毕业设计(论文)plc控制的地下停车场通排风系统

1、在这个城市现代化建设的高速发展的时代， 城市交通中使用的各种型号的汽 车数量同样在飞速增长 , 地下停车场已经成为多数新高层建筑不可或缺的配套设 施之一，并与人们的生活息息相关。地下停车场具有面积大、节约用地、管理集 中等优点。 而改善地下停车场内的空气质量， 保证处于地下停车场人员的安全与 健康，是进行通排风系统设计的出发点。随着地下停车场的兴建， 如何解决好地下停车场的通排风设计问题和最大限 度的利用能源是地下停车场设计中的一个重要问题。 要求设计既能满足平时通排 风要求， 排除汽车在停车场内产生的有害气体， 送入新鲜空气， 使各有害物含量 符合国家相关规定的卫生标准的要求； 又要满足火灾

2、初期能够顺利排烟， 以保证 火灾发生初期快速扑灭火灾火源， 阻止蔓延， 同时控制烟雾的扩散， 强制排掉产 生的烟雾，以保证停车场内的人员能够尽快撤离现场， 减少损失， 保障火灾的扑 救。由于停车场的空间相对较大，其状态又较封闭。因此，停车场必须同时考虑 排风系统以及排烟系统的设计， 而且处理好这两者之间的关系， 对停车场的设计 有着较大的意义。本设计通过整理分析怡馨花地住宅小区项目 （ 32-36 栋）地下停车场的数据， 经过计算得出了地下停车场的汽车尾气排放量、 送风量以及排风量， 然后选择风 机类型，从而设计出基于PLC控制的地下停车场排风系统。地下停车场供排风系 统可以降低工程造价， 提

3、高地下停车场的空气质量、 增强在地下停车场人员的舒 适感。本设计基于PLC和变频技术的地下停车场通排风系统集变频技术、电气技术 和现代控制技术于一体。 采用该系统进行排风可以提高通排风系统的稳定性和可 靠性，同时系统具有良好的节能性， 这在能源日益紧缺的今天尤为重要， 所以研 究设计该系统，对于提高效率以及降低能耗等方面具有重要的现实意义。1相关资料分析1.1地下停车场有害物质的种类地下停车场内汽车排放的主要有害物是一氧化碳（CO、碳氢化合物（HQ、 二氧化碳（CC?）、氮氧化物（NOX、铅（Pb）和二氧化硫（SO）等。它们基本 都产生于汽车的排气系统。燃油箱、化油器的主要污染物为碳氢化合物（

4、 HC, 即是由燃油气形成的。假如控制不好，其污染物将达到总污染物的 15%20%。 有的汽油内加有四乙基铅作抗爆剂， 致使排出的尾气中含有大量铅成分， 其毒性 比有机铅大100咅，对人体的健康和安全构成很大的危害。汽车在地下停车场内的启动和加速过程均为怠速运转。在怠速的状态下，一氧化碳（CO、碳氢化合物（HC和氮氧化物（NOX三种主要有害物散发量的比 例大约为7: 1.5:0.2 。由此可见，一氧化碳（CO是地下停车场内最主要的污 染气体。根据TT36- 79工业企业设计卫生标准规定可知，以稀释汽车排气 中CO含量（0.01-0.1%、到容许浓度的新鲜空气倍率（1001000）为最高，故通

5、风量能够满足CO的卫生标准时，其它有害物成份均在卫生标准可容许范围内。 停车库中CO容许浓度规定为0.1以下。1.2地下停车场设计相关准则目前，国内并没有制定出正式的关于地下停车场通排风系统设计计算的统一 规定，各种资料和文献中介绍的排风量的计算方法也各不相同。比如说在日本， 对于停车场面积大于500mi时，如果开口面积不到地板面积的1/10，就要应用机 械通风，而且需要提供25 mVh以上的新风量。美国对于地下停车场的通风换气 次数建议为46次/h或按每平方米面积4L/S确定通风量。芬兰建筑相关法规 规定地下车库的最小新风量为2.7L/S.吊。目前我国常用的有，用规定的停车场 换气的次数来确

6、定系统送风量和排风量。民用建筑采暖通风设计技术措施 中第4.26条规定，如果没有计算资料， 可依据换气的次数来估算，一般排风量不得小于6次/h，送风量不小于5次/h。如果夜间或使用备用电源，可以降低到 3次/h。由清华大学编制地下车库设计标准第 125条规定，通常情况下，停车场 与坡道换气的次数到610次/h，即可满足稀释有害气体的需要。涉及高层建筑地下停车场排风设计的国家标准有，（GB50067-97规范规定超过2000 m2的地下停车场应当设置排烟系统。无自然排烟条件时，应该设机械 排烟设施。汽车库、修车库、停车场设计防火规范第条规定，地下停车场排烟时风 机排烟量可按照换气次数大于或等于

7、6次/h来计算确定；停车场内无自然补风 条件时，应该设机械补风系统，且补风风量满足汽车库、修车库、停车场设计 防火规范中不小于排烟量的50%勺规定。停车场设置机械通风系统时，送风量 宜为排风量的80%85%送风口宜设在下部或汽车通道的上部。2怡馨花地住宅小区项目地下停车场的设计方案分析原始资料：怡馨花地住宅小区项目（32-36栋）地下停车场总面积4000吊， 车库平均高度为3m则车库空间总体积为12000用。由以上的地下停车场相关准则来看， 各种规范推荐的换气次数相差很大，因 此，我们在选用时，应该根据地下停车场的实际情况去仔细、分析、比较并慎重 选取。另外，由于各地下停车场平均每台车占面积不

8、同，通常为2040 m。据网上查询相关资料得知，有的停车场达到每台车甚至占地50 m2。如此一来，假如只用换气的次数来确定地下停车场的排风量， 对于有着不同面积有害气体排量接 近的两个停车场而言，其计算的排风量可能会出现较大的差别。也就说，如果盲 目用换气的次数来计算地下停车场的排风量，就有可能出现风量过大的现象，造成通排风设备运行费用的浪费；也有可能出现风量太小，造成停车场内有害物的 浓度超过相关标准的现象。所以，根据以上分析。本设计采用变频技术的变风量系统，排（烟）风机采 用消防高温防排烟风机，正常情况下作排风机使用，一旦火灾时，便作排烟风机 来排除烟雾，风机入口处设置一个 280 r常开

9、的排烟防火阀，当火灾温度到达 280 r时排烟防火阀熔断连锁关闭排（烟）风机。而伴随着各类汽车在停车场进 出频率的不断变化，停车场内气流中一氧化碳气体浓度随之变化着， 通过检测停 车场内气流中的co气体浓度，当该浓度大于设置的调节值，则把该信号传送到 控制器。控制器便发送信号给变频器，进而调节送风机和排（烟）风机的转速， 从而达到调节风量，保证地下停车场空气正常流通的目的。 本设计保持使排风量大于送风量，以保持车库内有一定的负压。2.1防烟分区地下停车场面积超过2000m2应设置机械排烟系统。机械排烟系统可以与人 防、卫生等排气、通风系统合用。因为怡馨花地住宅小区项目（32-36栋）地下停车场

10、建筑面积达4000平方米，所以应该设置机械排烟系统。防火分区采取防火分隔的措施而划分出来的、能够在一定的时间内阻止火灾蔓延到同 一建筑物的其余部分的局部区域（或者空间单元）就是防火分区。在建筑物内采 用划分防火分区这一措施，可在建筑物如果火灾发生之时，将火势控制到一定范 围之内，从而降低火灾的带来的损失，也可以为疏散人员保证安全、 扑救火灾等 提供最有利条件。以防火的情况来看，将防火分区分的越小，越利于停车场的防火安全。但是 如果分区划分过于小，则肯定会影响相关功能的使用。所以防火分区划定的面积 要考虑建筑物火灾的危险性、消防扑救能力、重要性、建筑物高度、和火灾的蔓 延速度等因素。高层民用建筑

11、设计防火规范 规定地下停车场，一个防火分区划分的最大 建筑面积不得超过4000吊。防烟分区所谓防烟分区是为了把火灾烟气控制到允许范围之内， 利用防烟隔断将一个 防火分区划分为多个小区域。防烟分区就是对防火分区进行细分，防烟分区的作 用是控制火灾时产生烟气的流动，但是它不能防止火灾火势的蔓延。根据高层民用建筑设计防火规范 的规定，设置排烟设施的走道及净高不 超过6米的房间，要求划分防烟分区。它可以通过挡烟垂壁，隔墙或从顶棚下突 出不小于0.5M的梁来划分。挡烟垂壁是用不燃材料制成，从顶棚下垂不小于 500MM勺固定或活动挡烟设施。活动挡烟垂壁在火灾时因感温，感烟或其他控制 设备的作用，能自动下垂

12、。每个防烟分区一般情况下用单独的排烟系统来进行排烟。假如防烟分区的面 积太小，排烟系统或者垂直烟道的数量就必然增加，建筑的造价也随之增加；假如面积过大，则烟雾波及的范围必然增大而火灾的面积增大，疏散与扑救会变得很不利。一个防烟分区建筑面积按照汽车库、修车库、停车场设计防火规范的规 定，不宜大于2000 m2,且防烟分区不得划分在防火分区之外。根据该建筑面积 划分，怡馨花地住宅小区项目（32-36栋）地下停车场最少可分为2个防烟分区。 2.2地下停车场的通风装置设计停车场的通风要求有全面均匀送风和全面均匀排风的机械通风装置，且应防止停车场内局部的气流滞留。考虑到气流在地下停车场内可能出现的涡流，

13、 而导 致部分污染气体长久无法排出，本设计安装引导射流器诱导风机用于引导污染气 体，顺利排气。在排烟设计方面，对于2000m以上的停车库，应考虑有效的机械排烟措施。2.2.1诱导通风系统的基本原理诱导通风系统即依据射流诱导的特性， 用送风机在风口处输送新风，利用射 流器高速度喷出来的空气射流，搅拌停车场内的空气，不光能稀释停车场内的有 害气体，而且能够诱导被搅拌的空气沿着预先设置的方向流动，进而达到用送风机在风口处输入新风，而将停车场内的废气顺利从排风口排除的目的。这样，就能保障停车场内较好的换气效果。 随着射流程距喷嘴距离的增加，射流的速度以 及诱导作用将随射流程距喷嘴距离的增加而慢慢减小。

14、所以达至一定射程后，必 须有另一台射流器来衔接，从而形成“气流推拉作用”，使整个空间产生流动的 速度场。诱导通风系统包括送风风机、多台诱导风机和排风风机，其中诱导风机由超 薄箱体、低噪音前向多翼离心风机、可任意调节方向的喷嘴三部分组成。送风机 提供新鲜空气，诱导风机将室内空气与之充分混合后，沿一定方向到达排风口， 由排风机排出。采用诱导通风系统，应该在每个防烟分区内设置火灾报警系统， 火警时，诱 导系统停止运行，同时送风机及排烟风机、排烟口运作进行排烟。送风风机援凤凤机图2.1诱导通风系统布置示意图2.2.2诱导通风系统的特点（1）节省空间，减少土建投资：诱导风机机箱体一般只有250mn高，布

15、置在 梁间，直接吊挂在楼板下，能够降低停车场设计的层高大约 400mm减少开挖费 用以及混凝土浇筑费用。（2）施工简单，降低安装的费用：诱导风机的体积相对较小，重量轻，无需 接管；安装形式繁多；采用单相 220V的电源，配线便洁。（3）管理方便，节约运行费：诱导风机采取高效率而低噪音的风机以及符合 空气动力学特性曲线的高速喷嘴，噪音较低，所用的高品质无油式轴承电机不需 要定期添加润滑油。（4）通风效果好：诱导系统可以有效地搅拌周围的空气，不容易产生死角。如果有有害气体滞留时，能够随时调整风机喷嘴的方向，以适应各种建筑形式。 使空气均匀分布，有害气体经过充分的稀释以后平均浓度也随着将低。就算送风

16、风机与排风风机不运行的情况下，诱导风机也能够单独运行使空气正常流动。2.2.3采用排风兼机械排烟系统根据怡馨花地住宅小区项目（32-36栋）地下停车场的资料得知该停车场可 只设置一个防火分区，若排风与排烟风机通用（即采用机械排风兼作机械排烟系 统，平时作排风用，火灾时作排烟用），这种设计可节约设备的初投资。排风系 统和排烟系统可以通用一部分的风管， 能降低管材用量与安装的费用，也可以留 出空间给其他的专业管线布置。诱导风机通过高速度喷出的气流来带动一定范围的空气，使新风与室内空气充分混合稀释以后，沿者预先设置的方向流动至排风口，由排风机将气体排出。 当某一防烟分区有火灾发生时，诱导风机关闭，风

17、机开始排烟。224排风与排烟系统对气流组织要求不同的矛盾停车场的排风系统采用上部排出1/3，下部排出2/3的废气；但是对排烟系 统来说，由于烟气是上升流动的，所以排烟口一般设在上部。如果火灾发生，为 阻止火灾区域的烟雾侵入非火灾的防烟分区内， 此时非火灾发生的防烟区的排烟 口必须关闭。所以在排风兼作排烟的系统中，应当采取适当的措施，来解决排风 与排烟系统对气流组织要求不一致的矛盾。在排风兼排烟系统的风道布置时，要考虑防火分区和防烟分区问题。就是说， 可以布置一两个复合系统在一个防火分区内，按防烟分区来设置系统分支管。排风和排烟系统可以用不同的风道复。其中一条按照排风系统的要求设计 时，另外一条

18、按照排烟系统的要求来设计， 通过各阀门的开启和关闭，来实现排 风系统和排烟系统的正常运行。正常情况下排烟口的阀关闭，而排风口的阀开启， 风机运行，排出汽车废气。当火灾发生时，则排风口的阀关闭，并连锁打开排烟 口的阀，调整风机风速，进行排烟。此复合系统具有独立性强、平时排风与火灾 时排烟互不影响、可靠性高、排风与排烟共用一套风机系统节省投资等优点。 其 缺点是风道布置相对复杂些。2.2.5补风系统防烟分区要有一个机械补风系统。补风风机平时关闭，火灾时运行。当送风 温度超过70C时，风机入口处的防火阀自动关闭，同时风机停止运行。补风风 管上的防火阀的熔断温度定为 70C（北京市建筑设计研究院建筑设

19、备专业技 术措施第18.4.10条），是因为排烟和补风是火灾初期人在灭火或撤离时使用 的，补风系统在还没产生大量高温火焰， 只产生大量烟气，补风风机送入低温的 新风，防火阀不会很快熔断，不影响排烟使用。排烟机设280E的防火阀，但是 是以补风机防火阀的熔断温度定为 70 E为前提。假如只有在排烟风机前的280C 防火阀熔断后，补风系统才能联锁停机，防火阀的熔断更加滞后于排烟系统， 尤 其是平时使用的机械通风的送风系统作为补风系统时，会因穿越各防烟分区的风 管不能及时关断带来不安全因素。本设计采用机械通风的送风系统同时作为排烟时的补风系统， 补风风量满足 汽车库、修车库、停车场设计防火规范中不小

20、于排烟量的 50%勺规定。故火 灾时可用变频器调节送风机的送风量，从而达到补风量的数值。2.3系统框架原理图图2.2系统框架原理示意图3电气主电路的设计3.1风机地下停车场的排风量、送风量和排烟量的计算地下停车场风量的计算按照全面通风考虑，当停车场内有害气体浓度C处于 稳定状态时，所需的全面通风量为：L=G/ (C-CO), m 3/h (1)L-地下停车场排风量，nVh ；G-地下停车场有害气体产生量，mg/h；C-地下停车场有害气体允许浓度，mg/ m3 ；C-地下停车场地面上大气中有害气体浓度，mg/m3。因为地下停车场内同时产生多种有害气体， 所以排风量应该根据公式(1)， 分别计算出

21、稀释各有害气体所需的风量， 然后取其中的最大值。然而根据相关资 料分析，停车场稀释CO的排风量是最大值。因此，根据地下停车场CO允许浓度 计算排风量即可。根据国家标准规定，车间空气中CO的最高允许浓度为30mg/m, 当工人工作时间一次不超过 30min时，CO允许浓度可放宽到IOOmg/用。故地下 停车场内空气中CO的允许浓度建议取100mg/m。停车场内在大气中的CO浓度, 查询相关资料为2.713.23mg/m3，设计中可取3mg/m。贝U C-C= 97mg/m。而停车场内的有害气体产生量 G用CO专感器检测得出相 关数据，这样便能得出排风量的数值。因为考虑到停车场内的有害气体溢出的可

22、 能性，所以停车场内应该维持一定的负压。 另外，停车场的排风量必须大于送风 量。一般情况下，送风量可设排风量的80%85%,而其余的15%20%补风靠自然补充。已知停车场的通排风系统确定排风量是依据计算全面通风稀释停车场内有害气体的浓度到允许值以下为原则。 而火灾时排烟系统确定的排烟量为，如果排 烟系统只负责单独的防烟分区，就应该按照排烟分区的面积每平方米大于 60nVh 去计算；负责多个防烟分区的时候，则应该按照其中最大的那个防烟分区面积每 平方米大于120riVh来计算。同时规定排烟系统的风机其最小排风量不得小于 7200nVh。怡馨花地住宅小区项目(32-36栋)地下停车场总面积4000

23、吊，车库平均高 度为3m则车库空间总体积为12000帛。假如该地下停车场最高峰 CO排放量为 1840mg/s,该停车场最大排风量：L=G/ (C-Cc)=1840 X 3600 /97=72000 m 3/h。送风量为排风量的80%85%可约等于60000 m7h。3.1.2风机及适配电机的选型则可安装丫4-73N0.8通风机用于送风；排风量72000 ni/h，可安装GY系列消 防高温排烟排风两用轴流风机，选定机型为 GYF-I型5.5#。表3.1通风机参数型号风量(M/H)用途功率噪音Y4-7330993送风9.39KWX*X/股沟ARC-485 iuss-U)410VovAIMI-t

24、A1NVDINIDH2DI M3DM+34 VA1N2 AlhCb1rt.345fl78310HDIN 5 Dir A0UT2+ iDJT2图3.1 MM430端口图3.3保护电路低压断路器的选型低压断路器按结构和用途分为塑料外壳式(装置式)、框架式(万能式)、限流式、漏电保护和快速断路器等。电压断路器按用途可分为：配电用断路器、电 动机保护用断路器、照明用微型断路器、剩余电流保护用断路器等。其中，塑料 外壳式断路器主要用于电动机的保护。选择低压断路器时应注意以下几个方面：低压断路器的额定电流和额定电压应大于或等于线路、设备的正常工作电压和工作电流；即：I 总29.4*2+6*17.7+2*3

25、8+6*26+12*17.7=609.4A ;I送风机29.4A;I排风机 17.7A;I 诱导风机 12*17.7=212.4A ;UN 380V低压断路器的极限分断能力应大于或等于电路最大短路电流：Ik I K.MA=Ep /Z min欠电压脱扣器的额定电压等于线路的额定电压：V 脱=VN=380V 定时限过电流脱扣器的整定值(In)。定时限过电流脱扣器主要用于保证 保护电器的动作的选择性。 定时限过电流脱扣器的整定电流， 应躲过短时间出现 的负荷尖峰电流。即I NKrel2 I stMI + I C ( n-1) TOC o 1-5 h z 式中Krel2 低压断路器定时限过电流脱扣器可

26、靠系数，取1.2 ；I stMI 线路中最大一台电动机的起动电流，A；I C (n-1 )除起动电流最大的一台电动机以外的线路计算负载电流，A。电机回路 I N 1 .2*205.8+0=246.96总线路 I N 1.2*205.8+(38+205.8)=607.32由于DZ20系列塑料外壳式断路器的脱扣器整定电流壳架而定电流 100A级的 配电用宜采用10In,保护电机用12In； 200A级的配电用宜采用51 n、101 n,保护 电机用81 n、10I no额定极限短路分断能力级别有 4种：丫 一般型，G最咼型，J 较高型，C经济型。变频器自带短路保护，所以变频器回路不需要低压断路器。

27、因此，送风机线路和排风机线路选择低压断路器的型号为：DZ20Y-100诱导风机线路选择低压断路器的型号为：DZ20J-225；总线路低压断路器的型号为：DZ20-630。表3.6低压断路器型号参数型号壳架额定电流/A额定电压/V脱扣器整定电流断路器额定电流/ADZ20Y-10010038012I N62DZ20J-22522538012I N225DZ20-63063038010I N6303.3.2交流接触器的选型正确地选择接触器就是要使得所选用的接触器的技术数据，能满足控制线路对它提出的要求，选择接触器可按下列步骤进行：依据接触器的任务，确定接触器的系列； 依据接触器所控制电路的额定电压确

28、定接触器的额定电压；根据被控制电路的额定电流及接触器安装的条件来确定接触器的额定电流；一般情况下对于控制主电路为交流的应采用交流的控制电路。电磁线圈 的额定电压要与所接的电源电压相符， 且要考虑安全和工作的可靠性。交流电磁 线圈的电压等级有：36V、110 V、127 V、220 V和380V等；直流电磁线圈的电 压等级有：24V、48 V、110 V、220 V 和 440V等。对于某些机械设备对接触器的固有吸合时间、固有释放时间及释放电压 所提出的要求也应予以考虑。交流接触器主触头额定电流可按下面经验公式计算：lec=Pe/KUe式中lec 主触头的额定电流(A) ； Pe 额定功率(KW

29、)Ue-额定电压(V) ； K 系数，取11.4。所以各电机和变频器都可采用 SC-E2交流接触器。表3.7接触器参数使用处型号主触头额定绝 缘电压/V辅助触 头对数线圈 电压/V线圈 电压/V额定操作 频率/(次/h)可控制器最 大功率/KW对数额定 电流220V380V电机处CJ20-402406602常开2常闭3802201200/6001122变频器CJ20-402401122中间继电器的选型中间继电器用于继电保护和自动控制系统， 使触点数量和容量增加，在控制 电路中传递中间信号。中间继电器的结构原理和接触器类似， 跟接触器的主要区 别：接触器的主触头能够通过较大的电流， 而中间继电器

30、的触头则只可以通过较 小的电流，运用在控制电路。一般无主触点，因为其过载能力很小，所以用的全 部为辅助触头，且数量繁多。JZ, HZ系列静态中间继电器用于各种保护和自动控制线路中。此类继电器 由电子元器件和精密小型继电器等构成。静态中间继电器有 JZJ（ HZJ）、JZY（HZY）、JZL（HZL）、JZB （HZB）、JZS（HZS） 等型号。其中，JZ和HZ表示静态中间继电器。第三位字母：J表示交流工作电 压，丫表示直流工作电压，L表示电流工作，B表示带保持，S表示带延时。静态中间继电器的特点如下：（1）静态中间继电器采用线圈电压较低的多个优质密封小型继电器组合而成，防潮、防尘、不断线，可

31、靠性高。（2）功耗小，温升低，不需外附大功率电阻，可任意安装及接线方便。（3）继电器触点容量大，工作寿命长。（4）继电器动作后有发光管指示，便于现场观察。（5）延时只需用面板上的拨码开关整定，延时精度高，延时范围可在0.02-5.00S任意整定。根据设计内容，本次选用中间继电器的型号为JZJ-220。表3.7中间继电器参数型号触头参数操作频率线圈消耗功率线圈电压N常开常闭电压N电流/AJZJ-220222201012005W220V3.4主电路图图3.2主电路图地下停车场通排风系统的电路图如图 3.2所示。M1 M2为两台送风风机的 电动机，考虑到系统节能的低频运行，故各电机必须单独接变频器。

32、M3 M4 M5 M6 M7 M8为六台排风兼作排烟风机的电动机，同样考虑到系统节能的低频运 行，各电机也必须单独接变频器。接触器 KM1 KM3分别控制M1 M2变频运行。 接触器 KM5 KM7 KM9 KM11 KM3 KM15分别控制 M3 M4 M5 M6 M7 M8变频运行。接触器KM2 KM4接通控制M1 M2工频运行，接触器KM4 KM6 KM8 KM10 KM2、KM14接通控制 M3 M4 M5 M6 M7 M8工频运行。而接触 器KM17控制诱导风机搅拌空气。M4 M24为驱动诱导风机的电机。QA1为主电源 电路总开关，QA2 QA3 QA4 QA5 QA6 QA7 QA

33、8 QA9 QA10分别各自线路 电动机短路保护用的低压断路器。在进行电动机工变频切换时，必须注意以下问题，当电动机从变频状态切换 到工频状态时，必须先断开 KM1使电机与变频器脱开，然后再接通 KM1 KM2 将电动机接至工频电源，以避免变频器的输出端与工频电源相连接而短路。4控制电路4.1PLC简介可编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执 行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术操作等面向用户的指令，并通过数字 或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。犒入电路中央处理单元系统程序存储器电漁系统程序存储器I图 4.1 PLC控制系统示意图4.1.1基本结构可编

34、程逻辑控制器实质为是一种用于工业控制的计算机，它的硬件结构和微型计算机基本相同，构成为：（1）中央处理单元（CPU）；（2）存储器；（3）输入和输出的接口电路；（4）功能模块；（5）信号模块（SM ；（6）通信模块。电源PLC中的电源一般有三类：+5V 15V、DC24VS流电源：供PLC中TTL芯片和集成运放使用；供输出 接口使用的高压大电流的功率电源；锂电池及其充电电源。考虑到系统的可靠性和光电隔离器的使用，不同类型的电源其地线也不同。4.1.3工作原理当可编程逻辑控制器投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成三个阶段称作一个扫描周期。在整个

35、运 行期间，可编程逻辑控制器的 CPU以一定扫描速度重复执行上述三个阶段。第（n-於:hHS 田甘B 4第II个扫描罔期第仗+1片嘴归堆闺甘B输出刷新 30A (m2R (m)A (m2)R (m)A(m2)R (m)感烟探测器Sw 80hw 12806.7807.2808.0S 806 v hw 12806.71008.01209.9h w 6805.8807.21009.0设一个排烟分区为一个探测区域内所需设置的探测器数量，应由下式计算:式中:N个探测区域所需设置的探测器数量（只），N 1（取整数）;S个探测区域的面积（m2）;A个探测器的保护面积；K修正系数，重点保护建筑 K取0.70.

36、9，普通保护建筑K取1.0。 所以，在满足规范对探测器设置位置要求的前提下，根据上述条件计算探测器的数量如下:S = 600 m根据建筑的重要性选择K = 1根据公式:=600/ (1X 80) =8 只CO传感器对常规的通排风系统，根据co传感器的检测会发现传统的记那时方式在各 区域的不用送风口以及不用排风口间一氧化碳的浓度的分布是不均匀的。一般从送风口至排风口的浓度逐步变大。使一氧化碳浓度曲线呈锯齿状，可能使人员行经时经过区域的co浓度值反而大于整体平均值。使用诱导风机通风系统时， 由于诱导风机喷射射流出口风速高，四周诱导的风量较大，车库中空气流动的速 度增加，使停车场的空气搅拌均匀，故能

37、维持全区较稳定的co浓度。所以在排(烟)风机进口前的风道内安装一氧化碳(co气体传感器，就能检测出停车场 内气流中的co气体浓度。本设计米用一氧化碳传感器co-Tl一氧化碳(co传感器TGS5042主要参数:一氧化碳检测范围：0-200ppm输出信号：420mA响应时间表：60S ;工作温度：050C；工作湿度：090%RH供电范围：DC130V。4.3PLC 10 口地址分配表4.2IO 口输入地址分配表序号地址对象功用1I0.0SB1循环启动2I0.1SB2循环停止3AIWOWC1区域1烟雾传感器4AIW2WC2区域2烟雾传感器5AIW4WC3区域3烟雾传感器6AIW6WC4区域4烟雾传感

38、器7AIW8WC5区域5烟雾传感器8AIW10WC6区域6烟雾传感器9AIW12WC7排风机口 CO浓度传感器表4.310 口输出地址分配表序号地址对象功用1Q0.0KA0.0#1电机接变频器2Q0.1KA0.1#1电机接工频3Q0.2KA0.2#2电机接工频4Q0.3KA0.3#2电机接变频器5Q0.4KA0.4#3电机接变频器6Q0.5KA0.5#3电机接工频7Q0.6KA0.6#4电机接工频8Q0.7KA0.7#4电机接变频器9Q1.0KA1.0#5电机接工频10Q1.1KA1.1#5电机接变频器11Q2.0KA2.0#6电机接工频12Q2.1KA2.1#6电机接变频器13Q2.2KA2

39、.2#7电机接工频14Q2.3KA2.3#7电机接变频器15Q2.4KA2.4#8电机接工频16Q2.5KA2.5#8电机接变频器17Q2.6KA2.6开启诱导风机18Q2.7KA2.7开启排风口阀19Q3.0KA3.0关闭排风口阀20Q3.1KA3.1开启排烟口阀21Q3.2KA3.2关闭排烟口阀4.4本系统中PLC及模块的选取本方案中共需使用数字输入触点2个模拟输入触点7个数字输出触点21个。其中数字输入部分按钮开关2个；模拟输入部分烟雾传感器6个，CO专感器1个；数字输出部分送风电机2个，排风（烟）电机6个，变频器控制8个，诱导 风机一个，排风（烟）阀4个。根据设计需求配套使用如下模块。

40、表 4.4S7-200 CPU224技术规范CPU 224集成的数字量输入/输出14入/10出最大可扩展的数字量输入/输出范围168点最大可扩展的模拟量输入/输出范围168点用户程序区8 KB数据存储区8 KB编程软件Step 7-Micro/WIN布尔量运算执行时间0.22标志寄存器/计数器/定时器256/256/256可连接的扩展模块数量（最大）7个4.4.1电源模块输入电压为交流220V,输出为DC24V主要为CPU模块和扩大的输入/输出 模块提供DC24V的电源。4.4.2EM222 8 RELA Y数字量扩展模块用来增加基本单元输入输出口数量，以满足不同的控制需 要，节约投资费用。E

41、M222 8 relay由两组每组4个继电器输出口组成EM235模拟量模块EM235是最常用的模拟量扩展模块，它可以实现4路模拟量输入和1路模拟 量输出功能。表4.5EM235模块的技术参数模拟量输入的特性模拟量的输入点数4输入范围电压（单极性）010V 05V 01V 0500mV 0 100mV 0 50mV电压（双极性）土 10V 5V 2.5V 1V 500mV 250mV 100mV 50mV 25mV电流020mA数据字格式双极性全量程范围为-32000+32000单极性全量程范围为032000分辨率12位A/D转换器模拟量输出的特性模拟量的输出点数1信号范围电压输出 土 10V

42、电流输出020mA数据字格式电压-32000 +32000电流032000分辨率电流电压12位电流11位（1） EM235模块AI对应2线制、3线制、4线制的接线：对于2线制的，传感器的+接到24V,传感器的-接到A+上, A-和M连接上； 对于3线制的，传感器的+接到A+,传感器的-接到A-上。外供电源的-和A-相连；对于4线制的，传感器的+接到A+，传感器的-接到A-上。电源直接外供。（2）配置 EM235下表所示为如何用DIP开关设置EM235模块。开关SW倒SW6可选择模拟量 输入范围和分辨率。所有的输入设置成相同的模拟量输入范围和格式。表2所示 为如何选择单/双极性（SW6、增益（开

43、关SW4和 SW5和衰减（开关SW1 SW2 和SW3。下列表中，ON为接通，OFF为断开。单极性满量程输入分辨率SW1 SW2SW3SW4SW5SW6ONOFFOFFONOFFON0- 50 mV12.5 叮OFFONOFFONOFFON0 - 100 mV25叮ONOFFOFFOFFONON0 - 500 mV125叮OFFONOFFOFFONON0 -1 V250叮ONOFFOFFOFFOFFON0 - 5 V1.25 叮ONOFFOFFOFFOFFON0 -20 mA5OFFONOFFOFFOFFON0 -10 V2.5 mV双极性满量程输入分辨率SW1SW2SW3SW4SW5SW6O

44、NOFFOFFONOFFOFF 25 mV12. 5 叮OFFONOFFONOFFOFF 50 mV25叮OFFOFFONONOFFOFF 100 mV50叮ONOFFOFFOFFONOFF 250 mV125叮OFFONOFFOFFONOFF 500 mV250叮OFFOFFONOFFONOFF 1 V500叮ONOFFOFFOFFOFFOFF 2.5 V1.25 mVOFFONOFFOFFOFFOFF 5 V2.5 mVOFFOFFONOFFOFFOFF 10 V5 mV4.5PLC外围电路SB1为PLC的程序启动按钮，与 PLC的10.0 输入口连接，按下 SB1, PLC 程序启动，系

45、统自动运行。SB2为PLC的程序关闭按钮，与PLC的I0.1输入口 连接。在无传感器信息输入的时候，各变频器的频率稳定在20HZ控制电机低频运行。当CO浓度传感器检测到超标信息，WC卜WC通过模拟量输入模块EM235 把信息传递到PLG PLC控制变频器调速，达到电机上限频率50HZ时，切换到工 频状态下，以增加系统的送风量和排风量。同时启动Q2.6输出口连接的诱导风机，搅拌空气。当烟雾传感器检测到有火灾信号时，WC7通过模拟量输入模块EM235把信息传递到PLG PLC控制变频器调速达到电机上限频率 50HZ时，切 换到工频状态下。同时控制 Q3.0连接的排风口阀关闭，Q3.1连接的排烟口阀

46、开 启，开始强制排风。且必须强制关断诱导风机，防止将烟雾诱导至其他防烟分区。5 软件部分5.1 Step7 编程语言STEP7-Micro/WIN32编程软件是基于Window啲应用软件，由西门子公司专为 S7-200系列PLC设计开发，它功能强大，主要为用户开发控制程序使用，同时也 可以实时监控用户程序的执行状态。 现在加上全中文化程序后， 可在中文的界面 下进行操作，用户使用起来更加方便。软件的功能的实现可在联机的工作方式之下进行， 部分功能的实现也能在离 线工作方式下进行。S7-200PLC使用STEP7-Micro/WIN32编程软件进行编程。可完成主程序，子程 序，中断程序的编制与修改。5.2STEP7-Micro/WIN32 编程软件的基本功能STEP7-Micro/WIN32编程软件的基本功能是协助用户完成应用软件的开发， 它主要实现的功能。（1）在脱机（离线）的方式之下创建一个用户的程序，修改及编辑原有的程 序。当脱机方式，计算机和PLC断开连接，这时能完成大多数的基本功能，比如 编