基于PLC的消防自动巡检系统的设计与研究

发布时间：2017-09-07 03:14

  本文关键词：基于PLC的消防自动巡检系统的设计与研究

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【摘要】：随着我国社会经济的迅猛发展,各式各样的建筑拔地而起,建筑物内部各类易燃易爆物体比比皆是。尤其对于楼层层数过高、空间范围广、功能结构复杂的高层与超高层建筑,一旦内部失火,将造成巨大损失和惨烈后果。而且据调查,目前我国最高的消防登高车只能达到101米,对于那些高达上百米的超高层建筑往往无能为力,只能借助室内消防设施进行灭火。作为消防灭火设施核心关键设备的消防供给水装置,在整个灭火过程中起着至关重要的作用。虽然火灾属于小概率事件,但一旦发生火灾,消防水泵必须100%投入使用,正所谓“养兵千日,用兵一时”。《GA30.2-2002固定消防给水设备的性能要求和试验方法》是公安部于2002年颁布的行业性强制性标准,其中明确规定,对于长期处于非运行状态的消防设备应具备巡检功能,所以设计一套消防巡检系统很有必要。传统的消防巡检方式共有三种,分别是人工巡检、工频自动巡检与低频自动巡检。由于人工巡检需要耗费大量的人力、物力,且由于人们的倦怠心理,时间久了,人工巡检难免会沦为形式,形同虚设。而工频自动巡检与低频自动巡检各有各的优缺点,通常巡检系统会选择其中一种进行设计施工。而本文所设计的消防自动巡检系统将两者的优点结合,以可编程逻辑控制器PLC为控制核心,结合变频调速、传感器、消防联动报警控制与故障诊断等技术进行设计与研究。本文设计的方案中PLC将采用西门子公司的S7-300系列中使用广泛的315-2DP,变频器选用西门子公司的MicroMaster430,其是风机水泵专用型变频器。上位机采用研华工控机IP610,组态软件选用西门子公司的WinCC,实现对消防水泵巡检状态的监控,显示故障报警与历史数据曲线,并利用OPC技术与MATLAB相连,利用MATLAB计算能力强的特点基于模糊神经网络的故障专家诊断系统进行数据处理和故障原因分析。本文还将简要介绍消防供配电的设计,消防电源应独立于日常配电,应按至少两个独立电源组成双重电源配电,可以在末端切换。我国的消防安全工作指导方针是“预防为主,防消结合”,本文设计的消防自动巡检系统在火灾隐患的初期,就将火灾扼杀于萌芽之中,尽可能确保现代建筑物的消防安全和人民的生命以及财产安全,其为消防设施的日常维护监测提供了一种智能化、自动化、便捷化的解决方案,确保了其在使用时百分百投入使用,扑灭火灾。
【关键词】：消防自动巡检系统 可编程逻辑控制器 变频器 人机交互界面 故障诊断
【学位授予单位】：青岛理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU998.1;TP273
【目录】：

• 摘要10-12
• Abstract12-14
• 第1章 绪论14-18
• 1.1 消防巡检的意义14-15
• 1.2 消防自动巡检系统的国内外发展现状15-16
• 1.3 本论文研究的主要内容16-17
• 1.4 本章小结17-18
• 第2章 硬件的设计与选型18-36
• 2.1 系统总体层次结构18-19
• 2.2 可编程逻辑控制器PLC19-24
• 2.2.1 PLC简介19
• 2.2.2 西门子S7-300 系列PLC19-22
• 2.2.3 STEP7编程软件22-24
• 2.3 变频器24-27
• 2.3.1 变频器简介24-25
• 2.3.2 变频器调速原理25-26
• 2.3.3 变频器节能原理26
• 2.3.4 变频器选型及使用方法26-27
• 2.4 水泵的启动方式27-30
• 2.5 其他硬件的设计与选型30-35
• 2.5.1 液位传感器30
• 2.5.2 流量计30-31
• 2.5.3 压力传感器31-32
• 2.5.4 温度传感器32
• 2.5.5 振动传感器32-33
• 2.5.6 电压电流变送器33-34
• 2.5.7 自动转换开关ATSE34-35
• 2.6 本章小结35-36
• 第3章 消防自动巡检的工作原理36-68
• 3.1 三种巡检方式的介绍与比较36-39
• 3.1.1 人工巡检36
• 3.1.2 工频自动巡检36-38
• 3.1.3 低频自动巡检38-39
• 3.1.4 改进巡检方式39
• 3.2 消防自动巡检系统的基本组成39-43
• 3.2.1 消防水池39
• 3.2.2 消防栓泵控制柜与喷淋泵控制柜39-41
• 3.2.3 消防双电源电控柜41
• 3.2.4 消防自动巡检柜41-43
• 3.3 消防低频巡检的基本工作原理43-48
• 3.3.1 消防水泵低频巡检43-46
• 3.3.2 电气主回路巡检设计46-48
• 3.4 I/O点分配48-52
• 3.5 部分控制程序52-59
• 3.5.1 巡检主程序OB152-55
• 3.5.2 变频器启动 90kW和 30kW消防水泵的程序图55
• 3.5.3 模拟量采集程序55-59
• 3.6 防水淹设计59-60
• 3.7 短信报警60-64
• 3.7.1 GRM203A智能短信报警控制器概述60-62
• 3.7.2 短信报警模块配置步骤62-63
• 3.7.3 掉电报警63
• 3.7.4 轮班值守63-64
• 3.8 消防自动巡检系统供配电设计64-67
• 3.8.1 消防电源64
• 3.8.2 消防应急电源64-66
• 3.8.3 消防配电66-67
• 3.9 本章小结67-68
• 第4章 人机交互界面的设计68-78
• 4.1 组态软件简介68-69
• 4.2 WinCC组态软件介绍69-70
• 4.3 上位机监控系统设计70-77
• 4.3.1 WinCC组态软件与S7-300 通讯70-72
• 4.3.2 组态人机交互界面72-77
• 4.4 本章小结77-78
• 第5章 故障诊断78-100
• 5.1 OPC技术78-84
• 5.1.1 OPC技术的简介78-80
• 5.1.2 MATLAB与WinCC数据通讯的实现80-84
• 5.1.3 应用效果84
• 5.2 故障诊断84-99
• 5.2.1 故障诊断技术84-85
• 5.2.2 基于模糊理论的故障专家诊断系统85-89
• 5.2.3 基于模糊神经网络的故障专家诊断系统89-99
• 5.3 本章小结99-100
• 第6章 总结与展望100-102
• 参考文献102-105
• 攻读硕士学位期间论文发表及科研情况105-106
• 致谢106

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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8 项文强;张华;王Y，

本文编号：807082