《輪機(jī)自動(dòng)化》數(shù)字化教材項(xiàng)目五任務(wù)一

1、項(xiàng)目五 船舶火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)【項(xiàng)目描述】船舶火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)是在船舶上最早實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的系統(tǒng)之一。它能在火災(zāi)初期，將燃燒產(chǎn)生的煙霧、熱量、火焰等物理量，通過火災(zāi)探測(cè)器變成電信號(hào)，傳輸?shù)交馂?zāi)報(bào)警控制器，并同時(shí)顯示出火災(zāi)發(fā)生的部位、時(shí)間等，使人們能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)并及時(shí)采取有效措施，撲滅初期火災(zāi)，最大限度地減少因火災(zāi)造成的生命和財(cái)產(chǎn)的損失，是人們同火災(zāi)做斗爭(zhēng)的有力工具。通過本項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，學(xué)員應(yīng)達(dá)到以下要求。一、知識(shí)要求1、 熟悉船舶火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的分類及其功能；2、 熟悉船舶火災(zāi)探測(cè)的方法；3、 熟悉常用船舶火災(zāi)探測(cè)器的工作原理和特點(diǎn)；4、熟悉干貨艙自動(dòng)探火及報(bào)警系統(tǒng)的組成及其工作原理； 5、熟悉

2、易燃?xì)怏w探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的工作原理；6、了解火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的實(shí)船應(yīng)用。二、能力要求 1、具備正確使用和維護(hù)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警裝置的能力；2、具備典型火災(zāi)探測(cè)器應(yīng)用和管理維護(hù)的能力；3、能應(yīng)用傳感器結(jié)構(gòu)及原理進(jìn)行故障分析和操作。三、素質(zhì)要求1、養(yǎng)成善于動(dòng)腦、勤于思考、及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題的學(xué)習(xí)習(xí)慣；2、提高理論聯(lián)系實(shí)際的能力，培養(yǎng)善于分析和解決工程實(shí)際問題的能力；3、培養(yǎng)理性思維能力和科學(xué)求實(shí)的精神；4、培養(yǎng)學(xué)習(xí)新技術(shù)的能力，增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)?！卷?xiàng)目實(shí)施】任務(wù)一 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的基本功能及工作原理一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1、了解船舶火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的類型；2、掌握火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的組成；3、理解火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的基本功能和工

3、作原理。二、學(xué)習(xí)任務(wù)學(xué)習(xí)分路式火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)和環(huán)路式火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的組成、工作原理和特點(diǎn)。三、背景知識(shí)根據(jù)安裝區(qū)域和探測(cè)介質(zhì)的不同，船舶火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)主要分為三種：用于艙室的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、用于干貨艙的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)和易燃?xì)怏w探測(cè)系統(tǒng)。按系統(tǒng)中火災(zāi)探測(cè)器的分布形式可將火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)分為分路式和環(huán)路式兩種。隨著技術(shù)的發(fā)展，船舶越來越多地采用二總線制的環(huán)路式火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。一、分路式火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)分路式火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)主要由火災(zāi)報(bào)警中央裝置和火災(zāi)探測(cè)器兩部分組成，如圖5-1-1所示。圖5-1-1 分路式火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)示意圖1. 基本組成1）探測(cè)器探測(cè)器分布在被監(jiān)測(cè)環(huán)境現(xiàn)場(chǎng)，它監(jiān)測(cè)

4、環(huán)境的有關(guān)物理量，將其轉(zhuǎn)換成與該物理量對(duì)應(yīng)的電信號(hào)并傳遞給報(bào)警控制器。手動(dòng)報(bào)警按鈕一般安裝在人員經(jīng)常出入的走廊、通道、樓梯口等明顯的地方。探測(cè)器主要有感煙、感溫和火焰探測(cè)器三種。2）中央控制單元中央控制單元一般安裝在駕駛臺(tái)或消防控制站內(nèi)。它的作用是接受火災(zāi)探測(cè)器從現(xiàn)場(chǎng)發(fā)送來的火災(zāi)信號(hào)，經(jīng)過處理后給出聲、光火災(zāi)報(bào)警信號(hào)，并顯示出火警的部位。在船上應(yīng)用的報(bào)警控制器有PLC控制、微機(jī)控制以及繼電接觸器控制等類型。 3）區(qū)域報(bào)警屏區(qū)域報(bào)警屏一般安裝在機(jī)艙集控室內(nèi)以及船員生活區(qū)走廊內(nèi)。它可以接受報(bào)警控制器的信號(hào)，顯示外圍斷路等故障信號(hào)；在火警發(fā)生時(shí)，可以指示報(bào)警部位并給出聲光警報(bào)。在區(qū)域報(bào)警屏上可以復(fù)位

5、各種報(bào)警信號(hào)。 4）聯(lián)動(dòng)控制器聯(lián)動(dòng)控制器安裝在消防控制站內(nèi)，連接報(bào)警控制器送來的火災(zāi)信號(hào)，通過模塊向有關(guān)消防設(shè)備(包括防火門、風(fēng)機(jī)、油泵等)發(fā)出控制命令，同時(shí)查詢?cè)O(shè)備的執(zhí)行情況。 5）通信廣播系統(tǒng)通信廣播系統(tǒng)主體部分安裝在消防控制站內(nèi)，喇叭及電話分機(jī)等器件安裝在現(xiàn)場(chǎng)，可自動(dòng)或手動(dòng)發(fā)出語音報(bào)警信號(hào)。2.基本功能探測(cè)器監(jiān)測(cè)周圍環(huán)境的情況，并將信號(hào)傳輸給中央裝置?；馂?zāi)報(bào)警中央裝置接收到探測(cè)器傳來的火警信號(hào)后，發(fā)出聲、光報(bào)警信號(hào)，并指示出火源部位，啟動(dòng)外部報(bào)警控制設(shè)備。中央裝置還能對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行故障監(jiān)測(cè)，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)發(fā)出故障聲、光信號(hào)，指示出故障類型，故障聲光信號(hào)與火警聲光信號(hào)有明顯的區(qū)別。火警與故障

6、信號(hào)有記憶功能，只有在火警和故障已消除，并經(jīng)人工復(fù)位后方能恢復(fù)正常。另外系統(tǒng)還具備手動(dòng)模擬測(cè)試功能，檢測(cè)設(shè)備是否正常。每個(gè)探測(cè)分路均可切斷，切斷后有相應(yīng)的燈光指示。主、副電源可以自動(dòng)轉(zhuǎn)換，保持不間斷對(duì)系統(tǒng)供電。3.工作原理此類系統(tǒng)的探測(cè)器為開關(guān)量型，探測(cè)器在非報(bào)警狀態(tài)下工作電流很?。ㄎ布?jí)）或?yàn)榱恪．?dāng)發(fā)生火災(zāi)、探測(cè)器動(dòng)作時(shí)，內(nèi)部機(jī)械或電子開關(guān)閉合，流經(jīng)探測(cè)器的電流迅速上升（毫安級(jí)）。探測(cè)器的連接電纜多為二芯線，所有同一分路上的探測(cè)器均并聯(lián)在一起，為了監(jiān)視探測(cè)器的正常工作，系統(tǒng)常采用如圖5-1-2的連接方式。每個(gè)探測(cè)器內(nèi)有一根短接線，分路最末一個(gè)探測(cè)器內(nèi)接一個(gè)終端電阻（或齊納二極管），分路正常工

7、作時(shí)有監(jiān)測(cè)電流流經(jīng)終端電阻，當(dāng)任意一個(gè)探頭從底座上脫落或電纜斷線時(shí)，分路中不再有監(jiān)測(cè)電流?；鹁醒胙b置根據(jù)探測(cè)分路上流經(jīng)電流的大小可檢測(cè)出其處于正常、報(bào)警或故障狀態(tài)。圖5-1-2 火警系統(tǒng)探測(cè)分路結(jié)構(gòu)圖終端電阻終端電阻圖5-1-2 火警系統(tǒng)探測(cè)分路結(jié)構(gòu)圖4. 實(shí)例 典型的分路式火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的主機(jī)面板如圖5-1-3所示。該主機(jī)為模塊化結(jié)構(gòu)，可根據(jù)系統(tǒng)的不同需要選用相應(yīng)模塊?；灸K包括中央單元、分路單元、報(bào)警控制單元和電源單元。每個(gè)分路單元有8個(gè)探測(cè)分路，選用n塊分路單元可組成具有8n個(gè)探測(cè)分路的系統(tǒng)。每個(gè)分路有一個(gè)開關(guān)控制此分路的接通和關(guān)斷，有紅黃兩個(gè)指示燈分別指示其處于火警或分路斷開狀態(tài)

8、。每個(gè)分路單元上有兩個(gè)開關(guān)用于此單元上8個(gè)分路火警和故障的模擬試驗(yàn)功能。主機(jī)與探測(cè)器的連線為二芯線，探測(cè)器工作電壓為24V DC。每個(gè)探測(cè)分路的最末一個(gè)探測(cè)器內(nèi)接一個(gè)10k的終端電阻。分路單元內(nèi)還設(shè)有短路保護(hù)電路，當(dāng)探測(cè)分路發(fā)生短路現(xiàn)象時(shí)此電路動(dòng)作，以避免電流過大。短路現(xiàn)象消除后，短路保護(hù)電路自動(dòng)復(fù)原。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生火警或故障時(shí)，中央單元上發(fā)出相應(yīng)的聲光報(bào)警信號(hào)。因?yàn)榛鹁到y(tǒng)是一個(gè)安全系統(tǒng)，所以必須保證其本身系統(tǒng)處于正常的工作狀態(tài)，為此主機(jī)內(nèi)有各種故障自檢功能。中央單元右側(cè)有一排指示燈，分別指示分路開路故障、警鈴回路故障、接地故障、蓄電池故障、保險(xiǎn)絲故障、電網(wǎng)故障、分路關(guān)斷和主機(jī)門開。分路關(guān)斷和門

9、開指示燈提醒操作者在正常的工作狀態(tài)時(shí)應(yīng)將所有分路接通，并關(guān)上主機(jī)門。報(bào)警、控制單元用以連接外部各種報(bào)警、控制設(shè)施，如全船通用報(bào)警系統(tǒng)、各種報(bào)警燈、報(bào)警鈴和防火門電磁鐵等。輸出信號(hào)種類各異，有源或無源，延時(shí)或不延時(shí)，連續(xù)或斷續(xù)，常開或常閉，能滿足各種不同要求。主機(jī)上有“報(bào)警關(guān)斷”、“外控關(guān)斷”和“延時(shí)關(guān)斷”開關(guān)，用以控制對(duì)外報(bào)警、控制信號(hào)。圖5-1-3 分路式火警系統(tǒng)的主機(jī)面板試驗(yàn) 火警 故障1 2 3 4 5 6 7 81 2 3 4 5 6 7 8試驗(yàn) 火警 故障火警故障報(bào)警控制單元電源分路單元2分路單元1中央單元二、環(huán)路式火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)環(huán)路中每個(gè)探測(cè)器均有二個(gè)通道和主機(jī)進(jìn)行通信。萬一環(huán)路

10、中某一處電纜斷線時(shí)，通信仍可正常進(jìn)行，主機(jī)還可檢測(cè)出電纜斷線的位置。在環(huán)路中設(shè)有數(shù)個(gè)短路隔離器，當(dāng)環(huán)路中某處發(fā)生短路時(shí)，其兩端的二個(gè)短路隔離器動(dòng)作，以避免整個(gè)環(huán)路通信癱瘓。環(huán)路式火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)通常采用二總線制編碼傳輸技術(shù)。系統(tǒng)中的每個(gè)智能型探測(cè)器、按鈕和地址單元都有其各自的地址，由其內(nèi)部的多位開關(guān)或通過軟件所設(shè)定。在環(huán)路中裝上地址單元（編碼底座）后，可連接普通開關(guān)量型的火警探測(cè)器，在這條路上的探測(cè)器具有相同的地址。典型的環(huán)路式火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)框圖如圖5-1-4所示，系統(tǒng)由中央處理單元、探測(cè)環(huán)路、操作單元等構(gòu)成。（1）中央處理單元中央處理單元為模塊式結(jié)構(gòu)，由幾種功能不同的模塊所組成，可根據(jù)需要選用

11、。所有的線路板安裝在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的框架中。中央處理單元由以下幾個(gè)部分組成。 報(bào)警處理板 此板是中央單元的核心部分，板內(nèi)有一個(gè)內(nèi)部和兩個(gè)外部串行通信口。內(nèi)部串行口用于接收來自探測(cè)環(huán)路接口板的信息，控制其相應(yīng)動(dòng)作。外部串行口用于和操作單元等通信。此板還通過繼電器板完成相應(yīng)的報(bào)警、控制功能，通過通信接口板實(shí)現(xiàn)與外部計(jì)算機(jī)、打印機(jī)等的串行通信，控制開關(guān)量I/O板完成相應(yīng)功能。 探測(cè)環(huán)路接口板 此板用于與探測(cè)環(huán)路中的探測(cè)器通信，并將探測(cè)器的狀況傳至報(bào)警處理板。每塊板可連接2個(gè)探測(cè)環(huán)路，一個(gè)中央單元中最多可插入95塊探測(cè)環(huán)路接口板。板上的多位開關(guān)用以設(shè)定地址。圖5-1-4 環(huán)路式火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)示意圖繼電器板

12、它受報(bào)警處理板控制，用來驅(qū)動(dòng)外部報(bào)警、控制設(shè)備（如通用報(bào)警系統(tǒng)、警鈴、防火門磁鐵等）。板內(nèi)有2路DC 24V/2A電源輸出，3路DC 24V/2A有源信號(hào)輸出，4路容量為2A的繼電器信號(hào)輸出，2路以集電極開路形式輸出的信號(hào)。通信接口板此板內(nèi)有2個(gè)RS232和2個(gè)RS485串行通信口，它受報(bào)警處理板控制，用于與外部計(jì)算機(jī)、打印機(jī)通信。開關(guān)量輸入板此板可接收24路經(jīng)光電隔離的開關(guān)量信號(hào)，受報(bào)警處理板控制。開關(guān)量輸出板此板可輸出24路經(jīng)光電隔離的開關(guān)量信號(hào)，受報(bào)警處理板控制。開關(guān)量探測(cè)器接口板此板用于連接以非智能型的開關(guān)量探測(cè)器所組成的探測(cè)分路，每塊板可連接4個(gè)分路。電源單元電源單元包括整流電源和蓄電池，二路電源可自動(dòng)切換。(2)探測(cè)環(huán)路在該系統(tǒng)中，一個(gè)中央單元最多可連接190個(gè)探測(cè)環(huán)路，每個(gè)環(huán)路中可安裝99個(gè)模擬量探測(cè)器或地址單元。一個(gè)環(huán)路可覆蓋船上幾層甲板。因?yàn)橹醒雴卧吞綔y(cè)器之間的通信信號(hào)在發(fā)送和接收時(shí)受過特殊處理，所以對(duì)傳輸電纜要求不高，采用一般的二芯非屏蔽船用電纜即可。(3)操作單元操作單元是操作者與系統(tǒng)進(jìn)行人機(jī)對(duì)話的裝置，其面板如圖5-1-5所示。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生火警時(shí)，左上角的火警大燈閃亮，其右側(cè)的二