PLC火灾自动报警控制暑号
张燕生口
摘要:本文提出了一种由可编程控制器(PLC)控
制的火灾自动探测报警控制器。将烟感、温度探测
器接入PLC，经PLC逻辑判断，经专用声光报警集
成电路来进行火灾报警、异常报警(烟感、温感其
中之一动作)、故障报警，并发出不同的声光信号、
显示出事故类型及位置。本控制器适用于总建筑面
积不超过100om2的各种地方，如图书馆、档案馆、
计算机房等处。由于PLC系统集成度高、杭干扰性
强、编程简单、系统便于开发和维护及升级，因此
其结构简单、可靠性强、开发使用及维护的成本都
很低，便于推广。
关键词:可编程控制器;火灾自动报警;烟感探头;
温感探头;自动监测
室内烟雾及温度的突变进行报警。
2、如探测器遗落，布线故障，内部元件损坏能
发生故障声光报警。
3、如两只探测器中有一个动作表示室内有异常
现象(如烟雾浓度过大或室内温差过大)，该装置
能发出异常报警信号，令值班人员到现场处理。
4、如烟感、温感探测器同时动作说明有火灾，
该装置发出火灾报警。
5、故障、异常、火灾报警的声光各不相同，有
明显的区别，并能准确地显示出事故类型及位置。
6、留有接口，便于以后的系统维护和升级。
一、引言
近几年来建筑事业发展迅猛，现代建筑中要求
具备火灾报警以至自动消防系统，目前国内厂家生
产的还是以晶体管、小规模集成电路或单片机为基
础的产品，其系统复杂、成本高，不易维护，因此
我提出一种由PLC控制的火灾自动报警控制器的设
想，其系统简单、成本适中、易于系统维护和升级。
该装置能满足以下要求:
1、该装置具有烟感探测器及温感探测器，能对
二、系统组成与工作原理
系统硬件原理如图1所示。1为探测器，包括
温感和烟感实现各种信息的采集;2为PLC控制器，
实现逻辑判断和控制;3为电源，提供24V直流电
源;4报警显示盘，能够准确地显示出事故发生的
类型及位置;5为声光报警电路，发出三种不同的
声光报警信号。PLC不断地发出探测信号到探测器
上，其反馈信号由PLC采集并判断是正常、故障、
异常、火灾四种情况哪一种，然后控制声光报警电
路。
1、探测器
传感器世界2000.7—27
技术与应用
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(1)温感探测器采用机械式差定温探测器。这种
探测器结构简单，灵敏度高，适于温度变化小的场
所。它是膨胀系数不同的双金属片组成，当温度变
化时，由于两种金属片会产生弯曲，因而使触点接
通。温感探测器信号探测的工作原理如图2(a)所示。
温度探测器K有三个接线端子，l是检查线，检查
探测器是否有故障;2是电源线;3是信号线，如温
度探测器动作，信号可从此线发出。平时在检查线
上加以矩形波信号，如图2(b)，高电平为检查周期，
由图2(a)可知，1端为高电平则3端信号线输出也为
高电平此为正常，反之如l端为高电平而在3端为
低电平，则表明温感有故障，故可以根据检查周期
3端信号线上的电平高低来检查探测器是否正常。
在探测周期1端无电压，如温感未动作(K未闭合)，
则信号线3端也应无电平输出，当有温度变化温感
动作K触头闭合，即使1端无电平输入，3端信号
线也有电平输出，此电平就是电源电压，故在探测
周期可根据3端的电压来判断温感是否动作。故根
据检查线上不同周期，信号线3上是否输出电平来
判断探测器是否丢失或断线，以及室内温度是否异
常。
吧吧县叠叠叠叠叠叠叠叠图图1系统硬件原理图光光光22222222222222222PLCCCCC报警电路路路lllll探测器器器器器器器器器器器
111检查线线
222电源线线
333信号线线
(((a)温度探测器接线端端
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卜卜一水一一一神卜弓岭一一今}}}
(((b)检查线上的矩形波波
图图2温度等效线图及波形形
(2)烟感探测器采用离子式感烟传感器。图3(a)
为离子烟感传感器的原理图，图3(b)为工作电压波
形图。它由1检查电离室、2补偿电离室、3信号放
大电路、4开关转换电路、5火灾模拟检查电路以及
6故障自动监测电路等组成。当无烟时，补偿室和
检查室的电压几乎相等:而当有烟时，烟进入检查
室，使电离电荷迁移速度降低，电离电流减少，监
测室的等效阻抗增加，而补偿室内阻抗保持不变，
因而引起电离室分压比的变化，在信号放大回路输
入端产生电压△V，此电压增加到一定值时，开关
转换电路即动作，发出报警信号并使确认灯亮。
为了防止传感器至控制器间发生电路断线、接
触不良、传感器丢失等问题发生，设有故障自动监
测电路。当发生上述情况之一时，故障监测电路动
作并发出报警信号，为防止探测器内部元件损坏而
引起误报。传感器设有火灾模拟检查电路，定期通
以电平，在信号端应有信号发生，否则应报传感器
故障。由图3(b)工作电压波形图可知在传感器检查
线上加以矩形电压波形，如传感器正常则信号线上
电平与检查线波形相同。如传感器内部元件损坏或
断线则不论检查线上电压如何，信号线上的电压皆
无电压，即为故障状态。而当检查线无电平输入时，
信号线上仍有电压输出则表明烟感探测器己动作。
2、PLC控制系统
PLC采用日本欧姆龙(OMRON)公司的C20
可编程控制器。其输入端0000一0015分别接入各室
的烟、温感信号线(至多16个)。输出端0500输
出一个矩形波信号接到各室的烟、温感检查线，
0501一0503接到声光报警器上发出不同的声光信号，
0501一0508接到报警显示盘上，显示事故类型及地
址。
3、报警显示盘
报警显示盘的面板如图5所示。由PLC输出端
0501一0505发出的状态信号送至报警显示盘，可以显
示出烟、温感异常或故障或火灾状态，并且由
0506一0509发出的四位地址信号送至显示盘，可以显
示具体地址(至多8个)。
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技术与应用
TeehnologyAPPlieation
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A检查线
B电源线
6故障自动全爹包客
确认灯检查电离室
信号放大电
5火灾模拟
检查电路
4故障自动
监测电路
2补偿电离室C信号线
D地线
(a)离子烟感探测器原理
检查线
一一门
一一-习
信号线(正常)
信号线(故障)
信号线(异常)
(b)工作电压波形
图3离子烟感探测器原理图及波形
烟信1
温信1
0000
C20
0500+黔号接至传感器的检查线05011井.军r~~~~，
烟信2
温信2
00020502
0503
系统采用模块化结构，编程使用用梯形图语言，因
此其系统非常便于维护，功能扩展性强、升级容易
且成本低。
声光报警
0504
INPUI，
0014
0015
24V
0505
OUTPUT0506
0507
报警
显示盘
烟信…
温信…
+24V
0508
0509
地
熬
蕊落夏漂
石刃、
地址b
地址c/
地址.材
地
图4PLC系统原理图
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巨巨巨画巫三口冽’显示盘面板板板
烟烟烟烟感故障障障障障障障障障障
PLCFireAutoalarm
Abstraet:Thisartieleofl七rsusaninstrumenioffireallto
一alanneontrolledbyPLC.Itreeeivesfiresignalby
smokedeteetorandtemPeraturedeteetor，andanalyses
logie，thenissuesdifferentlightsoundsignalsand
statusmessages:FireAlarlll，UnusualAlert，FaultAlert，
andshowsthePlaces.ThisinstrumenteanbeaPPliedtotheplaceswhiehareaIessthan100omZ，forexample，
libraries，arehivesandeomPuterroomsete二This
instrumenihassimPlestruetUreand15reliable，andean
bedeveloped，maintainedandPopularizedeasilyand
eheaply，beeauseofifshighintegratedandanti一amminglevel，modularsystems如etureand15easytobe
programmed.
Keywords:progr田的mableLogiealController，Fire
Autoalarlll，SmokeDeteetor，TemPeratureDeteetor，
Aut0IT10llitor一
三、总结
本火灾自动报警控制器不同于其他的专用火灾
报警控制器之处就在于它是采用PLC为控制核心，
作者简介
张燕生:中国煤田物探研究院，河北泳州072750
读者服务卡编号008口
传感器世界2000.7
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