CH647347A5

CH647347A5 - Alarm system with time division multiplexing

Info

Publication number: CH647347A5
Application number: CH4835/80A
Authority: CH
Inventors: Andrej Dipl-Ing Kavcic
Original assignee: Ljubljana Elektrovod
Priority date: 1979-06-25
Filing date: 1980-06-24
Publication date: 1985-01-15
Also published as: YU150479A; DE3023598A1; YU42703B

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Alarm-System mit Zeit-Multiplex, das eine Zentrale und eine Leitung mit Meldern, welche Stromversorgungskreise und Meldekreise enthalten, aufweist, wobei ein Stromversorgungsgenerator in Serie mit einem ersten Anzeigeinstrument an die Leitung geschaltet ist, an welche ein zweites Anzeigeinstrument parallel angeschlossen ist, wobei die Leitung durch mindestens einen Melder und einen Abschlusswiderstand überbrückt ist. The invention relates to an alarm system with time multiplex, which has a control center and a line with detectors, which contain power supply circuits and signaling circuits, a power supply generator being connected in series with a first display instrument to the line to which a second display instrument is connected is connected in parallel, the line being bridged by at least one detector and a terminating resistor.

In der Alarmtechnik hat sich bisher am besten ein System mit Leitern, Meldern und Zentrale bewährt. Die Melder überwachen den Raum in Bezug auf Gas, Temperatur, Rauch, Feuchtigkeit usw., und wenn sich wegen einer Beeinflussung von aussen ihr Zustand ändert, senden sie über eine Drahtleitung in die Zentrale ein elektrisches Signal. Die Zentrale, die dieses Signal empfängt, bearbeitet es logisch und meldet Alarm. Aus der Zentrale erfolgt auch die Stromversorgung der Melder sowie auch der Schaltung, welche die Zentrale aufweist. So far, a system with ladders, detectors and control center has proven itself best in alarm technology. The detectors monitor the room for gas, temperature, smoke, moisture, etc., and if their state changes due to external influences, they send an electrical signal to the control center via a wire line. The control center that receives this signal processes it logically and reports an alarm. The central unit also supplies the detectors with power and also the circuit that the central unit has.

In der Alarmtechnik sind die schwersten Probleme Falschalarme und Betriebszuverlässigkeit. Mit einem Alarm-System wird ein Raum in langen Perioden überwacht, in denen aber Fälle, derentwegen eine Auslösung des Alarmes notwendig ist, sehr selten auftreten. Auf der anderen Seite besitzen aber die Fühler, die sich in den Meldern befinden, den Nachteil, dass sie auch auf Ausseneinflüsse empfindlich sind, derentwegen eine wirkliche Auslösung des Alarmes gar nicht notwendig gewesen wäre. So besteht eine äusserst grosse Wahrscheinlichkeit, dass ein Alarm ein falscher Alarm ist, der psychisch sehr negativ auf das Personal wirkt, da es das Personal in Unruhe versetzt, gleichzeitig jedoch das Vertrauen in dessen Wirksamkeit herabsetzt. In alarm technology, the most serious problems are false alarms and operational reliability. An alarm system monitors a room for long periods, but in which cases that require the alarm to be triggered are very rare. On the other hand, however, the sensors located in the detectors have the disadvantage that they are also sensitive to external influences, which means that a real triggering of the alarm would not have been necessary. There is an extremely high probability that an alarm is a false alarm, which has a very negative psychological impact on the staff, as it causes the staff to become restless, but at the same time reduces the confidence in its effectiveness.

Der meist kritische Teil des Alarm-Systems ist die Drahtleitung. Physisch ist sie die grösste Leitung, so ist sie auch mechanisch die empfindlichste, und beeinflusst deshalb das Alarm-System unmittelbar. Wegen ihrer Abmessungen benimmt sie sich wie ein Empfänger elektrischer Signale, d.h. vor allem verschiedener Störungen, es besteht jedoch auch eine grosse Gefahr, dass sie auch mechanisch beschädigt, d.h. unterbrochen wird, oder dass es darauf zu einem Kurzschluss kommt. The most critical part of the alarm system is the wire line. Physically, it is the largest line, so it is mechanically the most sensitive, and therefore directly affects the alarm system. Because of its dimensions, it behaves like a receiver of electrical signals, i.e. especially various faults, but there is also a great risk that they will also be mechanically damaged, i.e. is interrupted or there is a short circuit.

In der Fortsetzung werden zum Stand der Technik gehörende Systeme als auch der Gegenstand der Erfindung beschrieben, die gleichzeitig genauer an beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind. Darin zeigen: In the following, systems belonging to the prior art and the subject matter of the invention are described, which are simultaneously shown in more detail on the accompanying drawings. In it show:

Fig. 1 eine elektrische Schaltung eines bekannten prinzipiellen Alarm-Systems; 1 shows an electrical circuit of a known basic alarm system;

Fig. 2 eine elektrische Schaltung eines bekannten neueren Alarm-Systems ; 2 shows an electrical circuit of a known, more recent alarm system;

Fig. 3 eine elektrische Schaltung des erfindungsgemässen Alarm-Systems ; 3 shows an electrical circuit of the alarm system according to the invention;

Fig. 4 eine Ergänzung der elektrischen Schaltung des erfindungsgemässen Alarm-Systems. Fig. 4 is a supplement to the electrical circuit of the alarm system according to the invention.

Schon lange bekannte Alarm-Systeme, wie eines in Fig. 1 dargestellt ist, besassen einen Schutz vor einer Linienunterbrechung bzw. genauer, sie enthielten einen Indikator, der meldete, dass die Linie unterbrochen ist. Dies wurde mit einem Abschlusswiderstand an der Linie erzielt; wenn die Linie demgemäss nicht unterbrochen war, floss durch das Messgerät am Linienanfang ein Strom. Die grösste Schwäche dieses Systems war es, dass im Fall eines Kurzschlusses auf der Linie ein falscher Alarm aktiviert wurde. Trotz diesem Nachteil wird jedoch dieses System bei der Mehrzahl der Alarm-Systeme verwendet. Alarm systems that have been known for a long time, such as one shown in FIG. 1, had protection against a line break or more precisely, they contained an indicator which reported that the line was broken. This was achieved with a terminating resistor on the line; if the line was not interrupted accordingly, a current flowed through the measuring device at the beginning of the line. The main weakness of this system was that a false alarm was activated in the event of a short circuit on the line. Despite this disadvantage, however, this system is used in the majority of the alarm systems.

Die neueren Alarm-Systeme, die in Fig. 2 dargestellt sind, besitzen im Vergleich mit dem oben beschriebenen System eine Ergänzung darin, dass sie im Fall eines Kurzschlusses auf der Linie eine Störung melden. Bei einem solchen System unterscheiden sich die Melder von den früheren Meldern darin, dass sie in Reihe mit dem Fühler für die Alarm-Aktivierung eine Zener-Diode besitzen. So wird die Tatsache ausgenutzt, dass bei einer Parallelschaltung von Zener-Dioden die Spannung nicht unter die Spannungsschwelle derjenigen Zener-Diode, die den niedrigsten Wert besitzt, herabsinken kann. Derart können zwar alle Melder auf der Linie aktiviert werden, die Spannung an der Zentrale wird wegen dieser Schaltung jedoch nicht unter einen bestimmten Pegel herabsinken. Unter diesen Pegel kann jedoch die Spannung nur in dem Fall absinken, wenn auf der Linie ein Kurzschluss auftritt. Um die Zener-Diode zu schützen, ist in die Zentrale eine Schaltung zur Begrenzung des Stroms in die Linie eingebaut, die jedoch auf der Zeichnung nicht dargestellt ist. Diese Strombegrenzung muss niedriger vom Spannungsabfall am eigenen Widerstand der Linie sein, als die Schwelle der Zener-Diode ist. The newer alarm systems, which are shown in FIG. 2, have an addition in comparison with the system described above in that they report a fault in the event of a short-circuit on the line. In such a system, the detectors differ from the previous detectors in that they have a Zener diode in series with the sensor for the alarm activation. This takes advantage of the fact that when Zener diodes are connected in parallel, the voltage cannot drop below the voltage threshold of the Zener diode that has the lowest value. In this way, all detectors on the line can be activated, but the voltage at the control center will not drop below a certain level due to this circuit. However, the voltage can only drop below this level if there is a short circuit on the line. In order to protect the Zener diode, a circuit for limiting the current in the line is built into the control center, but this is not shown in the drawing. This current limit must be lower than the voltage drop across the line's own resistance than the threshold of the Zener diode.

Der gemeinsame Nachteil der beschriebenen Systeme liegt darin, dass der eigene Stromverbrauch aller Melder auf der Linie wesentlich geringer vom Strom sein muss, der zur Linienüberwachung über den Abschlusswiderstand an der Linie fliesst. In Hinsicht darauf, dass der Ruhestrom in die Linie niedrig sein muss, muss der Verbrauch aller Melder noch geringer sein, der Verbrauch des einzelnen Melders jedoch noch verhältnismässig geringer in Bezug darauf, wieviele Melder an die Linie angeschlossen sind. Diese Ursache führt zu extrem passiven Meldern, deren Wirksamkeit im Fall des Auftritts eines äusseren Einflusses, bei dem der Melder reagieren sollte, reduziert ist. The common disadvantage of the systems described is that the own power consumption of all detectors on the line has to be significantly lower from the current that flows for line monitoring via the terminating resistor on the line. In view of the fact that the quiescent current in the line must be low, the consumption of all detectors must be lower, but the consumption of the individual detector must be relatively lower in relation to how many detectors are connected to the line. This cause leads to extremely passive detectors, whose effectiveness is reduced in the event of an external influence, in which the detector should react.

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Um auf einer Seite alle diese Nachteile, d.h. die Empfindlichkeit auf die Anzahl der Melder und die damit verbundene Passivierung der Melder, abzuschaffen, so dass aktive Melder verwendet werden könnten und dabei keine zusätzliche Stromversorgungslinie notwendig wäre, sondern nur die zweiadrige Leitung, und auf der anderen Seite die Fähigkeit des Systems zu erhalten, dass es auf einen Kurzschluss auf der Linie nicht anders reagiert als mit einer Indizierung des Zustands und dabei keinen falschen Alarm auslöst, wurde das erfindungsgemässe Alarm-System entwickelt, das in Fig. 3 dargestellt ist. Beim erfindungsgemässen System ist auf einen Anschluss des Wechselspannungsgenerators 1 eine Reihenschaltung einer Diode 2 und eines Anzeigeinstruments 3 angeschlossen, dieser Schaltung ist jedoch parallel eine Reihenschaltung eines Schalters 4 und einer Diode 5 angeschlossen, wobei die Dioden 2 und 5 entgegengesetzt polarisiert sind. Zwischen dem Verbindungspunkt der Diode 5 und des Instruments 3 und dem anderen Anschluss des Wechselspannungsgenerators 1 ist eine Reihenschaltung der Diode 6 und des anderen Anzeigeinstruments 7 geschaltet, wobei die Diode 6 so polarisiert ist, dass der Stromkreis des Generators 1 über die Diode 2, das Instrument 3, die Diode 6 und das Instrument 7 geschlossen ist. Da muss hinzugefügt werden, dass die Anzeigeinstrumente beliebige Instrumente sind, die auf bestimmte Stromzustände reagieren, z.B. entsprechend gebaute Relais. To cover all of these disadvantages, i.e. to abolish the sensitivity to the number of detectors and the associated passivation of the detectors, so that active detectors could be used without the need for an additional power supply line, but only the two-wire line, and on the other hand the ability of the system to be maintained, The alarm system according to the invention, which is shown in FIG. 3, was developed so that it does not react differently to a short circuit on the line than by indexing the state and does not trigger a false alarm. In the system according to the invention, a series connection of a diode 2 and a display instrument 3 is connected to a connection of the alternating voltage generator 1, but this circuit is connected in parallel to a series connection of a switch 4 and a diode 5, the diodes 2 and 5 being polarized in opposite directions. A series connection of the diode 6 and the other display instrument 7 is connected between the connection point of the diode 5 and the instrument 3 and the other connection of the AC voltage generator 1, the diode 6 being polarized such that the circuit of the generator 1 via the diode 2, the Instrument 3, the diode 6 and the instrument 7 is closed. It must be added that the display instruments are any instruments that react to certain current conditions, e.g. appropriately built relays.

Parallel zur Reihenschaltung der Diode 6 und des Instruments 7 ist die Linie 8 angeschlossen, an die die Melder 9, 9' angeschlossen sind. Die Stromversorgungskreise 9a, 9a' der Melder 9,9', die Verbraucher 11,11' enthalten, sind an die Linie 8 über die Dioden 10,10' angeschlossen, die so polarisiert sind, dass sie für den Strom aus dem Generator 1 gleichzeitig mit der Diode 5 durchlässig sind. An die Linie 8 sind gleichzeitig auch die Meldekreise 9b, 9b' angeschlossen, die im vorgelegten Ausführungsbeispiel in Fig. 3 mit einer Reihenschaltung von Dioden 12,12', Fühlern 13, 13', Stromquellen 14, 14' und je zwei hintereinandergeschalteten LED-Dioden 15,15' dargestellt sind; es besteht jedoch kein Grund, Parallel to the series connection of the diode 6 and the instrument 7, the line 8 is connected to which the detectors 9, 9 'are connected. The power supply circuits 9a, 9a 'of the detectors 9,9', which contain consumers 11,11 ', are connected to the line 8 via the diodes 10,10', which are polarized so that they are for the current from the generator 1 at the same time are permeable with the diode 5. The signaling circuits 9b, 9b 'are also connected to the line 8, which in the exemplary embodiment presented in FIG. 3 have a series connection of diodes 12, 12', sensors 13, 13 ', current sources 14, 14' and two LED series connected in series. Diodes 15, 15 'are shown; however, there is no reason

dass nicht auch andere Elemente vorhanden sein könnten, die jedoch eine gemeinsame Eigenschaft haben müssen, dass sie im geschlossenen Zustand leitend sind. Die LED-Dioden 15, 15' besitzen die gleiche Funktion wie die in der Schaltung nach Fig. 2 dargestellte Zener-Diode. Die Polarisierung der Dioden 12,12' ist so gerichtet, dass die Dioden 12, 12' gleichzeitig wie die Diode 2 in der Zentrale leitend sind. Die Linie 8 besitzt an ihrem Ende den Abschlusswiderstand 16. that other elements might not be present, but which must have a common property that they are conductive when closed. The LED diodes 15, 15 'have the same function as the Zener diode shown in the circuit of FIG. 2. The polarization of the diodes 12, 12 'is directed such that the diodes 12, 12' are conductive at the same time as the diode 2 in the center. Line 8 has terminating resistor 16 at its end.

Das erfindungsgemässe Alarm-System funktioniert wie folgt: Mit dem Schalter 4 wird die Stromversorgung der Melder 9,9' eingeschaltet, wobei eine jede negative Halbperiode des Stromes der Diode 5 über die Dioden 10,10' die Verbrau- The alarm system according to the invention functions as follows: The switch 4 switches on the power supply to the detectors 9, 9 ', with each negative half cycle of the current of the diode 5 via the diodes 10, 10' the consumption.

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eher 11,11' in den Stromversorgungskreisen 9a, 9a' der Melder 9,9' versorgt. Falls in den Meldern 9,9' elektronische Schaltungen, die z.B. Halbleiter, Widerstände, Kondensatoren usw. enthalten, Verwendung finden, ist es auch möglich, dass durch den Einbau eines Filtrierkondensators erreicht wird, dass diese elektronischen Schaltungen als Verbraucher 11, 11' die Arbeitsspannung so lange erhalten, wie lange der Schalter 4 eingeschaltet ist; bei einigen Meldern 9,9' ist jedoch als Verbraucher 11,11' ein Heizkörper eingebaut, dessen Wärmeträgheit gross genug auch dann ist, wenn der Heizkörper auch nur mit einer Wechselstromhalbperiode versorgt ist. Zwischen dem Fühler 13, 13' und den LED-Dioden 15, 15' befindet sich die Stromquelle 14, 14', die einen Schutz für die LED-Dioden 15, 15' darstellt, gleichzeitig jedoch den Alarmpegel defiiert. rather 11, 11 'in the power supply circuits 9a, 9a' the detectors 9, 9 'are supplied. If in the detectors 9.9 'electronic circuits, e.g. Contain semiconductors, resistors, capacitors, etc., it is also possible that the installation of a filtering capacitor ensures that these electronic circuits as consumers 11, 11 'receive the working voltage for as long as the switch 4 is switched on; in some detectors 9, 9 ', however, a heater is installed as a consumer 11, 11', the thermal inertia of which is large enough even if the heater is only supplied with an AC half-cycle. Between the sensor 13, 13 'and the LED diodes 15, 15' there is the current source 14, 14 ', which provides protection for the LED diodes 15, 15', but at the same time defines the alarm level.

Mit einer solchen Stromversorgungsart ändert sich die Zentrale in ihrem Wesen nicht. Am einfachsten ist es, wenn die Versorgung der Zentrale von Anfang an aus dem Netz erfolgt, da dann der Wechselstrom ohne Zusatzteile zur Verfügung steht; wenn die Zentrale mit Gleichstrom versorgt wird, muss ein entsprechender Wandler eingebaut werden. With such a type of power supply, the headquarters does not change in its essence. It is easiest if the control center is supplied with power from the start, since the alternating current is then available without additional parts; if the control panel is supplied with direct current, an appropriate converter must be installed.

In Fig. 4 ist noch die Möglichkeit dargestellt, wie der Widerstand der Linie 8 mit einer entsprechenden Erdung herabgesetzt werden kann. Diese Erdung kann an beliebiger Anzahl von Punkten ausgeführt werden, darf jedoch nur in der Zeit der negativen Halbperiode wirksam sein. Dies wurde mit Hilfe der Dioden 17,17' realisiert. 4 shows the possibility of how the resistance of line 8 can be reduced with an appropriate grounding. This grounding can be carried out at any number of points, but may only be effective during the negative half-period. This was realized with the help of the diodes 17, 17 '.

Mit dem erfindungsgemässen System wurde eine Reihe von Vorteilen erzielt, und zwar: A number of advantages were achieved with the system according to the invention, namely:

- Alarmmeldung eines jeden Melders gesondert bei einer Synchronisation der Melder. - Alarm notification of each detector separately when the detectors are synchronized.

- Die elektronische Schaltung im Melder kann für eine andere Spannung ausgeführt sein, wie sie auf der Linie 8 auftritt, da wegen der Eigenschaft der Wechselspannung diese Spannung beliebig geändert werden kann. - The electronic circuit in the detector can be designed for a different voltage, as occurs on line 8, because this voltage can be changed as desired due to the property of the AC voltage.

- Nach Erhalt des Alarmsignals kann über die Zentrale auf die Melder eingewirkt werden. Mit dem Schalter 4 in Fig. 3 können alle bedeutenden Verbraucher 11, 11' auf der Linie 8, z.B. alle Heizkörper im Melder, abgeschaltet werden, wodurch verhindert wird, dass es bei der Detektierung von explosiven Gasen zu einer Explosion kommen könnte. Eine solche Lösung ist in der Alarmtechnik neu. - After receiving the alarm signal, the detectors can be acted on via the control center. With the switch 4 in Fig. 3 all significant consumers 11, 11 'on the line 8, e.g. all radiators in the detector are switched off, which prevents an explosion from occurring when explosive gases are detected. Such a solution is new in alarm technology.

- Wegen Wechselstromversorgung kann die ganze Schaltung auch mit einer höheren Wechselspannung gespeist werden, wobei jedoch die Zeit der einzelnen Halbperiode, d.h. die aktive Zeit, verkürzt ist.-Auf diese Weise kann in grossem Umfang eine Störungsempfindlichkeit reduziert werden, da dadurch der Störungspegel stark überschritten wird. Die aktive Zeit wird mit dem Quadrat der Spannungserhöhung reduziert. - Because of the alternating current supply, the entire circuit can also be supplied with a higher alternating voltage, but the time of the individual half period, i.e. the active time is shortened. In this way, a sensitivity to interference can be reduced to a large extent, since this greatly exceeds the interference level. The active time is reduced with the square of the voltage increase.

3 3rd

5 5

10 10th

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20 20th

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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

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1. Alarm system with time multiplex, which has a center and a line with detectors, which contain power supply circuits and signaling circuits, a power supply generator being connected in series with a first display instrument to the line to which a second display instrument is connected in parallel , The line being bridged by at least one detector and a terminating resistor, characterized in that a series connection of a first diode (2) and the first display instrument (3) is connected to a first connection of the generator (1) and this series connection is connected in parallel to one Series connection of a switch (4) and a second diode (5) is connected that at the connection point of the first display instrument (3) and the second diode (5) a first wire of the line (8) and the one end of a series connection of a third diode (6) and the second display instrument (7) is connected, the second end with the second A which is connected to the line (8) at the second connection of the generator (1), and that the power supply circuits (9a, 9a ') to the line (8) via a fourth (10) and or fifth (10') diode and Signaling circuits (9b, 9b '), which have the series connection of sensors (13,13'), current sources (14,14 ') and LED diodes (15,15'), via a sixth (12) or a seventh ( 12 ') diode are connected.

2. Alarm system according to claim 1, characterized in that on the first wire of the line (8), the anodes of the second (5), third (6), sixth (12) and seventh (12 ') diode and the cathodes of the first (2), fourth (10) and fifth (10 ') diode are connected.

2nd

PATENT CLAIMS

3. Alarm system according to claim 1, characterized in that to reduce the resistance of the line (8), the second wire of the line (8) by an eighth (17) and a ninth (17 ') diode is connected to the earth , wherein the cathodes of the eighth (17) and ninth (17 ') diodes are connected to the second wire.