DE69018524T2

DE69018524T2 - Anordnung zur Überwachung einer Leitungsunterbrechung bei Feueralarmanlagen.

Info

Publication number: DE69018524T2
Application number: DE69018524T
Authority: DE
Inventors: Ryuji Shutoku; Kaoru Takahashi; Akio Tsumuji
Original assignee: Nohmi Bosai Ltd
Current assignee: Nohmi Bosai Ltd
Priority date: 1989-06-29
Filing date: 1990-06-15
Publication date: 1995-10-05
Anticipated expiration: 2010-06-16
Also published as: US5086293A; EP0405247B1; JP2721916B2; DE69018524D1; EP0405247A1; JPH0333998A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur Überwachung einer Leitungsunterbrechung bei Feueralarmanlagen gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1.

(Stand der Technik)

GB-A-2 115 966 beschreibt ein Beispiel einer Anordnung zur Überwachung einer Leitungsunterbrechung dieser Art.
In diesem Beispiel ist ein Abschluss-Kondensator mit dem Abschluss eines Paares von Versorgungs/Signalleitungen verbunden, an die Feuerdetektoren angeschlossen sind. Um die Leitungen zu überwachen und um jede Unterbrechung festzustellen, wird die Stromversorgung zu den Leitungen durch einen Impuls-Oszillator periodisch abgeschaltet. Während der Abschaltphase wird der Kondensator über einen Widerstand entladen. Im Falle eines Leitungsbruches nimmt die Spannung über dem Widerstand während des Abschaltimpulses schnell ab. Wenn der Spannungsabfall innerhalb des Überwachungsimpulses unter die Spannung einer Vergleichsspannungsquelle fällt, wird eine Leitungsunterbrechungsanzeige eingeschaltet.

(Probleme. die die vorliegende Erfindung zu lösen beabsichtigt)

Die Spannung an den Leitungen, an die Feuerdetektoren angeschlossen sind, variiert mit der Länge der Leitungen und der Art und Anzahl der angeschlossenen Feuerdetektoren. Im obigen Beispiel wird die Entladespannung um so niedriger, je länger sich die Leitungen erstrecken und/oder je grösser die Anzahl der angeschlossenen Feuerdetektoren ist. Daher kann die Entladespannung unter die Teilspannung sinken und die Leitungsunterbrechungsanzeige betätigen, selbst wenn keine Leitungsunterbrechung existiert.
Die vorliegende Erfindung strebt an, eine Leitungsunterbrechungsüberwachungsanordnung zu schaffen, welche in der Lage ist, die Leitungsüberwachung sicher auszuführen, selbst wenn sich die Leitungslänge weiter erstreckt und/oder die Anzahl der Feuerdetektoren erhöht ist.

(Mittel zur Lösung der Probleme)

Die ober angegebenen Probleme werden durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Dabei wird der Abschlusskondensator im Falle einer Unterbrechung der Leitungen veranlasst, sich über Entlademittel zu entladen, die einen Konstantstromkreis aufweisen, und die Spannung an den Leitungen unmittelbar vor dem Abschalten der Stromquelle und nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit wird verglichen, und eine Leitungsunterbrechung wird festgestellt, wenn die Spannungsdifferenz zu diesen zwei Zeiten eine vorgegebene Schwellenspannung überschreitet.

(Wirkung)

Da die Leitungsunterbrechungsüberwachungsanordnung des Feueralarmsystems gemäss der vorliegenden Erfindung den Abschluuskondensator durch Verwendung eines Konstantstromkreises zu einer zeitlich allmählichen Entladung veranlasst und durch Bildung der Differenz zwischen der Leitungsspannung unmittelbar vor dem Abschalten der Versorgungsspannung und eine vorbestimmte Zeit danach und durch Prüfung, ob diese Spannungsdifferenz eine vorgegebene Schwelle überschreitet, beurteilen lässt, ob eine offene Stelle in den Versorgungs/Signalleitungen vorhanden ist, ist es möglich, die Leitungsunterbrechungsüberwachung fehlerfrei auch in Systemen mit sehr langen Leitungen und einer grossen Anzahl daran angeschlossener Feuerdetektoren durchzuführen.

(Ausführungsbeispiele)

Fig. 1 ist ein Schaltdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt.
Gezeigt sind in Fig. 1 sind Verstärker T1, T2, Feuerdetektoren DE und eine Abschlusseinheit EL. Der Verstärker T2 ist mit dem Verstärker T1 identisch, und es sind zusätzliche, mit dem Verstärker T1 identische Verstärker vorgesehen. Diese Verstärker T1, T2 .... sind an die Kontrolleinheit RE angeschlossen.
Der Verstärker T1 ist mit einer Stromversorgung PS versehen, einem Empfangskreis 11, einem Übertragungskreis 12, einem Mikrocomputer MPU, Invertern INV1, INV2, Transistoren Tr1, Tr2, Tr3, einem Lade- Konstantstromkreis CC1, einem Entlade-Konstantstromkreis CC2 und einem A/D-Konverter 10. Die Feuerdetektoren sind mit dem Verstärker T1 durch Versorgungs/Signalleitungen L verbunden.
Die Abschlusseinheit EL ist mit einem Abschlusskondensator CE, einem Stromstossschutzwiderstand R1, einer Zener-Diode ZD, einer Diode D und einem Widerstand R2 versehen.
Der Mikrocomputer MPU führt das Programm des in Fig. 2 gezeigten Flussdiagrammes aus und ist mit Dateneingabeanschlüssen D0 - D7 versehen, Steuerausgangsanschlüssen OUT1, OUT2, einem eingebauten Komparator und einem Vergleichsspannungseingangsanschluss Vrf des Komparators.
Der Lade-Konstantstromkreis CC1 ist ein Stromkreis, der die Feuerdetektoren DE und die Abschlusseinheit EL über die Versorgungs/ Signalleitungen L mit einem vorgegebenen konstanten Strom versorgt. Der Entlade-Konstantstromkreis CC2, der einen Teil der Entladeschleife des Abschlusskonensators CE bildet, ist ein Stromkreis, der die Neigung der Charakteristk, die Änderungen des Entladestromes zeigt, konstant hält, um einen raschen Abfall der Entladespannung (der Spannung an den Versorgungs/Signalleitungen L) zu verhindern.
Der A/D-Konverter 10 ist ein Stromkreis, der die Analogspannung an den Versorgungs/Signalleitungen L in einen Digitalwert umwandelt.
Die Transistoren Tr1, Tr2 schalten ab, wenn die Stromversorgung zu den Versorgungs/Signalleitungen unterbrochen wird. Die Kombination des Mikrocomputers MPU mit den Transistoren Tr1, Tr2 ist ein Beispiel für Mittel, die Stromversorgung der Versorgungs/Signalleitungen L zu unterbrechen.
Der Transistor Tr3 veranlasst den Abschlusskondensator CE sich zu entladen. Die Kombination des Mikrocomputers MPU mit dem Transistor Tr3 ist ein Beispiel von Entlademitteln, die den Abschlusskondensator veranlasst, sich zu entladen, wenn die Stromversorgung der Versorgungs/Signalleitungen unterbrochen wird.
Die Stromversorgung PS umfasst einen Konstantspannungskreis, der die von der Kontrolleinheit RE über die Versorgungs/Signalleitungen L gelieferte Spannung in die für die internen Schaltkreise und die Feuerdetektoren benötigte Spannung umwandelt.
Der Mikrocomputer MPU umfasst einen Speicher, der ein Beispiel von Speichermitteln ist, um die an den Versorgungs/Signalleitungen unmittelbar vor der Unterbrechung der Stromzufuhr anstehende Spannung zu speichern. Weiterhin ist der Mikrocomputer MPU auch ein Beispiel von Leitungsunterbrechungs-Unterscheidungsmitteln zur Beurteilung, ob eine offene Stelle in den Versorgungs/Signalleitungen vorhanden ist, mittels der Differenz zwischen der nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit anstehenden Spannung und der unmittelbar vor der Unterbrechung der Stromzufuhr.
Als nächstes wird nachstehend die Arbeitsweise des Ausführungsbeispieles beschrieben.
Fig. 2 ist ein Flussdiagramm der Arbeitsweise des Verstärkers T1 im obigen Ausführungsbeispiel.
Als erstes werden die Variablen j und k, die die Anzahl von Aufrufen von der Kontrolleinheit RE bzw. die Anzahl von Leitungsunterbrechungsdetektionen repräsentieren, auf Null gestellt. Auch die Ausgänge OUT1 und OUT2 des Mikrocomputers MPU werden bei der Initialisierung auf L bzw. H gestellt (S1). Bei dem auf L gesetzten Ausgang des Mikrocomputers MPU schalten die Transistoren Tr1, Tr2 an, und bei dem auf H gesetzten Ausgang schaltet Transistor Tr3 ab.
Falls ein Signal von der Kontrolleinheit RE empfangen wird, und es ist ein Abrufsignal (S2,S3), wird die Abrufzahl j von der Kontrolleinheit RE um eins erhöht (S4). Falls die Abrufzahl j eine vorbestimmte Anzahl J (z.B. 10 Abrufe) nicht erreicht (S5), wird der Ausgang VA1 des A/D-Konverters eingelesen (S6) und mit der Feuersignal-Unterscheidungesspannung VF verglichen (S7). Falls der Feuerdetektor (DE) zu dieser Zeit im Ansprechzustand ist, fällt der Ausgang VA1 des A/D-Konverters unter die Feuersignal- Unterscheidungsspannung VF, dann übermittelt der Verstärker ein Feuersignal, ggf. zusammen mit seiner Selbstadresse, vom Übertragungskreis 12 zur Kontrolleinheit RE (S8), und das Programm kehrt zu Schritt S2 zurück. Fall der Ausgang VA1 des A/D-Konverters über der Feuerunterscheidungsspannung VF liegt, bedeutet dies "kein Feuer", und das Programm kehrt zu Schritt S2 zurück. Es können Vorkehrungen getroffen werden, dass auch im Falle von "kein Feuer" ein Antwortsignal an die Kontrolleinheit RE übertragen wird.
Andererseits, wenn die Abrufzahl j von der Kontrolleinheit RE zum Verstärker T1 die vorbestimmte Zahl J erreicht hat, wird die Ausgangsspannung VA2 des A/D-Konverters 10 (die unmittelbar vor der Stromversorgungs-Unterbrechung anstehende Spannung) eingelesen (S11), und der Ausgang OUT1 wird dann auf H gesetzt (S12). Da der Ausgang OUT1 auf H gesetzt ist, schalten die Transistoren Tr1, Tr2 ab und der Lade-Konstantstromkreis CC1 geht in den AUS-Zustand. Folglich wird die Stromzufuhr zu den Versorgungs/Signalleitungen L unterbrochen.
Als nächstes wird der Ausgang OUT2 auf L gesetzt (S13), und dies veranlasst den Transistor Tr3 anzuschalten und den Entlade- Konstantstromkreis CC2 und den Entladestromkreis in den EIN-Zustand zu gehen. Die Spannung am Abschlusskondensator CE wird nun allmählich über die Versorgungs/Signalleitungen L, den Entlade- Konstantstromkreis CC2 und den Transistor Tr3 abgebaut. Nach einer vorbestimmten Zeit (z.B. 1 ms) wird die Ausgangsspannung VA3 des A/D-Konverters 10 (nach der Stromversorgungsunterbrechung anstehende Spannung) eingelesen (S15) und diese eingelesene Spannung wird in den Speicher des Mikrocomputers MPU geschrieben.
Dann wird der Entladekreis in den AUS-Zustand gesetzt, und der Ladekreis in den EIN-Zustand. Mit anderen Worten wird der Ausgang OUT2 auf H gesetzt (S16), um den Entlade-Konstantstromkreis CC2 in den AUS-Zustand zu setzen, und der Ausgang OUT1 wird auf L gesetzt (S17), um Lade-Konstantstromkreis CC1 in Aktion zu setzen. Dann wird eine Berechnung der Spannungsdifferenz Δ V (= VA2 - VA3) vorgenommen, indem die nach der Stromversorgungs-Unterbrechung anstehende Spannung (VA3) von derjenigen unmittelbar vor der Stromversorgungs-Unterbrechung (VA2) subtrahiert wird (S18).
Falls die Spannungsdifferenz Δ V geringer als eine Schwellenspannung VTH ist (z.B. 6 V), als Bezugswert für die Leitungsunterbrechungs-Beurteilung (S19), wird geschlossen, dass keine Leitungsunterbrechung vorliegt. Und die Leitungsunterbrechungs- Flag (Marke an bestimmtem Speicherplatz) wird zu diesem Zeitpunkt auf ihren Zustand geprüft (S20). Wenn die Leitungsunterbrechungs-Flag gesetzt ist (EIN), wird das Leitungsunterbrechungs-Rückstellsignal übermittelt (S21), um die Leitungsunterbrechungs-Flag zu löschen (AUS) (S22).
Falls andererseits die Spannungsdifferenz Δ V grösser als die Schwellenspannung VTH ist (S19), wird die Unterbrechungs-Flag auf ihren Zustand geprüft (S31). Wenn die Leitungeunterbrechungs-Flag AUS ist, wird die Zahl k der Leitungsunterbrechungs-Detektion um eins erhöht (S32). Wenn die Zahl der Leitungsunterbrechungs- Detektion eine vorbestimmte Detektionszahl K (z.B. 5) erreicht hat (S33), wird das Leitungsunterbrechungs-Signal zur Kontrolleinheit RE übermittelt (S34), um die Leitungsunterbrechungs-Flag zu setzen (EIN) (S35) und die Zahl k der Leitungsunterbrechungs-Detektion und Abfrage-Zahl j von der Kontrolleinheit RE auf Null initialisiert (S36, S37). Dann kehrt das Programm zu Schritt S2 zurück.
Die Leitungsunterbrechungs-Flag wird gesetzt (EIN), wenn das Leitungsunterbrechungs-Signal an die Kontrolleinheit RE übermittelt wird, und wird gelöscht (AUS), wenn der Leitungsunterbrechungs- Zustand in den normalen Zustand wiederhergestellt worden ist. Da das obige Ausführungsbeispiel eine Leitungsunterbrechung im Hinblick darauf beurteilt, ob die Differenz (Δ V) zwischen der unmittelbar vor Beginn der Entladung anstehenden Leitungsspannung und der nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit vom Beginn der Entladung eine vorbestimmte Spannung erreicht hat, ist es zur sicheren Feststellung einer Leitungsunterbrechung fähig, selbst wenn die Leitungslänge, die Anzahl und die Art der angeschlossenen Detektoren variiert,
Fig. 3 ist eine Zeichnung zur Illustration des obigen Ausführungsbeispieles.
In dieser Fig.3 ist auf der linken Seite der Fall ohne Leitungsunterbrechung, und auf der rechten Seite der Fall mit Leitungsunterbrechung gezeigt.
Obwohl die anstehende Spannung VA2 zur Zeit t1 unmittelbar vor der Stromzufuhr-Unterbrechung im Fall ohne Leitungsunterbrechung gleich der Spannung VA2 im Falle einer offenen Leitung ist, ist die anstehende Spannung VA3 zur Zeit t2 nach der Stromzufuhr- Unterbrechung im ersten Falle höher als die anstehende Spannung VA3 zur Zeit t4 nach Abschalten der Stromzufuhr im letzteren Fall. Infolgedessen ist die Spannungsdifferenz Δ V im Falle keiner offenen Leitung kleiner als die Spannungsdifferenz Δ V im Falle einer offenen Leitung. Aufgrund dieser Differenz wird ein Urteil gefällt, ob eine Unterbrechung in den Versorgungs/Signalleitungen vorhanden ist. Die Spannungsdifferenz Δ V wird wenig durch die Leitungslänge oder die Anzahl der angeschlossenen Detektoren beeinflusst.
Weiterhin ist es möglich, leichter zwischen einer Leitungsunterbrechung und keiner Leitungsunterbrechung zu unterscheiden, wenn der Entladestrom des Abschlusskondensators CE durch Vorsehen eines Entlade-Konstantstromkreises CC2 beschränkt wird, da dies den Spannungsabfall zur Entladezeit infolge des Leitungswiderstandes vermindert und infolgedessen der Spannungsabfall zur Entladezeit im Normalzustand unabhängig von der Leitungslänge ist.
Die vorstehende Beschreibung bezieht sich auf den Verstärker T1, ist jedoch auch auf auf die anderen Verstärker T2 usw. anwendbar.
Fig. 4 zeigt ein Schaltbild ein anderes Beispiel der Erfindung. Der in Fig. 4 gezeigte Verstärker T1a ist im Wesentlichen identisch mit dem in Fig. 1 gezeigten Verstärker T1, unterscheidet sich jedoch durch die Art des Spannungseinganges in den A/D-Konverter 10a von jenem in den A/D-Konverter 10. Genauer gesagt hat der A/D- Konverter 10 einen direkten Eingang von den Versorgungs/Signalleitungen L, während im Falle des A/D-Konverters 10a die Spannung an den Versorgungs/Signalleitungen L durch die Widerstände R5, R6, R7 geteilt und dem A/D-Konverter zugeführt wird. Während im in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel der A/D-Konverter den Maximalwert der Spannung an den Versorgungs/Signalleitungen verwendet, so dass er eingegeben werden kann, so wie er ist, kann dem in Fig. 4 gezeigten A/D-Konverter 10a die Spannung an den Versorgungs/Signalleitungen L nicht eingegeben werden, wie sie ist, und benutzt wegen der geringen Spannungsfestigkeit eine herabgesetzte Spannung.
Die A/D-Konverter 10, 10a des Verstärkers T1 können im Mikrocomputer MPU eingebaut sein.
In den obigen Ausführungsbeispielen können der Lade-Konstantstromkreis CC1 und der Entlade-Konstantstromkreis CC2 weggelassen werden, und der im Mikrocomputer eingebaute A/D-Konverter als solcher benutzt werden.
Während jedes der obigen Ausführungsbeispiele die Leitungsüberwachung durch Verstärker zeigt, ist das Gleiche in dem Fall anwendbar, wo die Leitungsüberwachung von der Kontrolleinheit durchgeführt wirdIn diesem Fall werden jedoch die Schritte S2, S3 in Fig. 2 weggelassen und die Abruf zahl j wird z.B. durch das Zählen einer Zeitschaltuhr ersetzt.

(Wirkung der Erfindung)

Die vorliegende Erfindung bewirkt, dass eine Leitungsüberwachung sicher durchgeführt werden kann, selbst wenn die Leitungslänge sich weiter erstreckt und/oder die Anzahl von angeschlossenen Feuerdetektoren vergrössert wird.

Claims

1. Anordnung zur Überwachung einer Leitungsunterbrechung bei Feueralarmanlagen, welche versehen ist mit:

einem Abschlusskondensator (CE), der mit dem Abschluss eines Paares von Versorgungs/Signalleitungen (L), an welche Feuerdetektoren angeschlossen sind, verbunden ist,

einem Abschaltmittel (Tr1, Tr2) zum Abschalten der Spannungsversorgung (PS) der Versorgungs/Signalleitungen (L),

einem Entladungsmittel, um den Abschlusskondensator (CE) zu veranlassen, sich bei Unterbrechung der Spannungsversorgung der Versorgungs/Signalleitungen (L) zu entladen, und

einem Unterscheidungsmittel, um eine Leitungsunterbrechung auf der Grundlage des Spannungsabfalles an den Versorgungs/ Signalleitungen (L) nach der Unterbrechung der Spannungsversorgung der Versorgungs/Signalleitungen (L) festzustellen,

dadurch gekennzeichnet, dass das Entladungsmittel zur Entladung des Abschlusskondensators (CE) bei Unterbrechung der Spannungsversorgung (PS) einen Konstantstromkreis (CC2) zur allmählichen Entladung des Abschlusskondensators (CE) mit der Zeit umfasst, und

das Unterscheidungsmittel (MPU) ein Speichermittel zur Speicherung der an den Versorgungs/Signalleitungen (L) unmittelbar vor der Unterbrechung der Spannungsversorgung anstehenden Spannung umfasst,

und weiterhin ein Mittel zur Bildung der Differenz (ΔV) der Spannung (VA3) an den Versorgungs/Signalleitungen (L) unmittelbar vor der Unterbrechung der Spannungsversorgung (t3) und der Spannung (VA3) nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit (t4) nach der Unterbrechung der Spannungsversorgung

und zur Feststellung einer Leitungsunterbrechung umfasst, wenn die besagte Spannungsdifferenz (ΔV = VA2 - VA3) einen vorgegebenen Schwellenwert (VTH) überschreitet.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterscheidungsmittel (MPU) einegerichtet ist, um zu beurteilen, dass in den Versorgungs/Signalleitungen (L) eine offene Stelle vorhanden ist, wenn eine Leitungsunterbrechung während einer vorbestimmten Anzahl (K) von Überprüfungen zu mehreren Zeiten festgestellt wurde.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterscheidungsmittel (MPU) mit einem Rückstellerkennungsmittel versehen ist, um zu beurteilen, ob die Leitungsunter-brechung in den Normalzustand rückgestellt worden ist, und bei Rückstellung der Leitungsunterbrechung ein Leitungsunter-brechungsrückstellsignal auslöst.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschlusskondensator (CE) über einen Konstantstromkreis (CC1) geladen wird, und das Entladungsmittel den Abschlusskondensator (CE) zur Enladung über den Konstantstromkreis (CC2) veranlasst.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschaltmittel (Tr1, Tr2), Entladungsmittel (CC2, Tr3, MPU), Speichermittel und Leitungsunterbrechungsunterscheidungsmittel (MPU) in einer Steuereinheit (RE) vorgesehen sind.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschaltmittel (Tr1, Tr2), Entladungsmittel (CC2, Tr3, MPU), Speichermittel und Leitungsunterbrechungsunterscheidungsmittel (MPU) in einem Übertrager (T1) vorgesehen sind.