智能楼宇火灾自动报警系统设计

目录一．组态软件基本概述 (2)二、火灾自动报警系统中DDC控制原理1、监控功能 (3)2、控制功能 (4)3、集中管理功能 (4)三、火灾自动报警系统在组态软件MCGS中进行模拟（一）主控窗口 (4)（二）用户窗口 (4)（三）实时数据库 (7)（四）运行策略 (8)（五）进行模拟 (9)四、总结 (10)摘要：文中概述组态软件MCGS的基本功能、特点、及系统构成工作方式，火灾自动报警系统中DDC控制原理，智能楼宇火灾自动报警系统在MCGS组态软件中的模拟，运用组态软件、DDC实现火灾的自动报警系统设计。

关键词：组态软件、MCGS、DDC、监控、控制、集中管理。

一．组态软件基本概述组态软件通常是被用来为工业过程控制，计算机集散控制和实时监测领域进行服务的一种计算机系统软件。

大部分的组态软件都具有功能完善、操作简便、可视性好、可维护性强等优点。

它一般采用图形化编程结构，真实将现场的运行情况反映在计算机的屏幕上。

MCGS组态软件基本概述MCGS就是众多组态软件中的一种，其全名为“监视与控制通用系统”，是英文拼写单词字头的缩写（Monitor and Control Generated Systen）.中利用了MCGS组态软件的这一优势，并将其应在楼宇智能化领域中，所以了解和掌握MCGS 组态软件的一些功能和特点是很有必要的。

MCGS 工控组态软件的功能（1）概念简单，易于理解和使用。

按照系统的规定，组态配置出高性能、高可靠性、高度专业化的上位机监控系统。

（2）功能齐全，便于方案设计。

MCGS为解决工程监控问题提供了丰富多样的手段，包括设备驱动（数据采集）、数据处理、报警处理、流程控制、动画显示、报表输出、曲线显示等各个环节。

丰富的功能组件和常用图形库可以很方便地设计出用户应用软件系统。

（3）实时性与并行处理。

MCGS充分利用了Windows操作平台的多任务、按优先级分时操作的功能。

工程作业中，大量的数据和信息如数据采集、设备驱动和异常处理等，可及时收集，即时处理。

（4）建立实时数据库，便于用户分部组态，保证系统安全可靠运行。

MCGS的“实时数据库”是整个系统的核心。

在系统运行过程中，生成的用户应用系统，通过实时数据库交换数据，形成互相关联的整体。

（5）设立“设备工具箱”。

针对外部设备的持征，用户从中选择某种“构件”，建立系统与外部设备的连接关系，即可实现对该种设备的驱动和控制。

所有的设备构件均通过实时数据库建立关系，它们是相互独立的，不影响其他构件和整个系统的结构，MCGS是一个“设备无关”的系统，用户不必因外部设备局部改动，而影响整个系统。

（6）“面向窗口”的设计方法，增加了可视性和可操作性。

以窗口为单位，构造用户运行系统的图形界面，使得MCGS 的组态工作既简单直观，以灵活多变。

用户可以使用系统的默认构架，也可以根据需要自己组态配置，生成各种类型和风格的图形界面，包括DOS风格图形界面，标准Windows风格的图形界面以及带有动画效果的工具和状态条。

MCGS工控组态软件的特点（1）利用丰富的“动画组态”功能，快速构造各种复杂生动的动态画面。

以图象、图符、数据、曲线等多种形式，为操作员及时提供系统运行中的状态、品质及异常报警等有关信息。

1）用变化大小、改变颜色、明暗闪烁、移动翻转多种手段，增强画面的动态显示效果。

2）图元、图符对象定义相应的状态属性，即可实现动画效果。

同时，MCGS为用户提供了如实时曲线构件、历史曲线构件、报警显示构件、自由表格构件等。

（2）引入“运行策略”的概念。

复杂的工程作业，运行流程都是多分支的，MCGS开辟了“策略窗口”，用户可以选用系统提供的各种条件和功能的“策略构件”，用图形化的方法构造多分支的应用程序，实现自由、精确地控制运行流程，按照设定的条件和顺序，操作外部设备，控制窗口的打开或关闭，与实时数据库进行数据交换。

（3）MCGS系统由五大功能部件组成，主要的功能部件的形式来构造。

不同的构件成了有着不同的功能，且各自独立。

三种基本类型的构件（设备构件、动画构件、策略构件）完成了MSGS系统三大部分（设备驱动、动画显示和流程控制）的所有工作。

（4）支持OLE AUTOMA TION技术；MCGS允许用户在VISUAL BASIC中操作MCGS中的对象，提供了一套开放的可扩充接口，用户可根据自己的需要用VB编制持定的功能构件来扩充系统的功能。

（5）设立“对象元件库”，解决了组态结果的积累和重新利用问题。

所谓对象元件库，实际上是分类存储各种组态的图库。

组态时，可把制作完好的对象（包括图形对象，窗口对象，策略对象，以至位图文件等等）以元件的形式存入图库中，也可把元件库中的各种对象取出，直接为当前的工程所用。

（6）提供对网络的支持。

考虑到工控系统今后的发展趋势，MCGS充分运用现今发展的DCCW（Distributed Computer Cooperator Work）技术，即分布计算机协同工作方式，来使分散在不同现场之间的采集系统和工作站之间协同工作。

通过MCGS不同的工作站之间可以实时交换数据，实现对工控系统的分布式控制和管理。

MCGS组态软件的系统构成MCGS组态软件的整体结构是由“MCGS组态环境”和：“MCGS运行环境”两个系统组成。

两部分互相独立，又紧密相关，“MCGS组态环境”一般是工程设计人员进行设计和开发的工具界面。

“MCGS组态环境”是生成用户应用系统的工作环境，由可执行程序MCGSSEET。

EXE支持，其存放于MCGS目录的PROGRAM子目录中。

用户在MCGS 组态环境中完成动画设计、设备、连接编写控制流程、编制工程打印报表等全部组态工作后，生成扩展名。

MCG的工程文件，又称为组态结果数据库。

“MCGS运行环境”是用于现场运行的操作界面。

MCGS运行环境是用户应用系统的运行环境，由可执行程序MCGSRUN。

EXE支持，其存放于MCGS目录的PROGRAM子目录中。

在运行环境完成对工程的控制工作。

MCGS工程的五大部分在制作MCGS工程时，要由五个部分来完成。

这五部分是主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略。

（1）主控窗口是工程的主窗口或主框架。

在主控窗口可以放置一个设备窗口和多个用户窗口，负责高度和管理这些窗口的打开或关闭。

主要的组态操作包括定义工程的名称、编制工程菜单、设计封面图形、确定自动启动的窗口、设定动画刷新周期、指定数据库存盘文件名称及存盘时间等。

（2）设备窗口是连接和驱动外部设备的工作环境。

在本窗口内配置数据采集与控制输出设备，注册设备驱动程序，定义连接与驱动设备用的数据变量。

（3）用户窗口主要用于设置工程中人机交互的界面，诸如生成各种动画显示画面、报警输出，数据与曲线图表等。

（4）实时数据库是工程各个部分的数据交换与处理中心，它将MCGS工程的各个部分连接成有机的整体。

在本窗口内定义不同类型和名称的变量，作为数据采集、处理、输出控制、动画连接与设备驱动对象。

（5）运行策略主要完成工程运行流程控制。

包括编写控制程序（IF…THEN脚本程序），选用各种功能构件，数据提取、历史曲线、定时器、配方操作、多媒体输出等。

MCGS组态软件的工作方式（1）MCGS如何与设备进行通信：MCGS通过设备驱动程序与外部设备进行数据交换。

包括数据采集和发送设备指令。

设备驱动程序是由VB程序设计语言编写的DLL（动态连接库）文件，设备驱动程序中包含符合各种设备通信协议的处理程序，将设备运行状态的特征数据采集进来或发送出去。

（2）MCGS如何产生动画效果：MCGS为每一种基本图形元素定义了不同的动画属性如一个长方形的动画属性有可见度，大小变化，水平移动等，每一种动画属性都会产生一定的动画效果。

所谓动画属性，实际上反映图形大小、颜色、位置、可见度、闪烁性等状态的特征参数。

（3）MCGS如何实施过程多机监控：MCGS提供了一套完善的网络机制，可通过TCP/IP网、MODEM网和串口网将多台计算机连接在一起，构成分布式网络测控系统，实现网络间的实时数据同步、历史数据同步和网络事件的快速传递。

同时，可利用MCGS提供的网络功能，在工作站上直接对服务器中的数据库进行读写操作。

分布式网络测控系统的每一台计算机都要安装一套MCGS工控组态软件。

MCGS把各种网络形式，以父设备构件和子设备构件的形式，供用户调用，并进行工作状态、端口号、工作站地址等属性参数的设置。

（4）如何对工程运行流程实施有效控制：MCGS开辟了专用的“运行策略”窗口，建立用户运行策略。

MCGS提供了丰富的功能构件，供用户选用，通过构件配置和属性设置两项组态操作，生成各种功能模块（称为“用户策略”），使系统能够按照设定的顺序和条件，操作实时数据库，实现对动画窗口的任意切换，控制系统的运行流程和设备的工作状态。

所有的操作均采用面向对象的直观方式，避免了烦琐的编程工作。

二、火灾自动报警系统中DDC控制原理DDC意为直接数字控制器，又称下位机。

直接数字控制器的“控制器”系指完成被控设备特征参数与过程的测量，并达到控制目标的控制装置；“数字”是该控制器利用数字电子计算机实现其功能要求。

“直接”意味着该装置在被控设备的附近，无需再通过其他装置即可实现上述全部测控功能。

因此，DDC实际上也是一个计算机，它应具有可靠性高、控制功能强、可编写程序，即能独立监控有关设备，又可联网通过通信网络接受中央管理计算机接受统一控制与优化管理。

火灾自动报警系统中利用DDC，通过计算机进行全面监测控制管理，实现如下功能：1、监控功能（1）检查喷淋泵、消防泵、新风阀、风机、卷帘门电机的，确定处于“开”还是“关”。

（将其交流接触器的辅助触点作为开关量输入信号，输入DDC的DI输入通道上，通过中央控制管理机查看其工作状态）（2）测量烟感探头、温感探头、光感探头参数数据等模拟信号，经过变送器转变为电信号送入DDC的AI。

到中央控制管理机并进行分析，根据其结果决定是否启动消防联动（中央控制管理机通过DDC的开关量输出、模拟量输出控制消防联动设备）。

（3）对现场设备运行检查对比，并对异常状态进行报警处理。

2、控制功能（1）根据要求启/停喷淋泵、消防泵、新风阀、风机、卷帘门电机等消防联动设备。

3、集中管理功能通过通信网络将现场的控制器与中央控制管理机相连，实现集中管理控制。

具体实现如下管理:(1)显示喷淋泵、消防泵、新风阀、风机、卷帘门电机的工作状态，烟感探头、温感探头、光感探头的现场探测数据。

(2)通过中央控制管理机启/停消防联动设备，修改探头参数的设定值。

要实现这些功能要选择合适的传感器、执行器、相应的DDC现场控制器。

三、火灾自动报警系统在组态软件MCGS中进行模拟设置如下：（一）主控窗口报警数据设置数据浏览设置（二）用户窗口（1）消防总控制报警显示设置：时间显示设置日期显示设置消防电梯指示灯设置事故广播指示灯设置消防联动控制按钮控制自动喷淋按钮控制（2）数据给予滑动输入器构件属性设置以烟感探头01S1为例：（3）房间探头以01房间烟感探头01K1为例设置如下：（4）自动喷淋空调新风阀设置：（5）楼层消防联动指示：（三）实时数据库数值型烟感探头、温感探头、光感探头上线报警分别为50、60、40，都设置为定时存盘，自动保存产生的报警信息组对象：（四）运行策略（1）循环策略脚本程序：星期=$Week 日期=$Date 时间=$TimeIF 烟感探头01S1 >50 OR 烟感探头01S2> 50 OR 烟感探头01S3 > 50 OR 烟感探头01S4 > 50 OR 烟感探头01S5 > 50 OR 烟感探头01S6 > 50 OR 烟感探头01S7 > 50 OR 烟感探头02S1 > 50 OR 烟感探头02S2 > 50 OR 烟感探头02S3 > 50 OR 烟感探头02S4 > 50 OR 烟感探头02S5 > 50 OR 烟感探头02S6 > 50 OR 烟感探头02S7 > 50 OR 温感探头07 > 60 OR 温感探头06 > 60 OR 光感探头07 > 40 OR 光感探头06 > 40 OR 光感探头05 > 40 OR 光感探头04 > 40 OR 温感探头05 > 60 OR 温感探头04 > 60 OR 光感探头03 > 40 OR 温感探头03 > 60 OR 光感探头02 > 40 OR 温感探头02 > 60 OR 光感探头01 > 40 OR 温感探头01 > 60 OR LD 一GG>40 OR LD YG 一S1>50 OR LD YG 一S2>50 OR LD YG 一3>50 THEN 消防电梯=1 事故广播=1 自动喷淋=1 消防栓=1 报警开关=1空调新风阀=1 ELSE 消防电梯=0 事故广播=0 自动喷淋=0 消防栓=0 报警开关=0 空调新风阀=0 ENDIFIF 烟感探头01S1 >50 THEN 烟感探头01k1=1 ELSE 烟感探头01k1=0 ENDIF IF 烟感探头01S2 >50 THEN 烟感探头01k2=1 ELSE 烟感探头01k2=0 ENDIF IF 烟感探头01S3 >50 THEN 烟感探头01k3=1 ELSE烟感探头01k3=0 ENDIF IF 烟感探头01S4 >50 THEN 烟感探头01k4=1 ELSE烟感探头01k4=0 ENDIF IF 烟感探头01S5 >50 THEN 烟感探头01k5=1 ELSE烟感探头01k5=0 ENDIF IF 烟感探头01S6 >50 THEN 烟感探头01k6=1 ELSE烟感探头01k6=0 ENDIF IF 烟感探头01S7 >50 THEN 烟感探头01k7=1 ELSE烟感探头01k7=0 ENDIFIF 烟感探头02S1 > 50 THEN 烟感探头02K1 =1 ELSE烟感探头02K1 =0 ENDIF IF 烟感探头02S2 > 50 THEN 烟感探头02K2 =1 ELSE烟感探头02K2 =0 ENDIF IF 烟感探头02S3 > 50 THEN 烟感探头02K3 =1 ELSE烟感探头02K3 =0 ENDIF IF 烟感探头02S4 > 50 THEN 烟感探头02K4 =1 ELSE烟感探头02K4 =0 ENDIF IF 烟感探头02S5 > 50 THEN 烟感探头02K5 =1 ELSE烟感探头02K5 =0 ENDIF IF 烟感探头02S6 > 50 THEN 烟感探头02K6 =1 ELSE烟感探头02K6 =0 ENDIF IF 烟感探头02S7 > 50 THEN 烟感探头02K7 =1 ELSE烟感探头02K7 =0 ENDIF IF 温感探头01 > 60 THEN 温感探头k1=1 ELSE温感探头k1=0 ENDIF IF 温感探头02 > 60 THEN 温感探头k2=1 ELSE温感探头k2=0 ENDIF IF 温感探头03 > 60 THEN 温感探头k3=1 ELSE温感探头k3=0 ENDIF IF 温感探头04 > 60 THEN 温感探头k4=1 ELSE温感探头k4=0 ENDI IF 温感探头05 > 60 THEN 温感探头k5=1 ELSE温感探头k5=0 ENDIF IF 温感探头06 > 60 THEN 温感探头k6=1 ELSE温感探头k6=0 ENDIF IF 温感探头07 > 60 THEN 温感探头k7=1 ELSE温感探头k7=0 ENDIF IF 光感探头01 > 40 THEN 光感探头01=1 ELSE光感探头01=0 ENDIF IF 光感探头02 > 40 THEN 光感探头02=1 ELSE光感探头02=0 ENDIF IF 光感探头03 > 40 THEN 光感探头03=1 ELSE光感探头03=0 ENDIF IF 光感探头04 > 40 THEN 光感探头04=1 ELSE光感探头04=0 ENDIF IF 光感探头05> 40 THEN 光感探头05=1 ELSE光感探头05=0 ENDIF IF 光感探头06 > 40 THEN 光感探头06=1 ELSE光感探头06=0 ENDIF IF 光感探头07 > 40 THEN 光感探头07=1 ELSE 光感探头07=0 ENDIF IF LD YG 一S1>50 THEN 楼道烟感1=1 ELSE楼道烟感1=0 ENDIF IF LD YG 一S2>50 THEN 楼道烟感2=1 ELSE楼道烟感2=0 ENDIF IF LD YG 一3>50 THEN 楼道烟感3=1 ELSE楼道烟感3=0 ENDIFIF LD 一GG>40 THEN楼道光感=1 ELSE楼道光感=0 ENDIF音响输出：脚本程序：!Beep( ) （2）报警策略（3）数据显示（五）进行模拟报警信息浏览存盘数据浏览四、总结运用组态软件、DDC在火灾报警系统中，大量的数据和信息如数据采集、现场监控，设备驱动、异常处理等，可时时监控，及时收集，即时处理，使分散在不同现场之间的采集系统和工作站之间协同工作，实现火灾自动报警系统的高性能、高可靠性、高度专业化。