DE2533330A1

DE2533330A1 - Verfahren und einrichtung zur uebertragung von messwerten in einem brandmeldesystem

Info

Publication number: DE2533330A1
Application number: DE19752533330
Authority: DE
Inventors: Otto Walter Dipl Ing Moser; Peer Dr Ing Dr Thilo
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1975-07-25
Filing date: 1975-07-25
Publication date: 1977-01-27
Also published as: NL177531C; IT1063647B; SE7607935L; DK143920B; DK334376A; ATA481176A; DE2533330B2; BE844454A; FR2319165A1; ES449206A1; CH595670A5; NL177531B; AT357067B; FR2319165B1; DE2533330C3; SE427971B; NL7608137A; DK143920C

Description

Verfahren und Einrichtung zur übertragung von Meßwerten in einem Brandmeldesystem.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Übertragung von Meßwerten in einem Brandmeldesystem, wobei die von einzelnen parallel an Meldelinien liegenden Feuermeldern ermittelten Meßwerte analog an eine zentrale Auswerteeinrichtung gegeben und dort zur Gewinnung differenzierter Störungs- bzw. Alarmmeldungen verknüpft werden.

Automatische Brandmeldeanlagen haben bisher den Nachteil, daß die Zahl der Fehl- und Tauschungsalarme im Vergleich zu den echten Alarmen relativ hoch ist. Mit wachsender Zahl von installierten Feuermeldern wächst auch die Absolutzahl dieser Fehl- und Täuschungsalarme, was zu einer Überlastung der Feuerwehr führen kann. Da eine Unterscheidung zwischen echtem Alarm und Fehlalarm nicht möglich ist, wird bei einem übei-handnehmen der Fehl- und Täuschungsalarme u. U. auch einem echten Alarmfall nicht mehr die gebotene Aufmerksamkeit geschenkt.

Da bei einem herkömmlichen Melder, der lediglich ein binäres Ausgangssignal abgeben kann, eine Unterscheidung zwischen echtem Alarm und einem Fehl- bzw. Täuschungsalarm nicht möglich ist, wurde bereits vorgeschlagen, anstelle äes binären Alarmsignals von jedem Detektor lediglich eine Meßkenngröße zu übertragen und die Alarmentscheidung in einer Zentrale vorzunehmen, wobei aus dem zeitlichen Verlauf der Meßgrößen mehrerer Detektoren und aus sonstigen logischen Erwägungen eine wesentlich präzisere Aussage über Störungsfall oder Alarmfall getroffen v/erden kann.

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— O mm

In der deutschen Offenlegungsschrift 2 31O 127 wird z. B. ein integriertes Gefahrenmeldesystem vorgeschlagen, bei dem alle Meßsignale der Detektoren analog oder codiert einer Zentraleinheit zugeleitet werden und wobei ein Prozeßrechner die Signalverarbeitung vornimmt. Für die übertragung der Meßwerte von den einzelnen Detektoren zur Zentraleinheit werden jedoch außer allgemeinen Hinweisen auf bekannte Übertragungsverfahren keine konkreten Möglichkeiten aufgezeigt. Die von anderen technischen Gebieten her bekannten Verfahren zur Datenübertragung würden jedoch für die einzelnen Feuermelder einen unerschwinglich hohen Schaltungsaufwand erfordern.

In der deutschen Offenlegungsschrift 2 341 087 ist eine automatische Brandmeldeanlage beschrieben, bei der ebenfalls die Brandkenngrößen der einzelnen Feuermelder analog einer Zentrale zugeleitet und dort ausgewertet werden. Zur übertragung wird dort ein Frequenz-Multiplexverfahren angewendet; jedem Melder ist dabei ein definiertes Frequenzband zugeteilt, und der Meßwert kann durch Messung der genauen Frequenzlage innerhalb des entsprechenden Bandes bestimmt werden. Dieses Verfahren arbeitet mit relativ geringem Schaltungsaufwand,doch ist die Anzahl der Melder pro Linie durch die Breite des Frequenzbandes pro Melder, durch die Sicherheitsabstände zwischen zwei benachbarten Frequenzbändern und durch die Bandbreite des Übertragungskanals begrenzt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Meßwertübertragung in Brandmeldeanlagen anzugeben, welches die obigen Nachteile vermeidet, in den einzelnen Feuerdetektoren nur einen geringen Schaltungsaufwand erfordert und eine zuverlässige Identifizierung der einzelnen Feuermelder gestattet.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß alle Feuermelder einer Linie zyklisch abgefragt werden, wobei jeder Melder nach einer für ihn charakteristischen Vorlaufzeit zur Abgabe eines Stromimpulses mit einer seinem Meßwert proportionalen Impulsdauer veranlaßt wird, und daß in der zentralen Auswerteeinrichtung äurch Messung der Vorlaufzeit jeweils die Adresse des einzelnen Melders und durch Messung der Impulsbreite dessen Meßwert ermittelt wird.

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Bei der erfindungsgemäßen Analogwertübertragung kann also in der zentralen Auswerteeinrichtung an der Leitung eine Stromimpulsfolge gemessen werden, aus welcher sowohl die Melderadressen als auch die Melderkenndaten zu entnehmen sind. Das erfindungsgemäße Verfahren ist mit einem geringen Schaltungsaufwand in den einzelnen Meldern zu verwirklichen. Die Meldelinien können freizügig verdrahtet werden, bestehende Meldelinien können jederzeit durch Hinzufügen weiterer Melder beliebig erweitert und verzweigt werden. Der Ausfall eines Melders sowie ein Leitungsbruch können erkannt und lokalisiert werden; Kurzschlüsse auf der Leitung werden ebenfalls erkannt. Die Anzahl der Melder pro Linie wird durch den Stromverbrauch eines Melders und den für die Leitung maximal zulässigen Betriebsstrom begrenzt. Im übrigen ergibt sich eine Beschränkung der Melderanzahl pro Linie lediglich aus der für die Abfrage der Linie zur Verfügung stehenden Zeit.

Die StrcHiimpulse der einzelnen Melder können in einfacher Weise durch /anschaltung eines zusätzlichen Parallelwiderstandes an die Meldelinie erzeugt werden. Zur Synchronisation der Melder ist es zweckmäßig, zu Beginn eines jeden Abfragezyklus kurzzeitig die Linienspannung zu ändern. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß die Linienspannung kurzzeitig abgeschaltet wird. Die Energieversorgung des Meßwandlers kann während dieser Abschaltzeit durch einen Kondensator sichergestellt werden.

Wie erwähnt, kann die Ausstattung der einzelnen Feuermelder für die erfindungsgemäße Meßwertübertragung äußerst einfach gehalten werden. In einer vorteilhaften Ausführungsform besitzt jeder Melder zwei Zeitglieder, von denen das erste auf einen den Melder kennzeichnenden Adressenwert einstellbar und von denen das zweite vom Meßwandler des Melders steuerbar ist. Weiterhin ist zweckmäßigerweise ein Kondensator vorgesehen, der während des kurzen Spannungseinbruchs zur Synchronisation die Energieversorgung für den Meßwandler und die Elektronik der Zeitkreise übernimmt.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert.

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Es zeigt

Pig. 1 den prinzipiellen Aufbau eines Brandschutzsystems mit

zentraler Auswertung,
Fig. 2 eine Schaltungsanordnung für einen Feuermelder für die

erfindungsgemäße Meßwertübertragung, Fig. 3 Diagramme zum Spannungs- und Stromverlauf auf einer Melderlinie.

Die Fig. 1 zeigt die allgemeine Konfiguration einer BrandschutzanTage, für die das erfindungsgemäße Übertragungsverfahren in Betracht kommt. Von einer Zentrale Z gehen mehrere Meldelinien (Zweidrahtleitungen) L-...L. aus. An diese Linien ist eine Anzahl von Meldern M und Steuerorganen ST angeschaltet. Von den Meldern M werden regelmäßig Meßwerte an die Zentrale Z übertragen; bei Bedarf werden Befehle von der Zentrale Z zu den Steuerorganen ST gegeben. Eine gleichzeitige übertragung der Meßwerte aller Melder M einer Linie ist nicht erforderlich, es genügt, die Meßstellen in bestimmten Intervallen abzufragen. Somit genügt es auch, die einzelnen Linien L seriell abzutasten. In den einzelnen Meldern M ist nicht wie bei früheren Anlagen ein fester Ansprech-Schwellwert vorgesehen; vielmehr übertragen die Melder einer Linie L nacheinander ihre Meßwerte in analoger Form zur Zentrale Z. In der Zentrale Z wird ein Mikroprozessor verwendet, der diese Meßwerte nach strengeren Kriterien prüft als nur nach dem überschreiten eines festen Schwellwertes. Die Zahl der Fehlalarme kann damit gesenkt werden. Der höhere Aufwand für die zentrale Auswertung wird dadurch kompensiert, daß der Mikroprozessor nicht nur die Meßwerte aller Melder einer Meldelinie L nacheinander überprüft, sondern daß er auch hintereinander sämtliche Meldelinien L-...L. abfragt.

Die Fig. 2 zeigt eine Schaltungsanordnung für einen Melder zur erfindungsgemäßen Meßwertübertragung. Der Melder hängt gemeinsam mit allen übrigen parallel an der Zweidrahtleitung L und wird über diese von der Zentrale mit Energie versorgt. Der Meßwandler MW des Melders ist wie bei einen herkömmlichen Feuermelder aufgebaut, beispielsweise als Wärmemelder, Ionisationsrauchmelder oder als optischer Feuermelder. Er gibt seinen Meßwert in Form eines

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analogen Signals, beispielsweise als Spannung, ab. Da zur Synchronisierung die Linienspannung kurzzeitig abgeschaltet wird, liegt parallel zum Meßwandler MTV ein Kondensator C, der für diese Zeit die Versorgung des Meßwandlers übernimmt. Durch eine Diode D wird eine Rückspeisung vom Kondensator in die Meldelinie verhindert.

Zur Meßwertübertragung enthält der Melder ein erstes Zeitglied TI, welches über einen an der Linienspannung liegenden Spannungsteiler R1, R2 gestartet wird. Dieses Zeitglied T1 ist bei jedem Melder auf einen charakteristischen Wert eingestellt, der die Melderadresse darstellt. Nach einem Abschalten und Wiederanlegen der Linienspannung (Synchronisation aller Melder) beginnt in jedem Melder dieses Zeitglied T1 zu laufen und schaltet nach der eingestellten Vorlaufzeit ein zweites Zeitglied T2 ein. Der Wert dieses zweiten Zeitgliedes wird durch die Ausgangsgröße des Meßwandlers MW bestimmt. Während der Ablaufdauer des zweiten Zeitgliedes T2 wird der Transistor TR durchgesteuert und legt damit einen zusätzlichen Verbraucher RV an die Meldelinie L. Es fließt also während der Einschaltdauer des zweiten Zeitgliedes T2 ein erhöhter Linienstrom über die Leitung, was als charakteristischer Impuls für den betreffenden Melder erkannt wird.

Die zugehörigen Zeitdiagramme für eine Meldelinie sind in Fig. 3 dargestellt. Die Linienspannung U wird vor jedem Abfragezyklus zum Zeitpunkt A kurzzeitig abgeschaltet (Fig. 3a). Das Wiederanlegen der Spannung zum Zeitpunkt B wird von allen an dieser Linie angeschalteten Meldern als Synchronisationssignal erkannt, d. h. in den einzelnen Meldern beginnen die gestaffelten Zeitglieder T1 zu laufen. Dies wird am Stromverlauf der einzelnen Melder erkennbar. So zeigt das Diagramm b) die Stromaufnahme i.. des Melders 1. Nach Ablauf des ersten Zeitgliedes T1 (Zeit t--) wird die Stromaufnahme durch Anschalten des zusätzlichen Verbrauchers (Fig. 2) erhöht, und zwar für die Zeitdauer t-., des zweiten Zeitgliedes T2. Wie erwähnt, wird dieses zweite Zeitglied analog vom Meßwandler gesteuert.

Die Diagramme c) und d) zeigen weiterhin die Stromaufnahme ±2 beim zwä-ten bzw. i-ten Melder. Das erste Zeitglied T1 beginnt bei allen

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Meldern zum gleichen Zeitpunkt B zu laufen. Nach Ablauf dieses ersten Zeitgliedes T1 wird über das zweite Zeitglied T2 wiederum der Linienstrom erhöht, wobei die Impulsdauer t«_? bzw. t,,. dem Meßwert des betreffenden Melders entspricht.

Im Diagramm e) ist schließlich die Gesamtstromaufηahme I einer Meldelinie dargestellt. Es entsteht ei-ne Stromimpuls folge, die in der Zentrale Z ausgewertet wird. Aus den Vorlaufzeiten der einzelnen Impulse von Punkt B an kann also die Melderadresse, aus der Impulsbreite der jeweilige Meldermeßwert ermittelt werden.

Für die Bemessung der Vorlaufzeiten für die einzelnen Melder ist noch zu beachten, daß die zeitbestimmenden Bauteile toleranzbehaftet sind. Deswegen müssen zusätzlich zu den eigentlichen Vorlaufzeiten noch entsprechende Sicherheitsabstände eigehalten v/erden, um Überschneidungen der Stromimpulse zu vermeiden.

7 Patentansprüche
3 Figuren

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Claims

P a t e η t a n s ρ rüche

1. Verfahren zur Übertragung von Meßwerten in einem Brandmeldesystem, wobei die von einzelnen, parallel an Meldelinien liegenden Feuermeldern ermittelten Meßwerte analog an eine zentrale Auswerteeinrichtung gegeben und dort zur Gewinnung differenzierter Störungs- bzw. Alarmmeldungen verknüpft werden, dadurch gekennzeichnet , daß alle Melder (M) einer Linie (L) zyklisch abgefragt werden, wobei jeder Melder nach einer für ihn charakteristischen Vorlaufzeit (t-.., t..«· ··£.,.) zur Abgabe eines Stromimpulses mit einer seinem Meßwert proportionalen Impulsdauer (t_?1, tp«...t„.) veranlaßt wird, und daß in der zentralen Auswerteeinrichtung (Z) durch Messung der Vorlaufzeit jeweils die Adresse des einzelnen Melders und durch Messung der Impulsbreite dessen Meßwert ermittelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß zur Erzeugung der Stromimpulse jeder Melder einen zusätzlichen Widerstand (RV) parallel an. die Meldelinie (L) anschaltet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a du r c h gekennzeichnet, daß zur Synchronisation der Melder einer Linie zu Beginn eines jeden Abfragezyklus (A, B) eine kurzzeitige Änderung der Linienspannung (U) vorgenommen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Linienspannung (U) zu Beginn eines jeden Zyklus (A) kurzzeitig abgeschaltet wird.

5. Einrichtung zur Übertragung von Meßwerten nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Melder zwei Zeitglieder (T1, T2) enthält, von denen das erste (Tl) auf einen für den Melder charakteristischen Wert eingestellt und das zweite (S?2) vom Meßwandler (MW) des Melders steuerbar ist.

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6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß dem Meßwandler (MW) ein Kondensator (C) parallel geschaltet ist,

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Kondensator (C) über eine Diode (D) an der Linienspannung liegt.

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