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第1篇

關(guān)鍵詞：火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)

現(xiàn)代化的建筑規(guī)模大、標(biāo)準(zhǔn)高、人員密集、設(shè)備眾多，對(duì)防火要求極為嚴(yán)格。為此，除對(duì)建筑物平面布置、建筑和裝修材料的選用、機(jī)電設(shè)備的選型與配置有許多限制條件外，還需要設(shè)置現(xiàn)代化的消防設(shè)施。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，各種高層建筑、大中型商業(yè)建筑、廠房不斷涌現(xiàn)，對(duì)自動(dòng)消防報(bào)警系統(tǒng)提出了更高更嚴(yán)的要求。為了早期發(fā)現(xiàn)和通報(bào)火災(zāi)，防止和減少火災(zāi)危害，保護(hù)人身和財(cái)產(chǎn)安全，保衛(wèi)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)，在現(xiàn)代化的工業(yè)民用建筑、賓館、圖書館、科研和商業(yè)部門，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)已成為必不可少的設(shè)施。電氣工程設(shè)計(jì)、安裝和使用是否正確不僅直接影響到建筑的消防安全而且也直接關(guān)系到各種消防設(shè)施能否真正發(fā)揮作用。因此，自動(dòng)報(bào)警及消防聯(lián)動(dòng)的設(shè)計(jì)及設(shè)備選型顯得尤為重要。

一、系統(tǒng)的組成

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警與消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)是建筑物防火綜合監(jiān)控系統(tǒng)，由火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)和消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)組成。在實(shí)際工程應(yīng)用中，系統(tǒng)的組成是多種多樣的，設(shè)備量的多少、設(shè)備種類都會(huì)有很大的不同。但是，決定系統(tǒng)特征的是火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警和消防聯(lián)動(dòng)控制這兩個(gè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式。

（一）火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的組成

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)一般由探測(cè)器、信號(hào)線路和自動(dòng)報(bào)警裝置三部分組成。

1、火災(zāi)探測(cè)器和手動(dòng)報(bào)警按鈕

火災(zāi)探測(cè)器是整個(gè)報(bào)警系統(tǒng)的檢測(cè)元件。它的工作穩(wěn)定性、可靠性和靈敏度等技術(shù)指標(biāo)直接影響著整個(gè)消防系統(tǒng)的運(yùn)行。

1）探測(cè)器的種類

火災(zāi)探測(cè)器的種類很多，大致有如下幾種：

（1）離子感煙探測(cè)器。

（2）光電感煙探測(cè)器。

（3）感溫探測(cè)器（包括定溫式和差溫式）。

（4）氣體式探測(cè)器。

（5）紅外線式探測(cè)器。

（6）紫外線式探測(cè)器。

2）常用的火災(zāi)探測(cè)器基本原理

（1）感煙火災(zāi)探測(cè)器

火災(zāi)發(fā)展過程大致可以分為初期階段、發(fā)展階段和衰減熄滅階段。感煙火災(zāi)探測(cè)器的功能在于：在初燃生煙階段，能自動(dòng)發(fā)出火災(zāi)報(bào)警信號(hào)，以期將火撲滅在未成災(zāi)害之前。根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，感煙探測(cè)器可分為離子感煙探測(cè)器和光電感煙探測(cè)器。

①離子感煙探測(cè)器

離子式感煙探測(cè)器是由兩個(gè)內(nèi)含Am241放射源的串聯(lián)室、場(chǎng)效應(yīng)管及開關(guān)電路組成的。內(nèi)電離室即補(bǔ)償室，是密封的，煙不易進(jìn)入；外電離室即檢測(cè)室，是開孔的，煙能夠順利進(jìn)入。在串聯(lián)兩個(gè)電離室的兩端直接接入24V直流電源。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，煙霧進(jìn)入檢測(cè)電離室，Am241產(chǎn)生的α射線被阻擋，使其電離能力降低，因而電離電流減少，檢測(cè)電離室空氣的等效阻抗增加，而補(bǔ)償電離室因無(wú)煙進(jìn)入，電離室的阻抗保持不變，因此，引起施加在兩個(gè)電離室兩端分壓比的變化，在檢測(cè)電離室兩端的電壓增加量達(dá)到一定值時(shí)，開關(guān)電路動(dòng)作、發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

②光電感煙探測(cè)器

光電式感煙探測(cè)器由光源、光電元件和電子開關(guān)組成。利用光散射原理對(duì)火災(zāi)初期產(chǎn)生的煙霧進(jìn)行探測(cè)，并及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。按照光源不同，可分為一般光電式、激光光電式、紫外光光電式和紅外光光電式等4種。

a、一般光電式感煙探測(cè)器根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為遮光型和散射型兩種。

遮光型光電感煙探測(cè)器由一個(gè)光源（燈泡或發(fā)光二極管）和一個(gè)光電元件對(duì)應(yīng)裝在小暗室內(nèi)構(gòu)成。在無(wú)煙情況下，光源發(fā)出的光通過透鏡聚成光束，照射到光電元件上，并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，使整個(gè)電路維持在正常狀態(tài)，不發(fā)出報(bào)警。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生有煙霧進(jìn)入探測(cè)器，使光的傳播特性改變，光強(qiáng)明顯減弱，電路正常狀態(tài)被破壞，則發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

散射光電式感煙探測(cè)器的發(fā)光二極管和光電元件設(shè)置的位置不是對(duì)應(yīng)的。光電元件設(shè)置在多孔的小暗室里。無(wú)煙霧時(shí)，光不能射到光電元件上，電路維持正常狀態(tài)。而發(fā)生火災(zāi)時(shí)，有煙霧進(jìn)入探測(cè)器，光通過煙霧粒子的反射或散射到達(dá)光電元件上，則光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)放大電路放大后，驅(qū)動(dòng)自動(dòng)報(bào)警裝置發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

b、激光式感煙探測(cè)器。由激光發(fā)射機(jī)（包括脈沖電源和激光發(fā)生器）和激光接收器（包括光電接收器、脈沖放大及報(bào)警）組成。它利用激光方向性強(qiáng)、亮度高及單色性和相干性好的特點(diǎn)。在無(wú)煙情況下，脈沖激光束射到光電接收器上，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，報(bào)警器不發(fā)出報(bào)警。一旦激光束在發(fā)射過程中有煙霧遮擋而減弱到一定程度，使光電接收器信號(hào)顯著減弱，探測(cè)器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。在種類繁多的激光光源中，半導(dǎo)體激光器由于具有所需激發(fā)電壓低、效率高、脈沖功率大、器件體積小、耐震、壽命長(zhǎng)和價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)而受到重視。

c、紫外光和紅外光感煙探測(cè)器。它們具有靈敏度高、性能穩(wěn)定、可靠、探測(cè)方位準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，因而得到普遍重視，并成為目前火災(zāi)探測(cè)器的重要設(shè)備和發(fā)展方向。

光電式感煙探測(cè)器發(fā)展很快，種類不斷增多，就其功能而言，它能實(shí)現(xiàn)早期火災(zāi)報(bào)警，除應(yīng)用于大型建筑物內(nèi)部外，還特別適用于電氣火災(zāi)危險(xiǎn)性較大的場(chǎng)所，如計(jì)算機(jī)房、儀器儀表室和電纜溝、隧道等處。

（2）感溫火災(zāi)探測(cè)器

感溫探測(cè)器按結(jié)構(gòu)原理不同有雙金屬片型、膜盒型、熱敏電子元件型等三種。

①雙金屬片型是應(yīng)用兩種不同膨脹系數(shù)的金屬片作為敏感元件的，一般制成差溫和定溫兩種形式，定溫式是當(dāng)環(huán)境溫度上升達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，定溫部件立即動(dòng)作，發(fā)出報(bào)警信號(hào)；差溫式是當(dāng)環(huán)境溫度急劇上升，其溫升速率（℃/min）達(dá)到或超過探測(cè)器規(guī)定的動(dòng)作溫升速率時(shí)，差溫部件立即動(dòng)作，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

②膜盒型探測(cè)器由波紋板組成一個(gè)氣室，室內(nèi)空氣只能通過氣塞螺釘?shù)男】着c大氣相通。一般情況下（指環(huán)境溫升速率不大于1℃/min），氣室受熱，室內(nèi)膨脹的氣體可以通過氣塞螺釘小孔泄漏到大氣中去。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，溫升速率急劇增加，氣室內(nèi)的氣壓增大，波紋板向上鼓起，推動(dòng)彈性接觸片，接通電接點(diǎn)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

③電子感溫探測(cè)器由兩個(gè)阻值和溫度特性相同的熱敏電阻和電子開關(guān)線路組成，兩個(gè)熱敏電阻中一個(gè)可直接感受環(huán)境溫度的變化，而另一個(gè)則封閉在一定熱容量的小球內(nèi)。當(dāng)外界溫度變化緩慢時(shí)，兩個(gè)熱敏電阻的阻值隨溫度變化基本相接近，開關(guān)電路不動(dòng)作。火災(zāi)發(fā)生時(shí)，環(huán)境溫度劇烈上升，兩個(gè)熱敏電阻阻值變化不一樣，原來(lái)的穩(wěn)定狀態(tài)破壞，開關(guān)電路打開，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

3）火災(zāi)探測(cè)器的選擇

（1）根據(jù)火災(zāi)的特點(diǎn)選擇探測(cè)器

①火災(zāi)初期有陰燃階段，產(chǎn)生大量的煙和少量熱，很小或沒有火焰輻射，應(yīng)選用感煙探測(cè)器。

②火災(zāi)發(fā)展迅速，產(chǎn)生大量的熱、煙和火焰輻射，可選用感煙探測(cè)器、感溫探測(cè)器、火焰探測(cè)器或其組合。

③火災(zāi)發(fā)展迅速、有強(qiáng)烈的火焰輻射和少量煙和熱、應(yīng)選用火焰探測(cè)器。

④火災(zāi)形成特點(diǎn)不可預(yù)料，可進(jìn)行模擬試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果選擇探測(cè)器。

（2）根據(jù)安裝場(chǎng)所環(huán)境特征選擇探測(cè)器

①相對(duì)濕度長(zhǎng)期大于95%，氣流速度大于5m/s，有大量粉塵、水霧滯留，可能產(chǎn)生腐蝕性氣體，在正常情況下有煙滯留，產(chǎn)生醇類、醚類、酮類等有機(jī)物質(zhì)的場(chǎng)所，不宜選用離子感煙探測(cè)器。

②可能產(chǎn)生陰燃或者發(fā)生火災(zāi)不及早報(bào)警將造成重大損失的場(chǎng)所，不宜選用感溫探測(cè)器；溫度在0℃以下的場(chǎng)所，不宜選用定溫探測(cè)器；正常情況下溫度變化大的場(chǎng)所，不宜選用差溫探測(cè)器。

③有下列情形的場(chǎng)所，不宜選用火焰探測(cè)器：

a、可能發(fā)生無(wú)焰火災(zāi)；

b、在火焰出現(xiàn)前有濃煙擴(kuò)散；

c、探測(cè)器的鏡頭易被污染；

d、探測(cè)器的‘視線’易被遮擋；

e、探測(cè)器易被陽(yáng)光或其他光源直接或間接照射；

f、在正常情況下，有明火作業(yè)以及X射線、弧光等影響。

高層民用建筑及探測(cè)器的靈敏度選擇，應(yīng)據(jù)探測(cè)器的性能及使用場(chǎng)所，正常情況下（無(wú)火警時(shí)）系統(tǒng)沒有誤報(bào)警為準(zhǔn)進(jìn)行選擇。目前，國(guó)內(nèi)高層建筑中，大部分使用光電感煙測(cè)器，只有在個(gè)別場(chǎng)所、廚房、發(fā)電機(jī)房、車庫(kù)及有氣體滅火裝置的場(chǎng)所才用感溫探測(cè)器。只用一種探測(cè)器，在聯(lián)動(dòng)的系統(tǒng)里易產(chǎn)生誤動(dòng)作，這將造成不必要的損失，無(wú)聯(lián)動(dòng)的系統(tǒng)里易誤報(bào)。故應(yīng)選用兩種或兩種以上種類探測(cè)器。他們是“與”的邏輯關(guān)系，當(dāng)兩種或兩種以上探測(cè)器同時(shí)報(bào)警，聯(lián)動(dòng)裝置才動(dòng)作，這樣才能確保不必要的損失

總之，探測(cè)器選擇應(yīng)根據(jù)實(shí)際環(huán)境情況選擇合適的探測(cè)器，以達(dá)到及時(shí)、準(zhǔn)確報(bào)警的目的。

4）手動(dòng)報(bào)警按鈕

報(bào)警區(qū)域內(nèi)每個(gè)防火分區(qū)應(yīng)至少設(shè)置一個(gè)手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警按鈕，且從一個(gè)防火分區(qū)里的任何位置至最近一個(gè)手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警按鈕的距離不應(yīng)大于30m，并應(yīng)設(shè)置在明顯和便于操作的位置。手動(dòng)報(bào)警按鈕距地面1.5m。

2、自動(dòng)報(bào)警裝置

我國(guó)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警裝置的研究、生產(chǎn)和應(yīng)用雖然起步較晚，但發(fā)展非常快，特別是最近幾年，隨著我國(guó)四化建設(shè)的迅速發(fā)展和消防工作的不斷加強(qiáng)，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警裝置的生產(chǎn)和應(yīng)用都有了較大的發(fā)展，生產(chǎn)廠家、產(chǎn)品種類和產(chǎn)量及應(yīng)用單位都不斷地增加。我國(guó)目前生產(chǎn)的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警裝置是包括報(bào)警顯示、故障顯示和發(fā)出控制指令的自動(dòng)化成套裝置。當(dāng)接收到火災(zāi)探測(cè)器、手動(dòng)報(bào)警按鈕或其他觸發(fā)器件發(fā)送來(lái)的火災(zāi)信號(hào)時(shí)，能發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，記錄時(shí)間、自動(dòng)打印火災(zāi)發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)、并輸出控制其他消防設(shè)備的指令信號(hào)，組成自動(dòng)滅火系統(tǒng)。目前，生產(chǎn)、使用的自動(dòng)報(bào)警裝置，多采用多線制，分為區(qū)域報(bào)警控制器、集中報(bào)警控制器和智能型火災(zāi)報(bào)警控制器。

（1）區(qū)域報(bào)警控制器

區(qū)域報(bào)警器是一種由電子電路組成的自動(dòng)報(bào)警和監(jiān)視裝置。它聯(lián)結(jié)一個(gè)區(qū)域內(nèi)的所有火災(zāi)探測(cè)器，準(zhǔn)確、及時(shí)的進(jìn)行火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警。因此，每臺(tái)區(qū)域報(bào)警器和所管轄區(qū)域內(nèi)的火災(zāi)探測(cè)器經(jīng)正確連接后，就能構(gòu)成完整、獨(dú)立的自動(dòng)火災(zāi)報(bào)警裝置。

區(qū)域報(bào)警器的基本原理如下：

①接收探測(cè)器或手動(dòng)報(bào)警按鈕發(fā)出的火災(zāi)信號(hào)，以聲光的形式進(jìn)行報(bào)警；

②電子鐘可以記憶首次發(fā)生火災(zāi)的時(shí)間；

③可以帶動(dòng)若干對(duì)繼電器觸點(diǎn)給出適當(dāng)外接功能；可

④以配置備用直流電源，當(dāng)市電斷電時(shí)，直流備用電便自動(dòng)投入；

⑤具有自檢功能，當(dāng)區(qū)域報(bào)警器與探測(cè)器之間有接觸不良或斷線時(shí)，報(bào)警器發(fā)出開路或短路的故障聲、光報(bào)警信號(hào)并自動(dòng)顯示故障部位；

⑥具有“火警優(yōu)先”功能，各類報(bào)警信號(hào)至區(qū)域報(bào)警器，經(jīng)信號(hào)選擇電路處理后，進(jìn)行火災(zāi)、短路、開路判斷，報(bào)警器首先發(fā)出火災(zāi)報(bào)警信號(hào)，指示具體著火部位，發(fā)出火警音響，記憶火警信號(hào)、開路、短路故障信號(hào)；

⑦通過通訊接口電路將三類信號(hào)送至集中報(bào)警控制器。區(qū)域報(bào)警控制器將接收到的探測(cè)器火警信號(hào)進(jìn)行“與”“或”邏輯組合，控制繼電器動(dòng)用聯(lián)動(dòng)外部設(shè)備，如排煙閥、送風(fēng)閥、防火門等。

目前國(guó)內(nèi)各廠家生產(chǎn)的區(qū)域報(bào)警器的容量即監(jiān)控部位多少不同。不同型號(hào)的區(qū)域報(bào)警器需與不同型號(hào)的探測(cè)器相連接。以西安262廠生產(chǎn)的JB-QB-2700/088A系列區(qū)域報(bào)警器為例，它有壁掛式、柜式兩種，最大容量為256路，一路是一個(gè)部位號(hào)，一個(gè)探測(cè)器占一個(gè)部位號(hào)。

在工程設(shè)計(jì)中，選擇區(qū)域報(bào)警控制器的容量應(yīng)大于該區(qū)域的探測(cè)器數(shù)。如一建筑物以一層為一個(gè)區(qū)，共24個(gè)房間，每個(gè)房間一個(gè)探測(cè)器，共24個(gè)，則應(yīng)選擇30路區(qū)域報(bào)警控制器。若48個(gè)房間，則應(yīng)選擇50回路區(qū)域報(bào)警控制器。

（2）集中報(bào)警控制器

集中報(bào)警控制器的基本原理如下：

①把若干個(gè)區(qū)域報(bào)警器連接起來(lái)，組成一個(gè)系統(tǒng)，集中管理；

②可以巡回檢測(cè)相連接的各區(qū)域報(bào)警器有無(wú)火災(zāi)信號(hào)或故障信號(hào)，并能及時(shí)指示火災(zāi)區(qū)部位和故障區(qū)域，同時(shí)發(fā)出聲、光報(bào)警信號(hào)；

③其他功能、原理同區(qū)域報(bào)警控制器。

在系統(tǒng)中如只有探測(cè)器和集中報(bào)警器是不能工作的。因?yàn)榧袌?bào)警器的巡檢功能、火災(zāi)報(bào)警功能、自檢功能等都是與區(qū)域報(bào)警器構(gòu)成系統(tǒng)后才具備的。所以，只有區(qū)域報(bào)警器與集中報(bào)警器配合使用，才能構(gòu)成自動(dòng)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)。

集中報(bào)警系統(tǒng)適用于大型、復(fù)雜工程。集中報(bào)警器最大容量可接40臺(tái)區(qū)域報(bào)警器。

（3）智能型火災(zāi)報(bào)警控制器

智能型火災(zāi)報(bào)警控制器的基本原理如下：

①采用模擬量探測(cè)器，能對(duì)外界非火災(zāi)因素，諸如溫度、濕度和灰塵等影響實(shí)施自動(dòng)補(bǔ)償，從而在各種不同使用條件下為解決無(wú)災(zāi)誤報(bào)和準(zhǔn)確報(bào)警奠定了技術(shù)基礎(chǔ)；

②報(bào)警控制器采用全總線計(jì)算機(jī)通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)總線報(bào)警和總線聯(lián)動(dòng)控制，減少了控制輸出與執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的長(zhǎng)距離管線；

③采用大容量的控制矩陣和交叉查尋程序軟件包，以軟件編程代替硬件組合，提高了消防聯(lián)動(dòng)的靈活性和可修改性。

262廠生產(chǎn)的NA1000系列火災(zāi)報(bào)警控制器就屬此類形式。

（4）自動(dòng)報(bào)警裝置的選擇

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)中，所選用的火災(zāi)報(bào)警裝置應(yīng)具有以下基本功能：

①能為火災(zāi)探測(cè)器供電；

②能接收來(lái)自火災(zāi)探測(cè)器或手動(dòng)報(bào)警按鈕的報(bào)警信號(hào)；

③能檢測(cè)并發(fā)出系統(tǒng)本身的故障信號(hào)；

④能檢查火災(zāi)報(bào)警器的報(bào)警功能；

⑤具有電源轉(zhuǎn)換功能。

火災(zāi)報(bào)警控制器的選擇，一般考慮下列因素：

①火災(zāi)探測(cè)器、火災(zāi)報(bào)警器宜選用同一廠家的配套產(chǎn)品；

②報(bào)警系統(tǒng)所需回路數(shù)量；

③是否需要自動(dòng)消防聯(lián)動(dòng)控制功能；

④安裝位置和安裝方式等。

（二）消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)的組成

消防聯(lián)動(dòng)控制范圍很廣，據(jù)實(shí)際工程的大小、等級(jí)高低的不同各異。聯(lián)動(dòng)控制設(shè)備有消火栓、水滅火、氣體滅火、防火門、防火卷簾、排風(fēng)機(jī)、空調(diào)設(shè)施、防火閥、排煙閥、電梯、誘導(dǎo)燈、事故燈、警鈴、切斷工作電源等。

二、系統(tǒng)選擇

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的保護(hù)對(duì)象是建筑物或建筑物的一部分。不同的建筑物，其使用性質(zhì)、重要程度、火災(zāi)危險(xiǎn)性、建筑結(jié)構(gòu)形式、耐火等級(jí)、分布狀況、環(huán)境條件以及管理形式等各不相同。在設(shè)計(jì)中應(yīng)仔細(xì)研究這些情況，根據(jù)不同的情況選擇不同的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。

（一）系統(tǒng)確定

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)是觸發(fā)器件、火災(zāi)報(bào)警裝置、火災(zāi)警報(bào)裝置以及具有其他輔助功能的裝置組成的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，是人們?yōu)榱嗽缙诎l(fā)現(xiàn)通報(bào)火災(zāi)、并及時(shí)采取有效措施，控制和撲滅火災(zāi)而設(shè)置在建筑中或其他場(chǎng)所的一種自動(dòng)消防設(shè)施，是人們同火災(zāi)作斗爭(zhēng)的有力工具。

報(bào)警系統(tǒng)的確定一般是整個(gè)系統(tǒng)中報(bào)警部位總點(diǎn)數(shù)，包括探測(cè)器數(shù)量、手動(dòng)報(bào)警按鈕數(shù)量及消火栓、自動(dòng)門、自動(dòng)閥、行程開關(guān)等總數(shù)量來(lái)確定。也就是說(shuō)與建筑物大小、等級(jí)、使用功能有關(guān)?；馂?zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的組成形式多種多樣，特別是近年來(lái)，科研、設(shè)計(jì)單位與制造廠家聯(lián)合開發(fā)了一些新型的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，如智能型、全總線型等，但在工程應(yīng)用中，采用最廣泛的是如下三種基本形式：區(qū)域報(bào)警系統(tǒng)、集中報(bào)警系統(tǒng)、控制中心報(bào)警系統(tǒng)。

1、區(qū)域報(bào)警系統(tǒng)

該系統(tǒng)一個(gè)報(bào)警區(qū)域宜設(shè)置一臺(tái)區(qū)域報(bào)警控制器，系統(tǒng)中區(qū)域報(bào)警控制器不應(yīng)超過3臺(tái)，區(qū)域報(bào)警控制器宜設(shè)于有人值班的房間、場(chǎng)所。

系統(tǒng)的組成見下圖。

2、集中報(bào)警系統(tǒng)

報(bào)警區(qū)域較多、區(qū)域報(bào)警控制器超過3臺(tái)時(shí)，采用集中報(bào)警系統(tǒng)。集中報(bào)警系統(tǒng)至少有一臺(tái)集中報(bào)警控制器和兩臺(tái)以上區(qū)域報(bào)警控制器集中報(bào)警控制器應(yīng)設(shè)置有人值班的專用房間或消防班室內(nèi)。

系統(tǒng)的組成見下圖。

3、控制中心報(bào)警系統(tǒng)

工程建筑規(guī)模大、保護(hù)對(duì)象重要、設(shè)有消防控制設(shè)備和專用消防控制室時(shí)，采用控制中心報(bào)警系統(tǒng)。

系統(tǒng)的組成見下圖。

以上各系統(tǒng)布線方式與探測(cè)器、報(bào)警器種類有關(guān)。采用二線制（即區(qū)域報(bào)警器到每一個(gè)探頭為二線）。區(qū)域報(bào)警器單獨(dú)使用為N+1式，到集中報(bào)警器為N+N/8+1+3+1式，設(shè)計(jì)、施工比較方便，而且降低造價(jià)。

除以上系統(tǒng)外，國(guó)內(nèi)各廠家又相繼推出總線制報(bào)警器。不同廠家總線制系統(tǒng)各異，但共同點(diǎn)都是總線制、地址編碼形式。

（1）二總線制集中報(bào)警系統(tǒng)。區(qū)域報(bào)警器到探測(cè)器的線路傳輸只需二條總線，每一部位的控制器都有自己的編號(hào)，即一個(gè)部位一個(gè)編址單元。如JB-QB-50-2700/076型為例，它采用了先進(jìn)的單片機(jī)技術(shù)，CPU主機(jī)將不斷地向各編址單元發(fā)碼。當(dāng)編址單元接收到主機(jī)發(fā)來(lái)的信號(hào)后，加以判斷：如果編址單元的碼與主機(jī)的發(fā)碼相同，該編址單元響應(yīng)。主機(jī)接收到編址單元返回的地址及狀態(tài)、信號(hào)，進(jìn)行判斷處理：如果編址單元正常，主機(jī)將繼續(xù)向下巡檢；經(jīng)判斷如果是故障信號(hào)，將發(fā)出故障區(qū)域聲、光報(bào)警信號(hào)。發(fā)生火災(zāi)時(shí)，經(jīng)主機(jī)確認(rèn)后，火警信號(hào)被記憶，同時(shí)發(fā)出火災(zāi)區(qū)域聲、光報(bào)警信號(hào)。

在實(shí)際工程應(yīng)用中，如果用一臺(tái)區(qū)域報(bào)警器控制一層樓，在二總線上可接50個(gè)編址單元；控制二層，每層二總線上可接35個(gè)編址單元；控制三層，每層二總線上可接25個(gè)編址單元。076型區(qū)域報(bào)警器的擴(kuò)展型最多可設(shè)置200個(gè)編址單元。

（2）三總線制集中報(bào)警系統(tǒng)。該報(bào)警器是由單片機(jī)8031為中央控制單元，計(jì)算機(jī)管理的三線制報(bào)警器。三總線制系統(tǒng)通過三總線與被控的各區(qū)域報(bào)警器相聯(lián)。三總線制在工程應(yīng)用中有兩種形式：樓層復(fù)示器——集中報(bào)警器系統(tǒng)、區(qū)域報(bào)警器——集中報(bào)警器系統(tǒng)。

①樓層復(fù)示器——集中報(bào)警器系統(tǒng)

樓層復(fù)示器可以對(duì)編址探測(cè)器發(fā)碼、收碼，顯示本層的報(bào)警部位，具有斷線故障自動(dòng)報(bào)警功能。該系統(tǒng)適用于每層不超過32個(gè)報(bào)警部位，樓層無(wú)值班點(diǎn)，首層設(shè)有消防總值班室的建筑。

②區(qū)域報(bào)警器——集中報(bào)警器系統(tǒng)

由區(qū)域報(bào)警器和標(biāo)準(zhǔn)集中報(bào)警器組成的兩級(jí)管理總線制火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，適用于每層報(bào)警部位多少不一，并設(shè)有樓層服務(wù)臺(tái)的中型賓館等建筑物。

采用總線制報(bào)警系統(tǒng)布線簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)、施工方便，與其他報(bào)警系統(tǒng)相比多一些接口元件。

（二）消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)

消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)有無(wú)聯(lián)動(dòng)、現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)動(dòng)、集中聯(lián)動(dòng)等幾種形式。

在實(shí)際工程中，報(bào)警系統(tǒng)與消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的配合有以下幾種形式：

1、區(qū)域——集中報(bào)警、橫向聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)。

此系統(tǒng)每層有一個(gè)復(fù)合區(qū)域報(bào)警控制器，他具有火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警功能，能接收一些設(shè)備的報(bào)警信號(hào)，如手動(dòng)報(bào)警按鈕、水流指示器、防火閥等，聯(lián)動(dòng)控制一些消防設(shè)備，如防火門、卷簾門、排煙閥等，并向集中報(bào)警器發(fā)送報(bào)警信號(hào)及聯(lián)動(dòng)設(shè)備動(dòng)作的回授信號(hào)。此系統(tǒng)主要適用于高級(jí)賓館建筑，每層或每區(qū)有服務(wù)人員值班，全樓有一個(gè)消防控制中心，有專門消防人員值班。

2、區(qū)域——集中報(bào)警、縱向聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)。

此系統(tǒng)主要適用于高層“火柴盒”式賓館建筑。這類建筑物標(biāo)準(zhǔn)層多，報(bào)警區(qū)域劃分比較規(guī)則，每層有服務(wù)人員值班，整個(gè)建筑物設(shè)置一個(gè)消防控制中心。

3、大區(qū)域報(bào)警、縱向聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)。

此系統(tǒng)主要適用于沒有標(biāo)準(zhǔn)層的辦公大樓，如情報(bào)中心、圖書館、檔案館等。這類建筑物的每層沒有服務(wù)人員值班，不宜設(shè)區(qū)域報(bào)警器，而在消防中心設(shè)置大區(qū)域報(bào)警器，有專門消防人員值班。

4、區(qū)域——集中報(bào)警、分散控制系統(tǒng)。

此系統(tǒng)在聯(lián)動(dòng)設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)安裝有“控制盒”，以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的就地控制，而設(shè)備動(dòng)作的回授信號(hào)送到消防中心。消防中心的值班人員也可以手動(dòng)操作聯(lián)動(dòng)設(shè)備。此系統(tǒng)主要適用于中、小型高層建筑及房間面積大的場(chǎng)所。

此外，還有自動(dòng)報(bào)警和消防控制于一體的滅火裝置系統(tǒng)，如FJ-2714自動(dòng)滅火裝置。此系統(tǒng)主要適用于計(jì)算機(jī)房、發(fā)電機(jī)房、貴重物品倉(cāng)庫(kù)、檔案庫(kù)、書庫(kù)等場(chǎng)所的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及自動(dòng)滅火。氣體滅火、藥劑滅火具有能力強(qiáng)、效率高、對(duì)金屬腐蝕性小、不導(dǎo)電、長(zhǎng)期存儲(chǔ)不變質(zhì)、不污損滅火對(duì)象等優(yōu)點(diǎn)，但造價(jià)高。

第2篇

CPAC和其中一個(gè)客戶端構(gòu)成的銀行自動(dòng)化存取控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)?？刂葡到y(tǒng)由上位機(jī)和下位機(jī)兩部分組成。上位機(jī)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，包含控制中心計(jì)算機(jī)、客服端計(jì)算機(jī)及打印機(jī)、磁卡閱讀器與密碼鍵盤等配套設(shè)備；下位機(jī)是CPAC、端子板及存取機(jī)械手與取箱口所用的6個(gè)伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器。由于CPAC只能控制8個(gè)伺服電機(jī)，控制存取機(jī)械手與取箱口1已經(jīng)占用了6個(gè)接口，而一個(gè)取箱口遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足客戶的需求。當(dāng)取箱口數(shù)量超過一個(gè)后，用PLC控制其余出箱口，PLC與CPAC之間通過RS485總線通訊，由CPAC作為主控制器協(xié)調(diào)PLC實(shí)現(xiàn)存取保管箱操作。整個(gè)系統(tǒng)工作在由交換機(jī)組建的星形局域網(wǎng)中，各部分之間基于TCP／IP協(xié)議進(jìn)行通訊。

2控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1控制過程安全機(jī)制

2.1.1限位

為避免因軟件錯(cuò)誤或硬件故障導(dǎo)致的執(zhí)行機(jī)構(gòu)上的運(yùn)行失控，保護(hù)硬件設(shè)備與操作人員的安全，在存取機(jī)械手與取箱口的每個(gè)控制軸上除了在導(dǎo)軌的兩端安裝有硬件限位塊外，還必須使用限位開關(guān)來(lái)限制各軸的運(yùn)動(dòng)范圍。軟限位與硬限位配合使用，可以有效地防止運(yùn)動(dòng)部件跑出導(dǎo)軌。

2.1.2報(bào)警

當(dāng)檢測(cè)到驅(qū)動(dòng)器報(bào)警信號(hào)以后，CPAC將關(guān)閉該軸的伺服使能，急停該軸的伺服電機(jī)，同時(shí)該軸報(bào)警觸發(fā)標(biāo)志位置。程序中檢測(cè)到報(bào)警觸發(fā)標(biāo)志位以后，將故障狀態(tài)報(bào)告控制中心，同時(shí)點(diǎn)亮報(bào)警燈并開啟蜂鳴器，等待人工處理。

2.2運(yùn)行速度的規(guī)劃

在本控制系統(tǒng)中，CPAC工作采用點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)模式。在運(yùn)動(dòng)控制中，梯形速度曲線以耗能低、速度快、容易實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)成為常用的速度控制曲線。其速度與加速度的變化曲線如圖3所示。然而由于梯形速度曲線采用線性加速方式，其對(duì)應(yīng)的加速度曲線不連續(xù)，因此存在柔性沖擊，導(dǎo)致執(zhí)行機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過程中的平穩(wěn)性能差。為了既獲得平滑的加速度，又不失去梯形速度曲線的優(yōu)勢(shì)，將梯形速度曲線加以改進(jìn)得到S型速度曲線。S型速度曲線的運(yùn)動(dòng)過程由加加速段、勻加速段、減加速段、勻速段、加減速段、勻減速段、減減速段組成。本控制系統(tǒng)采用該速度曲線作為存取機(jī)械手各軸的速度控制曲線，避免了柔性沖擊因素。S型速度曲線由CPAC通過設(shè)置各軸運(yùn)動(dòng)參數(shù)中的平滑時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2.3控制系統(tǒng)作業(yè)方式

在銀行保管箱自動(dòng)存取系統(tǒng)中，存取機(jī)械手執(zhí)行任務(wù)時(shí)可以選擇單一作業(yè)方式或復(fù)合作業(yè)方式。單一作業(yè)方式是：存取機(jī)械手從原點(diǎn)位置出發(fā)運(yùn)行到任務(wù)指定的保管箱位置，將保管箱取出并送到取箱口，客戶操作完成后從取箱口處把保管箱送回箱架，然后返回原點(diǎn)位置。復(fù)合作業(yè)方式是：存取機(jī)械手接收到一批存／取保管箱任務(wù)后，從原點(diǎn)位置出發(fā)運(yùn)行到第一個(gè)任務(wù)指定的保管箱位置，將保管箱取出并送到取箱口，客戶操作完成后從取箱口處把保管箱送回箱架，之后存取機(jī)械手不返回原點(diǎn)，而是直接執(zhí)行下一個(gè)任務(wù)，不斷循環(huán)直到完成所有任務(wù)。

2.4CPAC運(yùn)動(dòng)控制

CPAC的運(yùn)動(dòng)控制部分是整個(gè)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心部分。CPAC運(yùn)動(dòng)控制軟件主要由系統(tǒng)初始化模塊、用戶界面模塊、運(yùn)動(dòng)控制模塊、數(shù)據(jù)讀寫模塊和網(wǎng)絡(luò)通信模塊組成。運(yùn)動(dòng)控制程序首先調(diào)用系統(tǒng)初始化模塊，然后檢查有無(wú)故障，如果系統(tǒng)運(yùn)行正常，則通過網(wǎng)絡(luò)連接控制中心，查詢CPAC的控制方式，如果為手動(dòng)模式，則進(jìn)入手動(dòng)模式運(yùn)動(dòng)控制子程序，否則進(jìn)入自動(dòng)模式運(yùn)動(dòng)控制子程序。用戶界面模塊為客戶提供登錄界面、圖形化的存／取保管箱命令，并顯示系統(tǒng)執(zhí)行結(jié)果。運(yùn)動(dòng)控制模塊通過在OtoStudio軟件中調(diào)用CPAC運(yùn)動(dòng)控制庫(kù)GUC－X00－TPX．lib中的運(yùn)動(dòng)控制函數(shù)執(zhí)行以下功能：設(shè)置伺服電機(jī)的速度、加速度、移動(dòng)距離（脈沖數(shù)）；讀取光電開關(guān)對(duì)應(yīng)的數(shù)字輸入口獲取光電開關(guān)的觸發(fā)狀態(tài)；往數(shù)字輸出口寫“1”、“0”來(lái)打開、關(guān)閉電磁開關(guān)。通過控制存取機(jī)械手、取箱口的執(zhí)行機(jī)構(gòu)、拉板以及拉勾的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)保管箱的自動(dòng)存取操作。數(shù)據(jù)讀寫模塊通過RS485總線控制激光條形碼閱讀器，讀取條形碼掃描結(jié)果。網(wǎng)絡(luò)通信模塊使CPAC通過以太連接控制中心，接收控制中心的命令與保管箱在箱架中的位置數(shù)據(jù)，并返回運(yùn)行結(jié)果與報(bào)警信息。

3結(jié)束語(yǔ)

第3篇

本文介紹了一種空調(diào)機(jī)溫度控制系統(tǒng)。本溫度控制系統(tǒng)采用AT89C51單片機(jī)收集數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的調(diào)控。主要過程如下：利用傳感器將非電量信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)再進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，傳送給單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并向設(shè)備輸出控制信號(hào)。由LED實(shí)時(shí)顯示被控溫度及設(shè)定溫度，使系統(tǒng)應(yīng)用更加方便、直觀。

【關(guān)鍵詞】單片機(jī)、A/D轉(zhuǎn)換系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)調(diào)試

緒論

單片機(jī)利用大規(guī)模集成電路技術(shù)把中央處理器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）、程序存儲(chǔ)器（ROM）及其他I/O通信口集成在一塊芯片上，構(gòu)成一個(gè)最小的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。而現(xiàn)代的單片機(jī)則加上了中斷單元、定時(shí)單元及A/D轉(zhuǎn)換等更復(fù)雜、更完善的電路，使得單片機(jī)的功能越來(lái)越強(qiáng)大，應(yīng)用更廣泛。

第1章單片機(jī)空調(diào)控制系統(tǒng)

隨著中國(guó)人民環(huán)境的改善和人民生活質(zhì)量的提高，公共建筑和住宅的供熱和空調(diào)已成為普遍的需求，建筑能耗占全社會(huì)總能耗的比例巨大且持續(xù)增長(zhǎng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2001年中國(guó)建筑能耗已達(dá)到3.76億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，占總能耗的27.6%，年增長(zhǎng)比例是5%。在發(fā)達(dá)國(guó)家中，供熱和空調(diào)的能耗很大，可占到社會(huì)總能耗的25%-30%。有資料統(tǒng)計(jì)，辦公樓中空調(diào)系統(tǒng)耗能量占總能量的25%左右，所以空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)始終是建筑環(huán)境與設(shè)備領(lǐng)域中的重要研究課題之一。

1.1當(dāng)前國(guó)內(nèi)研究情況

1）在城市現(xiàn)代化建設(shè)過程中，用電結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，其中用在建筑物空調(diào)系統(tǒng)的電力負(fù)荷比例日益增加。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，北京已有250余幢賓館、辦公樓和50余家大商場(chǎng)采用中央空調(diào)，其空調(diào)用電負(fù)荷達(dá)40萬(wàn)kW。相當(dāng)于華北電網(wǎng)為了調(diào)峰，耗資27億元而興建的十三陵抽水蓄能電站的1/2裝機(jī)容量。以廣東省為例，現(xiàn)有裝機(jī)容量已達(dá)30萬(wàn)kW,并以每年30%的速度遞增，其用電負(fù)荷已占總共電量的40%以上。

2）改革開放以來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和人民物質(zhì)生活水平的不斷提高，對(duì)電力供應(yīng)不斷提出新的挑戰(zhàn)。盡管我國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量已超過2億Kw,年發(fā)電量已突破9000億kWh。然而，目前我國(guó)電力供應(yīng)仍很緊張。突出的矛盾是電網(wǎng)峰谷負(fù)荷差加大，夜間至清晨谷段負(fù)荷率低，而高峰段電力嚴(yán)重不足，有的電網(wǎng)峰谷負(fù)荷之差達(dá)25%-30%，造成白天經(jīng)常拉閘限電，夜間有電送不出的現(xiàn)象。

3）由于空調(diào)用電負(fù)荷一般在電力谷段用量甚少，對(duì)城市點(diǎn)昂具有很大的“肖鋒填谷“潛力，而在中央空調(diào)中，制冷系統(tǒng)的用電量通常占整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)用電量的40%-50%，如以商場(chǎng)為例，每10萬(wàn)m2空調(diào)制冷系統(tǒng)的須用電功率約為7000-9000KW。因此，空調(diào)蓄冷系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，并將日益展示他廣闊的應(yīng)用前景

1.2空調(diào)控制系統(tǒng)的組成以及基本工作原理

空調(diào)系統(tǒng)的基本組成形式可分為三大組成部分，分別是：冷熱源設(shè)備（主機(jī)）、空調(diào)末端設(shè)備、附件及管道系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有制冷、制熱、除濕、自動(dòng)4種工作模式，包括定時(shí)、睡眠、風(fēng)向、智能化霜、應(yīng)急運(yùn)轉(zhuǎn)、試運(yùn)轉(zhuǎn)以及5種可調(diào)室內(nèi)風(fēng)速等控制功能；在定時(shí)開機(jī)時(shí)，可根據(jù)訪間溫度作智能判斷，自動(dòng)調(diào)整定時(shí)開機(jī)時(shí)間，避免開機(jī)時(shí)太冷或太熱；另外，可對(duì)設(shè)定溫度和房間溫度兩種溫度的10個(gè)溫度值進(jìn)行同時(shí)指示，以及完整的抗干擾和系統(tǒng)保護(hù)功能。

1.2.1控制器原理

該系統(tǒng)具有制冷、制熱、除濕、自動(dòng)4種工作模式，包括定時(shí)、睡眠、風(fēng)向、智能化霜、應(yīng)急運(yùn)轉(zhuǎn)、試運(yùn)轉(zhuǎn)以及5種可調(diào)室內(nèi)風(fēng)速等控制功能；在定時(shí)開機(jī)時(shí)，可根據(jù)訪間溫度作智能判斷，自動(dòng)調(diào)整定時(shí)開機(jī)時(shí)間，避免開機(jī)時(shí)太冷或太熱；另外，可對(duì)設(shè)定溫度和房間溫度兩種溫度的10個(gè)溫度值進(jìn)行同時(shí)指示，以及完整的抗干擾和系統(tǒng)保護(hù)功能。

本系統(tǒng)硬件簡(jiǎn)單可靠，軟件具有更完善的控制功能和抗干擾能力。系統(tǒng)具有很高的性能價(jià)格比

系統(tǒng)CPU根據(jù)遙控器或按鍵輸入的命令，對(duì)采集到的溫度進(jìn)行智能判斷，然后作出相應(yīng)的制冷、制熱或除溫運(yùn)行。再通過接口電路，驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)、換向閥、風(fēng)向電機(jī)和室內(nèi)風(fēng)機(jī)作相應(yīng)動(dòng)作，并對(duì)溫度用LED指示。系統(tǒng)的原理框圖如圖1所示。

1.3軟件設(shè)計(jì)

軟件設(shè)計(jì)采用模擬化處理，主控程序包括以下幾個(gè)部分：程序的初始化、試運(yùn)轉(zhuǎn)、數(shù)據(jù)和信號(hào)的采集與處理、溫度LED指示、室內(nèi)風(fēng)機(jī)的閉環(huán)積分控制、室內(nèi)風(fēng)向電機(jī)的步進(jìn)控制。功能子程序包括制冷、制熱、除濕、自動(dòng)四種運(yùn)行模式。中斷程序包括遙控接收。各種定時(shí)的中斷查詢處理、速度檢測(cè)等。系統(tǒng)的主控程序流程如圖4所示。

1.4硬件設(shè)計(jì)

1.4.1單片機(jī)的選擇

系統(tǒng)有3路溫度模擬信號(hào)輸入，還有1路電壓和1路電流模擬輸入，共5路模擬輸入要求；而模擬信號(hào)要轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)才能用單片機(jī)CPU處理。為提高系統(tǒng)的性能價(jià)格比，應(yīng)采用含有A/D轉(zhuǎn)換器的單片機(jī)。經(jīng)過各方面的綜合比較，我們選用了美國(guó)Microchip公司的PIC16C72單片機(jī)作為控制核心。它具有5路模擬量輸入的A/D轉(zhuǎn)換器，恰好滿足系統(tǒng)的模擬輸入要求。另外，它在1塊芯片上集成了1個(gè)8位邏輯運(yùn)算單元和工作寄存器、2KB程序存儲(chǔ)器、128個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、3個(gè)端口（A口、B口、C口）共22條I/O線、3個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。另外，只有35條易學(xué)易用而高效的RISC（精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)）指令，同時(shí)，芯片具看門狗功能，并提供對(duì)軟件運(yùn)行出錯(cuò)的保護(hù)。

1.4.2模擬輸入電路

本系統(tǒng)直接用熱敏電阻進(jìn)行測(cè)溫，再加一級(jí)電容濾波。對(duì)外交換溫度檢測(cè)電路，因其干擾較大，特加上二極管限幅保護(hù)。對(duì)傳感器的不同電阻值，將其所對(duì)應(yīng)的不同分壓值輸入至PIC單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換口，在單片機(jī)內(nèi)部轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。該檢測(cè)電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能價(jià)格比高。又因采用的單片機(jī)為8位，所以溫度轉(zhuǎn)換精度高，可為0.5℃，完全滿足了空調(diào)的信號(hào)檢測(cè)精度要求。對(duì)過流信號(hào)的檢測(cè)，不用經(jīng)過比較器，節(jié)約了資源；而是采用模擬信號(hào)整流分壓后直接輸入，通過單片機(jī)自帶的A/D轉(zhuǎn)換器，每500μs對(duì)其進(jìn)行一次檢測(cè)，并進(jìn)行軟件比較，以確認(rèn)是否過流。對(duì)過零電壓信號(hào)的檢測(cè)，也是采用模擬信號(hào)整流分壓后直接輸入。因兩個(gè)半的過零點(diǎn)都要檢測(cè)，所以用橋式整流。模擬輸入電路如圖2所示。

1.5單片機(jī)控制系統(tǒng)的調(diào)試

1.5.1硬件調(diào)試

根據(jù)設(shè)計(jì)的原理電路做好實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，便進(jìn)入硬件調(diào)試階段。調(diào)試工作的主要任務(wù)是排除樣機(jī)故障，其中包括設(shè)計(jì)錯(cuò)誤和工藝性故障。

1）脫機(jī)檢查

用萬(wàn)能表或邏輯測(cè)試筆逐步按照邏輯圖檢查機(jī)中各器件的電源及各引腳的連接是否正確，檢查數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線是否有短路等故障。有時(shí)為保護(hù)芯片，先對(duì)各管座的電位（或電源）進(jìn)行檢查，確定其無(wú)誤后再插入芯片檢查。

1.5.2仿真調(diào)試

暫時(shí)排除目標(biāo)板的CPU和EPROM，將樣機(jī)接上仿真機(jī)的40芯仿真插頭進(jìn)行調(diào)試，調(diào)試各部分接口電路是否滿足設(shè)計(jì)要求。這部分工作是一種經(jīng)驗(yàn)性很強(qiáng)的工作，一般來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)制作的樣機(jī)不可能一次性完好，總是需要調(diào)試的。通常的方法是，先編調(diào)試軟件，逐一檢查調(diào)試硬件電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。其次是調(diào)試MONITOR程序，只有MONITOER程序正常工作才可以進(jìn)行下面的應(yīng)用軟件調(diào)試。

1.5.3硬件電路調(diào)試的一般順序

1）檢查CPU的時(shí)鐘電路。通過測(cè)試ALE信號(hào)，如沒有ALE信號(hào)，則判斷是晶體或CPU故障，這稱之為“心臟”檢查。

2）檢查ABUS/DBUS的分時(shí)復(fù)用功能的地址鎖存是否正常。

3）檢查I/O地址分配器。一般是由部分譯碼或全譯碼電路構(gòu)成，如是部分譯碼設(shè)計(jì)，則排除地址重疊故障。

4）對(duì)擴(kuò)展的RAM、ROM進(jìn)行檢查調(diào)試。一般先后寫入55H、AAH，再讀出比較，以此判斷是否正常。因?yàn)檫@樣RAM、ROM的各位均寫入過‘0’、‘1’代碼。

5）用戶級(jí)I/O設(shè)備調(diào)試。如面板、顯示、打印、報(bào)警等等。

1.5.4軟件調(diào)試

軟件調(diào)試根據(jù)開發(fā)的設(shè)備情況可以有以下方法：

1）交叉匯編

用IBMPC/XT機(jī)對(duì)MCS—51系列單片機(jī)程序進(jìn)行交叉匯編時(shí)，可借助IBMPC/XT機(jī)的行編輯和屏幕編輯功能，將源程序按規(guī)定的格式輸入到PC機(jī)，生成MCS—51HEX目標(biāo)代碼和LIST文件。

2）用匯編語(yǔ)言

現(xiàn)在有些單片STD工業(yè)控制機(jī)或者開發(fā)系統(tǒng)，可直接使用匯編語(yǔ)言，借助CRT進(jìn)行匯編語(yǔ)言調(diào)試。

3）手工匯編

這種方法是最原始，但又是一種最簡(jiǎn)捷的調(diào)試方法，且不必增加調(diào)試設(shè)備。這種方法的實(shí)質(zhì)就是對(duì)照MCS—51指令編碼表，將源程序指令逐條地譯成機(jī)器碼，然后輸入到RAM重新進(jìn)行調(diào)試。在進(jìn)行手工匯編時(shí)，要特別注意轉(zhuǎn)移指令、調(diào)用指令、查表指令。必須準(zhǔn)確無(wú)誤地計(jì)算出操作碼、轉(zhuǎn)移地址和相對(duì)偏移量，以免出錯(cuò)。

4）以上3種方法調(diào)試完成以后，即可通過EPROM寫入器，將目標(biāo)代碼寫入EPROM中，并將其插至機(jī)器的相應(yīng)插座上，系統(tǒng)便可投入運(yùn)行。

硬件、軟件仿真調(diào)試經(jīng)過硬件、軟件單獨(dú)調(diào)試后，即可進(jìn)入硬件、軟件聯(lián)合仿真調(diào)試階段，找出硬件、軟件之間不相匹配的地方，反復(fù)修改和調(diào)試。實(shí)驗(yàn)室調(diào)試工作完成以后，即可組裝成機(jī)器，移至現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行運(yùn)行和進(jìn)一步調(diào)試，并根據(jù)運(yùn)行及調(diào)試中的問題反復(fù)進(jìn)行修改。

1.5.5調(diào)試

單片機(jī)控制技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，其核心技術(shù)是單片機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。對(duì)工程技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，抓住系統(tǒng)的原理構(gòu)成、軟件設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)調(diào)試方法的要點(diǎn)是十分必要的。根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)，前面敘述的系統(tǒng)調(diào)試方法將會(huì)有助于從事這方面工作的技術(shù)人員及本專業(yè)的學(xué)習(xí)者。

第2章單片機(jī)的空調(diào)控制系統(tǒng)技術(shù)和量化要求

2.1空調(diào)控制系統(tǒng)的數(shù)字化控制

（以Infineon的8位單片機(jī)C504/C508）為例

2.1.1模糊智能控制

與普通空調(diào)的運(yùn)行方式不同，變頻空調(diào)的壓縮機(jī)需要連續(xù)運(yùn)行。其速度調(diào)節(jié)變得更加重要，要確保室內(nèi)溫度波動(dòng)限制在較小范圍內(nèi)。事實(shí)上永磁直流無(wú)刷電機(jī)是一個(gè)多變量，非線性，強(qiáng)耦合的對(duì)象，需要智能控制才能取得比較滿意的效果。考慮到8位單片機(jī)的資源有限，本系統(tǒng)采用模糊控制來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制。因?yàn)镃504/C508的CCU單元的通道0在塊交換模式下降了參與電機(jī)換相外，還可用來(lái)完成捕獲動(dòng)作，故這個(gè)通道可以同時(shí)用于電機(jī)速度檢測(cè)。系統(tǒng)所用的模糊控制規(guī)則如下式：U=αE+（1-α）E式中，E為位速度誤差，Ec為速度誤差變化率，α為加權(quán)系數(shù)，在0和1之間取值，U為控制器輸出。通過調(diào)整加權(quán)系數(shù)，本系統(tǒng)可以對(duì)控制規(guī)則進(jìn)行在線修正。

2.1.2功率變換電路

功率變換電路及其驅(qū)動(dòng)和保護(hù)是直流無(wú)刷電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的最核心的部分。功率變換電路主要是整流橋和逆變橋。目前在國(guó)內(nèi)變頻空調(diào)產(chǎn)品中這部分電路的角色主要是由智能功率模塊（IPM）來(lái)充當(dāng)。所謂IPM，就是將功率變換電路，驅(qū)動(dòng)，保護(hù)，檢測(cè)，輔助電源都集成在一個(gè)模塊內(nèi)。

2.1.3單片機(jī)控制系統(tǒng)中控制算法

(1)直接數(shù)字控制

當(dāng)被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型能夠確定時(shí)，可采用直接數(shù)字控制。所謂數(shù)學(xué)模型就是系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的數(shù)學(xué)表達(dá)式，它表示系統(tǒng)輸入輸出及其內(nèi)部狀態(tài)之間的關(guān)系。一般多用實(shí)驗(yàn)的方法測(cè)出系統(tǒng)的特性曲線，然后再由此曲線確定出其數(shù)學(xué)模型?，F(xiàn)在經(jīng)常采用的方法是計(jì)算機(jī)仿真及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，由計(jì)算機(jī)確定出系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，因而加快了系統(tǒng)模型的建立。當(dāng)系統(tǒng)模型建立后，即可選定上述某一種算法，設(shè)計(jì)數(shù)字控制器，并求出差分方程。計(jì)算機(jī)的主要任務(wù)就是按此差分方程計(jì)算并輸出控制量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)控制。

(2)數(shù)字化PID控制

由于被控對(duì)象是復(fù)雜的，因此并非所有的系統(tǒng)均可求出數(shù)學(xué)模型，有些即使可以求出來(lái)，但由于被控對(duì)象環(huán)境的影響，許多參數(shù)經(jīng)常變化，因此很難進(jìn)行直接數(shù)字控制。此時(shí)最好選用數(shù)字化PID（比例積分微分）控制。在PID控制算法中，以位置型和增量型2種PID為基礎(chǔ)，根據(jù)系統(tǒng)的要求，可對(duì)PID控制進(jìn)行必要的改進(jìn)。通過各種組合，可以得到更圓滿的控制系統(tǒng)，以滿足各種不同控制系統(tǒng)的要求。

2.2單片機(jī)控制系統(tǒng)的數(shù)字化

2.21采用數(shù)字化負(fù)荷隨動(dòng)控制理論

運(yùn)用現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字化自動(dòng)控制技術(shù)，對(duì)中央空調(diào)設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行綜合、優(yōu)化；針對(duì)中央空調(diào)主機(jī)和輔機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行的工況和末端負(fù)荷的變化，采集其瞬間多種變化參數(shù)，對(duì)負(fù)荷進(jìn)行隨動(dòng)跟蹤；自動(dòng)、準(zhǔn)確、及時(shí)地對(duì)冷凍（溫）水泵、冷卻水泵、冷卻塔風(fēng)機(jī)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行采集，對(duì)系統(tǒng)各設(shè)備自動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)優(yōu)化控制，使中央空調(diào)主機(jī)運(yùn)行環(huán)境得以優(yōu)化，使得主機(jī)工質(zhì)和輔機(jī)系統(tǒng)各種流量跟隨末端負(fù)荷的變化而同步變化，確保中央空調(diào)系統(tǒng)在滿足舒適性的前提下，大幅度降低系統(tǒng)的能源消耗。即把負(fù)荷運(yùn)行所不需要的，而系統(tǒng)運(yùn)行又將會(huì)產(chǎn)生的這部分多余的冷量節(jié)省下來(lái)。

2.22中央空調(diào)數(shù)字化負(fù)荷隨動(dòng)節(jié)能控制系統(tǒng)

控制精度高，同頻精度和穩(wěn)定性好，可使中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能達(dá)到20%以上。該技術(shù)、產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)、國(guó)外處于領(lǐng)先水平，具有高效節(jié)能、安全、舒適和方便管理的顯著效果。

第3章結(jié)論

單片機(jī)控制技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，其核心技術(shù)是單片機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。對(duì)工程技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，抓住系統(tǒng)的原理構(gòu)成、軟件設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)調(diào)試方法的要點(diǎn)是十分必要的。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的增長(zhǎng)，開發(fā)新產(chǎn)品的思路上過去那種過多注重價(jià)格因素而使新產(chǎn)品開發(fā)上不了檔次的弱點(diǎn)有所改善，開始注意使用當(dāng)前最先進(jìn)的單片機(jī)開發(fā)高檔次的產(chǎn)品。由于單片機(jī)的開發(fā)手段目前仍以仿真器為主，公司能否提供廉價(jià)的仿真器，提供方便的技術(shù)服務(wù)與培訓(xùn)，較之能否提供高性能、低價(jià)位的單片機(jī)有著同等的重要性。各單片機(jī)廠商在開發(fā)工具以及技術(shù)服務(wù)方面也進(jìn)行著激烈的競(jìng)爭(zhēng)。這種競(jìng)爭(zhēng)與推出新型的單片機(jī)以顯示高技術(shù)方面的優(yōu)勢(shì)是相輔相成的。競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果是為單片機(jī)應(yīng)用工程師提供更廣闊的選擇空間，而最終受益的是單片機(jī)產(chǎn)品的消費(fèi)者，由于單片機(jī)對(duì)各行各業(yè)都有用，這種電子技術(shù)的進(jìn)步導(dǎo)致各行各業(yè)的進(jìn)步，也帶動(dòng)了人類文明的進(jìn)步。

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第5章致謝

本論文設(shè)計(jì)在（）老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下業(yè)已完成，從課題選擇到具體的寫作過程，無(wú)不凝聚著（）老師的心血和汗水，在我的畢業(yè)論文寫作期間，（）老師為我提供了種種專業(yè)知識(shí)上的指導(dǎo)和一些富于創(chuàng)造性的建議，沒有這樣的幫助和關(guān)懷，我不會(huì)這么順利的完成畢業(yè)論文。在此向（）老師表示深深的感謝和崇高的敬意。

在臨近畢業(yè)之際，我還要借此機(jī)會(huì)向在這四年中給予了我?guī)椭椭笇?dǎo)的所有老師表示由衷的謝意，感謝他們四年來(lái)的辛勤栽培。不積跬步何以至千里，各位任課老師認(rèn)真負(fù)責(zé)，在他們的悉心幫助和支持下，我能夠很好的掌握和運(yùn)用專業(yè)知識(shí)，并在設(shè)計(jì)中得以體現(xiàn)，順利完成畢業(yè)論文。