基于PLC的隧道消防控制系统设计
随着现代化科技的迅速发展，隧道消防控制系统越来越趋向于智能化。基于PLC的消防控制系统将在隧道消防系统智能化发展过程中起到重要的作用。
本论文根据隧道消防控制系统设计的规范，设计了隧道消防控制系统。隧道消防控制系统主要分为监控系统和消防子系统。监控系统主要起到监测报警的作用。消防子系统的设计内容是对消防设施的选材和布局，研究的核心是隧道消防水池的液位控制。基于PLC安全、稳定、可靠性高等特点，联系隧道工程背景，以及建设成本等诸多因素，选择S7-300 的PLC和WINCC上位机实现消防水池的液位控制，能够实时而准确地反馈消防水池液位的实时状况并加以调节。M00039
关键词：隧道消防 火灾 PLC 液位控制
The control system design of Tunnel fire based on PLC
Abstract:With the rapid development of modern technology, the tunnel fire control system is becoming more and more intelligent.Fire protection system based on PLC will play an important role in the intelligent development of fire control system in the tunnel.
This paper follows the design specification of the tunnel fire control system, designed the tunnel fire control system. Tunnel fire control system consists of monitoring system and fire system. Main control system to monitor and alarm function. The design content of fire control subsystem is the selection and layout of fire facilities, the core content is the research on the tunnel fire water tank liquid level control. This paper is based on characteristics of PLC，such as safe, stable and high reliability according to the tunnel engineering background, construction cost，and many consider the construction cost and so on, tunnel fire protection system using PLC as the control core, choose S7-300 PLC and WINCC to control the Liquid level of the fire pool，Real time and accurate real-time feedback and the regulation of liquid pool fire，it can feedback the liquid level of the fire pool in real-time and accurately，then control the liquid level of the fire pool.
Key Words: Tunnel fire Fire PLC Liquid level control
目录
第一章 绪论 1 查看完整请+Q:351916072获取
1. 引言 1
1.1论文研究的目的及意义 1
1.2国内外消防控制系统的研究状况 1
1.3论文研究的主要内容 2
第二章 隧道消防控制系统的组成 3
2.1 隧道消防控制系统 3
2.2 隧道监控系统 3
2.3隧道消防子系统 4
2.3.1消防设施的设置 4
2.3.2供水网络系统 4
2.3.3消防水池液位控制系统 5
2.4 本章小结 5
第三章 隧道消防控制系统设计方案 6
3.1 总体设计原则 6
3.2 消防控制设计时要考虑的因素 6
3.3 隧道消防监控系统设计 6
3.4 检测装置 7
3.5 隧道消防子系统设计 8
3.5.1 隧道外设施及应用 8
3.5.2 隧道内设施及应用 8
3.5.3消防设施的合理布局 9
3.5.4隧道消防子系统控制原理 10
3.6 液位控制系统 10
3.6.1 基本组成 10
3.6.2 控制原理 12
3.6.3 消防水池液位变频控制的目的及意义 13
3.7 本章小结 13
第四章 消防水池液位控制程序设计 14
4.1 可编程逻辑控制器（PLC） 14
4.1.1 PLC的特点 14
4.1.2 PLC在隧道消防控制系统中应用的可行性 14
4.2 PLC选择 14
4.2.1选择机型 14
4.2.2 CPU单元的选择 15
4.2.3 输入输出模块的选择 15
4.3 电气主控制图 16
4.4 PLC I/O点的分配 17
4.5 PLC的编程 18
4.5.1编程环境 18
4.5.2 PLC流程图 19
4.5.3 系统主要程序 21
4.6 本章小结 27
第五章 基于WINCC消防水池液位控制上位机程序设计 28
5.1设计过程 28
5.2运行界面截图及解读 32
5.3 本章小结 34
第六章 系统调试 35
6.1调试过程遇到的问题及解决过程 35
6.2调试结果与心得 41
结论 42
致谢 43
参考文献 44
附录 45
3.1 总体设计原则
为了保证隧道消防系统能够成功建设并能够稳定可靠的运行，设计方案时须遵循如下原则：
（1）在设计隧道消防系统时，要能够充分地考虑它的安全以及可靠性；
（2）系统构成必须采用成熟、具有国内领先水平、符合国际上的发展趋势
的技术、软件产品和设备；
（3）在满足应用需求的前提下，尽量降低建设成本。
3.2 消防控制设计时要考虑的因素
（1）消防水泵大多是一组两台，一主一副，互为备用，互为轮换，方便检
修。
（2）当水源无水或低于限定值时，水泵要停止运转，否则可能会造成水
“空转”现象而损坏设备。
（3）为了防止消防水泵误启动使水管网的压力过高，导致水管爆裂，需
要增加水管水压监测保护装置。
（4）消防泵采用一级供电负荷，要有双电源来供电，末端互投。
（5）设置工作模式选择按钮，消防泵的控制方式分为：手动控制和自动
控制。
输入输出模块的选择
由于本次设计到的数字量输入输出数目不多，大约十个，考虑到扩展及调试等方面的因素，DI/DO模块选择为SM323的DI16/DO16xDC24V的输入输出模块。
4.5.1编程环境
本课题的程序设计采用的是西门子公司的STEP7编程软件，STEP7的功能已经远远的超过了编程软件的范畴。STEP7 用于对整个控制系统进行组态、编程和监控。
1调试过程遇到的问题及解决过程
（1）当消防水池达到上限后时，如果不是手动模式，系统将会作停泵处理，但是如果是手动模式，系统将按原来的泵的运行方式继续运行。出现问题的程序部分如下：
图41 调试1-1
该部分位于OB1内，主要出错的问题是当消防水池到达上限后，如果是处于非消防
用水的状态手动模式下，这时候的1#、2#泵变频也会停止，原因在于忘记考虑到手动模式下也有变频的运行方式，改正后为： 查看完整请+Q:351916072获取
本论文根据隧道消防控制系统设计的规范，设计了隧道消防控制系统。隧道消防控制系统主要分为监控系统和消防子系统。监控系统主要起到监测报警的作用。消防子系统的设计内容是对消防设施的选材和布局，研究的核心是隧道消防水池的液位控制。基于PLC安全、稳定、可靠性高等特点，联系隧道工程背景，以及建设成本等诸多因素，选择S7-300 的PLC和WINCC上位机实现消防水池的液位控制，能够实时而准确地反馈消防水池液位的实时状况并加以调节。M00039
关键词：隧道消防 火灾 PLC 液位控制
The control system design of Tunnel fire based on PLC
Abstract:With the rapid development of modern technology, the tunnel fire control system is becoming more and more intelligent.Fire protection system based on PLC will play an important role in the intelligent development of fire control system in the tunnel.
This paper follows the design specification of the tunnel fire control system, designed the tunnel fire control system. Tunnel fire control system consists of monitoring system and fire system. Main control system to monitor and alarm function. The design content of fire control subsystem is the selection and layout of fire facilities, the core content is the research on the tunnel fire water tank liquid level control. This paper is based on characteristics of PLC，such as safe, stable and high reliability according to the tunnel engineering background, construction cost，and many consider the construction cost and so on, tunnel fire protection system using PLC as the control core, choose S7-300 PLC and WINCC to control the Liquid level of the fire pool，Real time and accurate real-time feedback and the regulation of liquid pool fire，it can feedback the liquid level of the fire pool in real-time and accurately，then control the liquid level of the fire pool.
Key Words: Tunnel fire Fire PLC Liquid level control
目录
第一章 绪论 1 查看完整请+Q:351916072获取
1. 引言 1
1.1论文研究的目的及意义 1
1.2国内外消防控制系统的研究状况 1
1.3论文研究的主要内容 2
第二章 隧道消防控制系统的组成 3
2.1 隧道消防控制系统 3
2.2 隧道监控系统 3
2.3隧道消防子系统 4
2.3.1消防设施的设置 4
2.3.2供水网络系统 4
2.3.3消防水池液位控制系统 5
2.4 本章小结 5
第三章 隧道消防控制系统设计方案 6
3.1 总体设计原则 6
3.2 消防控制设计时要考虑的因素 6
3.3 隧道消防监控系统设计 6
3.4 检测装置 7
3.5 隧道消防子系统设计 8
3.5.1 隧道外设施及应用 8
3.5.2 隧道内设施及应用 8
3.5.3消防设施的合理布局 9
3.5.4隧道消防子系统控制原理 10
3.6 液位控制系统 10
3.6.1 基本组成 10
3.6.2 控制原理 12
3.6.3 消防水池液位变频控制的目的及意义 13
3.7 本章小结 13
第四章 消防水池液位控制程序设计 14
4.1 可编程逻辑控制器（PLC） 14
4.1.1 PLC的特点 14
4.1.2 PLC在隧道消防控制系统中应用的可行性 14
4.2 PLC选择 14
4.2.1选择机型 14
4.2.2 CPU单元的选择 15
4.2.3 输入输出模块的选择 15
4.3 电气主控制图 16
4.4 PLC I/O点的分配 17
4.5 PLC的编程 18
4.5.1编程环境 18
4.5.2 PLC流程图 19
4.5.3 系统主要程序 21
4.6 本章小结 27
第五章 基于WINCC消防水池液位控制上位机程序设计 28
5.1设计过程 28
5.2运行界面截图及解读 32
5.3 本章小结 34
第六章 系统调试 35
6.1调试过程遇到的问题及解决过程 35
6.2调试结果与心得 41
结论 42
致谢 43
参考文献 44
附录 45
3.1 总体设计原则
为了保证隧道消防系统能够成功建设并能够稳定可靠的运行，设计方案时须遵循如下原则：
（1）在设计隧道消防系统时，要能够充分地考虑它的安全以及可靠性；
（2）系统构成必须采用成熟、具有国内领先水平、符合国际上的发展趋势
的技术、软件产品和设备；
（3）在满足应用需求的前提下，尽量降低建设成本。
3.2 消防控制设计时要考虑的因素
（1）消防水泵大多是一组两台，一主一副，互为备用，互为轮换，方便检
修。
（2）当水源无水或低于限定值时，水泵要停止运转，否则可能会造成水
“空转”现象而损坏设备。
（3）为了防止消防水泵误启动使水管网的压力过高，导致水管爆裂，需
要增加水管水压监测保护装置。
（4）消防泵采用一级供电负荷，要有双电源来供电，末端互投。
（5）设置工作模式选择按钮，消防泵的控制方式分为：手动控制和自动
控制。
输入输出模块的选择
由于本次设计到的数字量输入输出数目不多，大约十个，考虑到扩展及调试等方面的因素，DI/DO模块选择为SM323的DI16/DO16xDC24V的输入输出模块。
4.5.1编程环境
本课题的程序设计采用的是西门子公司的STEP7编程软件，STEP7的功能已经远远的超过了编程软件的范畴。STEP7 用于对整个控制系统进行组态、编程和监控。
1调试过程遇到的问题及解决过程
（1）当消防水池达到上限后时，如果不是手动模式，系统将会作停泵处理，但是如果是手动模式，系统将按原来的泵的运行方式继续运行。出现问题的程序部分如下：
图41 调试1-1
该部分位于OB1内，主要出错的问题是当消防水池到达上限后，如果是处于非消防
用水的状态手动模式下，这时候的1#、2#泵变频也会停止，原因在于忘记考虑到手动模式下也有变频的运行方式，改正后为： 查看完整请+Q:351916072获取
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