工控机在火灾自动报警系统的应用

工控机在火灾自动报警系统中的应用

胡忭利（西安理工大学高等技术学院，710082）

摘 要：阐述了以工控机为中央处理器的火灾自动报警控制器的设计方案。

关键词：火灾自动报警控制器；工控机；RS232；RS485

一、概述

随着城市建设和经济建设的快速发展，越来越多的高层建筑和公共活动场所呈现在人们面前。随之而来，火灾隐患增加，每年的火警有数万起之多，特重大火灾时有发生。这不仅给国家财产和公民生命财产带来重大损失，也在一定程度上影响了国家的经济建设和社会稳定。因此，对以预防为主的火灾自动报警控制系统提出了更高、更新的要求。

目前市场上的绝大多数火灾自动报警控制器，其中心处理单元均采用单片机控制，单片机以其价格的绝对优势，加之硬件简单，便于维修等被广泛应用，可谓物美价廉。但随着系统容量的增加，单片机的处理速度及容量显然不够，对于复杂系统的软件编程繁琐、操作不便，尤其是要进行报警平面图的显示时，这种控制器无法实现，必须要配一台计算机。由此以工控机作为中央处理器的控制器应运而生，它以中文Windows2000作为操作平台，采用高级语言编程，使得控制器具有良好的界面和更好的兼容性，克服了上述不足，其容量更大，功能更强，能很好地适应市场需求。

二、系统结构

其系统结构框图见图1。

图1　系统结构图

三、硬件设计

1、中央处理器

该系统的中央处理器基本配置要求：CPU PⅢ、内存128M、硬盘40G、显存8M，可采用研华的工控机，安装Windows2000操作系统，采用12寸TFT高清晰真彩平板显示器，同时留两个USB接口，一个网口，一个并行接口。

采用热敏微型打印机，最大平均电流不大于115A。

根据用户要求，可以另配触摸屏和操作键盘。

2、串口扩展槽

可采用台湾Moxa公司的C104HöPCI多串口卡，使系统扩展出4个标准的RS232串口，其中1、2、3号用于联接回路通讯卡，4号用于联接外设通讯卡。

3、回路通讯卡

回路通讯卡的功能是向下管理32个回路板，完成对每个回路板的状态扫描（正常、火警、故障、联动），向 上实现与工控机间的双向数据交换。与工控机之间采用RS232通讯，与回路板间采用RS485通讯。

4、外设通讯卡

外设通讯卡的功能是向下管理系统配用的音响板、继电器卡、手动控制盘、楼层复示器，除音响板为1块必备外，其余为选件，其中最多配继电器卡16块，手动控制盘16块，楼层复示器64台，二者之间采用RS485通讯方式；向上完成与工控机间的双向数据传输，二者采用RS232通讯方式。

5、回路板

回路板的作用是完成与本回路相连的所有探测器、模块的数据采集，并做初步的数据处理，同时接受来自中央处理器的控制输出命令，发往现场各模块。每块回路板上可接普通编址单元128只，或智能编址单元198只。

6、音响板

音响板的功能首先是实现火警、故障、预警情况下的声光报警，同时监测电源板上的主、备电运行状态，此外管理系统中设置的总火警继电器，可编程继电器。

四、软件设计

1、工控机软件

工控计算机的软件采用Microsoft公司的可视化程序语言Visual Basic编制。主要完成对来自下位机的各种采样数据的处理、判断，监控系统运行状态，响应用户的各种操作指令。程序在结构上可分成以下几个模块：

（1）编辑程序模块：完成系统配置、回路配置、控制矩阵建立、平面图绘制等功能。

（2）通讯程序模块：完成和回路通讯卡、外设通讯卡、打印机等部分的通讯功能。

（3）报警显示程序模块：完成对系统报警事件的显示、记录、平面图调用等功能。

（4）帮助程序模块：对所有的操作进行在线帮助，使用户熟练掌握系统功能、设置等要求。

2、通讯卡、回路板、音响板软件

这三种板卡均采用MCS251汇编语言编程，板间通讯的RS485波特率置为4800bps。汇编语言可以更好的解决实时性、准确性问题，从而满足国标GB16806-1997关于首次报警时间的要求。为了提高报警的可靠性，软件采用了CRC校验、智能算法、多重判断等措施。

五、系统特点

（1）系统报警容量大，可达19000多点。

（2）由于采用Windows2000操作平面，因此界面美观，易于操作。

（3）关于历史记录保存、平面图管理的优势尤为明显。