1 引⾔
⽕警报警系统是在⽕灾发⽣时或⽕灾初起时，通过各种⽕警探头探测⽕灾，及时地发出⽕灾声光报警信号和控制防⽕设备信号，引起值班员的注意，指出⽕灾发⽣的地点，迅速有效地扑灭⽕灾，保证船舶安全的重要装置。 ⽬前，船舶上使⽤的各种类型⽕警报警产品都是经过不断完善发展⽽来的，根据规范规定，客船和⼤于500总吨的货船，应在游客和船员起居处所及机器处所装设⼿动报警器。此外，载客超过36⼈的客船起居处所及服务处所和国际航⾏的⼲货船上装有爆炸物品或易燃物品的舱室及其相临近的装货舱室内设置失⽕⾃动报警系统。船上常⽤的失⽕⾃动报警装置有测温式和测烟式两种，完全满⾜船舶⾏业规范中的要求。这些产品的主机有的是采⽤逻辑回路控制，有的则是采⽤可变程序控制器来实现控制的，还有就是采⽤微型计算机控制。它们在系统构成上⼤同⼩异，主要有主机、遥控显⽰器、探测回路、报警控制单元、防⽕设备回路和电源回路。
根据船舶建造规范中的相关规定，船舶⽕警报警系统适⽤于以下船舶：
1.所有航⾏于国内及国外的海上客船
2.总吨位⼤于1000登记吨的海上机动货船
3.油船
4.⽤以装载棉花、⿇、亚⿇、⽕柴以及其他易燃物品的⼲货船
2 船舶⽕警报警系统简介
2.1 船舶⽕警系统的基本组成
⽕警报警系统是通过各种探测器检测⽕灾前兆所产⽣的烟雾、不正常的温度、温升和⽕光，并将其转换为电信号汇集到报警指⽰器，发出⽕灾报警信号。其系统的组成：由⽕灾探测器、⼿动报警按钮和报警指⽰器以及声光报警器等组成，如图1所⽰。⽕警探测器分布于被保护的舱室内。报警指⽰器安装于有⼈值班的驾驶室或消防控制站内，⼿动报警按钮装设在⼈员经常出⼊的过道、⾛廊、控制站、公共舱室等场所的明显之处。 过氧化氢含量的测定
图1 ⽕警报警系统基本组成
(1)主机 (2)电源回路 (3)蓄电池 (4)遥控显⽰板 (5)感温探头 (6)感烟探头 (7)报警按钮 (8)感⽕焰探头 (9) 24V报警铃(10)220V报警笛 (11)故障报警器 (12)⾃动停⽌风机 (13)防⽕闸电磁阀 (14)⾃动灭⽕装置 (15)报警输出继电器 (16)终端电阻 阻
2.2 船舶⽕警系统的功能
1.失⽕⾃动报警功能。根据⾃动探测器或⼿动报警按钮从监护现场发来的⽕灾信号，发出⽕警声（间断警铃：7短1长）、光（红⾊闪光）报警，并显⽰⽕警部位。
2.故障报警功能。对主、副电源故障可以⾃动切换，对他的输⼊输出线路的断线故障进⾏监控。故障时发出故障声（蜂鸣器）、光（黄⾊）报警，并显⽰故障的部位。
3.⽕警和故障报警的记忆功能。只有在⽕警或故障已消除后才能⼈⼯复位。
4.⼿动测试功能。⽤控制⾯板上的各报警分路的⾃检按键随时对系统功能进⾏检验，同时也利⽤该按键迅速确定断线故障所在回路。
5.⽕警优先功能。同时发⽣断线故障和⽕警报警时，真的切换为⽕灾报警。
6.其他联动控制功能。如：可以控制关闭风机，防⽕门；释放真的灭⽕剂；发出⽕灾报警后两分钟内若为引起值班⼈员的注意，则能向船员住所、服务处所、消防控制站和机器处所等发出显著的⼆次声光报警等。
2.3船舶⽕警报警系统的⼀般要求
1.任何要求的带⼿动按钮的固定探测器和报警系统都要能在任何时间⽴即动作。
2.系统中探测器和⼿动报警按钮数量注册后⾃动录⼊。
3.⽤于系统操作的电源和电路要有合适的失电保护和故障监测，⼀个故障信号的发出要能激发主板上声光故障信号，且区别报警信号。
4.⽤于⽕灾探测报警系统的电⽓设备的电源⾄少要有两路，当其中失电另⼀路能⾃动转换上去。
5.探测器和⼿动按钮要成组分区，任何探测器或⼿动按钮的动作都要能激发主板和复试单元的声光报警。
6.当⽕灾探测系统不包括远距离鉴别单个探测器的⽅法时，布置在居住、服务和控制区域的探测器回来不允许涵盖超过⼀层甲板，除⾮该探测器涵盖的是⼀个封闭的楼梯。
7.⽕灾探测系统应能发出声光报警信号，⽽这两种信号均应不同于⾮⽕灾系统的报警信号，并且这些报警信号的设置点应⾜够的多，以保证驾驶桥楼和轮机员听到和看到报警信号，当驾驶桥楼⽆⼈值班时，应能在负责船员的值班处所发出报警。
8.第⼀个被激发的⽕警不可以抑制任何其他探测器所激发的进⼀步报警。
3 船舶⽕警报警系统的硬件设计
3.1 ⽕警报警系统元件的选择
3.1.1 ⽕警探测器的选择
⽕警探测器是⽕警探测回路中最基本、最重要的部件之⼀。它是根据⽕灾发⽣的物理现象，通过感应元件采集到热、光、烟等信号，再将这些信号转化为电信号。
1.感温探测器
黑刚玉磨料感温探测器是利⽤⽕灾前兆的热效应，选⽤对温度或者温升变化率敏感的元件，如双⾦属⽚、易熔断元件、热敏电阻、热电偶等。⽕灾发⽣时机舱舱室的温度会升⾼，当温度达到感温探测器的设定值时则会引起探头感温元件常开触点动作，⾃动发出⽕灾报警信号。图2为JTY-ZDC-805型温差式感温探测器。
作，⾃动发出⽕灾报警信号。图2为JTY-ZDC-805型温差式感温探测器。
图2 JTY-ZDC-805型温差式感温探测器
JTY-ZDC-805型温差式感温探测器对相对湿度⼤于95%、⽆烟⽕、粉尘量⼤的环境具有较强的适应能⼒，适⽤于在正常情况下有烟尘的场所、厨房、发电机房、烘⼲房、吸烟室以及其它不适合安装感烟探测器的场所。
性能参数：供电电源：DC 9V～DC28V ⼯作电流：静态电流 ≤800uA
报警电流 :≤35mA 恒温报警 : 57℃
差温报警 : 8℃/MIN ⼯作温度：-10℃～+50℃
相对湿度：≤95%RH 触点容量：2A/DC24V
2.感烟探测器
感烟探测器是利⽤⽕灾发⽣之前所出现的烟雾浓度来监测⽕警，当烟雾浓度达到规定值时引起探测器感烟元件触头动作，⾃动发出⽕灾报警信号。主要分为感烟管式、光电管式和离⼦式感烟⽕警探头。图3为RLR1-JTY-LZ-F732型感烟探测器。
图3 RLR1-JTY-LZ-F732型感烟探测器
RLR1-JTY-LZ-F732型感烟探测器的电⼦线路为密封式，具有很强的防潮能⼒，还具有功耗低，可靠性⾼的优势，对环
境的适应性强，⽽且物美价廉，所以在驾驶室，⽣活区，机舱等地⽅选⽤这种型号的探测器。
性能参数：供电电源：DC 20V ⼯作电流：静态电流<100uA
报警电流 :≤100mA 恒温电压 :7V~10V
灵敏度 : 三级可靠⼯作温度：-10℃～+50℃
相对湿度：≤95%RH
3.1.2⽕警报警按钮的选择
⽕警⼿动按钮属于⼿动探头，当遇到⽕灾时，⽤⼩锤敲碎报警器表⾯的玻璃，使按钮复位，便可以发出⽕灾报警信号。这些报警器⼀般安装在经常有⼈出现的场所，如过道、⾛廊、楼梯⼝、逃⽣通道、餐厅等。⼿动报警按钮实物如图4所⽰：
图4 SN-911⼿动报警按钮
1.正常监测状态：⼿动报警按钮的正常监视状态可以通过⾯板外观观测到，启动部件不可以破碎，变形或者是移位。
2.报警状态：⼿动报警按钮从正常监视状态进⼊到的报警状态过程：
1)敲碎报警器的启动部件
2)使报警器的启动部件移位
3.报警指⽰灯的确认：报警按钮设定为红⾊报警，当报警按钮启动部件动作时，报警确认灯当⽴即被点亮，并⼀直保持到报警状态复位，
透风窗4.复位：报警按钮动作后应仅能使⽤⼯具通过下述⽅法进⾏复位：
1)对于启动部件不可以重复使⽤的，应更换新的启动部件；
2) 对于启动部件可以重复使⽤的，应使启动部件复位
性能参数: ⼯作电压：24VDC ⼯作电流：≤8A
触点电阻：≤0.1欧姆外壳材料：ABS等级
连接⽅式：常闭或常开⼯作温度：-10℃～+50℃
连接⽅式：常闭或常开⼯作温度：-10℃～+50℃
这种型号的⼿动报警按钮防护等级⾼，⼯作可靠，环境适应性强，易于紧急情况下操作，价格适中，适合船上各个场所。
3.1.3 PLC的选择
对于45吨的⼩型拖轮，由于它的体积⼩，吨位⼩，船体的结构设计⽐较简单，舱室较少，⽕警报警设备安装的数量也相对较少，所以对PLC的输⼊输出端⼝的数量要求较少，因⽽选⽤S7—200系列的PLC产品。
本次设计采⽤西门⼦S7—200系列CPU224型PLC。该型号的PLC属于S7—200系列中的微型，拥有14个输⼊、10个输出共24个数字量I/O点。最多可连接7个扩展模块，最⼤扩展到168路数字量I/O点或35路模拟量I/O点。
该型号的PLC具有强⼤的CPU功能：
1.脉冲捕捉功能：每个CPU内置的数字量输⼊点均可独⽴的设置脉冲捕捉功能
2.⾼速的计数功能：224型CPU具有6个⾼速计数器，使⽤单相编码器时，CPU最⾼计数频率为30HZ。使⽤双相编码器时，CPU最⾼计数频率为20HZ
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3.⾼速脉冲输出功能：224CPU具有2个⾼速脉冲输出，输出频率为20HZ。同时具有脉宽调制和脉冲序列输出两种模式。
4.数字量，模拟量滤波功能：CPU内置的数字量输⼊点设置0.2ms—12.8ms的滤波时间，降低噪⾳⼲扰。
5.数据记录功能：新⼀代的S7-200PLC提供指令在存储卡上存储数据记录，存储卡⼀般为64K或256K
6.新⼀代的S7-200PLC具有多功能诊断LED：诊断LED由操作系统控制，或者由⽤户程序通过诊断指令控制，当某个值被强制或者某个I/O错误发⽣时，诊断LED发光。
3.2 ⽕警探测回路⽰意图
太阳能光伏密封胶图5 ⽕警探测回路⽰意图
角钉（1）防⽕型感烟探测器（2）防⽕型⼿动报警按钮（3）普通感烟探测器（4）通⼿报警按钮（5）防⽕型感温探测器（6）终端电阻（7）蜂鸣器（8）报警指⽰灯
⽕警控制⾯板左侧为输⼊电路，⼀共有4条回路，每条回路由各种类型的探测器和⼿动报警按钮串联组成，根据实际情况的需要选择不同类型的探测器和报警按钮。如回路3从⽕警控制⾯板出来第⼀个接左甲板仓库中的感烟探测器，因为仓库中可能会存放易燃物品，所以对探测器的防⽕等级要求⽐较⾼，因⽽选⽤防⽕型探测器，下⼀个接船⽤休息室内安
