DE3418622A1

DE3418622A1 - Feueralarmanlage

Info

Publication number: DE3418622A1
Application number: DE3418622A
Authority: DE
Inventors: Haruchika Machida; Sadataka Sagamihara Kanagawa Yuchi
Original assignee: Hochiki Corp
Current assignee: Hochiki Corp
Priority date: 1983-05-19
Filing date: 1984-05-18
Publication date: 1984-12-06
Also published as: GB8412915D0; NO162317C; NO162317B; DE3418622C2; GB2141851A; US4555695A; GB2141851B; CH658924A5; NO841938L

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Feueralarmanlage, in der mehrere Feuerdetektoren über ein Paar von Signalleitungen an eine zentrale Signalstation angeschlossen sind. Die Feuerdetektoren werden sequentiell aufgerufen, um Feststellungssignale in Form von von den Detektoren abgegebenen Stromsignalen zurückzusenden, damit auf der Grundlage der zurückgesendeten Feststellungssignale der Ausbruch eines Feuers erkannt werden kann.

Herkömmliche Feueralarmanlagen besitzen mehrere Feuerdetektoren, die jeweils eine analog arbeitende Detektoreinrichtung besitzen, um eine durch Feuer· verursachte Änderung eines oder mehrerer Umgebungsparameter festzustellen und ein entsprechendes Analogsignal zu bilden, das an eine zentrale Signalstation gegeben wird. Bei den herkömmlichen Anlagen erfolgt die Signalübertragung zwischen den Feuerdetektoren und der zentralen Signalstation dadurch, daß die Feuerdetektoren von der Signalstation mit Hilfe von Codesignalen aufgerufen werden und daraufhin die Feuerdetektoren ebenfalls mit Hilfe von Codesignalen antworten. Die von der Signalstation kommenden Codesignale umfassen Impulscodes für die jeweiligen Feuerdetektoren. Jeder Impulscode setzt sich aus einem Adreßbit, einem Antwortbit und einem Steuerbit zusammen. Die Signalstation ruft nacheinander die jeweiligen Feuerdetektoren auf, indem sie Impulscodes mit unterschiedlichen Adreßbits sendet und den Ausbruch eines Feuers feststellt, wenn sie von irgendeinem der Feuerdetektoren eine Antwort erhält.

Diese herkömmlichen Feueralarmsysteme müssen jedoch eine

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aufwendige und dementsprechend teuere Codierschaltung für jeden der Feuerdetektoren besitzen, wohinzu noch das Problem kommt, daß, falls mehrere Arten von Feuerdetektoreinrichtungen in der Anlage verwendet werden und die Arten der jeweiligen Detektoreinrichtungen identifiziert werden müssen, die Anzahl von zum Rufen und Antworten benötigten Bits erhöht wird, so daß die Verarbeitungszeit entsprechend erhöht wird.

Bei einer anderen Art von Feueralarmanlagen werden die Feuerdetektoren durch Codesignale aufgerufen, und sie antworten in Form einer Änderung der Stromstärke. Bei diesem System jedoch ruft die Signalstation die Feuerdetektoren durch Sendeaufrufe auf, und es werden drei Leitungen benötigt, nämlich eine Stromversorgungsleitung, eine gemeinsame Leitung und eine Signalleitung. Die Anzahl von Leitungen läßt sich auf zwei reduzieren, wenn man die Signalleitung und die gemeinsame Leitung gemeinschaftlich nutzt. Allerdings werden die jeweiligen Detektoren als inhärente Impedanzen betrachtet, und es fließt ein Strom durch die Signalleitung oder die gemeinsame Leitung, wenn die Anlage im Normalzustand ist. Wenn daher eine in dem Feuerdetektor enthaltene Oszillatorschaltung erregt oder entregt wird, ändert sich die Stromstärke, und diese Änderung unterscheidet sich nicht von dem Signal. Hierdurch kann es zu einem fehlerhaften Betrieb kommen. Ein weiteres Problem besteht darin, daß bei Zunahme der Anzahl von Feuerdetektoren der durch die Signalleitung fliessende Strom ebenfalls zunimmt. Aus diesem Grund gibt es eine Beschränkung in der Anzahl von an eine einzige zentrale . Signalstation anschließbaren Feuerdetektoren. Ein weiteres Problem besteht darin, daß der von dem Feuerdetektor verbrauchte Strom zunimmt, wenn der Feuerdetektor nach Feststellung eines Feuers aktiviert wird, und der Rauschabstand eines an die Signalstation in Form

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einer Ruhestromänd.f?rung zurückzusendenden Feststellungssignals wird gesenkt.

Beispiele für bekannte Anlagen finden sich in den US-Patentschriften 4 287 515, 4 162 489 und 4 161 727. Die oben angesprochenen Probleme werden von diesen bekannten Anlagen jedoch nicht gelöst.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Feueralarmanlage zu schaffen, die ein Paar von Leitungen besitzt, die als Stromversorgungsleitung, als gemeinsame Leitung und als Signalleitung verwendet werden. An die Anlage soll eine praktisch beliebige Anzahl von Feuerdetektoren anschließbar sein, ohne daß eine Begrenzung durch Änderung eines Stroms im Normalzustand der Anlage notwendig ist. Weiterhin soll die Anlage einen vorgegebenen benötigten Rauschabstand eines vdn den Feuerdetektoren kommenden Antwortsignals beibehalten, und zwar selbst dann, wenn eine Änderung des durch die Signalleitung fliessenden Stroms erfolgt..

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Feueralarmanlage, die eine Steuerung des Aufrufens, des Antwortens und des Feststellens des Zustands mehrerer Feuerdetektoren ermöglicht. Weiterhin soll die Steuerung einer Betriebsprüfung der Anlage sowie eine Steuerung externer Einrichtungen der Anlage möglich sein. Diese Steuerung soll in Form einer Sendesteuerung mit Hilfe eines einfachen Impulssignals möglich sein, wobei die Ubertragungszeit beträchtlich reduziert wird.

Schließlich soll durch die vorliegende Erfindung eine Feueralarmanlage geschaffen werden, die ein sicheres und exaktes Feststellen des Ausbruchs eines Feuers selbst dann ermöglicht, wenn unterschiedliche Typen von Detektoreinrichtungen in den Feuerdetektoren montiert sind.

Die erfindungsgemäße Feueralarmanlage enhält mehrere Peuerdetektoren, die parallen zueinander an ein Paar von Stromversorgungs-Signal-Leitungen angeschlossen sind, welche zu einer zentralen Signalstation führen, δ Die Feuerdetektoren stellen eine durch Feuer verursachte Änderung eines ümgebungsparameters fest und antworten auf Anruf oder Adressierung seitens der Signalstation, indem sie ein Feststellungssignal in Form eines Stromsignals zurücksenden. Ein Stromfühler fühlt eine Ruhestrom, der durch die Signalleitungen fließt, und einen Feststellungssignalstrom, der von dem aufgerufenen oder adressierten Feuerdetektor gesendet wird, nachdem dieser durch einen von der Signalstation kommenden Ruftakt aufgerufen wurde. Eine Recheneinrichtung berechnet eine Differenz zwischen dem Ruhestrom und dem Feststellungssignalstrom. Eine Alarmeinrichtung . meldet ein Feuer auf der Grundlage des Ausgangssignals der Recheneinrichtung durch Abgabe eines Alarms.

Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform der

Erfindung, ' : ■

- -

Fig. 2 ein Blockdiagramm von Feuerdetektoren, die

jeweils unterschiedliche Typen von Detektoreinrichtungen enthalten,

Fig. .._ 3 ein Blockdiagramm einer Schaltung für jeweils

einen der Feuerdetektoren,

Fig. 4 und 5 elektrische Schaltungsskizzen einer in

Fig. 3 gezeigten Sensorschaltung, 35

Fig. 6 eine grafische Darstellung der Pegel von Signalströmen der Sensor-typen,

Fig. 7 ein Bl-Dckdiagramm verschiedener in einem

Mikrocomputer der Signalstation enthaltener Schaltungseinrichtungen,

Fig. 8 ein Impulsdiagramm, das die Beziehung zwischen einem Ruf takt, einer. Übertragungsart und einer Zustandszahl zeigt,

Fig. 9 ein Impulsdiagramm, welches besondere Zeitabschnitte veranschaulicht, die zwischen den

Ruftakten vorgesehen sind und den jeweiligen Detektoreinrichtungen eines Feuerdetektors zugeordnet sind,

!5 Fig. 10(a) ein Impulsdiagramm, welches das Fühlen eines

in Form eines Analogsignals vorliegenden Signalstroms veranschaulicht,'·

Fig. 10(b) ein Impulsdiagramm eines Detektorsignals, welches einen Feuerausbruch anzeigt,

Fig. 11(a) und (b) ein Flußdiagramm, welches die Datensammelprozeduren des Feuerdetektors veranschaulicht,

' * 7

Fig. 12 ein Impulsdiagramm, das die Beziehung zwischen dem Aufruf nach Sensortypen und dem . Aufruf der Feststellungsdaten veranschaulicht,

Fig. 13 ein Blockdiagramm, das die Verbindung der

an den Feuerdetektor angeschlossenen Einrichtungen darstellt,

Fig. 14 ein Impulsdiagramm, das die Antwort eines Feuerdetektors an die zentrale Signalstation

veranschaulicht, .

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Fig. 15 ein Imptvlsdiagramm, das den Steuerbefehl für

die Sendesteuerung des Beispiels nach Fig. veranschaulicht, und

Fig. 16 ein Flußdiagramm der Sendesteuerung für das

Beispiel nach Fig. 14.

Zunächst soll anhand der Figuren 1 und 2 der Aufbau einer Feueralarmanlage beschrieben werden. Von einer zentralen Signalstation 1 führt ein Paar von Stromversorgüngs-Signal-Leitungen 2, 3 nach außen. Mehrere Feuerdetektoren 4a bis 4n sind parallel zueinander an die Leitungen angeschlossen. Jeder der Feuerdetektoren 4a bis 4n besitzt eine Detektoreinrichtung wie z.B. einen Ionisations-Rauchsensor 5, einen fotoelektrischen Rauchsensor 6, einen Wärmesensor 7 und einen Gassensor 8. Wenn zwei oder mehr Detektoreinrichtungen in den Feuerdetektoren 4a bis 4n verwendet werden, unterscheiden sich die Arbeitsprinzipien der verschiedenen Detektoreinrichtungen voneinander. Diese Detektoreinrichtungen geben jeweils ein analoges Feststellungssignal aus, welches der Rauchdichte, der Temperatur bzw. der Dichte eines Gases entspricht.

im folgenden soll der Aufbau der zentralen Signalstation 1 beschrieben werden. Die Signalstation 1 enthält einen Mikrocomputer 10 als Steuerung zum Steuern des Sendens von Signalen und der Feststellung eines Feuerausbruchs. Mit dem Mikrocomputer 10 arbeiten ein Widerstand 11 und Analog/Digital-Umsetzer (ADU) 12 als Stromfühleinrichtung zusammen. In der Stromfühleinrichtung werden ein durch die Signalleitung 3 im Hohlzustand fliessender Strom und ein von dem jeweiligen Detektor 4a bis 4n zurückgesendeter Erfassungssignalstrom unter Steuerung des Mikrocomputers 12 festgestellt, und die festgestellten Analogwerte werden in Digitalwerte umgesetzt, bevor

sie.,über eine Schnittstelle 13 in den Mikrocomputer eingegeben werden. Eine Rufsteuerschaltung 14 sendet Rücksetzimpulse und Ruftaktimpulse, die einer Versorgungsspannung überlagert sind/ an die jeweiligen Feuerdetektoren 4a bis 4n, was unter Steuerung durch den Mikrocomputer 10 geschieht (siehe Figuren 8 und Figuren 10(a) und (b). In Figur 1 bezeichnet 15 eine Spannungsversorgung und 16 eine Alarmschaltung.

Im folgenden soll der Aufbau der jeweiligen Feuerdetektoren 4a bis 4n näher beschrieben werden. Eine Steuerschaltung 17 in Figur 3 bildet eine Rufbestimmungsschaltung, die zum Empfang eines Rücksetzimpulses und eines Ruftakts, die von der Signalstation 1 über die Signalleitung 2 gesendet werden, ausgebildet ist, und die Steuerschaltung erkennt, wenn ein Aufruf erfolgt, in dem die Anzahl, von Ruftaktimpulsen gezählt wird. Die Steuerschaltung 17 arbeitet auch als Sendeeinrichtung, die Daten entsprechend den Sensortypen in dem jeweiligen Detektor und Feststellungsdaten sendet. Dieses Senden erfolgt über eine Stromsignal-Ausgabeschaltung 18, wobei ein freier Zeitraum zwischen den Ruftaktimpulsen ausgenutzt wird. Die Adresse der jeweiligen Steuerschaltung 17 wird von einer Adreßeinstellschaltung eingestellt. Die Adresse läßt sich extern ändern.

Außerdem ist ein Spannungsstabxlisator 9 vorgesehen.

Sensorschaltungen 20 und 21 enthalten jeweils eine Detektoreinrichtung. In der Sensorschaltung 20 ist beispielsweise ein Ionisations-Rauchsensor 5 enthalten, wie in Figur 4 dargestellt ist. Dieser Sensor enthält eine externe Elektrode 22, eine Zwischenelektrode 23 und eine interne Elektrode 25 mit einer Quelle 24 radioaktiver Strahlung. An die Zwischenelektrode 23 ist ein FET 26 angeschlossen, dessen Leitvermögen abhängig von der Rauchdichte variiert wird. Der FET 26 ist mit seiner

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Source S an einen Lastwiderstand R_Q angeschlossen, und außerdem ist die Source S an den negativen Eingang eines Operationsverstärkers 27 angeschlossen. Der negative Eingang des Operationsverstärkers ist so verschaltet, daß ihm über einen Widerstand R₁ das Ausgangssignal des Operationsverstärkers zugeführt wird. Der Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 27 empfängt eine Einstellspannung von einem veränderbaren Widerstand VR über einen Widerstand R-. Der Ausgang des Operationsverstärkers 27 ist an die Basis eines Transistors TR₁ angeschlossen, welcher seinerseits über einen Widerstand R. an einen Transistor TR„ gekoppelt ist. Der Transistor TR₂ ist an einen Signalverarbeitungsabschnitt 28 angeschlossen, so daß ein Einstellsignal zum Steuern der Ausgabe eines Peststellungssignals von einem Anschluß S« des Signalverarbeitungsabschnitts 28 über einen Widerstand Rr an die Basis des Transistors TRj gelegt werden kann. Der Kollektor des Transistors TR₁ ist in der in ■ Figur 3 dargestellten Weise an die Stromsignal-Ausgabeschaltung 18 angeschlossen.

Um Ausgangsdaten von Sensrotypen der Sensorschaltung "20 auszugeben, liegt eine aus einem Transistor TR^ und einer Zenerdiode ZD bestehende Reihenschaltung parallel zu dem negativen Widerstand R_Q, so daß ein Einstellsignal zum Steuern der übertragung der Daten von Sensortypen von einem Anschluß S₁ des Signalverarbeitungsabschnitts^ 28 an die Basis des Transistors TR_ gelegt wird.

Wenn bei einer derartigen Ausbildung der Sensorschaltung 20 die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 27 Vq beträgt, die Einstellspannung des veränderlichen Widerstands VR₁ den Wert V₂ hat, die Sorcespannung des FET 26 den Wert V₃ besitzt, so ist das als Ausgangsspannung V_ des Operationsverstärkers 27 gelieferte Sensortyp-Signal, welches den Ionisationstyp-Rauchsensor

5 »repräsentiert, ,,durch folgende Beziehung gegeben:

^V0 ^{= (V}2 - V ' ^(R1 ⁷ V

Wenn daher das Sensortyp-Signal V=O beträgt, so wird der veränderliche Widerstand VR₁ derart eingestellt, daß die Spannung V₂ so groß sein kann, wie die Spannung V₃. Durch Einstellen des Sensortyp-Signals auf V_Q = 0 gibt der Signalverarbeitungsabschnitt 28 an den Anschlüssen S₁ und S_ ansprechend auf das von der Steuerschaltung 17 kommende Signal Einstellsignale ab, wenn ein Aufurf seitens der zentralen Signalstation erfolgt, und die Schaltung wird derart eingestellt, daß die Bedingung V₀ = 0 hergestellt wird, nachdem der Transistor TR~ durch das am Anschluß S₁ auftretende Einstellsignal eingeschaltet ist. Da der Transistor TR₃ von dem am An- , ^s Schluß S₂ auftretenden Einstellsignal leitend gemacht wird, erzeugt der Transistor TR₁ ein Ausgangssignal für die Stromsignal-Ausgabeschaltung 18, wobei das Ausgangs- I, signal des Operationsverstärkers 27 swm Sensortyp-Ein- Stellsignal entspricht. Auf diese Weise wird das Typ- ■■'■' Signal gesendet. ■ - ".-. '■

Gemäß Figur 5 enthält die Sensorschaltung 21 beispiels- .

weise einen fotoelektrischen Rauchsensor 6, der in der · Zeichnung als Detektorabschnitt 29 dargestellt ist. Diese Sensorschaltung 29 besitzt einen Signalverarbei- ' tungsabschnitt 30, der dem Signalverarbeitungsabschnitt 28 der Schaltung 20 nach Figur 4 ähnelt, und das von dem Detektorabschnitt 29 kommende Feststellungs-Ausgangssignal gelangt über einen Widerstand R_g an den positiven Eingang des Operationsverstärkers 27. Der dem Operationsverstärker abgewandte Anschluß des Widerstands R, ist über einen Transistor TR. auf Masse gelegt. Die Basis des Transistors TR₄ ist über einen Widerstand R₇ an einen Anschluß S₁ des Signalverarbeitungsabschnitts 30

angeschlossen. Der Anschluß S₁ gibt ansprechend auf Typ-Aufrufe ein Einstellsignal· aus. Der Ausgang des Operationsverstärkers 27 ist über einen Widerstand R_g an die Basis eines Transistors TR₅ angeschlossen, dessen Emitter über einen Widerstand R_g in Reihe zu einem Transistor TR_ß geschaltet ist. Ein Anschluß des Signalverarbeitungsabschnitts 30 für die Ausgabe eines Einstellsignals, welches die Übertragungs-Zeitsteuerung der Typdaten und der Feststellungsdaten liefert, ist über einen Widerstand R„_n an die Basis des Transistors TR_ angeschlossen. Eine aus dem Transistor TR₅ und dem Widerstand R₅ bestehende Reihenschaltung liegt parallel zu einer Reihenschaltung aus einem veränderlichen Widerstand VR₀ und einem Transistor TR.,. Dessen Basis ist über einen Widerstand R₁₁ an den Anschluß S₁ des Signalverarbeitungsabschnitts 30 angeschlossen, um den Transistor TR₇ durch ein Einstellsignal zum Aufrufen der Sensortypen leitend zu machen. Der Kollektor des Transistors TR ist an die Stromsignal-Ausgabeschaltung 18 angeschlossen, wie in Figur 2 dargestellt ist.

Die Einstellung des Sensortyp-Signals in der Sensorschaltung 21 gemäß Figur 5 erfolgt mit Hilfe" des veränderlichen Widerstands VR₂· Bei Empfang des Sensortyp-Aufrufs werden die Einstellsignale von den Anschlüssen S₁ und S₂ des Signalverarbeitungsabschnitts 30 ausgegeben, und die Eingabe des Feststellungssignals in den Operationsverstärker 27 wird durch das leitend-werden des Transistors TR₄ unter Ausschaltung des Transistors TR₅ beendet. Gieichzeitig leiten die Transistoren TR_g und TR₇, damit durch den veränderlichen Widerstand VR₃ ' ein Einstellstrom I₁ fließt. Der Einstellstrom I₁ wird als Sensortyp-Signal an die Stromsignal-Ausgabeschal·tung 18 übertragen. Andererseits gibt beim Aufruf der Fest-Stellungsdaten der Signalverarbeitungsabschnitt 30 ein Einstellsignal nur am Anschluß S_ ab, um den Transistor

TR- leitend zu machen. Da die Transistoren TR₄ und TR₇ dann im nicht-leitenden Zustand sind, wird der Feststellungsstrom I₂, der durch die Steuerung des Transistors TR_ durch das Ausgangssignal des Operationsver- stärkers 27 festgelegt wird, an die Stromsignal-Ausgabeschaltung 18 übertragen.

Jeder der übrigen Feuerdetektoren enthält ähnlich ausgebildete und arbeitende Sensorschaltungen. Die Sensortyp-Signale, die von den Sensorschaltungen 20 und 21 oder anderen Sensorschaltungen gesendet werden, haben beispielsweise Stromstärken, wie sie in Figur 6 dargestellt sind. .

Wenn der Minimumwert und der Maximumwert des von den jeweiligen Detektoren zu der zentralen Signalstation gesendeten Stroms die Pegel I_L bzw. I„ aufweisen, so wird der Bereich zwischen I_T und I„ in Stufen unter-

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teilt, die der Bitzahl der digitalen Verarbeitung in der Signalstation entsprechen, z.B. in 16 Stufen entsprechend einer digitalen Verarbeitung von vier Bits. Die Grundpegel der Sensortyp-Ströme werden so bestimmt, daß sie sich je nach Typ des Sensors zwischen" den in der Figur dargestellten Werten I₀₁ bis I_Q unterscheiden.

Die unterschiedlichen Stromstärken entsprechen also einem Ionisations-Rauchsensor, einem fotoelektrischen Rauchsensor, einem Wärmesensor bzw. einem Gassensor. Die Feststellungströme der Sensortypen werden also vorab in den jeweiligen Feuerdetektoren festgelegt, so daß die Stärke des jeweiligen Stroms dem Feststellungsmechanismus in der jeweiligen Detektoreinrichtung entsprechen kann. Obschon die Richtungen der Sensortyp-Ströme und des Feststellungsstroms am Ausgangsanschluß B der Sensorschaltung 20 und am Ausgangsanschluß D der Sensorschaltung 21 einander entgegengesetzt sind, werden die Sensortyp-Stromsignale und das Feststellungs-Strom-

signal so eingestellt, daß sie die gleiche Richtung haben, um in der Stromsignal-Ausgabeschaltung 18 erfaßt werden zu können.

wie in Figur 7 dargestellt ist, besitzt, der Mikrocomputer 30 eine Steuereinrichtung 31, eine Signalverarbeitungseinrichtung 32, eine Sensortyp-Daten-Bestimmungseinrichtung 33, eine Recheneinrichtung 34 und eine Alarmeinrichtung 35 sowie Festspeicher und Schreib/Lesespeicher (ROM, RAM).

Die Steuereinrichtung 31 bildet zusammen mit der Rufsteuerschaltung 14 und der Signalverarbeitungsschaltung 32 die Rufsteuereinrichtung. Das Zeitintervall zwischen den Rücksetzimpulsen 1 bis η wird in eine bestimmte Anzahl von Zuständen unterteilt, wie in Figur 8 dargestellt ist. Nach Anlegen einer Versorgungsspannung wird in den jeweiligen Feuerdetektoren 4a bis 4n die Detektoreinrichtung in Zustand Nr. 3 gespeist (Strom entsprechend dem eingeschwungenen Zustand, hier als Ruhestrom bezeichnet) , der Feststellungssignalstrom wird im Zustand Nr. 4 ausgegeben, im Zustand Nr. 5 wird ein Normalsignalstrom ausgegeben und im Zustand Nr. 6 wird ein . Sensortyp-Signalstrom ausgegeben. Der Sensortyp-Signalstrom im Zustand 6 wird als erstes in dem Speicher RAM gespeichert. Zu diesem Zeitpunkt kann die Feststellung der Zustände Nr. 3 bis 5 fortgelassen werden. Im zweiten Zyklus und in den anschliessenden Zyklen wird der nächste Rücksetzimpuls entsprechend des Zeitablaufs des Zustands Nr. 6 übertragen, und es werden die Ströme der jeweiligen Zustände Nr. 3 bis 5 festgestellt. Die Signalverarbeitungseinrichtung 32 gibt von der Steuereinrichtung 31 ein Steuersignal aus, d.h. ein Signal, welches auf die Aufrufe von Sensortyp-Daten oder Feststellungsdaten anspricht, um die Rufsteuerschaltung 14 zu betätigen.

Die Verarbeitungseinrichturig 32 empfängt und verarbeitet

— I ö —

die Sensortyp-Daten oder Feststellungsdaten der jeweiligen Feuerdetektpren 4a bis 4n, welche über die Signalleitung 3 zurückgegeben werden, sowie den durch die Signalleitung 3 fliessenden Ruhestrom.

Die Sensortyp-Daten-Bestimmungseinrichtung enthält eine Einrichtung für die Bestimmungs-Bezugseinstellung 36, die nicht nur aus den Inhalten der empfangenen Sensortyp-Daten und deren zeitlichen Ablauf die Sensortypen und die Anzahl der analogen Detektoreinrichtungen, d.h. der Sensoren in den jeweiligen Feuerdetektoren 4a bis 4n bestimmt, sondern die außerdem eine Bestimmungs-Bezugsgröße für die Feststellung eines Feuerausbruchs in der jeweiligen Detektoreinrichtung einstellt. Die Sensortyp-Daten-Bestimmungseinrichtung enthält weiterhin eine Datensammel-Steuereinrichtung 37, die auf der Grundlage der Bestimmung der Anzahl von Detektoreinrichtungen und der Festlegung bezüglich der Feststellung eines Feuerausbruchs den zeitlichen Ablauf der Ruftaktimpulse ändert und die freie Zeit zwischen den Ruftaktimpulsen einstellt, um das Sammeln der Daten von den jeweiligen Feuerdetektoren 4a bis 4n zu steuern. Auf diese Weise erfolgt ein wirksames Abrufen zum Zwecke der Sammlung der Feststellungsdaten.

.■'■■■■-■■ Die Recheneinrichtung 34 führt auf der Grundlage der von der Signalverarbeitungseinrichtung 32 empfangenen Stromstärkenwerte verschiedene Berechnungen durch. Insbesondere führt sie eine Vergleichsberechnung durch, bei der die Stärke des durch die Signalleitung 3 fliessenden Ruhestroms und die Stärke der Sensortyp-Signale, weiterhin die Stärke des Ruhestroms und die Stärke des Feststellungssignal-Stroms und weitere Werte vergleichen werden. Das von der Recheneinrichtung 34 erhaltene Berechnungsergebnis bezüglich des Sensortyp-Signalstroms wird in Form von Sensortyp-Daten an die Sensortyp-Daten-

-19-BestimmungseinrijJhtung gegeben.

Eine Alarmeinrichtung 35 meldet den Ausbruch eines Feuers auf der Grundlage des von Recheneinrichtung 34 berechneten Ausgabewerts, d.h. auf der Grundlage des Ergebnisses der Vergleichsberechnung der Stärke des Ruhestroms und der Stärke des Feststellungssignalstroms. Diese Prozedur der Meldung eines Feuerausbruchs soll anhand der Figur 10 näher erläutert werden, und zwar anhand der Art des Empfangs und der Verarbeitung der Sensortyp-Daten und der Feststellungsdaten. Wenn von der zentralen Signalstation 1 die Ruftaktimpulse gesendet werden, geben die aufgerufenen Feuerdetektoren ■ 4a bis 4n den Sensortyp-Strom oder den Feststellungssignal-Strom I₀ entsprechend dem Zeitverhalten der Zustände Nr. 6 und 4 in Figur 8 ab. .In der Zwischenzeit ist der dem Empfang des Sensortyp-Stroms oder des Feststellungssignal-Stroms I_g unmittelbar vorausgehende Ruhestrom I_Q im Zeitraum des Zustands Nr. 3 erfaßt worden. Wenn der Sensortyp-Strom oder der Feststellungssignal-Strom I- empfangen ist, wird die Differenz bezüglich des Ruhestroms I_Q (I„ - I_Q) berechnet, und es werden die Typen der Sensoren in den jeweiligen Feuerdetektoren bzw. eine ungewöhnlich Bedingung wie z.B.

der Ausbruch eines Feuers auf der Grundlage des Berechnungsergebnisses von (Ig - Iq) festgestellt (siehe Figur 10(b)) . -

Gemäß Figur 8 erfolgt die Erfassung des Stroms nur in bezug auf eine vorab ausgewählte Detektoreinrichtung.

Jedoch besitzen die jeweiligen Feuerdetektoren 4a bis 4n mehrere Detektoreinrichtungen 5 bis 8, wie in Figur 2 gezeigt ist. Wenn der Aufruf und die Erfassung nun in bezug auf sämtliche Detektoreinrichtungen 5 bis 8 erfolgen soll, so läßt sich der zeitliche Ablauf der von der Rufsteuerschaltung 10 kommenden Ruftaktimpulse so

einstellen, daß ein extra Zeitraum geschaffen wird, welcher den Zuständen für die Erfassung in bezug auf die Detektoreinrichtungen 5 bis 8 zugewiesen wird.

Nun soll unter Bezugnahme auf die Figuren 8 bis 12(a) und (b) die Arbeitsweise der Anlage entsprechend dem Arbeitsablauf in dem Mikrocomputer 10 erläutert werden, was in Figur 11 schematisch dargestellt ist. Wenn die Spannungsversorgung 15 in der zentralen Signalstation eingeschaltet wird, gibt die Steuereinrichtung 31 des Mikrocomputers 10 einen Befehl an die Rufsteuerschaltung 14, die übertragungssteuerung über die Signalverarbeitungseinrichtung 31 vorzunehmen, und es wird ein Rücksetzimpuls gesendet (Block a in Figur 11). Durch den Rücksetzimpuls wird jeder der Feuerdetektoren 4a bis 4n initialisiert. Wenn im Block b (Figur 11) der erste Ruftaktimpuls gesendet wird, erkennt beispielsweise der Feuerdetektor 4a, daß er aufgerufen wird, und er gibt im Stromübertragungsbetrieb den Sensortyp-SignsIstrom der Detektoreinrichtung zurück. Zu dieser Zeit werden auch der Ruhestrom, der Feststellungssignalstrom und der Normalsignalstrom übertragen, jedoch bleibt das Erfassen dieser Ströme dem Anwender überlassen. Im Block c bestimmt die Sensortyp-Daten-Bestimmungseinrichtung 33 des Mikrocomputers 10 die Funktionsart (den Typ) der Detektoreinrichtung und deren Anzahl zur Speicherung in dem Schreib/Lese-Speicher, und sie stellt die Bezugsgröße für die Bestimmung eines Feuerausbruchs entsprechend den jeweiligen Sensortypen der Detektoreinrichtungen ein. Im Block d wird die letzte Adresse η erkannt und gegebenenfalls das Sammeln der Sensortyp-Daten abgeschlossen.

Nach Abschluß des Sammelns der Sensortyp-Daten wird an die Rufschaltung 14 der Befehl gegeben, in einem Normalbetriebszustand die Feststellungsdaten zusammen (Block e)

-und es wird im Block f ein zweiter Rücksetzimpuls übertragen, um die Feuerdetektoren 4a bis 4n erneut zu initialisieren. Die Signalverarbeitungsabschnitte 28 und werden in einen Zustand gebracht, in welchem sie die analogen Feststellungsdaten übertragen.

In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß die Steuerschaltung 17 die Sensorschaltungen 20 und 21 sequentiell aufruft. Insbesondere legt die Steuerschaltung 17 ein Rufsignal an den Rufausgang A der Sensorschaltung 20, um diese aufzurufen, und die Sensorschaltung 20 antwortet darauf mit der Ausgabe eines Signal-Stroms,: der beispielsweise den Zuständen Nr. 1 bis 6 entspricht. Anschließend legt die Steuerschaltung 17 ein Rufsignal an einen Rufanschluß C an die Sensor- .

schaltung- 21, um diese aufzurufen, und die Sensorschaltung 21 gibt ansprechend auf den Aufruf einen Signalstrom aus, der beispielsweise den Zuständen Nr. 1 bis 10. Die Zustände Nr. 7 bis 10 dienen Steuerungszwecken und werden weiter unten noch näher erläutert.

Im folgenden soll der Fall beschrieben, daß die Steuerschaltung 17 nur eine Sensorschaltung aufruft, die · vorab als stellvertretende Schaltung ausgewählt wurde zum Erzeugen eines Ausgangssignals während des Normalzustands, d.h. während einer Zeit, in der z.B. kein Feuer ausbricht. Weiterhin soll die Steuerschaltung 17 in diesem Fall sämtliche Sensorschaltungen innerhalb des Feuerdetektors aufrufen, wenn eine ungewöhnliche -Bedingung festgestellt wurde. In einem solchen Fall bestimmt sich die Prioritätenfolge dadurch, ob die • Sensorschaltung 20 oder die Sensorschaltung 21 von der ^ Steuerschaltung 17 aufgerufen wird, oder es wird von der Steuerschaltung 17 stellvertretend diejenige an den Rufanschluß A angeschlossene Sensorschaltung aufgerufen, an die als erste ein Ruf ergeht.

Wenn während des Normalzustands der erste Ruftakt gesendet wird (Block g), erkennt die Steuerschaltung des entsprechenden Feuerdetektors, daß sie aufgerufen wird, und sie gibt die Feststellungsdaten der die Priorität besitzenden Sensorschaltung zurück. Insbesondere wird im Zustand Nr. 3 gemäß Figur 8 der Grundstrom I_Q des fotoelektrischen Feuerdetektors 6 in Form eines Analogwertes als Ruhestrom zurückgegeben, im Zustand Nr. 4 wird der Feststellungssignalstrom I_g zurückgegeben, und im Zustand Nr. 5 wird ein Normalsignalstrom zurückgegeben, der die normale Verbindung anzeigt. Diese Signale sind Analogwerte. Im Block h wird die Differenz zwischen den Strömen I_Q und I₀ berechnet. Im Block i wird das Berechnungsergebnis verglichen mit den für die jeweiligen Typen von Detektoreinrichtungen vorab festgelegten Bezugsgrößen, um zu bestimmen, ob die Feststellungsdaten einen Feuerausbruch bedeuten. Die Einzelheiten des Blocks h sind in Figur 11(b) dargestellt, woraus hervorgeht, daß die Feststellung der Ströme I_n und I₀ und die Differenzberechnung zwischen den Stromstärken dreimal wiederholt werden, wenn die Differenz I₀ - I_n den Bezugswert I überschreitet. , .-...- Wird keine Ungewöhnlichkeit festgestellt, so wird der Vorgang dreimal wiederholt, bis die letzte Adresse η erreicht ist. Wenn diese letzte Adresse η erreicht ist, wird erneut ein Rücksetzimpuls gesendet, um den oben geschilderten Ablauf der Datenerfassung zu wiederholen. . ' '

Wenn 'anhand der Feststellungsdaten der Ausbruch eines Feuers erkannt wird, wird die Feststellungs-Betriebsart von der Steuereinrichtung 31 des Mikrocomputers 10 in eine Betriebsart "Ereignis" umgeändert (Block 1), und von der Rufsteuerschaltung 14 wird im (Block m) ein Rücksetzimpuls gesendet. Wenn der Feuerdetektor 4a den Ausbruch eines Feuers feststellt, wird diesem Feuer-

detektor 4a eine Zeit zugeordnet, die doppelt so groß ist wie die normale Rückgabezeit der Sensorschaltung, d.h. es wird dem Detektor eine zusätzliche Rückgabezeit für die zeitliche Steuerung der übertragung des Ruftakts eingeräumt (Block p). Dies geschieht durch die Datensammel-Steuereinrichtung 37. Was die übrigen Feuerdetektoren 4b bis 4n angeht, so werden die sie repräsentierenden Sensorschaltungen aufgerufen. In der dargestellten Ausführungsform wird im Falle eines "Ereignisses" auch der Zustand Nr. 5 in den Feuerdetektoren 4a bis 4n fortgelassen, um die freie Zeit zur Verkürzung des Feststellungszeitraums und zum Sammeln weiterer Daten zu schaffen.

Im Block r werden die Typen der Detektoreinrichtungen und die Feststellungsdaten bestimmt. Wenn beispielsweise sowohl die Differenz (Ι_σ - I_n) zwischen dem Grundstrom

ο U-

I₀ des fotoelektrischen Rauchsensors 6 und dem Feststellungssignalstrom I₀ als auch die Differenz zwischen dem Grundstrom Iq des Ionisations-Rauchsensors 5 und des Feststellungssignalstroms I_g die für die jeweiligen Sensoren vorab eingestellten Bezugswerte überschreiten, so wird dies als Vorliegen eines ungewöhnlichen "Ereig-

• nisses" beurteilt, so daß die Alarmschaltung zwecks Alarmgebung aktiviert wird. Es wird nicht nur bestimmt, ob die Differenz bezüglich des Feststellungssignalstroms Ig den Schwellenwert überschreitet, d.h. den Bezugswert I. sondern es wird auch die Änderung des Differenz-

Cl

werts berücksichtigt (siehe Figur 10 Ca)), um insgesamt die Ausbreitung oder die Eindämmung eines Feuers festzustellen.

Alternativ können alle Detektoreinrichtungen 5 bis 8 der jeweiligen Feuerdetektoren aufgerufen werden, um die Zuverlässigkeit der Information zu erhöhen, falls ^ einer der Feuerdetektoren 4a bis 4n ein ungewöhnliches Ereignis feststellt.

Wie, oben beschrieben wurde, kann man den Zyklus des Ruftakts variieren, um die Intervalle der Ruftaktimpulse zu ändern und dadurch eine zusätzliche Zeit und eine Erhöhung der Anzahl von Zuständen zu schaffen. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in denen Zustände 6 bis 10 zur Steuerung für die jeweiligen Feuerdetektoren 4a bis 4n verwendet werden, soll im folgenden beschrieben werden.

Figuren 13 bis 16 zeigen die Steuerung für die Feuerdetektoren 4a bis 4n in Verbindung mit einem N-ten Rufimpuls. Die Steuerung der Feuerdetektoren 4a bis 4n wird durch übertragung des N+1ten Ruftakts mit dem zeitlichen Ablauf der Zustände 6 bis 10 durchgeführt.

!5 Erfolgt kein Steuerbefehl, so wird der N+1ten Ruftakt entsprechend dem Zustand Nr. 6 erzeugt. Wenn andererseits eine Steuerung angewiesen wird, so wird der .. N+1ten Ruftakt in irgendeinem der Zustände Nr. 7 bis erzeugt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Steuerbefehle unabhängig voneinander an vier zu steuernde Geräte gegeben, indem der Zeitpunkt der Erzeugung des N+1ten Ruftakts im Anschluß an den N-ten Ruftakt derart geändert wird, daß vier Arten von Steuerbefehlen, nämlich die.Steuerbefehle Nr, 1, Nr. 2, Nr. 3 und Nr. 4 in dem Zustand Nr. 7, Nr. 8, Nr. 9 bzw. Nr. 10 ausgegeben werden. Beispiele für zu steuernde Geräte sind ein Abgassystem 38, eine Leuchtdiode zur Betriebsprüfung der Feuerdetektoren 4a bis 4n, eine Leuchtdiode 40 als Anzeigelampe zur Bestätigung des Betriebs der Feuerdetektoren und dergleichen. Die Zustände sind sämtlich unabhängig voneinander, und die Steuerbefehle 1 bis 4 lassen sich kombinieren. Wenn z.B. ein Steuerbefehl für die Steuerung 4, d.h. für das Abgassystem 38 nach Empfang eines Feuersignals (die

.35 Steuerung 4 entspricht dem Zustand Nr.-10) gegeben wird,

so wird entsprechend dem Zeitablauf des Zustands Nr. 10 ein Ruftakt an den zweiten Feuerdetektor 4b gegeben, und die Zustands-Zeitsteuerung des im Zustand Nr. 10 erzeugten Ruftakts wird von dem Detektor 4a dahingehend ausgewertet, daß das Abgassystem 38 in Gang gesetzt wird.

Die Steuerung des η-ten, d.h. des letzten Feuerdetektors 4n wird als Beispiel für die Steuerung 4 beschrieben. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, entspricht der Zeitabschnitt des Zustands Nr. 10 der Steuerung Nr. 4, und in diesem Zeitabschnitt wird anstelle des Ruftakts ein Rücksetzimpuls erzeugt, und der n-te Detektor 4n erkennt, daß im Zeitraum des Zustands Nr. 10 der Rücksetzimpuls empfangen wird, so daß er ein dem Steuerbefehl 4 entsprechendes Steuer-Ausgangssignal erzeugt. .

Obschon in dem oben beschriebenen Beispiel drei zu steuernde Geräte oder Zusatzeinrichtungen 38 bis 40 dargestellt sind, läßt sich die Anzahl von Antwort- und Steuerbefehlen dadurch festlegen, daß man eine entsprechende Anzahl von Zuständen im Anschluß an den Ruftakt festlegt, und zwar nach Maßgabe der Anzahl von' Detektoreinrichtungen 5 bis 8 bzw. von zu steuernden Geräten 38 bis 40.

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Claims

KADOR KUINKER-SCHMITT-NILSG^"HiRSGH*-* "-·" : ΪΆΤΕΝΤΑΝΨΑΕΓΕ * ElIW)I1EAMATKNTATTt)RNR-S K 21 40.1/7Dne HOCHIKI KABUSHIKI KAISHA 10-43, Kamiosaki 2-chome, Shinagawa-ku, Tokyo, Japan "Feueralarmanlage" ^u-MAL c't- ' ''. PATENTANSPRÜCHE

1. J Feueralarmanlage, mit mehreren Feuerdetektoren, die parallel zueinander an zu einer zentralen Signalstation führende Signalleitungen angeschlossen sind, um eine Änderung in einem durch Feuer verursachten ■ Umgebungsparameter festzustellen und mit dem Feststellungssignal der Station zu antworten, dadurch gekennzeichnet , daß die die jeweiligen Feuerdetektoren verbindenden Signalleitungen auch als Stromversorgungsleitungen dienen, daß jeder der Feuerdetektoren Ruftaktimpulse empfängt, die einer Versorgungsspannung überlagert sind und von der zentralen Signalstation über die Stromversorgungs/Signal-Leitungen gesendet werden, und das Feststellungssignal als Stromsignal an die Signalstation zurückgibt, und daß die zentrale Signalstation folgende Merkmale aufweist:

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- Eine Rufsteuereinrichtung gibt die Ruftaktimpulse aus, indem sie einen Ruftaktimpuls an einen Feuerdetektor sendet und zwischen den Ruftaktimpulsen einen Zeitraum zum Feststellen mindestens eines Ruhestroms und einen Zeitraum zum Feststellen des Feststellungssignalstroms vorsieht,

- einen Stromfühler, der den Ruhestrom und den Feststellungssignalstrom erfaßt,

- eine Recheneinrichtung, die die Differenz zwischen dem

Ruhestrom und dem Feststellungsstrom ermittelt, und

- eine Alarmeinrichtung, die bei Feststellung eines

Feuers aufgrund des Ausgangswerts der Recheneinrichtung einen Alarm erzeugt. ; '....·."

2. Feueralarmanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Stromfühler den Ruhestrom unmittelbar vor dem Erfassen der Feststellungssignalströme von den jeweiligen Feuerdetektoren erfaßt..

3. Feueralarmanlage nach Anspruch 1 oder 2; dadurch gekennzeichnet , daß die zentrale Signalstation die Ruftaktimpulse über die Rufsteuereinrichtung dadurch ausgibt, daß sie in einem Intervall zwischen den Ruftaktimpulsen einen Zeitraum ^vorsieht für die Feststellung eines Signalstroms für Sensortypen, die den Typ der in den jeweiligen Feuerdetektoren enthaltenden Detektoreinrichtungen repräsentiert, daß die zentrale Signalstation außerdem eine Sensortypdaten-Bestimmungseinrichtung enthält, welche den Signalstrom für Sensortypen über den Stromfühler feststellt, um eine Differenz zwischen dem Ruhestrom und dem Sensortypen-Signalstrom mit Hilfe der Recheneinrichtung zu berechnen und dadurch die Sensortypdaten zu bestimmen

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und Feuermelde-Bezugsgrößen nach Maßgabe der Sensortypdaten festzulegen, und daß jeder Feuerdetektor folgende Merkmale aufweist:

- Eine Rufbestimmungseinrichtung, die die Ruftaktimpulse an der zentralen Signalstation zählt, um zu bestimmen, wann der jeweilige Feuerdetektor von der Signalstation angerufen wurde,

- eine Sensortypdaten-Ausgabeeinrichtung zum Senden von Sensortypdaten, die von den Typen der in den jeweiligen Feuerdetektoren enthaltenen Detektoreinrichtungen auf unterschiedliche, vorbestimmte Pegel eingestellt wurden, und '

■ ■ ■ " . ■..';■■. -'._. .,■ - eine Feststellungsinformations-Sendereinrichtung, die die den von den jeweiligen Feuerdetektoren festgestellten Datensignalstrom bei Anruf durch die Signalstation als Stromsignal sendet.
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4. Feueralarmanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Rufsteuereinrichtung der zentralen Signalstation die Bestimmung des von dem Feuerdetektor ansprechend auf einen Anruf zurückgesendeten Signalstroms derart bewerkstelligt, daß die Bestimmung des Signalstroms für Sensortypen vor der Bestimmung in bezug auf den Feststellungssignalstrom erfolgt, und daß die Sensortypdaten in einem Speicherabschnitt gespeichert werden.

5. Feueralarmanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß der von dem Feuerdetektor nach einer erfolgten Feststellung an die Zentralstation zurückgesendete Feststellungssignalstrom Analogdaten darstellt.

6. Feueralarmanlage nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Rufsteuereinrichtung der zentralen Signalstation die Ruftaktsignale derart ausgibt, daß zusätzlich zu der Zeit zum Feststellen der verschiedenen Ströme des Detektors in einem Intervall zwischen den von ihr gesendeten Taktimpulsen ein gesonderter Zeitraum vorgesehen ist, welcher nach Maßgabe einer oder mehrerer in Zusammenhang mit dem Feuerdetektor zu überwachender und/oder zu steuernder Gegenstände bestimmt wird, und daß der zeitliche Ablauf des zusätzlichen Zeitraums nach Maßgabe des Inhalts der Steuerung in bezug auf den bzw. die Gegenstände eingestellt wird.

7. Feueralarmanlage nach Anspruch 6, dadurch . g e kennzeichnet, daß die Einstellung des zeitlichen Ablaufs des besonderen Zeitraums dadurch erreicht wird, daß der besondere Zeitraum eingestellt wird, indem der zeitliche Ablauf des Sendens der Ruftaktimpulse seitens der Rufsteuereinrichtung der zentralen Signalstation geändert wird.

8. Feueralarmanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstände mehrere Detektoreinrichtungen sind, die in dem Feuerdetektor enthalten sind, und daß die Rufsteuereinrichtung zu gewöhnlichen Zeiten lediglich eine Detektoreinrichtung anruft, die vorab als repräsentativ für den jeweiligen Feuerdetektor festgelegt wurde, während zu ungewöhnliehen Zeiten sämtliche Detektoreinrichtungen in dem Feuerdetektor, der eine ungewöhnliche Situation feststellt, aufgerufen werden.

9. Feueralarmanlage nach Anspruch 7, dadurch g e kennzeichnet, daß die Gegenstände mehrere in dem jeweiligen Feuerdetektor enthaltene Detektor-

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einrichtungen sind, und daß die Rufeinrichtung zu normaler Zeit sämtliche Detektoreinrichtungen anruft und zu einer ungewöhnlichen Zeit lediglich eine Detektoreinrichtung anruft, die vorab als repräsentativ für diejenigen Feuerdetektoren festgelegt wurde, die nicht der Feuerdetektor sind, der die ungewöhnliche Situation festgestellt hat.

10. Feueralarmanlage nach Anspruch 7, dadurch g e kennzeichnet, daß der mindestens eine Gegenstand mindestens eine . Detektore inr ichtung oder mindestens eine Anlage ist, die mit dem jeweiligen Feuerdetektor verbunden ist.

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