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Diese Erfindung betrifft Brandalarmsysteme. Die Erfindung befaßt sich
mit jener Systemart, die eine Vielzahl von Gruppen von Meldern, die
im Betrieb in entsprechenden Überwachungsbereichen angeordnet sind,
wobei jede Gruppe einen Analogmelder, der eine analoge Abtaststufe
besitzt, um analoge Abtastdaten zu erzeugen, die Änderungen in einer
physikalischen Erscheinung der Umgebung kennzeichnen, die durch einen
Brand hervorgerufen werden, sowie ein oder mehrere EIN/AUS-Melder
aufweist, die mit dem Analogmelder verbunden und dazu geeignet sind,
ein Brandsignal zu erzeugen, wenn die Änderungen in der
physikalischen Erscheinung der Umgebung einen voreingestellten Schwellwert
überschreiten, einen Empfänger, der dazu geeignet ist, einen Brand
aufgrund der analoge Abtastdaten abzutasten, die im Ausgangssignal
des Analogmelders enthalten sind, sowie eine Übertragungsleitung
enthält, die den Empfänger und den Analogmelder in jeder Gruppe von
Meldern miteinander verbindet, um das Ausgangssignal zu übertragen.
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Bei einer weit verbreiteten Art eines Brandalarmsystems handelt es
sich um ein System, das eine Vielzahl von sogenannten EIN/AUS-Meldern
aufweist, von denen jeder ein Schalterelement enthält, das
eingeschaltet wird, wenn ein Brand abgetastet wird, wobei die Melder über
eine Übertragungsleitung mit einem Empfänger verbunden sind.
Derartige EIN/AUS-Melder tasten Änderungen in einer oder mehreren
physikalischen Erscheinungen oder Änderungen in einem Parameter ab, die durch
einen Brand verursacht werden, beispielsweise die Temperatur oder die
Rauchkonzentration. Wenn die Größe der Änderung einen vorgegebenen
Schwellwert überschreitet, wird das Schalterelement betätigt, um ein
Brandalarmsignal, d.h. ein Stromsignal, über die Übertragungsleitung
zum Empfänger zu übertragen. Bei einem EIN/AUS-Melder entscheidet der
Melder selbst, ob ein Brand ausgebrochen ist oder nicht.
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Andererseits ist ein Brandalarmsystem allgemeiner Art, wie es oben
beschrieben wurde, bekannt, bei dem nicht der Melder selbst sondern
der Empfänger die Aufgabe hat, festzustellen, ob ein Brand
ausgebrochen ist oder nicht. In diesem Fall wird ein Analogmelder verwendet,
der die Größe der Änderung in einer oder mehreren physikalischen
Erscheinungen, die vom Brand verursacht werden, als Analogwert
abtastet. Das analoge Abtastsignal, das der Melder erzeugt, wird über die
Übertragungsleitung zum Empfänger übertragen, wo aufgrund der
empfangenen
analogen Abtastdaten festgestellt wird, ob ein Brand
ausgebrochen ist oder nicht.
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Bei einem derartigen analogen Brandalarmsystem ist es der Empfänger,
der die Entscheidung über das mögliche Vorhandensein eines Brandes
trifft, womit es möglich ist, verschiedene komplizierte
Signalverarbeitungsprogramme auszuführen, beispielsweise das Erreichen einer
vorhersagenden Beurteilung über das Auftreten eines Brandes. Da die
Analogdaten selbst beurteilt werden, kann keine fehlerhafte
Brandanzeige erfolgen, wie dies bei EIN/AUS-Meldern oft der Fall ist, so daß
man mit einem minimalen Fehlerrisiko eine frühe Branderkennung
erreichen kann.
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Bei derartigen analogen Brandalarmsystemen ist es notwendig, die
analogen Ausgangsdaten von einer Vielzahl von Analogmeldern zu
unterscheiden, die in der selben Schleife liegen. Aus diesem Grund wird
für jeden Analogmelder eine Adresse eingestellt, wobei jeder Melder
dazu geeignet ist, der Reihe nach seine eigenen analogen Abtastdaten
zum Empfänger über die Übertragungsleitung mit einer
Zeitmultiplexübertragung in Übereinstimmung mit einem Sendeaufruf-System zu
übertragen. In diesem Fall werden ein Rücksetzimpuls sowie eine Vielzahl
von Taktimpulsen in einem vorgegebenen Zeitintervall vom Empfänger zu
den Analogmeldern übertragen. Die Taktimpulse werden im Melder von
jenem Zeitpunkt an gezählt, an dem der Rücksetzimpuls empfangen wird.
Wenn der Zählwert jenen Taktzählwert erreicht, der einem bestimmten
Melder zugeordnet ist, wird festgestellt, daß der Melder abgefragt
wurde, wobei zu diesem Zeitpunkt die im Melder enthaltenen analogen
Abtastdaten zum Empfänger gesendet werden, nachdem sie in einen
entsprechenden elektrischen Stromwert umgesetzt wurden.
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Da die Melder bei einem herkömmlichen analogen Brandalarmsystem der
Reihe nach abgefragt werden, wobei dies auf den zugeordneten Adressen
beruht, wird das Zeitintervall, das bei der Abfrage der Melder
betroffen ist, d.h. das Sendeaufruf-Intervall, notwendigerweise
verlängert, wenn die Anzahl der Melder größer wird. Daraus ergibt sich eine
Begrenzung in der Anzahl der Melder, die innerhalb eines vorgegebenen
Zeitintervalls abgefragt werden können, in Übereinstimmung mit dem
zulässigen Grenzwert der Verzögerung bei einer Brandabtastung und
damit
in der Anzahl der Melder, die in jeder Schleife vorgesehen sein
können.
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Bei einem größeren Überwachungsbereich, beispielsweise einer großen
Halle, kommt es daher oft vor, daß die Anzahl der zu installierenden
Melder den zulässigen Grenzwert pro Schleife überschreitet, wodurch
mehrere Schleifen mit Analogmeldern im selben Überwachungsbereich mit
zugeordneten Empfängern oder Relais installiert werden müssen,
wodurch der Aufbau komplizierter und die Kosten teurer werden.
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Andererseits führt das Vorsehen eines Adressenmelders in einem
Überwachungsbereich zu erhöhten Kosten und zu einem komplizierten
Steuervorgang im Empfänger beim Auftreten eines Brandes mit einer
entsprechend breiten Auswirkung auf den Steuerteil.
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Ein Hauptgegenstand dieser Erfindung ist es daher, ein
Brandalarmsystem zu liefern, bei dem die Anzahl der installierten analogen Melder
minimiert werden kann, wobei aber eine Überwachungsfunktion erreicht
wird, die mit jenem Fall vergleichbar ist, bei dem in allen
Überwachungsbereichen Analogmelder installiert sind, und bei dem das System
bei gesenkten Kosten vereinfacht wird.
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Ein anderes bekanntes System enthält einen Analogmelder sowie eine
Vielzahl von EIN/AUS-Meldern, die alle parallel zueinander auf der
selben Signalleitung liegen, wobei sie im selben Überwachungsbereich
angeordnet sind. Das System ist in GB-A-2,173.622 beschrieben.
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Erfindungsgemäß ist ein Brandalarmsystem, wie es oben beschrieben
wurde, dadurch gekennzeichnet, daß der Analogmelder eine
Brandabtaststufe, um das Brandsignal vom EIN/AUS-Melder abzutasten, der
angeschlossen ist, sowie eine Übertragungs-Steuerstufe enthält, um zum
Empfänger das Ausgangssignal zu übertragen, das die analogen
Abtastdaten von der analogen Abtaststufe sowie jene Daten enthält, die das
Vorhandensein oder das Fehlen des Brandsignals von der
Brandabtaststufe betreffen.
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Der oder jeder Analogmelder weist vorzugsweise einen
Montagesockelteil, der dazu dient, um an einer Fläche, beispielsweise an der Decke
oder der Wand eines Gebäudes, angebracht zu werden, sowie einen
Abtastkopfteil auf, der abnehmbar mit dem Montagesockelteil verbunden
ist, wobei die Brandabtaststufe und die Übertragungs-Steuerstufe im
Montagesockelteil und die analoge Abtaststufe im Abtastkopfteil
vorgesehen sind.
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Beim Brandalarmsystem dieser Erfindung sind damit die Melder in einer
Anzahl von Reihen gruppiert, von denen jede einen Analogmelder sowie
ein oder mehrere, im allgemeinen eine Vielzahl, von EIN/AUS-Meldern
enthält, die mit einer gemeinsamen Signalleitung verbunden sind, die
ihrerseits mit einem zugeordneten Analogmelder verbunden ist.
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Damit wird die Anzahl der Analogmelder beträchtlich herabgesetzt, die
eine Adresse benötigen, so daß nur ein Analogmelderkreis und eine
zugeordnete Adresse für alle Melder in irgendeinem Überwachungsbereich
ausreichen.
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Wenn eine Vielzahl von EIN/AUS-Meldern rund um den zugeordneten
Analogmelder installiert ist, kann der Zustand eines Brandes in der Nähe
der umliegenden EIN/AUS-Melder bis zu einem gewissen Grad vom
einzelnen Analogmelder für jenen Überwachungsbereich bestimmt werden, den
diese Gruppe von Meldern abdeckt. Der Brandort kann aus jener Adresse
bestimmt werden, die dem in Frage kommenden Analogmelder zugeordnet
ist.
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Wenn die vorliegende Erfindung verwendet wird, kann die Anzahl von
Adresseneinstellungen, aufgrund der die Melder vom Empfänger
abgefragt werden, auch bei einem relativ großen Überwachungsbereich
beträchtlich vermindert werden, beispielsweise einer großen Halle, in
der es notwendig ist, eine relativ große Anzahl von Meldern zu
installieren, da jede Adresseneinstellung nicht nur einem einzelnen
Analogmelder sondern auch allen zugeordneten EIN/AUS-Meldern
entspricht. Da jede Gruppe von Meldern mit einer einzigen Adresse
identifiziert wird, kann der Brandort unverzüglich lokalisiert werden, so
daß zum frühest möglichen Zeitpunkt Schutzmaßnahmen vorgenommen
werden können. Da ein Melder von jeder Meldergruppe ein Analogmelder
sein muß, kann der genaue Zustand des Überwachungsbereichs, der von
jeder Meldergruppe abgedeckt wird, beispielsweise die Rauchdichte
oder die Temperatur, so bestimmt werden, daß man eine
zufriedenstellendere Brandüberwachung im Vergleich zu einem System erreicht, das
nur EIN/AUS-Melder verwendet.
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Zusätzlich kann die Gesamtanzahl von Analogmeldern, die notwendig
ist, um eine ausreichende Abdeckung eines großen Bereichs zu
erreichen, im Vergleich zu einem System beträchtlich herabgesetzt werden,
das nur Analogmelder verwendet, so daß der Aufbau des Systems
einschließlich des Empfängers vereinfacht und die Kapitalkosten
herabgesetzt werden können.
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Weitere Merkmale und Einzelheiten dieser Erfindung werden aus der nun
folgenden Beschreibung einer bevorzugten und beispielhaften
Ausführungsform der Erfindung sowie im Zusammenhang mit den beiliegenden
Zeichnungen ersichtlich, in denen zeigt:
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Fig. 1 das Blockschaltbild einer Ausführungsform dieser Erfindung;
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Fig. 2 die vereinfachte Darstellung eines Montageschemas der
Melder;
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Fig. 3 ein Zeitdiagramm, in dem der Zustand der Abfrage und der
Antwort durch die Melder bei der Ausführungsform von Fig. 1
dargestellt ist; und
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Fig. 4 ein Flußdiagramm, in dem der Arbeitsablauf der Melder bei
der Ausführungsform von Fig. 1 dargestellt ist.
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Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild, in dem eine Ausführungsform dieser
Erfindung dargestellt ist.
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Nunmehr wird auf Fig. 1 Bezug genommen. Ein Analogmelder 3 ist mit
einer Übertragungsleitung 2 verbunden, die ihrerseits mit einem
Empfänger 1 verbunden ist und dazu dient, um das System mit Spannung zu
versorgen und Signale zu übertragen.
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Der Analogmelder 3 enthält einen Sockelteil 4 und eine Kopfteil 5.
Der Kopfteil 5 ist mit einer Abtaststufe 9 versehen, um den Wert oder
Änderungen im Wert von einer oder mehreren physikalischen
Erscheinungen analog abzutasten, beispielsweise der Rauchkonzentration, die
durch einen Brand hervorgerufen werden. Die von der Stufe 9
abgetasteten Analogdaten werden über eine analoge Ausgangsstufe 10 an den
Sockelteil 4 gelegt.
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Der Sockelteil 4 ist mit einer Übertragungs-Steuerstufe 11 versehen,
um die analogen Abtastdaten der analogen Ausgangsstufe 10 in
elektrische Stromsignale umzusetzen und diese über die Übertragungsleitung 2
zum Empfänger 1 zu übertragen.
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Die Übertragungs-Steuerstufe 11 spricht auf Sendeaufruf-Steuersignale
vom Empfänger 1 an, um analoge Abtastdaten von der Ausgangsstufe 10
im Strom-Betrieb zu übertragen, wenn sie abgefragt wird.
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Genauer gesagt: der Empfänger 1 führt fortlaufend einen
Abfragevorgang durch, indem er auf der Übertragungsleitung 2 eine Vielzahl von
Taktimpulsen aussendet, nachdem er einen Rücksetzimpuls ausgesandt
hat. Die Steuerstufe 11 löscht einen Zähler (nicht darstellt) mit dem
Rücksetzimpuls, der vom Empfänger 1 übertragen wird, und zählt die
auf den Rücksetzimpuls folgenden Taktimpulse. Wenn der Zählwert der
Taktimpulse mit einer voreingestellten Adresse übereinstimmt, die im
Analogmelder 3 eingestellt ist, d.h. mit einem vorgegebenen Zählwert,
entscheidet die Stufe 11, daß sie abgefragt wird, wobei sie die
analogen Abtastdaten des Kopfteils 5 in einen entsprechenden
elektrischen Strom umsetzt, der zum Empfänger 1 gesandt wird. Um diese
Entscheidung zu treffen, ist in der Steuerstufe 11 eine
Adresseneinstellstufe 14 vorgesehen.
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Der Sockelteil des Analogmelders 3 ist mit einer Brandabtaststufe 12
versehen, von der eine Signalleitung 6, die gleichzeitig als
Spannungs-Speiseleitung dient, nach außen führt. Eine Vielzahl von EIN/
AUS-Meldern 7 ist mit der Signalleitung 6 verbunden, an deren Ende
ein Abschlußwiderstand 8 angeschlossen ist, um eine Unterbrechung
abzutasten zu können.
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Jeder EIN/AUS-Melder 7 wird geschaltet, wenn die Änderung in einem
physikalischen Parameter, die von einem Brand verursacht wird, einen
vorgegebenen Schwellwert überschreitet, um auf bekannte Art ein
Brandsignal abzugeben. Die Melder 7 haben damit die Aufgabe, das
Auftreten eines Brandes festzustellen. Genauer gesagt die
EIN/AUS-Melder 7 senden über die Signalleitung 6 mit einem Schaltvorgang einen
Alarmstrom aus, wenn ein Brand abgetastet wird. Dieser Alarmstrom
wird von der Brandabtaststufe 12, die im Sockelteil 4 des
Analogmelders 3 vorgesehen ist, abgetastet und zur Steuerstufe 11 übertragen.
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Im Sockelteil 4 ist eine Unterbrechungs-Abtaststufe 13 vorgesehen,
die mit der Signalleitung 6 verbunden ist. Die
Unterbrechungs-Abtaststufe 13 tastet ab, ob der Unterbrechungs-Überwachungsstrom, der im
Abschlußwiderstand 8 fließt, durch eine Unterbrechung der
Signalleitung 6 unterbrochen ist, worauf sie ein Unterbrechungsabtastsignal
zur Übertragungs-Steuerstufe 11 sendet.
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Damit hat die Steuerstufe 11 nicht nur die Aufgabe, die analogen
Abtastdaten von der Ausgangsstufe 10 des Kopfteils 5 zum Empfänger 1 zu
übertragen, sondern auch die Aufgabe, ein Brandabtastsignal von der
Stufe 12 oder ein Unterbrechungs-Abtastsignal zum Empfänger 1 zu
übertragen, nachdem es von der Stufe 13 in elektrische Ströme
umgesetzt wurde, wie dies ähnlich beim analogen Abtastsignal der Fall
ist.
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Fig. 2 zeigt die vereinfachte Darstellung eines Montagebeispiels der
Melder in einem Überwachungsbereich, der mit dem Brandalarmsystem
dieser Erfindung abgedeckt wird.
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Wie Fig. 2 zeigt, deckt der Empfänger 1 bei dieser Ausführungsform
drei Überwachungsbereiche 14, 15, 16 ab, wobei in jedem davon
beispielsweise 7 bis 9 Melder benötigt werden, wobei dies von der Fläche
der Bereiche 14 bis 16 abhängt.
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Für jeden dieser Überwachungsbereiche 14 bis 16 sind beim
Brandalarmsystem dieser Erfindung ein Analogmelder 3, beispielsweise in der
Mitte eines jeden Bereichs 14 bis 16, sowie eine Vielzahl von EIN/
AUS-Meldern 7 rund um den Analogmelder 3 vorgesehen. Die
EIN/AUS-Melder 7 eines jeden Bereichs 14 bis 16 sind mit der Signalleitung 6
verbunden, die mit der Brandabtaststufe 12 des zugeordneten
Analogmelders
3 verbunden ist.
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Bei dieser Melderanordnung ist es nötig, drei Adressen für den
Empfänger 1 vorzusehen, um Abfragen durchführen zu können. Wenn das
System genauso wie bekannte Systeme aufgebaut wäre, bei denen alle
Melder Analogmelder sind, würde man für jeden Melder eine Adresse
benötigen, womit 23 Adressen für die drei Überwachungsbereiche 14 bis 16
notwendig wären. Beim Aufbau dieser Erfindung wird jedoch bei der
Ausführungsform von Fig. 2 die Anzahl von Adressen, die benötigt
werden, drastisch auf drei herabgesetzt.
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Durch die Tatsache, daß der Analogmelder 3, der genaue Branddaten
sammeln kann, in der Mitte eines jeden Überwachungsbereichs 14 bis 16
angeordnet ist, wobei die EIN/AUS-Melder 7 um ihn herum angeordnet
sind, können ausführliche Branddaten, beispielsweise der Rauch oder
die Temperatur, die von einem Brand in den Abtastbereichen der EIN/
AUS-Melder 7 hervorgerufen wurden, von dem in der Mitte angeordneten
Analogmelder 3 grob gemessen werden.
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Wenn beispielsweise von einem der EIN/AUS-Melder 7 im
Überwachungsbereich 14 ein Brand abgetastet wird, erhält man von dem in der Mitte
angeordneten Analogmelder 3 analoge Abtastdaten, beispielsweise eine
Rauchkonzentration, die im Empfänger angezeigt werden, um die Lage
nach dem Brandausbruch im Überwachungsbereich 14 im Empfänger zu
überwachen.
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Die Arbeitsweise der Ausführungsform von Fig. 1 wird nun im
Zusammenhang mit dem Zeitdiagramm von Fig. 3 und dem Flußdiagramm für den
Analogmelder von Fig. 4 erläutert.
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Im stationären Zustand sendet der Empfänger 1 über die
Übertragungsleitung 2 immer wieder einen Rücksetzimpuls aus, auf den Taktimpulse
A1, A2, A3, A4, ... folgen, um die Abfrageadressen der Melder
festzulegen.
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Wie Fig. 4 zeigt, spricht die Übertragungs-Steuerstufe 11 des
Analogmelders 3 auf die Taktimpulse des Empfängers 1 an, um im Schritt S1
die Taktimpulse vom Empfänger abzuzählen, um zu entscheiden, ob der
Zählwert mit der eigenen voreingestellten Adresse übereinstimmt. Wenn
im Schritt S1 bestimmt wird, daß der Zählwert die voreingestellte
Adresse ist, geht das Programm zum Schritt S2 weiter, wo zuerst
geprüft wird, ob von den EIN/AUS-Meldern 7 ein Alarm abgegeben wird,
d.h., ob von irgendeinem der EIN/AUS-Melder 7, die über die
Signalleitung 6 mit der Brandabtaststufe 12 verbunden sind, ein
Brandabtastausgang erzeugt wird.
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Daraufhin geht das Programm zum Schritt S3 weiter, in dem der analoge
Ausgangswert der Abtaststufe 9 von der analogen Ausgangsstufe 10
geprüft wird.
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Daraufhin geht das Programm zum Schritt S4 weiter, wo überprüft wird,
ob von der Abtaststufe 13 ein Unterbrechungs-Abtastausgang erzeugt
wird.
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Daraufhin geht das Programm schließlich zum Schritt S5, wo die
Ergebnisse der Schritte S2, S3 und S4 in elektrische Ströme umgesetzt
werden, um sie zum Empfänger zu übertragen.
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Die Datenübertragung vom analogen Melder 3 zum Empfänger 1 mit dem
Strom-Betrieb im Schritt S5 erfolgt so, wie dies mit dem
Stations-Antwortstrom von Fig. 3b dargestellt ist.
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Nunmehr wird auf den Antwortstrom des Analogmelders Bezug genommen.
Wenn der Taktimpuls A1 von Fig. 3a so beurteilt wird, daß er mit der
voreingestellten Adresse übereinstimmt, werden bei der vorliegenden
Ausführungsform im Zeitintervall zwischen dem Empfang der Taktimpulse
A1 und A2 neun Zustände 0 bis 8 gesetzt. Die von den EIN/AUS-Meldern
abgegebenen Abtastdaten werden zum Zeitpunkt des Zustands 3
ausgesandt, die analogen Abtastdaten werden zum Zeitpunkt des Zustands 4
ausgesandt, und die Prüfdaten, beispielsweise die
Unterbrechungsdaten, werden zum Zeitpunkt des Zustands 5 ausgesandt, wobei dies in
jedem Fall nach der Umsetzung in entsprechende elektrische Ströme
erfolgt. Damit zeigt der Stations-Antwortstrom, der auf den Empfang des
Taktimpulses A1 folgt, an, daß die EIN/AUS-Melder im Zustand 3
abgeschaltet sind, womit angezeigt wird, daß kein Alarm erzeugt wurde,
daß sich der Wert der analogen Abtastdaten im Zustand 4 befindet, und
daß kein funktioneller Prüfausgang, beispielsweise ein
Unterbrechungsausgang, im Zustand 5 vorhanden ist, so daß der Antwortstrom
gleich Null ist.
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Wenn man die Zustände 3 bis 5 des Antwortstroms von einem anderen
Analogmelder betrachtet, der entschieden hat, daß der Zählwert des
nächsten Taktimpulses A2 mit seiner eigenen voreingestellten Adresse
übereinstimmt, so sind die EIN/AUS-Melder im Zustand 3 eingeschaltet,
d.h., daß ein elektrischer Strom erzeugt wird, der einen Alarm
anzeigt, wobei die analogen Abtastdaten den im Schritt 4 gezeigten Wert
besitzen, und wobei im Schritt 5 ein Strom erzeugt wird, der anzeigt,
daß Prüfdaten vorhanden sind, die einen Fehler, beispielsweise eine
Unterbrechung, erkennen lassen.
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Obwohl eine Ausführungsform dieser Erfindung ausführlich beschrieben
und dargestellt wurde, ist ersichtlich, daß es sich dabei nur um ein
Beispiel handelt, und daß viele Abänderungen ausgeführt werden
können.