EP0004909A1 - Annunciator of danger - Google Patents
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Abstract
Bei einer Gefahrenmeldeanlage wird die Verfügbarkeit der Anlage durch Dezentralisierung der Systemintelligenz erhöht. Dabei ist die gesamte Anlage in kleine, in sich voll funktionsfähige Systemblöcke (SYB) unterteilt, wobei jeder Systemblock (SYB) Anschalteeinrichtungen (E1, E2 ... En) für einen oder mehrere Melder (M) bzw. für einen oder mehrere untergeordnete Systemblöcke (SYB), eine programmierte Steuerung (PST) zur Abfrage und Auswertung der Meldersignale sowie Anschlüsse für Anzeige-, Bedien- und Registrierelemente besitzt. Einer der Systemblöcke (SYB1) dient als Zentrale (Z), während die übrigen Systemblöcke (SYB 2, SYB 3, SYB 4) dieser Zentrale in einer oder mehreren hierarchischen Ebenen (K1, K2) untergeordnet sind.In the case of a hazard alarm system, the availability of the system is increased by decentralizing the system intelligence. The entire system is divided into small, fully functional system blocks (SYB), with each system block (SYB) connection devices (E1, E2 ... En) for one or more detectors (M) or for one or more subordinate system blocks (SYB), has a programmed control (PST) for querying and evaluating the detector signals as well as connections for display, operating and registration elements. One of the system blocks (SYB1) serves as the control center (Z), while the other system blocks (SYB 2, SYB 3, SYB 4) are subordinate to this control center in one or more hierarchical levels (K1, K2).
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Gefahrenmeldeanlage mit einer Mehrzahl von über Meldeleitungen an eine Zentrale anschaltbaren Meldern, wobei der Zustand der einzelnen Melder in der Zentrale über Prüfeinrichtungen feststellbar und über eine Auswerteeinrichtung anzeigbar ist und wobei Abfrage und Auswertung der einzelnen Meldersignale über eine programmierte Steuerung durchführbar ist.The invention relates to a hazard alarm system with a plurality of detectors that can be connected to a central unit via signal lines, the status of the individual detectors in the central unit being ascertainable via test devices and displayable via an evaluation device, and wherein the individual detector signals can be queried and evaluated via a programmed controller is.
Bei Sicherheitsmeldeanlagen ist wesentlich, daß fehlerhafte Anlagenteile erkannt und angezeigt werden. Darüber hinaus soll die Anlage verfügbar, d.h. möglichst dauernd und möglichst vollständig betriebsfähig sein. Bei herkömmlichen Anlagen wird meist für jede Meldeleitung eine eigene zentrale Baugruppe benötigt, die sowohl Auswertung als auch Anzeigeelemente enthält, und lediglich Alarm- und Störungsmeldungen zu einer übergeordneten Sammelanzeige oder Registrierung weiterleitet. Durch die ständig ansteigende Zahl der an eine Meldeanlage angeschalteten Melder und Meldertypen, auch durch die Weiterentwicklung zu immer genauer analog anzeigenden Meldern steigt die zu verarbeitende Informationsmenge. Dadurch werden immer mehr Baugruppen benötigt, was durch die steigende Anzahl von Bauteilen gleichzeitig auch zu einer Erhöhung des Ausfallrisikos führt.With security alarm systems, it is essential that faulty system parts are recognized and displayed. In addition, the system should be available, ie it should be as permanent and as fully operational as possible. In conventional systems, a separate central module is usually required for each message line, which contains both evaluation and display elements, and only forwards alarm and fault messages to a higher-level group display or registration. Due to the constantly increasing number of detectors and detector types connected to a detection system, also due to the further development forever the amount of information to be processed increases more precisely in the case of detectors which display analogously. As a result, more and more modules are required, which due to the increasing number of components also leads to an increased risk of failure.
In neueren Anlagen wird zur Verarbeitung der großen Informationsmenge, aber auch zur Verringerung der Zahl der Bauteile, vielfach eine zentrale Datenverarbeitungsanlage eingesetzt. Damit verbindet sich aber das besondere Risiko, daß die zentralen Baugruppen einmal funktionsunfähig werden, was den Ausfall der gesamten Meldeanlage zur Folge hat.In newer systems, a central data processing system is often used to process the large amount of information, but also to reduce the number of components. This is associated with the particular risk that the central assemblies will become inoperable, which will result in the failure of the entire alarm system.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Vorteile einer programmierten Steuerung für die Abfrage und Auswertung der Meldersignale zu erhalten, gleichzeitig aber das Ausfallrisiko einer solchen Steuerung möglichst gering zu halten bzw. auf einen möglichst kleinen Teil der Anlage zu beschränken..The object of the invention is to obtain the advantages of a programmed control for the interrogation and evaluation of the detector signals, but at the same time to keep the risk of failure of such a control as low as possible or to limit it to the smallest possible part of the system.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Gefahrenmeldeanlage der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß die Anlage aus einer Anzahl von einzelnen Systemblöcken gebildet ist, wobei jeder Systemblock Anschalteeinrichtungen für einen oder mehrere Melder bzw. für einen oder mehrere untergeordnete Systemblöcke, eine programmierte Steuerung zur Abfrage und Auswertung der ankommenden Meldersignale sowie Anschlüsse für Anzeige-, Bedien- und Registrierelemente besitzt, und daß diese Systemblöcke untereinander mit Leitungen derart verbunden sind, daß einer der Systemblöcke als Zentrale verwendbar und die übrigen Systemblöcke dieser Zentrale als Knoten in einer oder mehreren hierarchischen Ebenen zugeordnet sind.According to the invention, this object is achieved in a hazard detection system of the type mentioned at the outset in that the system is formed from a number of individual system blocks, each system block connecting devices for one or more detectors or for one or more subordinate system blocks, a programmed controller for interrogation and Evaluation of the incoming detector signals and connections for display, control and registration elements, and that these system blocks are connected to each other with lines in such a way that one of the system blocks can be used as a control center and the other system blocks are assigned to this control center as nodes in one or more hierarchical levels .
Bei der erfindungsgemäßen Meldeanlage wird die Verfügbarkeit durch Dezentralisierung der Systemintelligenz erhöht. Die gesamte Anlage wird also in kleine, in sich voll funktionsfähige Systemblöcke unterteilt, wobei jeder der Blöcke eine eigene Steuerung, vorzugsweise einen Mikroprozessor besitzt; dieser steuert alle logischen Abläufe und bearbeitet gleichzeitig die anfallenden Melderinformationen. Jeder Systemblock besitzt eine Anzahl von Einbauplätzen, in die Anschaltbaugruppen für die unterschiedlichsten Meldertypen gesteckt werden können. Dabei können alle Einbauplätze eines Systemblocks durch einen universellen Leitungsbus miteinander verbunden sein; in diesem Fall können Melderanschaltbaugruppen in beliebiger Anordnung gesteckt werden. Jeder Systemblock wird zweckmäßigerweise aus einer eigenen Stromversorgung gespeist.In the alarm system according to the invention, the availability is increased by decentralizing the system intelligence. The entire system is therefore divided into small, fully functional system blocks, each of the blocks having its own controller, preferably a microprocessor; this controls all logical processes and processes the detector information that arises at the same time. Each system block has a number of slots in which controller boards for a wide variety of detector types can be inserted. All slots of a system block can be connected to each other by a universal cable bus; in this case, detector interface modules can be inserted in any arrangement. Each system block is expediently fed from its own power supply.
Die Anschalteeinrichtungen in jedem Systemblock können zudem für die angeschalteten Melder bzw. untergeordneten Systemblöcke eine einfache Störungs- und Alarmanzeige parallel zur programmierten Steuerung besitzen. Diese dient als.eine Art Notprogramm, so daß bei Ausfall des Prozesscrs Gefahrenmeldungen noch auf der Melderanschaltung erkannt werden können.The connection devices in each system block can also have a simple fault and alarm display in parallel with the programmed control for the connected detectors or subordinate system blocks. This serves as a kind of emergency program, so that if the process fails, hazard messages can still be recognized on the detector interface.
Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert.The invention is explained in more detail below using exemplary embodiments with reference to the drawing.
Es zeigt:.
- Fig. 1 ein Blockschaltbild für eine erfindungsgemäße Gefahrenmeldeanlage,
- Fig. 2 das Schema eines Systemblocks,
- Fig. 3 ein mögliches Blockschaltbild für eine Melderanschaltung,
- Fig. 4 eine mögliche Schaltungsanordnung für einen Systemblock.
- 1 is a block diagram for an alarm system according to the invention,
- 2 shows the diagram of a system block,
- 3 shows a possible block diagram for a detector connection,
- Fig. 4 shows a possible circuit arrangement for a system block.
Die Fig. 1 zeigt den Aufbau einer Gefahrenmeldeanlage aus mehreren Systemblöcken SYB. Einer davon, der Systemblock SYB1, ist in der Zentrale Z angeordnet. Er enthält eine programmierte Steuerung zur Auswertung der von den angeschalteten Meldern M und den angeschalteten, untergeordneten Knoten K ankommende Signale. Diese programmierte Steuerung ist im allgemeinen ein Mikroprozessor. Außerdem ist an den Systemblock SYB1 eine Anzeige- und Bedienungseinrichtung AB, beispielsweise eine Datensichtstation, sowie eine Registriereinrichtung RG, beispielsweise ein Drucker, angeschaltet.Fig. 1 shows the structure of a hazard alarm system from several system blocks SYB. One of them, the system block SYB1, is located in the central office Z. It contains a programmed control system for evaluating the signals arriving from the connected detectors M and the connected, subordinate nodes K. This programmed controller is generally a microprocessor. In addition, a display and operating device AB, for example a data display station, and a registration device RG, for example a printer, are connected to the system block SYB1.
An die Zentrale Z sind Knoten K1 bzw. K2 angeschaltet. Der Knoten K1 enthält beispielsweise einen Systemblock SYB2, dem wiederum die Systemblöcke SYB3 und SYB4 hierarchisch untergeordnet sind. Dabei kann der untergeordnete Systemblock im gleichen Knoten K1 oder in einem entfernten Knoten K2 untergebracht sein. Die Anschaltung der untergeordneten Systemblöcke erfolgt in der gleichen Weise wie die Anschaltung der Melder M über Zweidrahtleitungen. Jeder Systemblock kann mit Anzeige- und Bedienungselementen AB oder auch mit Registriergeräten RG versehen sein, falls erforderlich.Nodes K1 and K2 are connected to the central station Z. For example, the node K1 contains a system block SYB2, to which the system blocks SYB3 and SYB4 are hierarchically subordinate. The subordinate system block can be accommodated in the same node K1 or in a remote node K2. The subordinate system blocks are connected in the same way as the detector M is connected via two-wire lines. Each system block can be provided with display and operating elements AB or with registration devices RG, if necessary.
Das Schema eines Systemblocks ist in Fig. 2 dargestellt. Dabei enthält der Systemblock SYB jeweils eine Stromversorgungsbaugruppe SV und eine programmierte Steuerung PST, die im allgemeinen durch einen Mikroprozessor gebildet wird. Daneben besitzt der Systemblock eine Anzahl von Einbauplätzen E1 ..'. En für Melderanschaltungen oder für Ein-und Ausgabebaugruppen. Alle Einbauplätze sind untereinander und mit der programmierten Steuerung über ein universelles Bussystem DB verbunden. Das bedeutet, daß Melderanschaltungen, an die wieder mehrere Linien anschließbar sind, in beliebiger Anordnung gesteckt werden können.The scheme of a system block is shown in Fig. 2. The system block SYB each contains a power supply module SV and a programmed controller PST, which is generally formed by a microprocessor. The system block also has a number of slots E1 .. ' . En for detector connections or for input and output modules. All installation locations are connected to each other and to the programmed control system via a universal bus system DB. This means that detector connections to which several lines can be connected can be plugged in any order.
Die Fig. 3 zeigt das Blockschaltbild für. eine Melderanschaltung, wie sie etwa in einen Einbauplatz E1 ... En einsetzbar ist. An den Klemmen KM können beispielsweise die einzelnen Meldeleitungen mit den angeschalteten Meldern angeschlossen werden. Auch untergeordnete Systemblöcke werden über diese Klemmen KM angeschaltet. In der Signalanpassung SIA werden die ankommenden Meldersignale in eine verarbeitbare Form gebracht, beispielsweise in Impulse umgeformt. Eine solche Umformung von Strommessungen in Impulse ist etwa in der DE-AS 25 33 382 dargestellt. Die Auswertung AW enthält im allgemeinen Vergleichseinrichtungen, in denen die Meldersignale mit Sollwerten verglichen und zur Bildung von Störungs- oder Alarmsignalen verarbeitet werden. Diese können in einer angeschalteten Anzeige- und Bedienungseinrichtung AB angezeigt oder über eine Busschnittstelle BSS weitergeleitet werden.3 shows the block diagram for. a detector connection, such as can be used in an E1 ... En slot. For example, the individual signal lines with the connected detectors can be connected to the KM terminals. Subordinate system blocks are also connected via these KM terminals. In the signal adaptation SIA, the incoming detector signals are brought into a processable form, for example converted into pulses. Such conversion of current measurements into pulses is shown for example in DE-AS 25 33 382. The evaluation AW generally contains comparison devices in which the detector signals are compared with setpoints and processed to form fault or alarm signals. These can be displayed in an activated display and operating device AB or forwarded via a bus interface BSS.
Zur Verdeutlichung der Arbeitsweise eines Systemblocks ist in Fig. 4 eine mögliche Schaltungsanordnung mit den logischen Verknüpfungen dargestellt, wie sie etwa auch ein programmierter Mikroprozessor ausführt. An dem dargestellten Systemblock SYB sind einzelne Meldelinien L1 ... Ln angeschaltet, an denen wiederum Melder M1, M2 ... Mn hängen. Die Meldeleitungen führen jeweils zu einer Melderanschaltung MA1 ... MAn, in welchen die Leitung bzw. die angeschlossenen Melder auf ihren Zustand überprüft werden. Je nach diesem Zustand erscheint an einem der drei Ausgänge eine Signal r für Ruhezustand, a für Alarmzustand oder s für Störungsmeldung.In order to clarify the mode of operation of a system block, FIG. 4 shows a possible circuit arrangement with the logic links, as is also carried out by a programmed microprocessor. Individual detection lines L1 ... Ln are connected to the system block SYB shown, to which detectors M1, M2 ... Mn are in turn attached. The signal lines each lead to a detector interface MA1 ... MAn, in which the condition of the line or the connected detectors is checked. Depending on this state, a signal r for idle state, a for alarm state or s for fault message appears at one of the three outputs.
Der Einfachheit halber wird die Verwendung von Diodenmeldern angenommen, wie bei M1 dargestellt; so ergeben sich die genannten Meldesignale in folgender Weise: Von der Melderanschaltung MA1 wird ein Wechselstrom oder ein Gleichstrom mit abwechselnder Polarität auf die Meldeleitung L1 gegeben. Solange der Alarmknopf AK im Ruhezustand ist, fließt die eine Halbwelle des Leitungsstroms über die Diode D1 und ergibt in der MelderanschaltungMA1 das Ruhesignal r. Wird der Alarmknopf K gedrückt, fließt die andere Halbwelle des Leitungsstroms über die Diode D2 und ergibt in der Melderanschaltung MA1 das Alarmsignal a. Bei Leitungsunterbrechung kann überhaupt kein Strom über den Melder M1 fließen. Dies wird in der Melderanschaltung als Störungssignal s ausgewertet. Dieses Störungssignal wird auch erzeugt, wenn durch einen Leitungskurzschluß beide Halbwellen empfangen werden können. Ist kein Melder an die Leitung angeschlossen, so würde dies ebenfalls als Störungssignal gemeldet, wenn nicht entsprechende Vorkehrungen getroffen würden. Die Ausgangssignale der Meldeanschaltungen MA1 ... MAn werden über Multiplex-Abfrageeinrichtungen synchron abgefragt, und zwar die Alarmsignale a über die Abfrageeinrichtung MX1, die Störungssignale s über die Abfrageeinrichtung X2 und die Ruhesignale r über die Abfrageeinrichtung MX3. Die seriell ausgegebenen Alarmsignale a und die Störungssignale s werden jeweils über eine Vergleichseinrichtung VG weitergeleitet. Dies kann entweder direkt zu einer im Systemblock angeschalteten Anzeigeeinrichtung oder über eine Zweidrahtleitung zu einem übergeordneten Systemblock geschehen.For the sake of simplicity, the use of diode detectors is assumed, as shown at M1; This results in the above-mentioned message signals in the following way: An alternating current or a direct current with alternating polarity is transferred from the detector connection MA1 to the message line L1 given. As long as the alarm button AK is in the idle state, the one half-wave of the line current flows via the diode D1 and gives the idle signal r in the detector connection MA1. If the alarm button K is pressed, the other half-wave of the line current flows via the diode D2 and gives the alarm signal a in the detector interface MA1. If the line is interrupted, no current can flow through detector M1 at all. This is evaluated in the detector connection as a fault signal s. This interference signal is also generated if both half-waves can be received due to a line short circuit. If no detector is connected to the line, this would also be reported as a fault signal if appropriate measures were not taken. The output signals of the signaling interfaces MA1 ... MAn are queried synchronously via multiplex interrogators, namely the alarm signals a via the interrogator MX1, the fault signals s via the interrogator X2 and the idle signals r via the interrogator MX3. The serially output alarm signals a and the interference signals s are each forwarded via a comparison device VG. This can be done either directly to a display device connected in the system block or via a two-wire line to a higher-level system block.
Die seriell ankommenden Störungs- und Alarmsignale können über.ein ODER-Glied OR2 auf eine gemeinsame Leitung gegeben werden. Durch einen synchron mit der Abfrageeinrichtung MX1, MX2 und MX3 schaltbaren Multiplexer können dann die Signale für die einzelnen Meldelinien parallel an einer Anzeigeeinrichtung ausgegeben werden.The serial incoming fault and alarm signals can be put on a common line via an OR gate OR2. The signals for the individual detection lines can then be output in parallel on a display device by means of a multiplexer which can be switched synchronously with the interrogation device MX1, MX2 and MX3.
Um eine Auswertung von Alarm- und Störungssignalen nur dann vorzunehmen, wenn die betreffende Leitung auch tatsächlich belegt ist, ist im vorliegenden Beispiel weiterhin ein Speicher SP vorgesehen, dessen einzelne Speicherplätze Sp1 ... Spn jeweils einer Meldeleitung zugeordnet sind und in denen der Belegtzustand dieser betreffenden Meldeleitung speicherbar ist. Diese Speicherplätze Sp1 ... Spn werden über die Multiplex-Abfrageeinrichtung MX7 synchron mit den Melderanschaltungen abgetastet, und das aus dem Speicherplatz jeweils ausgelesene Signal wird in der Vergleichseinrichtung VG mit dem ankommenden Störungs-oder Alarmsignal verglichen. Über die Koinzidenzglieder AN1 und AN2 wird ein solches Meldersignal nur dann weitergegeben, wenn der betreffende Speicherplatz als belegt gekennzeichnet ist. Zum automatischen Beschreiben des Speichers SP ist diesem eine Multiplex-Eingabeeinrichtung MX8 vorgeschaltet, welche ebenfalls synchron mit den Abfrageeinrichtungen MX1, MX2 und MX3 abläuft. Soll nun der Ist-Zustand der Meldeanlage erfaßt und gespeichert werden, also bei der Inbetriebnahme, dann ist zunächst die Betriebstaste BT noch offen. Die UND-Glieder AN1 und AN2 sind über das UND-Glied AN3 gesperrt und lassen keine von den Melderanschaltungen abgegebenen Signale passieren. Über das ODER-Glied OR1 und das UND-Glied AN4 wird dagegen in den Speicher SP jeweils ein Belegt-Zustand eingeschrieben, wenn von der betreffenden Melderanschaltung MA1 ... MAn ein Ruhesignal r oder ein Alarmsignal a gemeldet wird. In diesen Fällen ist ein Melder an der betreffenden Meldeleitung angeschaltet.In order to evaluate alarm and fault signals only when the line in question is actually busy, this example continues a memory SP is provided, the individual memory locations Sp1... Spn of which are each assigned to an alarm line and in which the occupied state of this alarm line in question can be stored. These memory locations Sp1... Spn are scanned synchronously with the detector connections via the multiplex interrogation device MX7, and the signal read out from the memory location is compared in the comparison device VG with the incoming fault or alarm signal. Such a detector signal is only passed on via the coincidence elements AN1 and AN2 if the memory location in question is marked as occupied. To automatically write to the memory SP, it is preceded by a multiplex input device MX8, which also runs synchronously with the interrogation devices MX1, MX2 and MX3. If the actual status of the signaling system is now to be recorded and saved, i.e. during commissioning, then the BT operating button is still open. The AND gates AN1 and AN2 are blocked via the AND gate AN3 and do not allow any signals emitted by the detector connections to pass. On the other hand, an occupied state is written into the memory SP via the OR gate OR1 and the AND gate AN4, when an idle signal r or an alarm signal a is reported by the relevant detector interface MA1 ... MAn. In these cases, a detector is switched on on the relevant reporting line.
Wird ein Störuhgssignal s gemeldet, so wird in den betreffenden Speicherplatz Sp eine logische 0 eingeschrieben, d.h., daß die betreffende Melderleitung als nicht belegt gekennzeichnet wird. Ist der gesamte Speicher SP beschrieben, so kann über eine Anzeigeeinrichtung mit Leuchtdioden LD1 ... LDn der Ist-Zustand der Anlage geprüft werden. Wird dieser Zustand als richtig befunden, so kann über die Betriebstaste BT die Anlage in Betrieb genommen werden. Nunmehr wird über das Negationsglied NE1 das UND-Glied AN4 gesperrt, so daß der Speicherzustand nicht mehr verändert werden kann. über die UND-Glieder AN1 und AN2 werden nurmehr dann Störungssignale oder Alarmsignale weitergegeben, wenn der betreffende Speicherplatz den Belegt- Zustand zeigt.If a disturbance signal s is reported, a logical 0 is written into the memory location Sp in question, that is to say that the relevant detector line is identified as not being used. If the entire memory SP is written, the actual state of the system can be checked via a display device with light-emitting diodes LD1 ... LDn. If this condition is found to be correct, the system can be started using the BT operating button the. Now the AND gate AN4 is blocked via the negation gate NE1, so that the memory state can no longer be changed. Fault signals or alarm signals are only passed on via the AND gates AN1 and AN2 if the memory location in question shows the occupied state.
Wie erwähnt, können die in Fig. 4 dargestellten Funktionen von einem programmierten Mikroprozessor mit angeschaltetem Speicher vorgenommen werden. Dabei können insbesondere auch andere Melder, so z.B. analog anzeigende Melder ausgewertet und mit im Mikroprozessor gebildeten Sollwerten verglichen werden. Da jeder Systemblock SYB in gleicher Weise mit einem Mikroprozessor ausgerüstet ist, ist ein Datenverkehr zwischen den einzelnen Blöcken über eine genormte, serielle Schnittstelle unter Verwendung eines einzigen Adernpaares möglich.As mentioned, the functions shown in Fig. 4 can be performed by a programmed microprocessor with memory on. In particular, other detectors, e.g. analog detectors are evaluated and compared with setpoints formed in the microprocessor. Since each system block SYB is equipped in the same way with a microprocessor, data traffic between the individual blocks is possible via a standardized serial interface using a single pair of wires.
Somit ergibt sich bei der erfindungsgemäßen Meldeanlage eine höhere Verfügbarkeit durch die Unterteilung in voneinander unabhängige, programmgesteuerte Funktionseinheiten mit wenigen Bauteilen, durch voneinander unabhängige, ohne Prozessor funktionsfähige Melderanschaltbaugruppen sowie durch störsichere und mit wenigen Adern arbeitende Datenübertragung zwischen den einzelnen Systemblöcken. Der Ausfall einer Baugruppe kann nicht zum Ausfall der gesamten Anlage führen. Selbst bei Ausfall des übergeordneten Systemblocks bleiben alle untergeordneten Blöcke voll funktionsfähig.This results in a higher availability in the alarm system according to the invention due to the subdivision into mutually independent, program-controlled functional units with a few components, with mutually independent detector interface modules that function without a processor, and with interference-free data transmission between the individual system blocks that works with just a few wires. The failure of a module cannot lead to the failure of the entire system. Even in case of failure of the parent S y stemblocks all subordinate blocks remain fully functional.
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