号、控制装置的手动/自动工作状态信号、延时信号、受控设备的状态信号等，从而完成信息传送和指示功能。3.7消防控制模块消防控制模块是消防控制系统实现对建筑内消防设备、电梯设备、照明、空调、给排水等安全设备联动控制的重要单元。建筑内一旦发生火灾，消防探测设备把探测信号传送到消防控制中心，消防主机确认火灾发生后，消防控制中心要通过模块控制配电箱、启动防排烟系统设备、消防电梯降到首层、防火门（防火卷帘）关闭、警铃及声光报警器启动、消火栓、自动喷淋系统设备启停等。对于消防控制模块的接线，因为本身这类模块比较多，接法也就变的多了，不过都是大同小异。在与报警主机端连接的时候，一般为4根线：信号两根、24V电源两根；与外部设备端连接时一般也为4根线：控制线两根、反馈线两根，具体接法按各品牌产品的接线端子来。3.8消防按钮消火栓按钮一般放置于消火栓箱内，其表面装有一按片，当发生火灾时可直接按下按片，此时消火栓按钮的红色启动指示灯亮，通过连接的一些外部电路便可以实现启动消防泵的功能。一般的消火栓按钮有两种启动方式，有源启动和无源启动两种方式。J-SAM-GST9123型消火栓按钮。 J-SAM-GST9123型消火栓按钮为编码型，可直接接入控制器总线，占一个地址编码。消火栓按钮表 面装有一按片，当启用消火栓时，可直接按下按片，此时消火栓按钮的红色启动指示灯亮，黄色警示物弹出，表明已向消防控制室发出了报警信息，火灾报警控制器在确认了消防水泵已启动运行后，就向消火栓按钮发出命令信号点亮绿色回答指示灯。特点（1）采用底座分离式结构设计，安装简单方便；（2）电子编码，可现场改写；（3）消火栓按钮为可重复使用型，采用压下报警方式，按下后可用专用钥匙复位；（4）按下消火栓按钮按片，消火栓按钮提供的独立输出触点，可直接控制其它外部设备；（5）采用微处理器实现对消防设备的控制，用数字信号与火灾报警控制器进行通信，工作稳定可靠，对电磁干扰有良好的抑制能力；（6）由微处理器对运行情况进行监视，给出诊断信息。 主要技术指标 （1）工作电压：总线24V；（2）监视电流0.8mA；（3）报警电流2mA；（4）线制：消火栓按钮与火灾报警控制器信号二总线连接，若需实现直接启泵控制，需将消火栓按钮与泵控制箱采用二线连接。（5）指示灯；启动：红色，巡检时闪亮，消火栓按钮按下时此灯点亮；回答：绿色，消防水泵运行时此灯点亮。（6）无源输出触点容量：DC30V/100mA；（7）使用环境：温度：-10+55相对湿度95%，不结露（8）外壳防护等级：IP65；（9）外形尺寸：95.4mm98.4mm60mm (带底壳) 二 、组成与工作原理 消火栓按钮一般由前面板、底座、启动零件、启动确认灯、回答确认灯、接点等组成。对于可编址的消火栓按钮，还包括地址编码部分。 当发生火灾，需要从消火栓取水灭火时，手动操作启动零件使其动作，按钮发出启动信号，同时点亮启动确认灯。启动信号被传送至消防水泵控制器或消防联动控制器，消防水泵启动向消火栓供水，同时将水泵的启动回答信号反馈至消火栓按钮，按钮的回答确认灯点亮。消火栓按钮被启动后，直至启动零件被更换或手动复原，方可恢复到正常状态。启动零件由玻璃或塑料等物质构成，在受到压力或击打后，发生破碎或明显的位移信号线Z1、Z2采用阻燃RVS双绞线，导线截面1.0mm2。消火栓按钮一般采用明装方式，分为进线管明装和进线管暗装：进线管暗装时只需拔下按钮，从底壳的进线孔中穿入电缆并接在相应端子上，再插好按钮即可安装好；进线管明装时只需拔下按钮，将底壳下端的敲落孔敲开，从敲落孔中穿入电缆并接在相应端子上，再插好按钮即可安装好。3.消防广播消防广播录放盘是火警事故广播系统的音源。发生火灾时，它与定压输出音频功率放大器、音箱、广播设备控制组成事故广播系统，完成电子语音、外线输入、话筒、录音机四种播音方式下的事故广播，并能自动将话筒和外线输入的播音信号进行录音。 消防广播功放盘为火警事故广播系统的配套的产品之一，是火警事故广播系统的扩音设备，本设备为定压120V输出。3.10消防电话系统 消防电话系统是消防通信的专用设备，当发生火灾报警时，它可以提供方便快捷的通信手段，是消防控制及其报警系统中不可缺少的通信设备，消防电话系统有专用的通信线路，在现场人员可以通过现场设置的固定电话和消防控制室进行通话，也可以用便携式电话插入插孔式手报或者电话插孔上面与控制室直接进行通话。火灾自动报警系统设计规范要求； 1消防专用电话网络应为独立的消防通信系统； 2 消防控制室应设置消防专用电话总机 且宜选择共电式电话总机或对讲通信电话设备； 3 电话分机或电话塞孔的设置 应符合下列要求； 4下列部位应设置消防专用电话分机；a) 消防水泵房 备用发电机房 配变电室 主要通风和空调机房 排烟机房消防电梯机房及其他与消防联动控制有关的且经常有人值班的机房；b) 灭火控制系统操作装置处或控制室；c) 企业消防站、消防值班室、总调度室；5设有手动火灾报警按钮、消火栓按钮等处宜设置电话塞孔 电话塞孔在墙上安装时 其底边距地面高度宜为1.3 -1.5m；6 特级保护对象的各避难层应每隔20m设置一个消防专用电话分机或电话塞孔；7消防控制室 消防值班室或企业消防站等处 应设置可直接报警的外线电话消防电话总机和分机分别设置在消防控制室和保护区各重要部位。当保护区出现火警或其他灾害与突发事件时，现场人员可利用分布于现场内的电话插孔和消防电话分机，无需拨号，摘机即可通话，从而准确、及时地与消防控制室进行联络。消防电话总机通过总线接口与分布于现场的电话分机进行通信（多线制消防电话主机一般直接与分机连接），线路信号电平一般采用DTMF方式。现场分机呼叫主机时，总机即有振铃声，同时显示分机号；当总机处于通话状态时，自动启动内部电子数字录音。数字录音断电时不丢失，可实现每次通话自动录音。 消防电话总机可通过面板按键直接呼叫分机。消防电话总机可外接一条市内电话线，通过操作119键对外呼叫火警电话119。消防电话可与广播设备配合使用，将总机与分机通话内容进行现场广播。3.11电梯归首及相应门禁控制 消防控制中心设有所有电梯运行状态模拟及操作盘，通过联动中继器可监控电梯运行状态并遥控电梯。火灾报警时，消防中心发出控制信号，通过联动中继器强制所有电梯归首并接收其反馈信号。门禁系统采用biocard的bau系列的门禁。 当火灾情况产生时，火警信号通过烟火感应设备将火灾信号传送到监控中心，监控中心根据火源的起始点对小区居住人员进行有顺序的疏散，监控中心利用pcsc门禁系统遥控开关门，使安全疏散通道的门打开，而其余的门锁死，从而达到被疏散人员顺利通过安全通道，脱离险情的目的。4 结束语智能建筑中虽然安装了火灾自动报警及联动系统，但并不等于万事大吉，高枕无忧了。而是要以“预防为主，防消结合”的原则，逐级实行防火责任制，并由经过专门训练的人员负责使用、管理和维护。同时本人水平有限，发现不足及错误，请指教、指正。参考文献1 楼宇设备监控及组态 姚卫丰北京：机械工业出版社2 楼宇智能化技术 孙景芝 张铁东武汉；武汉理工大学出版社3 通风与空调工程 田娟荣北京；机械工业出版社4 5 GB501161998火灾自动报警系统设计规范致谢本论文设计在老师的悉心指导和严格要求下业已完成，从课题选择、方案论证到具体设计和调试，无不凝聚着老师的心血和汗水，在三年的专科学习和生活期间，也始终感受着老师的精心指导和无私的关怀，我受益匪浅。在此向刘凤英老师和各科任老师谢和崇高的敬意。不积跬步何以至千里，本设计能够顺利的完成，也归功于各位任课老师的认真负责，使我能够很好的掌握和运用专业知识，并在设计中得以体现。正是有了他们的悉心帮助和支持，才使我的毕业论文工作顺利完成，在此向湖南信息科学职业学院，电子信息系的全体老师表示由衷的谢意。感谢他们三年来的辛勤栽培。