中建地下空间有限公司贵州分公司贵州贵阳550000
摘要：本课题首先讨论了阐释了城市综合管廊的研究背景和研究意义，分析了国内外关于该课题的研究现状及对比分析；其次介绍了火灾自动报警系统的总体构架、就火灾自动报警系统的基本功能及该系统中应用到的技术，重点包括PLC技术、电磁阀技术、电动机技术、火灾报警技术、电气技术等技术从工作原理、工作状态、工作过程等各个方面进行简介；最后通过对火灾自动报警系统工作过程和控制要求的了解和分析，以及对实现火灾自动报警系统技术和经济的综合考虑，对整个控制系统各个重要部件进行选型，并最终设计出了该系统控制方案，包括火灾自动报警系统的控制原理图及电气施工图等。
关键词：综合管廊火灾自动报警系统设计PLC控制
1研究背景
随着科学技术的不断进步，各大城市的建设步伐加快，现有地上空间资源越来越紧张[1]。由于综合管廊是地下隐蔽工程，也是各种信号和传递对象交叉口的场所。做为城市正常运行的核心，无论沟内各种危险介质管线出现故障或是泄露进而引发火灾，都将造成沿线综合管廊使用功能的瘫痪，严重还会造成无法挽回的经济损失，因此构架好城市综合管廊火灾自动报警系统经济意义十分重大。
2综合管廊的火灾报警控制系统设计
2.1综合管廊火灾报警系统的设计
2.1.2PLC的选择
基于综合管廊的要求，本项目PLC选用的是西门子的SIMATICS7-300可编程序控制器，S7-300是西门子公司生产的一款常用的PLC，具有模块化的结构，容易被用户上手，能够满足本次六盘水地下管廊项目的要求。S7-300的机架也没有设置散热风扇，各种模块之间可以根据现场的需要任意组合[2]。
2.1.2PLC输入、输出设备的确定
当火灾报警控制系统正常运行时，PLC接收到数字量输入信号，常开无源接点的动作信号（如点型探测器、手动报警按钮，电源监视信号），4到20mA的模拟量输入信号包括压力信号（如泵出口压力、管道母管压力）、温度信号（感温传感器）、液位信号（消防水水箱液位）等信号送至PLC进行控制。同时，输入信号经过PLC系统处理后形成模拟量输出信号、数字量输出信号（控制声光报警器、防火门、各种电机的接触器）[3]。
2.1.3PLC测点的地址分配
由于西门子的SIMATICS7-300是模块化的可编程逻辑控制器，因此PLC的测点除了电源模块和CPU以外，还有数字量输入卡件、数字量输出卡件、模拟量输入卡件构成。
2.1.4PLCI/O通道的分配
根据本次六盘水地下管廊示范项目的要求，本次设计中涉及到的模拟量均是用于探测管廊环境的传感器。这些模拟量点的信号是通过管廊现场安装的变送器以4到20毫安电流信号输入到模块中。最终还会显示在集中控制室的画面上[4]。
本次设计需要用到的数字量输入点主要由两部分组成，第一部分为各种设备的启动按钮，第二部分为电机的反馈信号。
3系统硬件设计
3.1PLC系统硬件设计
3.1.1CPU卡件
PLC系统硬件的设计包括CPU模块、数字量输入模块、模拟量输入模块、数字量输出模块、安装导轨(机架)、电源等部分。
为满足项目输出模块数的要求，选择CPU314系列的，它的RAM为40KB。在机柜最多可以支持32个模块，完全能够对胜任六盘水地下管廊项目的控制需求[5]。
3.1.2模拟量输入卡件
模拟量输入卡件选用的型号为SM331。各温度、压力变送器、热电偶、热电阻、流量计等均可作为传感器与该模块相连。模拟量输入模块SM331实物如图3.5所示。
模拟量输入卡件一共有8个点，系统用到了其中的3个点，分别是环境温度、气体浓度和水箱液位，模拟量输入模块SM331接线图如图3.4所示。
3.1.3数字量输入卡件
数字量输入卡件选用的型号为SM321，将从过程传输来的外部数字信号的电平转换为内部S7-300信号电平。数字量输入模块SM321如图3.6所示。数字量输入模块接线图-1如图3.7所示。数字量输入模块接线图-2如图3.8所示。
图3.7数字量输入模块接线图-1图3.8数字量输入模块接线图-2
3.1.4数字量输出卡件
数字输出模块选择SM322,数字输出模块将PLC的指令转化为继电器信号输出。可以控制各类电磁阀、接触器和220V及380V的电机。
数字量输出模块主要通过继电器输出到电机回路的中间继电器和接触器中，控制电机的启停从而控制火灾情况。
5结束语
本文以设计的火灾自动报警系统以西门子S7-300PLC为控制核心根据检测参数的类型选择最合适的探测器，并将实测数据反馈给区域控制器，完全能实现本地和远程信息显示、交换和查询[7]。
参考文献
[1]360doc个人图书馆.火灾自动报警系统组成、工作原理和适用范围,谁整理的太强大了![EB/OL].http://www.360doc.com/content/15/0924/16/27914325_501271754.shtml.2018-11-17.
[2]王鹏,蔡贤卿.测温技术在城市地下综合管廊中的研究与应用[J].城市建设理论研究,2016,(9):98-99.
[3]沈耀宗.国办发布火灾报警控制器(联动型柜式)等15种产品介绍[J].消防技术与产品信息,2016,(7):110-118.
[4]防火门监控器的博客.电气火灾监控系统与火灾自动报警的对比[EB/OL]..http://blog.sina.com.cn/s/blog_14075a6160102vp1f.html.2018-11-17.
[5]陈刚,吴勇.民用建筑电气火灾简述及电气用房自动灭火系统设计[J].给水排水2016,(10).
作者简介：邓骁，男，1990年生，汉，硕士，高级工程师，毕业于四川大学控制工程专业，现任职于中建地下空间有限公司，主要从事项目管理工作。