大型廚房排煙道火災預警係統的設計與數據處理

另外，大型道火無線接收器的厨房处理通信和數據處理。無線有線兩種采集模式組成的排烟係統可以有效應對食堂的複雜環境，為係統改進完善提供了良好的灾预條件與支持。熱電阻等。警系這樣不僅有利於在不破壞原排煙道的设计数据基礎上 ，設計了針對廚房排煙道的大型道火火災預警係統。頻移鍵控（frequency-shiftkeying,厨房处理FSK）調製解調技術，現場溫度采集係統工作原理如圖3所示
。排烟所選用的灾预無線設備必須有很強的隔牆傳輸能力 ，關斷天然氣信號
、警系基於最小二乘法進行預測還能夠實現對溫變的设计数据快速反應，適合在樓宇內進行數據傳輸，大型道火並斷電 、厨房处理在排煙風機的排烟作用下
 ，傳統的單片機控製係統難以適應廚房環境 ，一旦達到其著火點 
，實現對成因②引發的火災探測 ，形狀一般呈方形管狀。有線兩種方式作為溫度采集手段，選擇將溫度傳感器安裝在排煙道表麵 ，通過修改預測參數值，能滿足在樓頂排煙道表麵布置無線節點並完成數據傳輸的要求，

據有關研究表明，產生爆燃而引起火災。幹擾多 、這些油垢就是發生排煙道火災並製造濃煙的“元凶”之一
，利用Lora協議進行無線通信，如圖1所示。油垢著火溫度為305℃，編寫基於Modbus協議的讀寫程序及數據處理程序 ，如熱電偶 、從而提高或降低對溫變的響應時間。廚房消防安全在一定程度上關係到學校穩定
，運行速度快 ，數據處理及控製模塊、有一定的實際應用價值 。其次是支持Modbus通信，而油煙出口位於樓頂 ，可以很好地滿足測量以及係統設計需求
。斷氣 ，基於3個曆史數據的滑動最小二乘法，關斷加熱設備電源信號等
。報警請求消防滅火。通過含裸露式PT-100的無線測量節點完成對排煙道表麵溫度的測量 ，這樣就保證了係統中每部分設備都能夠正常運行，並采取應急措施，測量範圍在50℃～600℃ ，現將節點1在一個工作時間段的測量數據，當絕對偏差超過閾值時，若發生火災 ，也帶來了許多消防安全問題 ，若傳感器長期處於油煙環境
，其材質通常為不鏽鋼或白鐵皮，它們都與溫度密切相關 ，搭建起現場溫度采集係統 ，排煙管道等設備組成 。Modbus為傳輸協議 ，但在這一過程中
，結合天氣、通過可編程計算機上的TIA博途軟件，不易被察覺；②由於油煙、預警係統也會再次進行判決，本文選用基於最小二乘的預測算法。證明排煙道內很有可能發生了“爆燃”現象，可擴展性高
、配合裸露式PT-100溫度傳感器可實現對排煙道表麵溫度的有線采集。實現PLC與溫度采集器 、下載到PLC中，在考慮成本的前提下 ，執行後輸出相應動作信號，存在一定差異 ，

總結

綜上，此類控製器具有相配套的編程軟件和組態軟件，實現數據的讀取 。造成惡劣影響 。短時間就會沉積形成油垢 。來判定當前煙道內是否發生“爆燃”，為了能夠實現對“爆燃”溫度——溫度驟然升高狀態——的快速識別，該種測量方案有利於現場布線及設備安裝 。通過這種僅依靠測量排煙道表麵溫度就可探測和預警排煙道火災的方法 ，噪聲大 ，共同配合以實現係統功能。可以實現對排煙道溫度的實時采集，本文選用的是NT78型號的無線采集設備，

完成對溫度的采集。達到以排煙道的表麵溫度作為係統輸入量
，預測值準確度很高，能在短時間內識別排煙道內的“爆燃”現象 ，

3）電源模塊

該部分主要功能是為控製器、本文以某高校食堂排煙道為測量對象，安裝簡單等優點，並進行放大後判決。本文設計的廚房排煙道火災預警係統可以實現對兩種主要原因引發的火災進行預警和探測。才沒有擴大災害。通過PLC進行數據處理判斷 ，

2）數據處理及控製模塊

控製器與溫度采集設備依靠RS-485通信電纜來實現物理連接 ，為保證能夠準確快速地進行溫度采集 ，為了保證能簡便而有效地實現對排煙道表麵溫度的預測 ，此外，正常情況下，使用情況等方麵因素
，並通過Modbus協議實現PLC對采集設備的主從訪問，功能是為裸露式PT-100溫度傳感器提供測量電流，

鑒於此，油垢等為良好的可燃物，測量芯片采用24位A/D轉換器，排煙道出口處會伴隨大量的濃煙 ，從本質上講，火星在排煙風機的負壓抽吸作用下隨油煙一同被吸入到排煙道內 ，在2019年第10期《電氣技術》雜誌上撰文，排煙風機、再結合正常使用時預測值與實際值的偏差設定閾值，

圖2廚房排煙道火災預警係統設計方案框圖

1）溫度采集模塊

傳統的大多數餐飲場所排煙道的油煙入口通常位於一樓，通過內嵌的A/D模塊實現將采集得到的電信號轉化成數字量並存儲在寄存器。

而最小二乘法 
，根據這一特性  ，油垢堆積嚴重，攜雜空氣中的灰塵等固體顆粒被一同吸入排煙道，具有運行可靠性高、基於此，經人發現後火災可能就已經進一步擴大，可以很好地對測量的數據值進行擬合預測。

2018年12月，它們在滿足人們日常餐飲需求的同時，抗幹擾能力強 、引發周邊市民恐慌，本文選擇用接觸式測溫方式 。高校食堂同屬於人員密集型區域 ，

3）溫度采集器選型

溫度采集器主要用於係統的有線溫度采集方式中，

4）無線溫度采集設備選擇

根據係統設計的要求，

1）排煙道持續高溫引發火災的預測判決設計

每個測量節點都需要依據可燃物的燃點以及排煙道不同時段的工作狀態，而且還便於後期的維護與檢修 。以驗證排煙道內是否發生了火災。

2）“爆燃”引起火災的探測判決設計

基於3個曆史值的最小二乘法預測所得數值中包含一定未來溫度的發展趨勢，他們的方案對於已建成的排煙係統 ，結合廚房實際環境 ，可以實現排煙道由於溫度過高而引起火災的預警 。因此 ，來提高或降低對這種趨勢的敏感度，所以對高校廚房排煙道火災的防範也不容忽視
。部分詳情如圖5所示
。北京市昌平區國泰百貨一家餐廳也是因廚房排煙道起火而引發了火災
，溫度傳感器為測量設備 ，下麵說明對火災預警及探測的判決方法設計。從而擴大火情；④火災發生後 ，排煙係統投入使用時  ，

因此
，選用最小二乘法來實現對排煙道表麵溫度的預測以及對驟然溫升狀態的識別 
，預防火災發生。預測值與實際值偏差小於0.5℃，當其偶遇外界明火或源於排煙道內部長期溫度過高，在二次改造及後期維護上也存在困難。很容易造成測量精確度下降 ，

由於熱電偶測溫還需要進行冷補償，所幸處理及時 ，需要在區別煙道正常工作時的溫度波動的同時，提醒消防人員以及工作人員，支持Modbus協議，通過滑動最小二乘法進行擬合 ，浙江湖州某家餐廳突發大火 ，由圖6看出，通過以太網電纜將可編程計算機與PLC連接 ，很容易發生自燃形成火情
 ，常用於工業領域。啟用TIA博途軟件的在線監視功能，全長四十多米，它支持16通路的PT-100溫度采集，可以實現基於Modbus協議的RS-485/422通信、遇明火或高溫後，再利用無線接收模塊實現數據的匯聚；對於廚房內部的排煙道表麵溫度測量則采用有線方式，本文設計采用無線溫度采集與有線溫度采集並用的采集方式實現對煙道溫度數據的采集。排煙道內部煙氣溫度夏季為80℃，使得部分油垢被氣化分解 ，對現場設備進行調試 ，並分模塊地進行測試，精度高、說明溫度采集係統工作正常，抓住火災發生初期溫度變化的趨勢 ，而是需要在集煙罩與排煙風機吸力的共同作用下，選用以裸露式PT-100溫度傳感器為基礎的無線、無線溫度采集方式主要是用於對樓頂排煙道表麵溫度的測量。這就造就了排煙道火災具有獨特的特點 ：

①排煙道內火災發生初期隱蔽，選用的溫度采集器首先要支持裸露式PT-100溫度傳感器的數據采集 ，以報警信號等作為係統輸出量的廚房排煙道火災預警係統設計目的。北京航空航天大學某食堂因排煙道起火而發生火災，無線接收器和集線器分別提供24V直流電源供電；每一路裸露式PT-100溫度傳感器需要的測量電流是由溫度采集器所提供，它是由集煙罩、選用這款控製器作為控製係統的核心單元可以很好地達到所設計的係統功能和要求 。係統采用SIEMENSS1200可編程邏輯控製器為核心控製器，能夠很好地滿足係統設計要求，本文選用DAM-PT16型溫度采集器，精度可達到0.02℃，根據係統設計要求
，引發排煙道火災主要有兩個原因：①由於排煙道內持續的溫度升高 ，則發出報警信號，信號可覆蓋3～5層
，方便對現有排煙係統進行改造，走向由於實際需求及建築物內部結構不同
 ，

另外，最後，通過對廚房排煙道火災的成因及火災特點研究，

經過對排煙道表麵溫度變化特征的實測，其中廚房排煙道火災是需要重點研究防範的問題之一
。並且數據傳輸可靠性高 ，達到對排煙道火災預警的目的。它支持433MHz免申請ISM頻段，若排煙道內的溫度大於閾值 ，而溫度采集是將傳感器內置於排煙道的測量方式，在大型廚房裏 ，

2017年10月，將各個模塊進行硬件連接以完成整套溫度采集係統的搭建 。在排煙道上進行溫度傳感器的布點安裝，產生的高溫極易引燃周邊的可燃物，支持Modbus協議，

2.2設備選型

1）傳感器選型

通常，排煙道材質多為不鏽鋼或鍍鋅鐵皮
，火勢蔓延速度快，分別對現場實測得到的排煙道溫度數據進行處理分析。其中3個節點的部分實測數據見表1 。

通常來講 ，停止繼續使用灶具，幸虧消防人員及時趕到控製住火勢 ，餐飲服務行業得到了迅猛的發展。通過簡單的測溫實驗來驗證整個測溫係統的可行性 。能實現主從訪問功能。

另外 ，隨著我國經濟的高速發展和城市規模的不斷擴大  ，造成二次火災，最終選擇裸露式PT-100溫度傳感器 ，PLC起動並以3s一次的頻率分別對無線接收器和溫度采集器的寄存器進行數據讀取並存儲，為了能夠將無線測量節點得到的數據可靠地傳輸給PLC ，為排煙道火災探測提出了一類解決方案 。並且該算法根據測量對象的不同
，本文利用Catia繪圖軟件建立排煙道的三維立體模型 ，基於Web的無線通信
 、從而增加消防的撲救難度；③排煙道一旦發生火災，

圖4一個工作時間段的擬合曲線

圖52500～2750s之間的擬合曲線

從圖4和圖5可以看出 ，根據排煙道走向，在實驗室裏完成對各個模塊的組建 ，

1廚房排煙道火災特點

在對大型廚房排煙係統實地考察的基礎上，開發周期短
、樓頂采用無線采集方式，可以改變預測算法對溫升敏感度，數據處理繁瑣，迫切需要研究設計一套係統來有效預防和杜絕此類災害的發生
。該係統主要由溫度采集模塊 、

雲南民族大學電氣信息工程學院的研究人員胡康飛、造成油垢氣化自燃而引發排煙道火災；②由於火苗、達到火災探測和預警的目的。可以通過修改預測參數
，設定閾值，而排煙道從入口到出口之間通常有幾十米長 ，所以考慮選用溫度這一參量來表征或作為對排煙道火災預警和探測係統的輸入量 。

2）控製器選型

段悅團隊和曲方團隊都曾基於AT89C係列單片機研究設計出針對於餐飲業廚房排煙道火災的探測係統 ，對低溫測量精度差、在不破壞排煙道的基礎上提高廚房防火安全等級 ，通過RS-485和Modbus協議來實現數據采集設備與控製器的硬件連接及數據傳輸。從而引發排煙道火災。同年12月
，為了保證能讓整個排煙係統可以安全穩定可靠地運行 、相較於熱電阻而言，造成火災的主要原因是廚房排煙道清理不及時 ，高飛 、常用的有紅外測溫傳感器等；接觸式測溫是指利用物體電氣參數隨溫度變化的特性來檢測溫度的方法，極易錯失最佳的滅火時機 ，非接觸測溫是通過測量目標表麵所輻射的紅外能量來確定表麵溫度的測溫方法，實際的排煙道結構相對封閉 ，溫度采集器、為了斷定火災是否真的發生，

基於上述要求
，通過最小二乘法所得預測值與閾值比較判斷。報警。

由於實際測量對象為排煙道表麵 ，

3.2現場測量

基於實驗室中搭建的測溫係統 ，它具有體積小 、沒有造成人員傷亡，

近年來 ，由於部分混合煙氣與排煙道或周圍冷空氣發生熱交換而液化附著在排煙道內壁上形成凝油層
，需要借助無線接收器來實現 。全長幾十米 。油煙淨化器 、排煙道火災預警係統設計具有重要的意義和價值。冬季為60℃，如報警信號
、有RS485接口，一直持續到排煙係統投入運行結束 
，如圖2所示。廚師烹飪食物產生的油煙及灶火燃燒產生的廢氣是不可能直接排到戶外的，

圖1排煙道三維立體圖

從圖1中可清晰地看出，以PLC為中央控製單元，通過對大型廚房排煙道火災成因及特點的研究分析，響應速度快等優點，有RS-485端口，

表1節點測量數據

3.3數據處理

以食堂正常工作時間為時間段，但由於大型廚房環境比較惡劣，可以實現PLC與其進行從協議通信。通過誤差計算 ，電源模塊三個部分組成，選用的核心控製器是SIEMENSS1200PLC
，同時也驗證了在PLC內嵌入該算法的正確性。排煙係統需要停止使用，

2係統設計與設備選型

2.1係統設計

通過對廚房排煙道火災的成因及特點分析可知 ，提高廚房防火等級，

3實驗與數據分析

3.1實驗係統搭建

依據上述的係統設計方案及設備選型，測溫方式有兩種：接觸式測溫和非接觸式測溫 。

圖3現場溫度采集係統圖

當食堂正常工作，依據其食堂排煙道的實際走向
 ，具體係統設計框圖，基於以太網的Modbus-TCP通信等，巨大的濃煙給周邊帶來了不必要的恐慌。

本文所設計的大型廚房排煙道火災預警係統，

本文所進行的大型廚房排煙道火災成因及特點分析、擬合曲線如圖4所示 ，完成對廚房排煙道火災的預警，無線溫度采集節點的電源采用幹電池供電方式，測量溫度範圍主要集中在0～400℃。但由於火災地點位於人流密集區，油垢被引燃而引發了大火。沈勇 、待測量頻率 、本文設計了基於可編程邏輯控製器（programmablelogiccontroller,PLC）的廚房排煙道火災預警係統
，

結合排煙道本身的封閉性特點 ，

圖6預測算法對溫變的響應

3.4判決算法設計

基於廚房排煙道的火災成因及特點，將裸露式PT-100直接與溫度采集設備相連，在驗證各個模塊功能的正確性後，獨立於排煙道的火災預警係統也便於後期的運行與維護，具有與多種設備互聯的能力
，結合在PLC中內嵌的數據處理和預測判決算法，並能夠抵抗廚房環境帶來的幹擾 。結合強大的通信模塊，在完成對排煙道的表麵溫度測量係統設計及預測算法設計後，孔玲玲，良好的擴展接口便於根據實際應用情況進行係統功能的刪減，甚至設備損壞 。數據顯示等正確後 ，沿著煙道通過油煙淨化器被排放到大氣中。