CN111167058B - 火灾报警控制器系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种火灾报警控制器系统，包括：主CPU模块、控制输出单元、容器阀监控单元、输入输出单元、通信单元、信息记录模块、以及操控面板模块；所述通信单元包括：第一通信模块、第二通信模块以及第三通信模块；所述第三通信模块与信息记录模块相连；所述信息记录模块与控制输出单元相连；所述控制输出单元与容器阀监控单元相连；所述容器阀监控单元与输入输出单元相连；所述操控面板模块与控制输出单元、容器阀监控单元、输入输出单元分别相连。本发明能够将功能模块的标准化、模块化设计，便于系统中各类消防设施的控制扩展，满足项目个性化设计要求的基础上能够最大限度的缩短项目周期，降低成本。

Description

火灾报警控制器系统

技术领域

本发明涉及消防系统火灾报警控制领域，具体地，涉及一种火灾报警控制器系统。

背景技术

根据GB4717《火灾报警控制器》和GB16806《消防联动控制系统》中的描述，消防系统中的火灾报警控制器尤其是联动型火灾报警控制器的主要功能包括：火灾报警功能、联动控制功能、故障报警功能、联动设备的监管功能、自检功能、信息显示查询记录功能以及软件控制功能等。联动型火灾报警控制器应具有对每个受控设备进行直接手动控制和和自动控制的功能。由于保护部位的不同，具体的工程项目需要根据特定的保护部位的火灾类型开展个性化的设计来满足项目需要，尤其对于一些军事以及工业重要用途的火灾报警控制器，对于控制的可靠性提出了更高要求，要求设置自动联动控制和直线手动控制，需要针对保护区数量、类型、大小开展定制化的设计，包括硬件设计和软件设计。项目实施过程中会耗费大量的时间和人力来开展性质雷同的设计工作，人力成本高，项目周期长。针对该问题，发明了一种标准化模块化的火灾报警控制器设计方法，本发明中的火灾报警控制器的兼容性和扩展性好，尤其对于有可靠性设计要求的直接手动控制部分做了针对性的模块化设计，能够应对各种项目需求，通过该方法使得每次的项目能够像搭建积木一样快速完工，不用重复开展雷同工作，提高了工作效率，节省了人力成本。

专利文献CN110459025A公开了一种屏柜、屏柜火灾报警系统及屏柜火灾报警控制方法，该屏柜火灾报警系统包括火灾报警器、感烟探测器(11)、感温探测器(10)和控制器。感烟探测器(11)用于检测屏柜内的烟雾浓度，感温探测器(10)用于检测屏柜内的温度，控制器用于当屏柜内的温度达到第一预设温度，或者屏柜内的烟雾浓度达到第一减光率时，触发火灾报警器报警。该专利不能够像搭建积木一样快速完工，也不能不用重复开展雷同工作，在工作效率上仍然有待提升的空间。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种火灾报警控制器系统。

根据本发明提供的一种火灾报警控制器系统，包括：主CPU模块、控制输出单元、容器阀监控单元、输入输出单元、通信单元、信息记录模块、以及操控面板模块；所述通信单元包括：第一通信模块、第二通信模块以及第三通信模块；所述第一通信模块与第二通信模块以及第三通信模块分别相连；所述第三通信模块与主CPU模块相连；所述第三通信模块与信息记录模块相连；所述信息记录模块与控制输出单元相连；所述控制输出单元与容器阀监控单元相连；所述容器阀监控单元与输入输出单元相连；所述操控面板模块与控制输出单元、容器阀监控单元、输入输出单元分别相连；所述主CPU模块能够发出控制指令、进行信息处理；所述控制输出单元能够实现各类阀件、泵组的手动控制以及控制线路故障自诊断；所述容器阀监控单元能够实现对容器阀的自动、手动控制；所述输入输出单元能够实现对各类信号的输入、采集及提示、点灯等输出。

优选地，还包括：电源模块；所述电源模块包括与主CPU模块、信息记录模块分别相连。

优选地，还包括：回路卡模块；所述回路卡模块与电源模块相连接。

优选地，还包括：备用电源模块；所述备用电源模块与电源模块相连接。

优选地，还包括：液晶显示操作面板；所述液晶显示操作面板与主CPU模块相连接。

优选地，所述控制输出单元包括：一个或者多个控制输出模块；所述容器阀监控单元包括：一个或者多个容器阀监控模块；所述输入输出单元包括：一个或者多个输入输出模块。

优选地，所述操控面板模块采用直线方式与控制输出单元、容器阀监控单元、输入输出单元分别相连。

优选地，所述第一通信模块与第二通信模块以及第三通信模块采用CAN总线分别相连；所述第三通信模块与主CPU模块采用CAN总线相连；所述第三通信模块与信息记录模块采用CAN总线相连。

优选地，所述信息记录模块与控制输出单元采用CAN总线相连；所述控制输出单元与容器阀监控单元采用CAN总线相连；所述容器阀监控单元与输入输出单元采用CAN总线相连。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明能够将功能模块的标准化、模块化设计，便于系统中各类消防设施的控制扩展，满足项目个性化设计要求的基础上能够最大限度的缩短项目周期，降低成本。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明实施例中火灾报警控制器组成示意图。

图2为本发明软件功能配置及信息流示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

根据本发明提供的一种火灾报警控制器系统，包括：主CPU模块、控制输出单元、容器阀监控单元、输入输出单元、通信单元、信息记录模块、以及操控面板模块；所述通信单元包括：第一通信模块、第二通信模块以及第三通信模块；所述第一通信模块与第二通信模块以及第三通信模块分别相连；所述第三通信模块与主CPU模块相连；所述第三通信模块与信息记录模块相连；所述信息记录模块与控制输出单元相连；所述控制输出单元与容器阀监控单元相连；所述容器阀监控单元与输入输出单元相连；所述操控面板模块与控制输出单元、容器阀监控单元、输入输出单元分别相连；所述主CPU模块能够发出控制指令、进行信息处理；所述控制输出单元能够实现各类阀件、泵组的手动控制以及控制线路故障自诊断；所述容器阀监控单元能够实现对容器阀的自动、手动控制；所述输入输出单元能够实现对各类信号的输入、采集及提示、点灯等输出。

优选地，还包括：电源模块；所述电源模块包括与主CPU模块、信息记录模块分别相连。

优选地，还包括：回路卡模块；所述回路卡模块与电源模块相连接。

优选地，还包括：备用电源模块；所述备用电源模块与电源模块相连接。

优选地，还包括：液晶显示操作面板；所述液晶显示操作面板与主CPU模块相连接。

优选地，所述控制输出单元包括：一个或者多个控制输出模块；所述容器阀监控单元包括：一个或者多个容器阀监控模块；所述输入输出单元包括：一个或者多个输入输出模块。

优选地，所述操控面板模块采用直线方式与控制输出单元、容器阀监控单元、输入输出单元分别相连。

优选地，所述第一通信模块与第二通信模块以及第三通信模块采用CAN总线分别相连；所述第三通信模块与主CPU模块采用CAN总线相连；所述第三通信模块与信息记录模块采用CAN总线相连。

优选地，所述信息记录模块与控制输出单元采用CAN总线相连；所述控制输出单元与容器阀监控单元采用CAN总线相连；所述容器阀监控单元与输入输出单元采用CAN总线相连。

具体地，在一个实施例中，如图1、图2所示，一种火灾报警控制器的硬件主要由主CPU、电源、回路卡、液晶显示操作面板、控制输出模块、容器阀监控模块、输入输出模块、通信模块、信息记录模块组成。

其中电源主要负责完成为整个消防系统的火灾报警及联动控制功能的完成进行供电以及为备用电源进行充放电的功能。

主CPU是火灾报警控制器的信息处理中心，主要负责完成与电源、回路卡、液晶显示操作面板、通信模块、信息记录模块、控制输出模块、容器阀控制模块、输入输出模块的通信功能，获取消防系统的相关设备信息，并发出控制指令，完成信息处理。

回路卡主要负责完成与探测报警回路设备的通信和监管功能，获取各类探测器、手动报警按钮的火警信息、监视模块的设备状态信息，以及对联动控制模块发出控制指令等。

液晶显示操作面板主要是人机交互界面，可以通过主CPU将需要查询显示的各类信息通过液晶显示操作面板进行呈现，同时可以通过操作按键实现对特定功能的设定和读取。

控制输出模块主要用来实现各类阀件、泵组的手动控制功能以及控制线路故障自诊断功能。消防系统主要的受控阀件设备包括气体灭火系统的分配阀、总管阀、卸荷电磁阀、区域阀、泵组等。该类被控设备的直接手动控制功能由该模块负责完成。

容器阀监控模块主要用来实现对容器阀的自动和手动控制功能。在消防系统的气体灭火系统中容器阀的控制尤为重要和特殊，在灭火时需要可靠施放灭火剂，而日常监视状态下不能产生误施放，要求极高的可靠性，所以需要开展针对性的设计。

输入输出模块来实现对各类信号的输入采集及提示、点灯等输出功能。消防系统需要采集按钮、开关、指示灯各类设备的状态信息，同时又需要进行点灯、提示等输出操作，通过输入输出模块来实现对设备操作信息的监视和指导设备操作的功能。

通信模块实现各接口通信功能。主要包括与控制内部各模块(CAN总线)通信，与其它区域报警控制器之间的(CAN总线)通信以及与外部设备(CAN总线)通信。

信息记录模块用来存储消防系统的各类设备状态信息，方便以后对设备信息的查阅和分析。通过CAN网络与通信模块实现信息互通，同时设置USB口和串口方便查阅读取存储信息。

该火灾报警控制器的软件设计实现各模块嵌入式软件底层非开放层面的标准化设计，所有针对具体项目应用层的配置采用离线编程软件进行设计。例如配置每个输入信号和输出信号的名称，自动联动消防设备的逻辑，提示功能和点灯功能逻辑，是否采用倒计时功能，信息记录模块存储信息的范围等。这样每次产品的软件设计工作量会大大减少，只需要做简单的配置就可以实现联动控制、信息采样、存储、操作提示、指示灯点亮等常用功能。

该火灾报警控制器的结构设计采用标准6U插箱形式，各标准模块设计尺寸一致，接口形式统一，便于日常维护。

该火灾报警控制器的特点如下：功能模块的标准化、模块化设计，便于系统中各类消防设施的控制扩展，满足项目个性化设计要求的基础上能够最大限度的缩短项目周期，降低成本；软件采用功能模块嵌入式软件底层非开放层面的标准化设计和计算机离线编程二次开发软件相结合实现联动控制逻辑的编写和功能实现，应用门槛低，方便快捷。

具体地，在一个实施例中，如图1，一种火灾报警控制器主要体现了功能模块标准化模块化可扩展的设计思想。控制器主要由主CPU、电源、回路卡、液晶显示操作面板、若干控制输出模块、若干容器阀监控模块、若干输入输出模块、通信模块、信息记录模块组成。根据GB4717《火灾报警控制器》和GB16806《消防联动控制系统》的描述，火灾报警控制器主要包含火灾报警功能、联动控制功能、信息显示查询记录功能。基于标准化模块化的设计思想，对火灾报警控制器进行了模块功能划分，其中主CPU、液晶显示操作面板、电源和回路卡是控制器实现火灾报警功能的基本配置，能够完成火灾报警、信息显示查询功能。对于联动控制功能主要配置了控制输出模块、容器阀监控模块、输入输出模块三类模块实现联动控制、状态监视等功能。根据项目设计经验，对于火灾报警功能基本都是通过回路卡采用二总线的形式实现控制器与回路设备(探测器、模块、手报)的通信，形式相对统一标准，但对于联动控制对象，比如水灭火系统中的泵组、区域阀、卸荷电磁阀等以及气体灭火系统中的分配阀、容器阀、总管阀等，不同项目被控对象和类型都会不完全一样，尤其是保护部位的数量和火灾类型不同，会设置不同的灭火系统，对应的控制设备的数量和类型也会不同。火灾报警控制器为了完成联动控制功能，针对具体项目，需要做定制化的模块设计来满足功能需求，过程花费大量的人力和时间做雷同的工作，项目周期长，效率低下。而采用可扩展的控制输出模块、容器阀监控模块、输入输出模块可以解决上述问题。三类模块都设计标准路数的输出。比如每块控制输出模块和容器阀监控模块都设计8路控制输出，每块输入输出模块设计16路输入和16路输出信号。这样可以根据被控对象的数量和功能需要进行各类模块的叠加使用，满足多种应用需要。同时三类模块也进行了功能划分，对于控制输出模块主要用来控制气体灭火系统和水灭火系统各类阀件和泵组，实现直接手动控制的基础上模块自带驱动电路和控制线路故障自诊断功能，在满足基本控制要求的基础上又保证了功能的可靠性和提升了模块的故障诊断能力，在控制线路出现了断路故障以及对地短路故障时能够实时诊断出故障并进行故障报警显示。

容器阀监控模块主要用来实现对气体灭火系统中的储存容器容器阀的控制和监视。由于气体灭火系统中灭火剂的费用占比很高，而且很多灭火剂都具有对人体和环境的危害性，因此在对于气体施放的控制上要求可靠性更高，需要满足灭火时及时准确施放，日常不能误施放的要求。为了适应本条设计要求，对于容器阀监控功能开展了针对性的设计。其中主要体现在控制的冗余性设计和控制的供电设计上。其中对于控制的冗余性设计上，模块具有手动和自动两种控制手段，对于自动控制设置了延时启动功能和紧急停止功能。在控制的供电设计方面采用了自动控制和手动控制两套供电线路，防止误操作误施放。同时对于自动控制供电还增加了火警作为必须条件下的供电设计，同样为了防止气体误施放。在储存容器和容器阀状态指示方面也增加了对于真实状态监视和指示的设计方法，保证了在控制器端能够指示真实有效的状态信息。

输入输出模块主要用来实现对设备上各类开关量信息的采样输入以及开关量的电平输出。满足对于按钮操作、指示灯状态信息的采样、以及对于指示灯、按钮的点灯指示等功能。该模块可以实现控制器上各类操作信息和指示信息的信息搜集，将采样信息发送给信息记录模块进行信息记录，便于日后对于事故的分析和回放。也可以根据联动控制流程设计软件逻辑实现按钮指示灯的闪烁用来指导手动控制操作。是控制器的信息记录、状态指示、操作提示、指示灯自检等功能的实现的基本保证。

信息记录模块主要用来记录消防系统中各类火警、故障、监视、状态信息，以及各类控制器上的操作、状态信息。对于日后的事故分析和信息回放具有重要作用。

通信模块主要用来实现三大通信功能。主要包括与控制器内部主CPU、电源、回路卡、信息记录模块、控制输出模块、容器阀监控模块、输入输出模块之间的内网通信；同时实现本控制器与其他区域火灾报警控制器之间的组网通信，以及可以将控制器记录的各类信息通过CAN总线发送给其他设备进行记录和显示。

如图2，一种火灾报警控制器的软件设计采用功能模块底层非开放层面的标准化设计，所有针对具体项目的应用层的配置采用离线编程软件实现。其中模块底层非开放层面的嵌入式软件是固化在各功能模块中的，针对具体项目在调试阶段采用离线编程软件编制项目相关的配置数据，编译后通过计算机串口或者USB口下载到主CPU中即完成了项目的软件设计工作。

其中的配置数据主要包括硬件模块组成、硬件模块的地址、回路单元的描述信息、灭火联动逻辑、点灯以及操作提示逻辑、灭火延时时间、信息存储范围等。在控制器的正常监视状态下，由主CPU分别与各功能模块实现CAN总线的主从式通信，巡检状态下分别由回路卡发送回路设备火警、故障、状态信息，通信板发送组网内区域火灾报警控制器、其他相关设备信息、控制输出模块和容器阀监控模块发送控制线路故障信息、输入输出模块发送开关量输入信息给主CPU，由主CPU做出相应的信息处理和逻辑判断，发送联动控制指令给回路卡和输入输出卡实现联动控制输出。同时将将需要存储的信息发给信息记录模块进行存储，将消防系统内需要共享的信息发给其他区域火灾报警控制器和相关设备。

本发明能够将功能模块的标准化、模块化设计，便于系统中各类消防设施的控制扩展，满足项目个性化设计要求的基础上能够最大限度的缩短项目周期，降低成本。

本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及其各个装置、单元、单元以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置、单元、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的系统及其各项装置、单元、单元可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置、单元、单元也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置、单元、单元视为既可以是实现方法的软件单元又可以是硬件部件内的结构。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (7)

1.一种火灾报警控制器系统，其特征在于，包括：主CPU模块、控制输出单元、容器阀监控单元、输入输出单元、通信单元、信息记录模块、以及操控面板模块；

所述通信单元包括：第一通信模块、第二通信模块以及第三通信模块；

所述第一通信模块与第二通信模块以及第三通信模块分别相连；

所述第三通信模块与主CPU模块相连；

所述第三通信模块与信息记录模块相连；

所述信息记录模块与控制输出单元相连；

所述控制输出单元与容器阀监控单元相连；

所述容器阀监控单元与输入输出单元相连；

所述操控面板模块与控制输出单元、容器阀监控单元、输入输出单元分别相连；

所述主CPU模块能够发出控制指令、进行信息处理；

所述控制输出单元能够实现阀件、泵组的手动控制以及控制线路故障自诊断；

所述容器阀监控单元能够实现对容器阀的自动、手动控制；

所述输入输出单元能够实现对信号的输入、采集及输出；

还包括：电源模块；

所述电源模块包括与主CPU模块、信息记录模块分别相连；

还包括：回路卡模块；

所述回路卡模块与电源模块相连接。

2.根据权利要求1所述的火灾报警控制器系统，其特征在于，还包括：备用电源模块；

所述备用电源模块与电源模块相连接。

3.根据权利要求1所述的火灾报警控制器系统，其特征在于，还包括：液晶显示操作面板；

所述液晶显示操作面板与主CPU模块相连接。

4.根据权利要求1所述的火灾报警控制器系统，其特征在于，所述控制输出单元包括：一个或者多个控制输出模块；

所述容器阀监控单元包括：一个或者多个容器阀监控模块；

所述输入输出单元包括：一个或者多个输入输出模块。

5.根据权利要求1所述的火灾报警控制器系统，其特征在于，所述操控面板模块采用直线方式与控制输出单元、容器阀监控单元、输入输出单元分别相连。

6.根据权利要求1所述的火灾报警控制器系统，其特征在于，所述第一通信模块与第二通信模块以及第三通信模块采用CAN总线分别相连；

所述第三通信模块与主CPU模块采用CAN总线相连；

所述第三通信模块与信息记录模块采用CAN总线相连。

7.根据权利要求1所述的火灾报警控制器系统，其特征在于，所述信息记录模块与控制输出单元采用CAN总线相连；

所述控制输出单元与容器阀监控单元采用CAN总线相连；

所述容器阀监控单元与输入输出单元采用CAN总线相连。

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