Проектирование АСР пожаро-охранной системы с помощью контроллера

 

 

 

 

 

 

Кафедра Инженерной Кибернетики

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая  работа

по дисциплине «Программно-технические комплексы управления»

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила:

Проверила:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Алматы, 2012

 
содержание

 

Введение….…..………………………………………….…………………….….3

Цель работы…..………………………………………….…………………….….3

1. Задача автоматизации. Алгоритм. Технологическая схема.……………..….4

2. Структурная схема системы …………...………………………………..…….5

3. Выбор исполнительных элементов………………………………………..…..6

4. Выбор микропроцессорного элемента…………………………………..……9

5. Выбор блока питания…………………………………………………………11

6. Электрическая схема………………………………………………………….12

Заключение……..…………………………………………………………….....13

Список использованной литературы..……………………………………….....14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Цель курсовой работы: Проектирование АСР пожаро-охранной системы с помощью контроллера. Для достижения этой цели следует выполнить следующие пункты:

• составить структурную схему системы автоматизации;
• сформулировать задачу автоматизации;
• выбрать исполнительные и задающие элементы;
• выбрать и обосновать выбор микропроцессорного элемента управления;
• составить электрическую схему и спецификацию элементов;

 

 

1.  Задача автоматизации

 

Имеется помещение для  стоянки автомашин – гараж. Осуществить  пожаро-охранную сигнализацию помещения.

В гараже установлены датчики – три одинаковых дымовых и два одинаковых тепловых.

Реализовать с помощью  контроллера следующий алгоритм:

1. при срабатывании одного любого дымового датчика включается светильник;

при срабатывании двух любых  дымовых датчиков срабатывает пожарный звонок;

при срабатывании всех трех дымовых датчиков распространяется пена из пенообразователя;

при срабатывании одного любого теплового датчика включается пожарный звонок;

при срабатывании всех двух тепловых датчиков распространяется пена из пенообразователя;

если после срабатывания одного дымового датчика в течение 5 секунд сработал тепловой датчик, то распространяется пена из пенообразователя.

2. Включение  – отключение сигнализации производить от пульта с кодировкой из 5 символов; если в течение 5 сек код не набран, заблокировать управление с пульта.
3. Составлять ежедневный отчёт о количестве срабатываний каждой защиты.

Технологическая схема:

 

2. Структурная схема

 

 

 8

 

 

9

 

 

 

10

 

6

 

7

 

 

 

 

Обозначение:

 

 

2. кнопка включения сигнализации ВКЛ
3. кнопка отключения сигнализации ВЫКЛ
4. дымовой датчик – Д1
5. дымовой датчик – Д2
6. дымовой датчик  - Д3
7. тепловой датчик Д4
8. тепловой датчик Д5
9. светильник
10. звонок
11. пенообразователь

 

 

Структурная схема системы автоматизации  включает в себя микропроцессорный элемент управления – микроконтроллер, входные элементы, исполнительные механизмы. В качестве входных элементов используется: 7 датчиков. В качестве исполнительных элементов используется: светодиод, звуковая сигнализация, пенообразователь.

Таким образом, имеем  на входе 5 дискретных датчиков, 2 аналоговых, на выходе дискретные исполнительные механизмы.

 

 

 

 

 

3. Выбор исполнительных и задающих элементов

1. Тепловой датчик

• Электронный линеарный тепловой датчик

• Два пожарных светодиода с углом обзора 360^о
• Комбинированный дифференциальный датчик
• Полный ряд монтажных баз

 

Модель	DCD-1E Grade 1(60°С)
Рабочее напряжение	30 В
Нагрузочный ток	20 мА
Диапазон рабочей температуры	-10°С ¸ 50°С
Диаметр (мм)	100
Вес (г)	95

2. Датчик дыма

Линейный оптический датчик дыма. Новый линейный датчик дыма — развитие известного извещателя 6424. Имеется вариант извещателя с релейным выходом — 6200R. Совмещенные в одном корпусе приемник и передатчик.

Каждую секунду лазерный диод посылает видимый световой импульс  на отражатель, который возвращает (отражает) его обратно на приемную часть извещателя, где и производится его анализ. Уровни исходящего и возвращенного сигнала сравниваются на фотоприемнике. По их отношению принимается решение о возникновении пожара или неисправности.

Простота настройки (юстировки) благодаря использованию видимого спектра излучения.

• Горизонтальная и вертикальная настройки: в пределах 10°
• Изменяемая чувствительность
• Питание: 15 — 28 В
• Ток потребления в дежурном режиме: 3 мА при 20 В
• Ток потребления в режиме »Пожар«: 12 мА при 20 В
• Ток потребления в режиме установки: 40 мА при 20 В
• Вес: 1 кг
• Размеры: 195 × 155 × 150 мм
• Материал: ABS
• Цвет: серый
• Рабочий диапазон температур: от −10°С до +55°C
• Влажность: до 95%

Данный датчик удобен в использовании, имеет возможность работы во влажных помещениях, что соответствует помещению с бассейном, напряжение питания позволяет обеспечить работу датчика без подключения его к дополнительному источнику питания.

3. Кнопки IT1127 (SMD)

Модель	IT1127 (SMD)
Электропитание	DC 24 В
Присоединение к процессу	Фланцевое(50мм)
Вес (кг)	0,05

 

 

4. Светильник

• Низкий потребляемый ток

• Подходит для стандартного корпуса BESA
• Выход всенаправленного света с углами обзора 45° и 90°
• Простая установка, защита от изменения полярности
• Устройство, блокирующее вмешательство извне

 

Модель	SL-401
Рабочее напряжение	5 В
Нагрузочный ток	20 мА
Диапазон рабочей температуры	-20°С ¸ 60°С
Цвет линзы	Красный
Цвет основания	Черный
Скорость мигания	60-100 в минуту
Диаметр (мм)	90
Вес (кг)	3,8

 

5. Звонок

MBF-6WE / MSB-6B / 24DC

• Габаритные размеры: 124 x 92 x 41,5 мм
• Вес: 160 г
• Рабочий диапазон температур: от −30°С до +70°C
• Питание: 15 — 33 B (DC)
• Ток потребления в режиме ожидания: 14 — 21 мА
• Уровень звука: 100 — 106 дБ

 

 

6. Пенообразователь

ANSULITE AFFF 1% FREESE PROTECTED – пенообразователь, образованный из специальных фторсодержащих и углеродосодержащих cурфактантов с растворителем.

Он сохраняется и  транспортируется как концентрат в  таких объемах и весовых пропорциях, чтобы обеспечивалось легкое использование и хранение.

При пожаротушении с помощью ANSULITE AFFF 1% в действие вступают три механизма.

Во-первых, сформированная водяная  пленка, которая предотвращает отделение  паров топлива. Во-вторых, пенное покрывало  эффективно прекращает поступление  окислителя к поверхности топлива. В-третьих, водная среда пены обеспечивает охлаждающий эффект.

Физико-химические свойства пенообразователя

Модель	ANSULITE AFFF 1% (-29°С)
Рабочее напряжение	5 В
Нагрузочный ток	20 мА
Диапазон  рабочих температур	До минус 29°C
Внешний вид жидкости	Бледно-желтый цвет
Плотность при 25° C	1.05 г/м мл
РН при 25° C	7,3
Световая отражающая способность	1,39
Вязкость при 25° C	14,1 сантистокс
Коэффициент распространения при 25° C	5,2
Содержание  хлора	70 ррм

Пенообразователь ANSULITE AFFF 1% FREESE PROTECTED предназначен для использования в среде горения углеводородных жидкостей с низкой смешиваемостью с водой, таких как моторные масла, дизельное топливо, бензин, авиационное топливо и т.д. Он может быть использован с разряжающими устройствами воздушно-диффузионного и обычного типа, поскольку для образования пены не требует большой энергии. Превосходные характеристики делают его применение успешным с сухими агентами пожаротушения без ограничений на применение даже более эффективно.

 

 

 

 

 

4. Выбор микропроцессорного элемента

 

 SIMATIC S7-300 - это модульный программируемый  контроллер универсального назначения.

Модульная конструкция, работа с естественным охлаждением, возможность применения структур распределенного  ввода-вывода, удобство обслуживания обеспечивают экономичность применения SIMATIC S7-300 при решении широкого круга задач автоматизации. 

Области применения SIMATIC S7-300 охватывают автоматизацию:

• Машин специального назначения.
• Текстильных машин.
• Упаковочных машин.
• Систем общего машиностроения.
• Производства средств автоматизации.
• Производства инструмента.
• Электротехнических и электронных производств и т.д.

 

 SIMATIC S7-300 является универсальным контроллером:

• Он является идеальным изделием для работы в промышленных условиях благодаря высокой степени электромагнитной совместимости, высокой стойкости к вибрационным и ударным нагрузкам. 

Исходя из приведённых  выше описаний контроллеров, можно  сделать вывод, что оптимальным  решением для организации работы автомобильной сигнализации будут  контроллеры семейства S7-300, т.к. он довольно неприхотлив ко внешним воздействиям, а так же имеет аналоговые входы.

Теперь рассмотрим таблицу, в которой приведены характеристики различных контроллеров, входящих в  семейство S7-300.

ТАБЛИЦА ТЕХНИЧЕСКИХ  ХАРАКТЕРИСТИК СПЛК:

            Одним из важнейших критериев выбора СПЛК является общее количество входов и выходов, в частности количество дискретных и аналоговых выходов и входов.

Наиболее оптимальным, исходя из этого критерия, является CPU 313C, т.к. по условию задачи автоматизации, СПЛК должен обладать 2 аналоговыми входами.

Итак, в данной системе будет использоваться СПЛК с CPU 313С.

Его внешний вид: