DE102018130293A1

DE102018130293A1 - Verfahren zum Betreiben einer Gefahrenmeldeanlage, Gefahrenmeldeanlage und Signalgebereinheit

Info

Publication number: DE102018130293A1
Application number: DE102018130293.2A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Röpke; Jürgen Becker; Johannes Hausinger; Matthias Wolfgang Jandl
Original assignee: DETECTOMAT GmbH; Robert Bosch GmbH
Current assignee: DETECTOMAT GmbH; Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-11-29
Filing date: 2018-11-29
Publication date: 2020-06-04

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Gefahrenmeldeanlage mit einer Steuereinrichtung und einer Mehrzahl von über eine Steuerleitung mit der Steuereinrichtung verbundenen Signalgebereinheiten mit jeweils mindestens einem Signalgeber, wobei die Signalgeber von der Steuereinrichtung durch Senden eines Steuersignals über die Steuerleitung in einen aktivierten Zustand versetzt werden, wobei die Signalgebereinheiten jeweils mit einer Batterie versehen sind, wobei die Batterien die Signalgeber im aktivierten Zustand elektrisch getrennt von einer an der Steuerleitung anliegenden elektrischen Versorgung elektrisch versorgen. Die Erfindung betrifft außerdem eine entsprechende Gefahrenmeldeanlage sowie eine Signalgebereinheit.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Gefahrenmeldeanlage mit einer Steuereinrichtung und einer Mehrzahl von über eine Steuerleitung mit der Steuereinrichtung verbundenen Signalgebereinheiten mit jeweils mindestens einem Signalgeber, wobei die Signalgeber von der Steuereinrichtung durch Senden eines Steuersignals über die Steuerleitung in einen aktivierten Zustand versetzt werden.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Gefahrenmeldeanlage mit einer Steuereinrichtung und einer Mehrzahl von über eine Steuerleitung mit der Steuereinrichtung verbundenen Signalgebereinheiten mit jeweils mindestens einem Signalgeber, wobei die Steuereinrichtung eine Sendeeinrichtung aufweist, von der ein Steuersignal zum Aktivieren der Signalgeber über die Steuerleitung gesendet werden kann.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Signalgebereinheit mit mindestens einem Signalgeber und einer Kommunikationseinheit, wobei die Kommunikationseinheit eingerichtet ist, über eine Steuerleitung mit einer Steuereinrichtung, insbesondere einer Steuereinrichtung einer Gefahrenmeldeanlage, zu kommunizieren, und wobei die Signalgebereinheit eingerichtet ist, den mindestens einen Signalgeber in Abhängigkeit eines von der Kommunikationseinheit empfangenen Steuersignals in einen aktivierten Zustand zu versetzen.
Bei derartigen Gefahrenmeldeanlagen kann es sich zum Beispiel um Brandmeldeanlagen handeln. Die Steuereinrichtung kann zum Beispiel eine Brandmeldezentrale sein. Die Signalgeber können akustische und/oder optische Signalgeber sein, die bei einer Aktivierung durch die Steuereinrichtung im Alarmfall ein optisches und/oder akustisches Alarmsignal ausgeben. Bei derartigen Gefahrenmeldeanlagen ist beispielsweise in großen Bürogebäuden häufig eine Vielzahl von Signalgebern, beispielsweise mehr als 100 Signalgeber, über eine Steuerleitung mit einer zentralen Steuereinrichtung verbunden. Wird in einem Teil des Gebäudes eine Gefahrensituation, wie ein Brand, detektiert, kann die Steuereinrichtung beispielsweise sämtliche Signalgeber aktivieren, um das Gebäude zu evakuieren.
Aus EP 2 631 885 A2 sind ein Verfahren und eine Gefahrenmeldeanlage bekannt, bei der mit Alarmeinrichtungen verbundenen Auslöseeinrichtungen Identifikationsdaten zugeordnet sind. Von einer zentralen Steuereinrichtung können Identifikationsdaten einer oder mehrerer Auslöseeinrichtungen übermittelt werden, sodass nur die mit den Auslöseeinrichtungen der übersandten Identifikationsdaten verbundenen Alarmeinrichtungen aktiviert werden. Auf diese Weise können gezielt bestimmte Gruppen der mit der Steuereinrichtung verbundenen Signalgebern aktiviert werden, während andere mit der Steuereinrichtung verbundene Signalgeber im deaktivierten Zustand bleiben. So können beispielsweise Stockwerke eines Gebäudes nacheinander evakuiert werden, indem nacheinander über die in dem jeweiligen Stockwerk angeordneten Alarmeinrichtungen ein entsprechendes Evakuierungssignal gesendet wird.
Bei bekannten Gefahrenmeldeanlagen erfolgt die elektrische Versorgung der Signalgeber über die Steuereinrichtung. Dies kann über die Steuerleitung erfolgen, insbesondere eine sogenannte Primärbrandmeldeleitung, oder eine separate Versorgungsleitung. Dabei stellt die die elektrische Versorgung bereitstellende Leitung eine Limitierung hinsichtlich der Anzahl der mit der Steuereinrichtung verbindbaren Signalgeber dar. Während im nicht aktivierten Zustand der elektrische Energiebedarf der Signalgeber gering ist, steigt dieser bei einer Aktivierung beispielsweise zur Ausgabe eines optischen und/oder akustischen Alarmsignals, stark an. Dies kann durch die die elektrische Versorgung bereitstellende Leitung nur begrenzt geleistet werden. Nicht zuletzt aus Kostengründen sollen andererseits Leitungen mit möglichst kleinem Querschnitt verwendet werden und es soll möglichst auf zusätzliche Energieversorgungsleitungen verzichtet werden.
Die im Stand der Technik auch die elektrische Versorgung bereitstellende Steuerleitung kann als sogenannte Loop-Leitung ausgeführt werden, die im Falle einer Leitungsstörung, beispielsweise verursacht durch einen Brand, eine Redundanz zur Verfügung stellt. Es kommt bei einer Leitungsstörung allerdings dennoch zu einer unvermeidbaren Unterbrechung der Energieversorgung, bis die Versorgung über den redundanten Teil der Steuerleitung erfolgen kann. Während dieser Unterbrechung sollen die Signalgeber im aktivierten Zustand verbleiben, das Alarmsignal also weiter ausgeben. Hierzu ist die Verwendung spezieller brandbeständiger Kabel vorgeschlagen worden, was allerdings das beschriebene Problem nur in gewissen Grenzen lösen kann und außerdem kostenintensiv ist. Auch ist vorgeschlagen worden, die elektrische Versorgung der Signalgeber bei einer Unterbrechung der Versorgung über die Steuerleitung durch für diesen temporären Einsatz vorgesehene Batterien bereitzustellen, die die Unterbrechung der Energieversorgung überbrücken sollen. Mit dem Erkennen und Umschalten der Energieversorgung sind allerdings ein nicht unerheblicher steuerungstechnischer Aufwand sowie das Risiko einer Fehlfunktion bei einer Unterbrechung der Versorgung durch die Steuereinrichtung verbunden.
Ausgehend von dem erläuterten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren, eine Gefahrenmeldeanlage und eine Signalgebereinheit der eingangs genannten Art bereitzustellen, die es bei zuverlässiger und jederzeitiger Sicherstellung der elektrischen Versorgung in einfacher Weise erlauben, eine möglichst hohe Anzahl von Signalgebern mit einer Steuereinrichtung zu verbinden.
Die Erfindung löst die Aufgabe durch die unabhängigen Ansprüche 1, 10 und 19. Vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren.
Für ein Verfahren und für eine Gefahrenmeldeanlage der eingangs genannten Art löst die Erfindung die Aufgabe dadurch, dass die Signalgebereinheiten jeweils mit einer Batterie versehen sind, wobei die Batterien die Signalgeber im aktivierten Zustand elektrisch getrennt von einer an der Steuerleitung anliegenden elektrischen Versorgung elektrisch versorgen.
Für eine Signalgebereinheit löst die Erfindung die Aufgabe dadurch, dass die Signalgebereinheit mit einer Batterie versehen ist, wobei die Signalgebereinheit eingerichtet ist, den mindestens einen Signalgeber im aktivierten Zustand durch die Batterie elektrisch getrennt von einer an der Steuerleitung anliegenden elektrischen Versorgung elektrisch zu versorgen.
Wie eingangs erläutert, kann es sich bei der Gefahrenmeldeanlage beispielsweise um eine Brandmeldeanlage handeln. Die Steuereinrichtung bildet eine Steuerzentrale, beispielsweise eine Brandmeldezentrale, mit der eine Vielzahl von Signalgebereinheiten über eine Steuerleitung verbunden ist. Die Signalgebereinheiten umfassen jeweils mindestens einen Signalgeber. Die Signalgeber können optische und/oder akustische Signalgeber sein, die bei einer Aktivierung durch die Steuereinrichtung, beispielsweise im Brandfall, ein akustisches und/oder optisches Signal, insbesondere Alarmsignal, ausgeben. Die Signalgebereinheiten können seriell über die Steuerleitung mit der Steuereinrichtung verbunden sein. Die Steuerleitung kann als redundante Loop-Leitung ausgeführt sein, die beispielsweise bei einer Leitungsstörung eine dann zum Einsatz kommende Redundanzleitung zur Verfügung stellt.
Wie noch näher erläutert werden wird, erlaubt die Erfindung es in einfacher und zuverlässiger Weise, mit der Steuereinrichtung eine große Anzahl von Signalgebereinheiten bzw. Signalgebern zu verbinden. So können mit der Steuereinrichtung beispielsweise mehr als 50 Signalgebereinheiten bzw. Signalgeber, insbesondere mehr als 100 Signalgebereinheiten bzw. Signalgeber oder sogar mehr als 200 Signalgebereinheiten bzw. Signalgeber, über die Steuerleitung verbunden sein. Wird eine Gefahrensituation, wie ein Brand, festgestellt, aktiviert die Steuereinrichtung die Signalgeber durch Senden eines entsprechenden Steuersignals über die Steuerleitung, sodass diese ein Alarmsignal ausgeben, beispielsweise zur Evakuierung eines Gebäudes. Es ist möglich, dass jedem Signalgeber bzw. jeder Signalgebereinheit diesen bzw. diese eindeutig kennzeichnende Identifikationsdaten zugeordnet sind. Die Steuereinrichtung kann dann mit dem Steuersignal die Identifikationsdaten der zu aktivierenden Signalgeber bzw. Signalgebereinheiten übermitteln. Eine Vergleichseinrichtung der Signalgebereinheiten überprüft dann, ob die gesendeten Identifikationsdaten mit den hinterlegten Identifikationsdaten übereinstimmen und aktiviert bei festgestellter Übereinstimmung den jeweiligen Signalgeber. Auf diese Weise ist es möglich, dass die Steuereinrichtung gezielt bestimmte Gruppen der Signalgeber aktiviert, beispielsweise nacheinander. Dabei können auch bestimmte Signalgeber bzw. Signalgebereinheiten zu Gruppen zusammengefasst sein, die dann von der Steuereinrichtung durch Senden entsprechender Gruppenidentifikationsdaten gruppenweise aktiviert werden können. Natürlich ist es auch möglich, dass die Steuereinrichtung durch Senden eines entsprechenden Steuersignals zuvor aktivierte Signalgeber bzw. Signalgebereinheiten wieder deaktiviert.
Erfindungsgemäß weist jede Signalgebereinheit eine Batterie auf, die die elektrische Versorgung des mindestens einen jeweiligen Signalgebers der Signalgebereinheit zumindest während des aktivierten Zustands des Signalgebers elektrisch getrennt von einer an der Steuerleitung anliegenden elektrischen Versorgung, insbesondere elektrischen Spannungsversorgung, übernimmt, insbesondere vollständig bzw. ausschließlich. Diese Versorgung erfolgt dabei insbesondere jederzeit während sich der Signalgeber im aktivierten Zustand befindet. Durch die erfindungsgemäß in die Signalgebereinheiten integrierten Batterien erfolgt somit nicht nur eine temporäre elektrische Versorgung der Signalgeber beispielsweise bei einer Störung der Steuerleitung, sondern die Batterien stellen die elektrische Versorgung der Signalgeber im aktivierten Zustand jederzeit sicher. Es ist damit im aktivierten Zustand eine autarke Energieversorgung der Signalgeber durch die diesen jeweils zugeordnete Batterie gewährleistet. Die Kommunikation mit der Steuereinrichtung erfolgt über die Steuerleitung. Bei den Batterien kann es sich um Primärbatterien handeln, also um nicht wieder aufladbare Batterien. Es sind aber selbstverständlich auch wieder aufladbare Batterien (Akkumulatoren) denkbar. Die Batterien können austauschbar sein.
Die Erfindung erlaubt durch die autarke Energieversorgung der Signalgeber im aktivierten Zustand die Verbindung einer großen Zahl von Signalgebern mit einer Steuereinrichtung. Die Energieversorgung ist auch im Falle einer Störung der Steuerleitung, beispielsweise durch einen Brand, jederzeit zuverlässig und in einfacher Weise sichergestellt. Es ist dabei nicht erforderlich, die Steuerleitung mit erhöhtem Leitungsquerschnitt auszubilden oder separate Energieversorgungsleitungen zwischen der Steuereinrichtung und den Signalgebern vorzusehen. Auch die Verwendung spezieller und damit kostenintensiver brandhemmender Kabel ist nicht erforderlich.
Nach einer Ausgestaltung können die Signalgebereinheiten während eines nicht aktivierten Zustands der Signalgeber über die Steuerleitung elektrisch versorgt werden. Dies stellt angesichts des geringen Energiebedarfs im deaktivierten Zustand der Signalgeber keine praktische Einschränkung hinsichtlich der Anzahl der mit der Steuereinrichtung verbindbaren Signalgeber dar. Außerdem wird die Inanspruchnahme der Batterien damit auf den seltenen Aktivierungsfall beschränkt. Dies minimiert die Belastung der Batterien und maximiert damit ihre Einsatzzeit. Es ist jedoch selbstverständlich auch möglich, dass auch im deaktivierten Zustand der Signalgeber die Energieversorgung über die den Signalgebern jeweils zugeordneten Batterien der Signalgebereinheiten erfolgt.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann die von den Batterien zur Verfügung gestellte elektrische Ladung und/oder die Batteriespannung der Batterien gemessen werden. Die erfindungsgemäße Gefahrenmeldeanlage weist hierzu den Batterien zugeordnete Batteriespannungsmesseinrichtungen auf. Dabei kann insbesondere jedem Signalgeber eine eigene Batteriespannungsmesseinrichtung zugeordnet sein, die Teil der jeweiligen Signalgebereinheit ist. Die Messergebnisse können von den Signalgebereinheitenn an die Steuereinrichtung gesendet werden, die dann beispielsweise bei Erkennen eines unzulässigen Abfalls der Batteriespannung oder der elektrischen Ladung ein Warnsignal ausgeben können, beispielsweise zum Austausch der betroffenen Batterien. Die von den Batterien zur Verfügung gestellte elektrische Ladung und/oder die Batteriespannung der Batterien kann zyklisch gemessen werden, beispielsweise in vorgegebenen regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen. Die Messungen können automatisiert ausgelöst werden, sei dies durch die Batteriespannungsmesseinrichtungen selbst, eine elektronische Schalteinheit oder durch die Steuereinrichtung. Sie können aber selbstverständlich auch manuell ausgelöst werden, beispielsweise indem eine Bedienperson ein entsprechendes Messereignis in der Steuereinrichtung erzeugt. Die bei der vorgenannten Ausgestaltung vorgesehenen Messungen sind von großer Bedeutung, da der Batterie als Energieversorger im Alarmfall der Signalgeber eine Schlüsselrolle zukommt. Die von den Batterien zur Verfügung gestellte elektrische Ladung und/oder die Batteriespannung der Batterien kann beispielsweise durch Belastungstests mithilfe einer definierten Last durchgeführt werden. Insbesondere kann diese Messung das Anlegen einer definierten Last für einen definierten Zeitraum umfassen, beispielsweise einen Festwiderstand als Last für eine vorgegebene Zeitdauer von beispielsweise 300 ms. Durch Anlegen der definierten Last wird der Innenwiderstand der Batterien berücksichtigt. Die Batteriespannung wird dann gemessen bevor die definierte Last abgeschaltet wird. Diese Batteriespannungsmessung kann am Ende einer Lastphase erfolgen und die gemessene Batteriespannung mit Grenzwerten verglichen werden, die entsprechende Ladungszustände kennzeichnen. Durch die Messung der Batteriespannung kann auch eine Spannungsunterbrechung detektiert werden, die zum Beispiel bei einem Austausch oder einer Entnahme der Batterie erfolgt. Auf diese Weise kann ein unbefugtes Entfernen der Batterie sicher festgestellt werden. Die Messung kann jedes Mal und unmittelbar nach Austausch einer Batterie für die neu eingesetzte Batterie durchgeführt werden. Weiter ist es möglich, im aktivierten Zustand der Signalgeber die Batteriespannung der jeweiligen Batterien in erhöhten Abständen, regelmäßig oder auch kontinuierlich zu messen, um einen unerlaubten Spannungsabfall in der Lastphase zu erkennen. Wird dabei eine Mindestbetriebsspannung für das Aufrechterhalten des Signalgebers im aktivierten Zustand erreicht, kann eine Sicherheitsdeaktivierung des entsprechenden Signalgebers erfolgen, zum Beispiel durch die Batteriespannungsmesseinrichtung, eine elektronische Schalteinheit oder die Steuereinrichtung. Auf diese Weise können undefinierte Betriebszustände vermieden werden.
Nach einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Signalgebereinheiten jeweils eine elektronische Schalteinheit aufweisen, wobei die elektronischen Schalteinheiten über die Steuerleitung mit der Steuereinrichtung kommunizieren und jeweils eine/die Batteriespannungsmesseinrichtung zum Messen der von den Batterien zur Verfügung gestellten elektrischen Ladung und/oder der Batteriespannung der Batterien umfassen, wobei die elektrische Versorgung der elektronischen Schalteinheiten über die Steuerleitung von der Steuereinrichtung erfolgt, und wobei bei einer Störung der elektrischen Versorgung über die Steuerleitung die elektrische Versorgung der elektronischen Schalteinheiten über die Batterien der jeweiligen Signalgebereinheiten erfolgt. Die elektronische Schalteinheit kann insbesondere eine elektronische Logikeinheit umfassen. Sie ist am Ort des jeweiligen Signalgebers angeordnet als Teil der jeweiligen Signalgebereinheit. Sie kann beispielsweise einen Mikroprozessor umfassen. Außerdem kann sie eine Kommunikationseinheit umfassen, über die eine Kommunikation mit der Steuereinrichtung erfolgt. Die elektronische Schalteinheit dient dazu, die jeweilige Batteriespannungsmesseinrichtung in der vorgeschriebenen Weise zum Durchführen der gewünschten Messungen anzusteuern. Es ist dabei möglich, dass die elektronische Schalteinheit hierzu entsprechende Steuersignale von der Steuereinrichtung empfängt, insbesondere über die Kommunikationseinheit. Es ist jedoch auch möglich, dass in der elektronischen Schalteinheit selbst Vorschriften für das Durchführen der entsprechenden Messungen, beispielsweise zu bestimmten vorgegebenen Zeitpunkten, hinterlegt sind, sodass die elektronische Schalteinheit die Messungen selbsttätig durch Ansteuern der Batteriespannungsmesseinrichtung auslöst. Die Messergebnisse der Batteriespannungsmesseinrichtung werden an die elektronische Schalteinheit ausgegeben und können von dieser an die Steuereinrichtung geleitet werden, insbesondere über die Kommunikationseinheit, beispielsweise wenn ein unzulässiges Messergebnis festgestellt wurde. Bei der vorgenannten Ausgestaltung erfolgt die elektrische Versorgung der elektronischen Schalteinheiten im Regelfall über die Steuerleitung von der Steuereinrichtung. Der diesbezügliche Energiebedarf ist gering und limitiert die Anzahl der mit der Steuereinrichtung verbindbaren Signalgeber nicht in praktisch relevanter Weise. Tritt eine Störung der Steuerleitung und damit der elektrischen Versorgung der elektronischen Schalteinheiten auf, beispielsweise durch einen Brand, wird die elektrische Versorgung der betroffenen elektronischen Schalteinheiten über die Batterien der diesen Schalteinheiten jeweils zugeordneten Signalgeber übernommen. Dadurch ist auch im Falle einer Störung der Steuerleitung die elektrische Versorgung der elektronischen Schalteinheiten sichergestellt. Gleichzeitig wird durch die im Regelfall über die Steuerleitung durch die Steuereinrichtung erfolgende elektrische Versorgung eine unnötige Belastung der Batterien vermieden und damit deren Einsatzzeit maximiert. Ist die Steuerleitung beispielsweise als redundante Loop-Leitung ausgeführt, muss dabei die elektrische Versorgung der elektronischen Schalteinheiten durch die Batterien nur so lange aufrechterhalten werden, bis die elektrische Versorgung über die redundante Leitung der Steuerleitung erfolgt.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann eine Funktionsüberprüfung der Signalgeber durch testweises Aktivieren der Signalgeber durchgeführt werden. Die erfindungsgemäße Gefahrenmeldeanlage weist hierzu eine Funktionsüberprüfungseinrichtung auf. Sie kann ebenfalls Teil der jeweiligen Signalgebereinheit sein. Es erfolgt bei dieser Ausgestaltung ein testweises Auslösen eines Alarms, beispielsweise durch Ausgeben eines Test-Alarmsignals. Die Funktionsüberprüfung kann durch die Steuereinrichtung ausgelöst werden, insbesondere durch Senden eines entsprechenden Steuersignals über die Steuerleitung. Es ist jedoch auch möglich, dass die Funktionsüberprüfung von den den Signalgebern jeweils zugeordneten elektronischen Schalteinheiten ausgelöst wird, beispielsweise entsprechend zuvor festgelegter Zeitpunkte. Die Funktionsüberprüfung kann wiederum automatisiert oder auch manuell ausgelöst werden, indem eine Bedienperson ein entsprechendes Funktionsüberprüfungsereignis beispielsweise in die Steuereinrichtung eingibt. Die Funktionsüberprüfung kann zyklisch erfolgen, insbesondere in vorgegebenen regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen. Wiederum können Ergebnisse der Funktionsüberprüfung über die Steuerleitung an die Steuereinrichtung gesendet werden. Dies kann beispielsweise durch die den Signalgebern vorzugsweise zugeordnete elektronische Schalteinheit der jeweiligen Signalgebereinheiten erfolgen. Werden bei der Funktionsüberprüfung unzulässige Ergebnisse festgestellt, kann durch die Steuereinrichtung ein entsprechendes Warnsignal ausgegeben werden, beispielsweise zum Austausch bzw. zur Wartung der entsprechenden Signalgeber.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann zumindest die Batteriespannung der Batterien im Wesentlichen unmittelbar nach Beendigung einer Funktionsüberprüfung und/oder im Wesentlichen unmittelbar nach einer Deaktivierung der zuvor aktivierten Signalgeber gemessen werden, wobei die gemessene Batteriespannung mit einem Spannungsgrenzwert verglichen wird und bei Unterschreiten des Spannungsgrenzwerts durch die gemessene Batteriespannung ein Warnsignal ausgegeben wird. Die Messung der Batteriespannung kann in der oben erläuterten Weise durch das Anlegen einer definierten Last für einen definierten Zeitraum erfolgen. Wie bereits erläutert, ist es möglich, dass die Steuereinrichtung die Signalgeber nach einer Aktivierung wieder deaktiviert, insbesondere durch Senden eines entsprechenden Steuersignals über die Steuerleitung. Bei der vorgenannten Ausgestaltung erfolgt zumindest die Messung der Batteriespannung im Wesentlichen unmittelbar nach Beendigung einer Funktionsüberprüfung, und damit einer Deaktivierung der Signalgeber nach der Aktivierung im Rahmen der Funktionsüberprüfung, und/oder nach Deaktivierung der Signalgeber nach einer zuvor erfolgten Aktivierung, insbesondere bei einem tatsächlichen Gefahrenereignis. Indem die Batteriespannung im Wesentlichen unmittelbar nach Deaktivierung der Signalgeber gemessen wird, steht das entsprechende Messergebnis sehr schnell zur Verfügung, sodass gegebenenfalls erforderliche Wartungsmaßnahmen schnell ergriffen werden können.
Elektrische Batterien weisen einen sogenannten Recovery-Effekt auf. Dieser führt dazu, dass die nach Auftreten eines Lastfalls durch die Batterie zur Verfügung gestellte elektrische Spannung zunächst geringer ist als die Differenz aus vor dem Lastfall zur Verfügung gestellter Batteriespannung und während des Lastfalls entnommener Batteriespannung. Die durch die Batterie zur Verfügung gestellte elektrische Spannung steigt im Rahmen einer Erholungsphase (Recovery) nach Beendigung des Lastfalls gemäß einer charakteristischen Kennlinie langsam auf die oben genannte Differenz an. Die Erholungsphase, bis die genannte Spannungsdifferenz zwischen Batteriespannung vor dem Lastfall und während des Lastfalls entnommener Batteriespannung im Wesentlichen vollständig erreicht ist, kann dabei regelmäßig bis zu 72 Stunden andauern. Es ist unerwünscht, die ordnungsgemäße Funktion einer Batterie nach Auftreten eines Lastfalls für einen derart langen Zeitraum nicht zu überprüfen, da hiermit eine entsprechende Unsicherheit verbunden ist. Daher erfolgt bei der vorgenannten Ausgestaltung eine Messung zumindest der Batteriespannung im Wesentlichen unmittelbar nach Beendigung der Funktionsüberprüfung bzw. nach Deaktivierung der Signalgeber. Um dabei trotz des erläuterten Recovery-Effekts belastbare Messergebnisse zu erhalten, berücksichtigt gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Spannungsgrenzwert die Spannungserholungsphase der Batterien. Insbesondere kann der Spannungsgrenzwert dabei so gewählt werden, dass die Batterien nach der Spannungserholungsphase einen vorgegebenen Minimalspannungswert erreichen. Der für den jeweiligen Batterietyp und die beispielsweise bei einer Funktionsüberprüfung definierte Last geeignete Spannungsgrenzwert kann zum Beispiel empirisch ermittelt werden. Der Spannungsgrenzwert ist naturgemäß geringer als der für den ordnungsgemäßen Betrieb der Batterien vorgegebene Minimalspannungswert. Anhand einer Berücksichtigung der Spannungserholungskurve des jeweiligen Batterietyps, insbesondere auf Grundlage der vorgegebenen Last beispielsweise bei der Funktionsüberprüfung oder im Alarmfall, kann ein Spannungsgrenzwert definiert werden, der bei der jeweiligen Spannungserholungskurve zu einem Erreichen des Minimalspannungswerts im erholten Zustand der Batterie führt. Auf Grundlage der beispielsweise empirisch ermittelten Spannungserholungskurve der Batterie ist also die Vorhersage möglich, dass sich die Batterie bei Erreichen des Spannungsgrenzwerts unmittelbar nach Beendigung der Funktionsüberprüfung und/oder nach Deaktivierung des Signalgebers im Rahmen ihrer Spannungserholung bis auf den Minimalspannungswert erholt, sodass eine ordnungsgemäße Funktion der Batterie sichergestellt ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit einer erfindungsgemäßen Gefahrenmeldeanlage und/oder einer erfindungsgemäßen Signalgebereinheit durchgeführt werden. Die erfindungsgemäße Gefahrenmeldeanlage und/oder die erfindungsgemäße Signalgebereinheit kann entsprechend zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet sein.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen schematisch:

1 den Aufbau einer erfindungsgemäßen Gefahrenmeldeanlage,
2 den Aufbau einer Signalgebereinheit der in 1 gezeigten Gefahrenmeldeanlage,
3 ein Diagramm mit unterschiedlichen Spannungserholungsphasen von Batterien, und
4 einen vergrößerten Ausschnitt des in 3 dargestellten Diagramms.

Soweit nichts anders angegeben ist, bezeichnen in den Figuren gleiche Bezugszeichen gleiche Gegenstände.
Die in 1 sehr schematisch dargestellte erfindungsgemäße Gefahrenmeldeanlage umfasst eine Steuereinrichtung 10, beispielsweise eine Brandmeldezentrale. Über eine im dargestellten Beispiel als redundante Loop-Leitung ausgeführte Steuerleitung 12 ist mit der Steuereinrichtung 10 eine Mehrzahl von Signalgebereinheiten 14 verbunden. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind in 1 nur sieben Signalgebereinheiten 14 dargestellt. Es versteht sich, dass tatsächlich wesentlich mehr Signalgebereinheiten 14 mit der Steuereinrichtung 10 verbunden sein können, beispielsweise mehr als 50 Signalgebereinheiten 14, mehr als 100 Signalgebereinheiten 14 oder mehr als 200 Signalgebereinheiten 14.
Die Signalgebereinheiten 14 umfassen jeweils einen in 2 beispielhaft dargestellten Signalgeber 16. Bei den Signalgebern 16 kann es sich zum Beispiel um optische und/oder akustische Signalgeber 16 handeln. Die Steuereinrichtung 10 kann über die Steuerleitung 12 ein Signal zum Aktivieren der Signalgeber 16 senden, sodass diese in einen aktivierten Zustand versetzt werden, in dem sie beispielsweise ein optisches und/oder akustisches Signal, insbesondere Alarmsignal, ausgeben. Entsprechend kann von der Steuereinrichtung 10 über die Steuerleitung 12 auch wieder ein Deaktivierungssignal zum Deaktivieren der Signalgeber 16 gesendet werden.
In 2 ist eine der Signalgebereinheiten 14 beispielhaft dargestellt. Es versteht sich, dass die übrigen Signalgebereinheiten 14 identisch ausgebildet sein können. Die Signalgebereinheit 14 umfasst neben dem bereits erläuterten Signalgeber 16 eine elektronische Schalteinheit, umfassend eine Logikeinheit 18 und eine Kommunikationseinheit 20. Über die Kommunikationseinheit 20 kommuniziert die Signalgebereinheit 14 über die Steuerleitung 12 mit der Steuereinrichtung 10. Dazu weist die Logikeinheit 18 eine diese eindeutig kennzeichnende Kommunikationsadresse auf. Die Signalgebereinheit 14 umfasst weiterhin eine Batterie 22, beispielsweise eine austauschbare Primärbatterie 22. Diese dient dazu, den Signalgeber 16 im aktivierten Zustand mit elektrischer Energie zu versorgen. Zum Aktivieren und Deaktivieren des Signalgebers 16 weist die Signalgebereinheit 14 weiterhin einen Schalter 24 und einen Spannungsregler 26 auf. Die Logikeinheit 18 kann zum Beispiel einen Mikroprozessor umfassen. Die elektrische Versorgung der elektronischen Schalteinheit, insbesondere der Logikeinheit 18, erfolgt im Normalzustand der Gefahrenmeldeanlage über die Kommunikationseinheit 20 und die Steuerleitung 12 durch die Steuereinrichtung 10. Die Signalgebereinheit 14 umfasst darüber hinaus eine Batteriespannungsmesseinrichtung die insbesondere die von der Batterie 22 zur Verfügung gestellte elektrische Spannung misst. Wie in 2 durch Pfeile dargestellt, kommunizieren die unterschiedlichen Komponenten der Signalgebereinheit 14 miteinander bzw. sind elektrisch miteinander verbunden. In 2 durch den Block 30 veranschaulicht ist eine von der Batteriespannungsmesseinrichtung durchgeführte Messung der Batteriespannung, bei der die von der Batterie 22 zur Verfügung gestellte elektrische Spannung mithilfe eines Spannungsteiles der Logikeinheit 18 zugeführt wird. Im Normalbetrieb der Gefahrenmeldeanlage, also insbesondere bei deaktivierten Signalgebern 16, erfolgt beispielsweise zyklisch in regelmäßigen Abständen eine Batteriespannungsmessung, wie durch den Block 30 dargestellt. Diese Batteriespannungsmessung kann durch die Logikeinheit 18 oder über die Steuerleitung 12 und die Kommunikationseinheit 20 durch die Steuereinrichtung 10 ausgelöst werden, sei dies automatisiert oder manuell. Die an die Logikeinheit 18 übermittelten Messergebnisse können von diesem über die Kommunikationseinheit 20 und die Steuerleitung 12 an die Steuereinrichtung 10 gegeben werden.
Zusätzlich wird, wie in 2 durch den Block 28 veranschaulicht, durch die Batteriespannungsmesseinrichtung die noch verfügbare elektrische Ladung der Batterie 22 mittels einer definierten Last mithilfe eines Schalters der Batteriespannungsmesseinrichtung gemessen. Diese Messung der zur Verfügung gestellten elektrischen Ladung kann im Normalbetrieb, also bei deaktiviertem Signalgeber 16, ebenfalls zyklisch erfolgen und an die Steuereinrichtung 10 übermittelt werden, wie dies zur Batteriespannungsmessung erläutert wurde.
Der Signalgeber 16 kann durch Schalten des Schalters 24 in den aktivierten Zustand versetzt werden. Dies kann durch die Logikeinheit 18 oder wiederum über die Kommunikationseinheit 20 und die Steuerleitung 12 durch die Steuereinrichtung 10 erfolgen. Die Aktivierung kann zum Beispiel im Rahmen einer Funktionsüberprüfung testweise erfolgen, wiederum zum Beispiel zyklisch, wie dies oben zu den Batteriespannungs- bzw. Ladungsmessung erläutert wurde. Eine Aktivierung erfolgt aber auch im Alarmfall, wenn eine Gefahrensituation festgestellt wurde. Insbesondere in diesem Fall erfolgt die Aktivierung mittels eines von der Steuereinrichtung 10 über die Steuerleitung 12 gesendeten Steuersignals. Im aktivierten Zustand wird der Signalgeber 16 durch die diesem zugeordnete Batterie 22 mit elektrischer Energie versorgt, insbesondere vollständig und ausschließlich. Im Normalfall, also bei deaktiviertem Signalgeber 16, kann die Versorgung sämtlicher Teile der Signalgebereinheit 14 dagegen über die Steuerleitung 12 durch die Steuereinrichtung 10 erfolgen. Die elektronische Schalteinheit, und dabei insbesondere die Logikeinheit 18, können grundsätzlich jederzeit über die Steuerleitung 12 durch die Steuereinrichtung 10 elektrisch versorgt werden. Die diesbezügliche elektrische Spannung kann durch die Kommunikationseinheit 20 zur Verfügung gestellt werden. Kommt es zu einer Störung der elektrischen Versorgung, beispielsweise aufgrund einer Beschädigung der Steuerleitung 12, wird, gesteuert beispielsweise durch die elektronische Schalteinheit, die elektrische Versorgung der elektronischen Schalteinheit umgestellt und ebenfalls von der Batterie 22 übernommen. Dadurch wird auch im Störungsfall eine unterbrechungsfreie Energieversorgung der elektronischen Schalteinheit gewährleistet. Gleiches gilt im Fall einer Störung der Energieversorgung über die Steuerleitung 12 für weitere Komponenten der Signalgebereinheit 14, insbesondere des Signalgebers 16, bei einer entsprechenden Störung. Ist die Störung behoben, beispielsweise indem die Energieversorgung auf die redundante Leitung der als Loop-Leitung ausgeführten Steuerleitung 12 umgestellt wurde, kann die entsprechende Energieversorgung wieder über diese erfolgen. Die Energieversorgung der Signalgeber 16 im aktivierten Zustand ist ohnehin jederzeit über die Batterie 22 sichergestellt.
Durch die Batteriespannungsmesseinrichtung wird darüber hinaus in dem gezeigten Beispiel grundsätzlich nach jeder Aktivierung der Signalgeber 16 zumindest die von der Batterie 22 zur Verfügung gestellte elektrische Spannung gemessen, und zwar unmittelbar nach wieder erfolgter Deaktivierung der Signalgeber 16. Dies kann beispielsweise durch die elektronische Schalteinheit, insbesondere die Logikeinheit 18, oder wiederum über die Steuerleitung 12 durch die Steuereinrichtung 10 ausgelöst werden. Die dabei gemessenen Spannungswerte werden mit einem Spannungsgrenzwert verglichen. Dieser Vergleich kann zum Beispiel durch die elektronische Schalteinheit erfolgen, insbesondere die Logikeinheit 18. Es ist jedoch auch möglich, dass die Messergebnisse über die Steuerleitung 12 direkt der Steuereinrichtung 10 zugeleitet werden und der Vergleich mit den Spannungsgrenzwerten in der Steuereinrichtung 10 erfolgt. Wird bei dem Vergleich ein unzulässiges Unterschreiten des Spannungsgrenzwerts durch die gemessene Batteriespannung festgestellt, kann die Steuereinrichtung 10 beispielsweise ein Warnsignal zur Wartung der betreffenden Signalgebereinheit 14, insbesondere zum Austausch der Batterie 22, ausgeben. Sofern der Vergleich mit dem Spannungsgrenzwert in der elektronischen Schalteinheit erfolgt, wird das Ergebnis dieses Vergleichs hierfür an die Steuereinrichtung 10 übermittelt.
Der Spannungsgrenzwert berücksichtigt für die jeweilige Batterie 22 und die jeweils auftretende Last die Spannungserholungsphase der Batterie gemäß dem oben erläuterten Recovery-Effekt. Zur Erläuterung soll auf die 3 und 4 Bezug genommen werden. In 3 ist für unterschiedliche Ladungszustände einer Batterie der Spannungsverlauf in Volt nach Deaktivierung des Signalgebers 16 über der Zeit in Stunden aufgetragen. 4 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt. Zu erkennen ist, dass sich die Erholungsphase der Batterie 22 über einen Zeitraum von bis zu 72 Stunden erstreckt. Beispielhaft soll davon ausgegangen werden, dass nach der Erholungsphase durch die Batterie 22 ein Minimalspannungswert von 5,5 V bereitgestellt werden soll. In den 3 und 4 ist zu erkennen, dass die mit dem Bezugszeichen 32 bezeichnete Spannungserholungskurve nach etwa 72 Stunden gerade diesen Minimalspannungswert erreicht. Die darunterliegenden Spannungskurven erreichen diesen Wert nicht. In diesem Fall kann entsprechend als Spannungsgrenzwert für die erläuterte Spannungsmessung der in 4 bei dem Bezugszeichen 34 bezeichnete Spannungswert der Spannungserholungskurve 32 unmittelbar nach Deaktivieren des Signalgebers 16 angenommen werden. In dem in den 3 und 4 lediglich beispielhaft dargestellten Fall beträgt dieser Wert 5,25 V.
Durch die Spannungsmessung kann unmittelbar nach Beendigung einer Funktionsüberprüfung bzw. anderweitiger Deaktivierung des Signalgebers 16 die von der Batterie 22 zur Verfügung gestellte elektrische Spannung gemessen werden und auf das Erreichen eines vorgegebenen Minimalspannungswerts nach der Erholungsphase rückgeschlossen werden.
Bezugszeichenliste

10: Steuereinrichtung
12: Steuerleitung
14: Signalgebereinheit
16: Signalgeber
18: Logikeinheit
20: Kommunikationseinheit
22: Batterie
24: Schalter
26: Spannungsregler
28: Ladungsmessung
30: Spannungsmessung
32: Spannungserholungskurve
34: Spannungsgrenzwert

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2631885 A2 [0005]

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Gefahrenmeldeanlage mit einer Steuereinrichtung (10) und einer Mehrzahl von über eine Steuerleitung (12) mit der Steuereinrichtung (10) verbundenen Signalgebereinheiten (14) mit jeweils mindestens einem Signalgeber (16), wobei die Signalgeber (16) von der Steuereinrichtung (10) durch Senden eines Steuersignals über die Steuerleitung (12) in einen aktivierten Zustand versetzt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalgebereinheiten (14) jeweils mit einer Batterie (22) versehen sind, wobei die Batterien (22) die Signalgeber (16) im aktivierten Zustand elektrisch getrennt von einer an der Steuerleitung (12) anliegenden elektrischen Versorgung elektrisch versorgen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalgebereinheiten (14) während eines nicht aktivierten Zustands der Signalgeber (16) über die Steuerleitung (12) elektrisch versorgt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von den Batterien (22) zur Verfügung gestellte elektrische Ladung und/oder die Batteriespannung der Batterien (22) gemessen wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalgebereinheiten (14) jeweils eine elektronische Schalteinheit aufweisen, wobei die elektronischen Schalteinheiten über die Steuerleitung (12) mit der Steuereinrichtung (10) kommunizieren und jeweils eine Batteriespannungsmesseinrichtung zum Messen der von den Batterien (22) zur Verfügung gestellten elektrischen Ladung und/oder der Batteriespannung der Batterien (22) umfassen, wobei die elektrische Versorgung der elektronischen Schalteinheiten über die Steuerleitung (12) von der Steuereinrichtung (10) erfolgt, und wobei bei einer Störung der elektrischen Versorgung über die Steuerleitung (12) die elektrische Versorgung der elektronischen Schalteinheiten über die Batterien (22) der jeweiligen Signalgebereinheiten (14) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Funktionsüberprüfung der Signalgeber (16) durch testweises Aktivieren der Signalgeber (16) durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Batteriespannung der Batterien (22) im Wesentlichen unmittelbar nach Beendigung einer Funktionsüberprüfung und/oder im Wesentlichen unmittelbar nach einer Deaktivierung der zuvor aktivierten Signalgeber (16) gemessen wird, wobei die gemessene Batteriespannung mit einem Spannungsgrenzwert verglichen wird und bei Unterschreiten des Spannungsgrenzwerts (34) durch die gemessene Batteriespannung ein Warnsignal ausgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungsgrenzwert (34) eine Spannungserholungsphase der Batterien (22) berücksichtigt.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungsgrenzwert (34) so gewählt wird, dass die Batterien (22) nach der Spannungserholungsphase einen vorgegebenen Minimalspannungswert erreichen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es mit einer Gefahrenmeldeanlage nach einem der Ansprüche 10 bis 18 und/oder einer Signalgebereinheit (14) nach einem der Ansprüche 19 oder 20 durchgeführt wird.
Gefahrenmeldeanlage mit einer Steuereinrichtung (10) und einer Mehrzahl von über eine Steuerleitung (12) mit der Steuereinrichtung (10) verbundenen Signalgebereinheiten (14) mit jeweils mindestens einem Signalgeber (16), wobei die Steuereinrichtung (10) eine Sendeeinrichtung aufweist, von der ein Steuersignal zum Aktivieren der Signalgeber (16) über die Steuerleitung (12) gesendet werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalgebereinheiten (14) jeweils mit einer Batterie (22) versehen sind, wobei die Batterien (22) die Signalgeber (16) im aktivierten Zustand elektrisch getrennt von einer an der Steuerleitung (12) anliegenden elektrischen Versorgung elektrisch versorgen.
Gefahrenmeldeanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass während eines nicht aktivierten Zustands der Signalgeber (16) die elektrische Versorgung der Signalgebereinheiten (14) über die Steuerleitung (12) erfolgt.
Gefahrenmeldeanlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass den Batterien (22) Batteriespannungsmesseinrichtungen zugeordnet sind, die dazu ausgebildet sind, die von den Batterien (22) zur Verfügung gestellte elektrische Ladung und/oder die Batteriespannung der Batterien zu messen.
Gefahrenmeldeanlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalgebereinheiten (14) jeweils eine elektronische Schalteinheit aufweisen, wobei die elektronischen Schalteinheiten über die Steuerleitung (12) mit der Steuereinrichtung (10) kommunizieren und die Batteriespannungsmesseinrichtungen umfassen, wobei die elektrische Versorgung der elektronischen Schalteinheiten über die Steuerleitung (12) von der Steuereinrichtung (10) erfolgt, und wobei bei einer Störung der elektrischen Versorgung über die Steuerleitung (12) die elektrische Versorgung der elektronischen Schalteinheiten über die Batterien (22) der jeweiligen Signalgebereinheiten (14) erfolgt.
Gefahrenmeldeanlage nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Funktionsüberprüfungseinrichtung vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist, die Signalgeber (16) im Rahmen einer Funktionsüberprüfung testweise zu aktivieren.
Gefahrenmeldeanlage nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriespannungsmesseinrichtungen dazu ausgebildet sind, zumindest die Batteriespannung der Batterien (22) im Wesentlichen unmittelbar nach Beendigung einer Funktionsüberprüfung und/oder im Wesentlichen unmittelbar nach einer Deaktivierung der zuvor aktivierten Signalgeber (16) zu messen, die gemessene Batteriespannung mit einem Spannungsgrenzwert (34) zu vergleichen und bei Unterschreiten des Spannungsgrenzwerts (34) durch die gemessene Batteriespannung ein Warnsignal auszugeben.
Gefahrenmeldeanlage nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungsgrenzwert (34) eine Spannungserholungsphase der Batterien (22) berücksichtigt.
Gefahrenmeldeanlage nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungsgrenzwert (34) so gewählt ist, dass die Batterien (22) nach der Spannungserholungsphase einen vorgegebenen Minimalspannungswert erreichen.
Gefahrenmeldeanlage nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Gefahrenmeldeanlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 eingerichtet ist.
Signalgebereinheit mit mindestens einem Signalgeber (16) und einer Kommunikationseinheit (20), wobei die Kommunikationseinheit (20) eingerichtet ist, über eine Steuerleitung mit einer Steuereinrichtung (10) zu kommunizieren, und wobei die Signalgebereinheit (14) eingerichtet ist, den mindestens einen Signalgeber (16) in Abhängigkeit eines von der Kommunikationseinheit (20) empfangenen Steuersignals in einen aktivierten Zustand zu versetzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalgebereinheit (14) mit einer Batterie (22) versehen ist, wobei die Signalgebereinheit (14) eingerichtet ist, den mindestens einen Signalgeber (16) im aktivierten Zustand durch die Batterie (22) elektrisch getrennt von einer an der Steuerleitung (12) anliegenden elektrischen Versorgung elektrisch zu versorgen.
Signalgebereinheit nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalgebereinheit (14) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 eingerichtet ist.