消防系统培训(2

理解消防系统的基本概念；掌握火灾探测器的工作原理和适用范围；理解火灾报警控制器、消防联动控制、智能消防系统的相关内容。教学基本要求消防系统培训（下）第三节火灾报警控制器第四节消防设施的联动控制第三节火灾报警控制器一、火灾报警控制器的功能与分类火灾报警控制器是火灾自动报警系统的重要组成部分。在火灾自动自动报警系统中，火灾探测器是系统的“感觉器官”，随时监视周围环境的情况。而火灾报警控制器则是系统的“躯体”和“大脑”，是系统的核心。根据国家标准GB4718—96的定义，火灾报警控制器是可向探测器供电，并具有下列功能的设备：（1）能接受探测信号，转换成声、光报警信号，指示着火部位和记录报警信息。（2）可通过火警发送装置启动火灾报警信号或通过自动消防灭火控制装置启动自动灭火设备和消防联动控制设备。（3）自动地监视系统的正确运行和对特定故障给出声光报警（自检）。由此可见，火灾报警控制器的作用是向火灾探测器提供高稳定度的直流电源；监视连接各火灾探测器的传输导线有无故障；能火灾探测器发送的火灾报警信号，迅速、正确地进行转换和处理，并以声、光等形式指示火灾发生的具体部位，进而发送消防设备的启动控制信号。火灾报警控制器按其技术性能和使用要求大致分类如下：1、按用途和设计使用要求分（1）区域火灾报警控制器。其控制器直接连接火灾探测器，处理各种报警信息，是组成自动报警系统最常用的设备之一。（2）集中火灾报警控制器。它一般不与火灾探测器相连，而与区域火灾报警控制器相连，处理区域级火灾报警控制器送来的报警信号，常用在较大型系统中。（3）通用火灾报警控制器。它兼有区域、集中两级火灾报警控制器的双重特点。通过设置或修改某些参数（硬件或软件），即可作区域级使用，连接控制器；有可作集中级使用，连接区域火灾报警控制器。2、按内部电路设计分类（1）普通型火灾报警控制器。其电路设计采用通用逻辑组合，有成本低廉、使用简单等特点，易于实现以标准单元的插板组合方式进行功能扩展，其功能一般较简单。（2）微机型火灾报警控制器。其电路设计采用微机结构，对软件和硬件程序均有响应要求，具有功能扩展方便、技术要求复杂、硬件可靠性高等特点，是火灾报警控制器的首选型式。3、按信号处理方式分类（1）有阈值火灾报警控制器。用有阈值火灾报警控制器，处理的探测信号为阶跃开关量信号，对火灾探测器发出的报警信号不能进一步处理，火灾报警取决于探测器。（2）无阈值火灾报警控制器。用无阈值火灾报警控制器，处理的探测信号为连续的模拟量信号。其报警主动权掌握在控制器方面，可以具有智能结构，是现代火灾报警控制器的发展方向。4、按信号处理方式分类（1）多线制火灾报警控制器。其探测器与控制器的连接采用一一对应方式。各探测器至少有一根线与控制器连接，因而其连线较多，仅适用于小型火灾自动报警系统。（2）总线制火灾报警控制器。控制器与探测器采用总线（少线）连接。所有探测器均并联或串联在总线上（一般总线数量为2~4根），具有安装、调试、使用方便，工程造价较低的特点，适用小型火灾自动报警系统。二、火灾报警控制器的组成和性能火灾报警控制器的组成主要包括电源和主机两部分。根据国标规定，火灾报警控制器各部分的基本功能如下：（一）电源部分火灾报警控制器的电源应由主电源和备用电源互补两部分组成。主电源为220V交流市电，备用电源一般选用可充放电反复使用的各种蓄电池。电源部分的主要功能为：（1）主电、备电自动切换；（2）备用电源充电功能；（3）电源故障监测功能；（4）电源工作状态指示功能；（5）为探测器回路供电功能。目前大多数火灾报警控制器的电源设计采用线性调节稳压电源，同时在输出部分增加过压和过流保护环节。近来还出现开关型稳压电源方式。（二）主机部分主机部分常态监视探测器回路变化情况，遇有报警信号时，执行响应的动作，其功能如下：（1）故障声光报警。当出现探测器回路断路、短路、探测器自身故障、系统自身故障时，火灾报警控制器均应进行声、光报警，指示具体故障部位。（2）火灾声光报警。当火灾探测器、手动报警按钮或其他火灾报警信号单元发出报警信号时，控制器能迅速、准确地接收、处理此报警信号，进行火灾声光报警，指示具体火警部位和时间。（3）火灾报警优先功能。控制器在报故障时，如出现火灾报警信号，应能自动切换到火灾声光报警状态。若故障信号依然存在，只有在火情被排除，人工进行火灾信号复位后，控制器才能转换到故障报警状态。（4）火灾报警记忆功能。当控制器收到探测器火灾报警信号时，应能保持并记忆，不可随火灾报警信号源的消失而消失，同时亦能继续接受、处理其他火灾报警信号。（5）声报警消声及再声响功能。火灾报警控制器发出声光报警信号后，可通过控制器的消声按钮人为消声，如果停止声响报警时又出现其他报警信号，火灾报警控制器应能进行声光报警。（6）时钟单元功能。控制器本身应提供一个工作时钟，用于对工作状态提供监视参考。当火灾报警控时，时钟应能指示并记录准确的报警时间。（7）输出控制功能。火灾报警控制应具有一对以上的输出控制接点，用于火灾报警时的联动控制，如用于室外警铃，启动自动灭火设施等。控制器主机部分承担着对火灾探测源传来的信号进行处理、报警并中继的作用。从原理上讲，无论是区域报警控制器还是集中报警控制器，都遵循同一工作模式，即收集探测源信号→输入单元→自动监控单元→输出单元。同时为了使用方便，增加功能，又附加上人机接口——键盘、显示部分，输出联动控制部分，计算机通信部分，打印机部分等。火灾控制器的基本工作原理如图所示。就输入单元而言，集中报警控制器与区域报警控制器有所不同。区域报警控制器处理的探测源可以是各种火灾探测器，手动报警按钮或其他探测按钮；而集中报警控制器处理的是区域报警控制器传输的信号。由于其传输特性不同，其输入单元的接口电路也不同。多线传输方式接口电路工作原理是：各线传输的报警信号可同时也可分时进入主监控部分，由主监控部分进行地址译码（对于同时进入）或时序译码（对于分时进入），显示报警地址，同时各线报警信号的“或”逻辑启动声光报警，完成一次报警信号的确认。总线传输方式接口电路工作原理是：通过监控单元将要巡检的地址（部位）信号发送到总线上，经过一定时序，监控单元从总线上读回信息，执行相应报警处理功能。时序要求严格，每个时序都有其固定含义。其时序要求为：发地址→等待→读信息→等待。控制器周而复始地执行上述时序，完成整个推测源的巡检。对于输出单元，集中报警控制器的控制功能比区域报警控制器要复杂。探测源回路时钟显单元示输入控制接口单元输入切换自动监控单元输出控制接口单元键盘辅助输入声报警单元光报警显示单元辅助控制单元报警信息中继辅助指示单元火灾报警控制器主机部分基本原理方框图三、火灾自动报警系统的线制火灾自动报警系统包括火灾探测器、传输线、报警控制器及配套设备（如显示器、中继器等），对于复杂系统，还要包括联动控制装置和设备。这里的线制，主要是指探测器和控制器之间的传输线的线数。按线制分，火灾自动报警系统主要分为多线制和总线制。（一）多线制这是早期的火灾报警技术。它的特点是一个探测器（或若干探测器为一组）构成一个回路，与火灾报警控制器相连，如图所示。当回路中某一个探测器探测到火灾（或出现故障）时，在控制器上只能反映出探测器所在回路的位置。而我国火灾报警系统设计规范规定，要求火灾报警要报到探测器所在位置，即报到着火点。于是只能一个探测器为一个回路，即探测器与控制器单线连接。V（+24V）：电源线控制器SSS探测器T：自诊断线2S：信号线G：地线············ST：选通线1n多线制（n+4）连接方式早期的多线制有n+4线制，n为探测器数，4指公用线，分别为电源线（+24V）、地线（G）、信号线（S）和自诊断线（T），另外每个探测器设一根选通线（ST）。仅当某选通线处于有效电平时，在信号线上传送的信息才是该探测部位的状态信号。这种方式的优点是探测器的电路比较简单，供电和取信息相当直观，但缺点是线多，配管直径大，穿线复杂，线路故障也多，已逐渐被淘汰。（二）总线制TSG控制器SSS探测器2············1nPS：获得探测部位的信息P：给出探测器的电源、编码、选址信号四总线制连接方式G：公共地线T：给出自检信号以判断探测部位或传输线是否有故障如图所示，采用两条至四条导线构成总线回路，所有探测器与之并联，每只探测器有一个编码电路（独立的地址电路），报警控制器采用串行通讯方式访问每只探测器。此系统用线量明显减少，设计和施工也较为方便，因此被广泛采用。但是，一旦总线回路中出现短路问题，则整个回路失效，甚至损坏部分控制器和探测器，因此为了保证系统的正常运行和免受损失，必须在系统中采取短路隔离措施，如分段加装短路隔离器。图中的四条总线（P、T、S、G）均为并联方式连接，S线上的信号对探测部位而言是分时的，从逻辑实现方式上看是“线或”逻辑。由于总线制采用了编码选址技术，使控制器能准确地报警到具体探测部位，测试安装简化，系统的运行可靠性大为提高。P：供电、选址、自检、获取信息G：公共地线G控制器S探测器2·········1nPSS二总线连接方式下图所示为二总线制，用线量更少，但技术的复杂性和难度也提高了。目前二总线制应用最多，新一代的无阈值智能火灾报警系统也建立在二总线的运行机制上。二总线系统的连接方式有树型和环型两种。树型为多数系统所采用；有的系统则要求输出的两根总线再返回控制器的另两个输出端子，构成环型，这时对控制器而言变成了四根线。另，还有一种系统的P线对各探测器是串联的，可称为链式连接方式，这时对探测器而言，变成了三根线，而对控制器还是两根线。各连接方式如图所示。二总线环型连接方式控制器S·······SSS·······SS二总线链式型连接方式控制器SSS总线制区域火灾报警控制器原理框图如图所示。其核心控制器件为微处理器芯片(CPU)，接通电源后，CPU立即进入初始化程序，对CPU本身及外围电路进行初始化操作。然后转入主程序的执行，对探测器总线上的各探测点进行循环扫描，采集信息，并对采集到的信息进行分析处理。当发现火灾或故障信息，即转入相应的处理程序，发出声光或显示报警，打印起火位置及起火时间等重要数据，同时将这些重要数据存入内存备查，并且还要向集中报警控制器传输火警信息。在处理火警信息时，必须经过多次数据采集确认无误之后，方可发出报警信号。※区域火灾报警控制器区域报警控制器打印声报警显示集中报警控制器CPU总线接口编码器探测器1编码器探测器2编码器探测器n···总线制区域火灾报警控制器原理框图※集中火灾报警控制器集中火灾报警控制器的组成与工作原理和上述区域火灾报警控制器基本相同，除了具有声光报警、自检及巡检、记时和电源等主要功能外，还具有扩展了的外控功能，如录音、火警广播、火警电话、火灾事故照明等。集中报警控制器的作用是将若干个区域报警控制器连成一体，组成一个更大规模的火灾自动报警系统。集中报警控制器的原理框图如图所示。声光报警区域报警控制器1集中火灾报警控制器灭火火警电话火灾事故照明记时火警广播打印显示联动装置防火区域报警控制器2区域报警控制器n录音集中火灾报警控制器原理框图集中报警控制器与区域报警控制器不同之处有以下几方面：区域报警控制器范围小，可单独使用。而集中报警控制器是监控整个系统，不能单独使用。区域报警控制器的信号来自各种火灾探测器，而集中报警控制器的输入一般来自区域报警控制器。区域报警控制器必须具备自检功能，而集中报警控制器应有自检及巡检两种功能。集中报警控制器都具有消防设备联动控制功能，区域报警控制器则不是所有的都具备该功能。鉴于以上区别，两种火灾报警控制器不能互换使用。当监测区域较小时可单独使用一台区域报警控制器。但集中报警控制器不能代替区域报警控制器而单独使用。只有通用型火灾报警控制器才可兼作两种火灾报警控制器使用。四、智能火灾报警系统火灾自动报警系统发展至今，大致可分为三个阶段：（1）多线制开关量式火灾探测报警系统，它已处于被淘汰的状态。（2）总线制可寻址开关量式火灾探测报警系统，其中的二总线制开