EP0503122B1 - Anordnung zum Umschalten von Meldeprimärleitungen bei Störungen - Google Patents

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EP0503122B1
EP0503122B1 EP91103978A EP91103978A EP0503122B1 EP 0503122 B1 EP0503122 B1 EP 0503122B1 EP 91103978 A EP91103978 A EP 91103978A EP 91103978 A EP91103978 A EP 91103978A EP 0503122 B1 EP0503122 B1 EP 0503122B1
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EP
European Patent Office
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line
mpl1
changeover
elements
switching
Prior art date
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EP91103978A
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English (en)
French (fr)
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EP0503122A1 (de
Inventor
Otto Walter Dipl.-Ing. Moser
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
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Priority to ES91103978T priority patent/ES2080174T3/es
Priority to AT91103978T priority patent/ATE131647T1/de
Priority to EP91103978A priority patent/EP0503122B1/de
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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B26/00—Alarm systems in which substations are interrogated in succession by a central station
    • G08B26/005—Alarm systems in which substations are interrogated in succession by a central station with substations connected in series, e.g. cascade
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B25/00—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems
    • G08B25/01—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems characterised by the transmission medium
    • G08B25/04—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems characterised by the transmission medium using a single signalling line, e.g. in a closed loop
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B29/00—Checking or monitoring of signalling or alarm systems; Prevention or correction of operating errors, e.g. preventing unauthorised operation
    • G08B29/16—Security signalling or alarm systems, e.g. redundant systems

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for switching primary reporting lines in the event of faults in a hazard detection system, which operates according to the chain synchronization principle.
  • DE-A-25 33 382 discloses a method and a device for transmitting measured values in a fire alarm system.
  • danger detectors that operate according to the chain synchronization principle, e.g. Fire or intrusion detectors of pulse detection technology, described and which give their measured values in succession in a known manner and at the same time switch the line to the next detector.
  • the detectors are connected via a two-wire stub, i.e. a signaling primary line with a-b wire, connected to the control center and are queried one after the other from the control center.
  • the switching device provided for this in the respective detector thus only works in one direction.
  • a disadvantage of this chain-shaped arrangement is that when an element is removed or fails, e.g. because the switching device is defective, or the chain is interrupted at the fault location in the event of a line break, which leads to a fault. This means that hazard detectors or, more generally speaking, elements that are connected to the primary reporting line from the control center after the fault location are no longer operational.
  • the elements of a stub line are operated via a loop, ie the elements are connected to the control center via the signaling primary line, as in stub line operation, after In the last element, however, the primary signal line is returned to the control center and connected there.
  • a loop formation of a hazard alarm system is known from ER-PA 86116172.
  • all elements can continue to be operated in the event of an interruption, for example due to a line break or a defective switching device in the element.
  • the elements are queried until the error from the beginning of the primary reporting line and then the remaining detectors, which are arranged after the error, are queried from the control center from the end of the primary reporting line.
  • this requires that the elements and the associated switching devices are designed so that they can be operated in both directions, ie that they can be queried both from the beginning and from the end of the primary signal line.
  • additional measuring devices are generally provided in the individual elements, which, in the event of a fault, ensure that the element lying before the short circuit no longer switches on, since otherwise the entire line voltage would collapse and further operation can no longer be ensured.
  • a current measuring device does not have to be provided in every element, it can also be accommodated in special separating elements or in the control center, the separating element or from the control center switching off the corresponding separating element via a control command (DE-A-36 37 681 ).
  • Hazard detectors or elements that work according to the chain synchronization principle have the advantage over other parallel reporting systems that they already have a switching device that can be used in the event of a short circuit to unlock the fault location.
  • the loop Since the loop systems described are sensitive to electromagnetic interference or coupling, the loop is usually only operated from one side in the undisturbed operating state, i.e. all elements are queried from the beginning of the line.
  • the return line is generally only used in the event of a fault or for test purposes.
  • the line With loop operation it is also possible for the line to alternate, e.g. every second polling cycle, from the front or from the rear, or the polling direction is reversed at certain time intervals, so that the reverse direction can also be continuously checked for functionality.
  • an error for example an interruption or a short circuit
  • each branch line i.e. first reporting primary line
  • a plurality of switching elements arranged at selected locations between two elements.
  • Each switchover element is provided with control electronics, a switching device and a switchover device and connected in a chain to the danger control center via a second signaling primary line.
  • control electronics, the switching device and the switching device of the switching element which is arranged after the interruption, switch the incoming second primary signal line to the outgoing stub line.
  • switching elements has the advantage that none for the individual regular elements additional circuitry is required, and that one or more switching elements can be arranged in a specific, meaningfully placed manner in an existing alarm system, but these must be connected to an additional primary line for a zone.
  • the outgoing stub line can advantageously be switched off and the incoming second primary signal line can be switched to the outgoing stub line with the switching element after the short circuit.
  • This has the advantage that the elements can be queried from the control center up to the switching element before the short circuit, and that the further elements lying after the second switching element can be located via the second signaling primary line via the second switching element which is arranged after the short circuit first primary line can still be queried. Only the line section in which the short circuit occurred, which is located between the two switching elements, can no longer be operated by the control center.
  • the two-wire MPL primary line with wires a and b is connected to the central station Z.
  • the individual elements E1 to En are arranged on the primary signal line, which connect the next detector or the next element in series in a chain fashion with a switching device S1.
  • FIG. 3 a hazard alarm system for loop operation is indicated.
  • the alarm primary line MPL is connected to the control center Z in a loop, ie the beginning of the alarm line
  • MPL-A is connected to the central unit with the individual elements E1 to En.
  • the last detector or the last element En is connected to the control center again via the two-wire primary signal line, which is shown in FIG. 3 by the MPL-E primary signal line end and corresponding to the two wires a ⁇ and b '.
  • FIG. 4 the fault for the loop operation according to FIG. 3 is also shown using the example of a line break UB.
  • a line break UB which can also be caused by a defective switching device in one element.
  • all elements can continue to be operated. If the error lies, for example, between the elements E4 and E5, as shown in FIG. 4, the elements E1 to E4 are queried from the beginning of the line MPL-A and the elements En to E5 from the end of the line MPL-E.
  • the prerequisite for this is that the elements E1 to En and the associated switching devices S2 are designed so that they can be operated in both directions, ie that they can be queried both from the beginning and from the end of the primary signal line, which means that they must be designed bidirectionally.
  • Switching devices S2 of this type must therefore carry or block current in both directions, which can be achieved, for example, by means of two SIPMOS transistors with correspondingly complex control electronics.
  • the elements E1 to En are connected in a known manner to a stub line, ie first primary signal line MPL1. They have simple switching devices S1 that only work in one direction, ie switch from the beginning of the line to the end of the line. They are identical to that of branch line operation forth from the elements known from pulse signaling technology and can consist, for example, of only one SIPMOS transistor. All elements are always queried from the same side, namely from the beginning of the primary reporting line.
  • a switching element UE1 and UE2 is inserted between the elements E3 and E4 and between the elements E (n-2) and E (n-1). As shown in FIGS. 5 to 7, these switchover elements are additionally connected to the center Z via a second primary signal line MPL2. They are supplied, monitored and controlled via this second signaling primary line MPL2, i.e. also operated in a chain-synchronous manner.
  • the switching element UE essentially consists of control electronics STE with a switching device S1, a switching device US with three permanently coupled contact levels US-1 to US-3, each with three switching positions 1 to 3, and terminals for the incoming and outgoing signaling primary lines MPL1 and MPL2.
  • the switchover device US At rest, i.e. During regular operation of the hazard alarm system, the switchover device US is in position 1. This means that the first primary signal line MPL1 (stub line) is connected through.
  • This idle state is static, that is to say regardless of whether the switching element UE is connected to a second signaling primary line MPL2 or not, or even if the second signaling primary line MPL2 should not be ready for operation due to an error.
  • the switching element UE is supplied, operated and controlled exclusively via the second signaling primary line MPL2.
  • the control electronics STE is connected via the incoming a and b core of the second signaling primary line MPL2 provided.
  • This is constructed in exactly the same way as in the usual elements of the alarm system, which works according to the chain synchronization principle. This means that it delivers a measured value which signals the proper functioning of the switching element and which can also include, for example, the position of the switching device US. Then, in a known manner, it switches the second primary signal line MPL2 on to the next switching element via the switching device S1. In addition, it can receive control commands (for example DE-PS 25 33 354) from the control center in a known manner and operate the switching device US as a function thereof.
  • the switchover device US is expediently constructed using transistors, for example self-conducting or normally-off MOS transistors.
  • the respective switchover device US is switched through in the individual switchover elements UE in undisturbed operation.
  • the switchover device US is therefore in its static idle position in position 1. All elements E1 to En can therefore be queried via the first signaling primary line MPL1 like normal pulse detectors.
  • the switching elements UE do not occupy any additional addresses on the first signaling primary line MPL1.
  • FIG. 6 shows an example of a line break UB, a fault after element E5.
  • the elements E1 to E5 are properly recognized and queried by the control center Z via the first primary signal line MPL1.
  • Element E6 can no longer be recognized. Since the system configuration of the control center is known, it also knows the switching element following the fault location UB, here in the exemplary embodiment UE2. With a control command via the second primary signal line MPL2, this switching element UE2 is now caused to switch the switching device US to position 3. As a result, the incoming second message primary line MPL2 is switched to the outgoing first message primary line MPL1 in the switching element UE2.
  • the E6 to E (n-2) identified by a thicker border in the drawing after the fault location UB up to the next switching element UE2 are deactivated by the line break UB.
  • FIG. 7 the sequence in the event of a line or element short-circuit K is shown using a further example.
  • the fault location K is here after element E4.
  • a current measuring device is of course also necessary here, which can detect a line current that is too large or a resistance that is too small between the a and b wires.
  • This current measuring device is usually implemented in the control center.
  • the elements E1 to E4 are queried in a known manner via the first primary signaling line.
  • the short-circuit point K is switched on.
  • An increased line current flows via the first signaling primary line MPL1, which is recognized by the current measuring device in the control center.
  • the control center Z controls the previous switching element, closest to the fault location K, via the second reporting primary line MPL2, in the exemplary embodiment UE1, in such a way that the faulty line section is completely activated, i.e. has no connection to the first reporting primary line or to the second reporting primary line .
  • This is achieved in position 2 of the switching device US of the switching element UE1.
  • the fault location is thus switched off, the further operation of the Elements up to this switching element UE1, ie the elements E1 to E3 are no longer at risk.
  • the control center Z switches the switching element UE2 following the fault location K to the second reporting primary line MPL2 via the second reporting primary line (position 3 of the switching device US).
  • the remaining elements, here in the exemplary embodiment E (n-1) to En, are now queried via the second primary signaling line.
  • the elements between the two switching elements UE1 and UE2, that is, elements E4 to E (n-2), are no longer ready for operation in this case.
  • the number of elements that are at maximum failure at a simple line or element fault can be limited to the number of elements installed between two switching elements.
  • the hazard alarm system can largely continue to be operated even in the event of a fault.
  • the normal operation of the elements E1 to En via the first signaling primary line MPL1 is not affected, since as a rule all of the switching devices US are in their static idle position, i.e. Position 1, remain.
  • the arrangement according to the invention thus has the advantage that in a hazard detection system that operates on the principle of chain synchronization, for example pulse detection technology, the regular detector elements used there, for example smoke detectors, push-button detectors, and external ones Detector displays or the like, which are generally also installed in large quantities, do not require any special additional effort.
  • the regular detector elements used there for example smoke detectors, push-button detectors, and external ones Detector displays or the like, which are generally also installed in large quantities, do not require any special additional effort.
  • all of the existing elements for example all detectors and displays of pulse signaling technology, can still be operated as before.
  • measures to reduce the number of elements affected by the failure in the event of a line or element fault are desired or required, this can be done with the arrangement according to the invention by inserting the switching elements described above without changing or increasing the cost of existing elements (for example detectors).
  • the maximum number of elements that can no longer be operated in the event of an error can be determined by sensibly configuring switchover elements. It

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Umschalten von Meldeprimärleitungen bei Störungen in einer Gefahrenmeldeanlage, welche nach dem Kettensynchronisationsprinzip arbeitet. In der DE-A- 25 33 382 ist ein Verfahren und eine Einrichtung zur Übertragung von Meßwerten in einem Brandmeldesystem bekannt. Dort sind Gefahrenmelder, die nach dem Kettensynchronisationsprinzip betrieben werden, z.B. Brand- oder Einbruchmelder der Pulsmeldetechnik, beschrieben und die in bekannter Weise nacheinander ihre Meßwerte abgeben und gleichzeitig die Leitung zum nächsten Melder weiterschalten. Dabei sind die Melder über eine zweiadrige Stichleitung, d.h. eine Meldeprimärleitung mit a-b-Ader, mit der Zentrale verbunden und werden der Reihe nach von der Zentrale aus abgefragt. Die dafür im jeweiligen Melder vorgesehene Schalteinrichtung arbeitet somit nur in einer Richtung. Nachteilig bei dieser kettenförmigen Anordnung ist, daß bei Entfernen oder Ausfall eines Elements, z.B. weil die Schalteinrichtung defekt ist, oder aber bei einem Leitungsbruch die Kette an der Fehlerstelle unterbrochen wird, was zu einer Störung führt. Dies bedeutet, daß Gefahrenmelder oder ganz allgemein gesagt Elemente, die von der Zentrale aus gesehen nach der Fehlerstelle an die Meldeprimärleitung angeschlossen sind, nicht mehr betriebsfähig sind.
  • Um derartige Nachteile zu beseitigen, werden die Elemente einer Stichleitung über eine Schleife betrieben, d.h. die Elemente werden wie beim Stichleitungsbetrieb über die Meldeprimärleitung an die Zentrale angeschaltet, nach dem letzten Element jedoch wird die Meldeprimärleitung wieder zur Zentrale zurückgeführt und dort angeschlossen. Eine derartige Schleifenbildung einer Gefahrenmeldeanlage ist aus der ER-PA 86116172 bekannt. Bei dieser Anordnung können im Falle einer Unterbrechung, beispielsweise durch Leitungsbruch oder durch eine defekte Schalteinrichtung im Element, alle Element weiterbetrieben werden. Zum einen werden vom Anfang der Meldeprimärleitung her die Elemente bis zum Fehler abgefragt und dann werden die restlichen Melder, die nach dem Fehler angeordnet sind, von der Zentrale aus vom Ende der Meldeprimärleitung abgefragt. Dafür ist jedoch erforderlich, daß die Elemente und die zugehörigen Durchschalteinrichtungen so ausgelegt sind, daß sie in beiden Richtungen betrieben werden können, d.h., daß sie sowohl vom Anfang als auch vom Ende der Meldeprimärleitung her abgefragt werden können.
  • Für den Fall eines Kurzschlusses, der in der Leitung oder im Element selbst auftreten kann, sind im allgemeinen zusätzliche Meßeinrichtungen in den einzelnen Elementen vorgesehen, die im Fehlerfall dafür sorgen, daß das vor dem Kurzschluß liegende Element nicht mehr weiterschaltet, da sonst die gesamte Linienspannung zusammenbrechen würde und ein weiterer Betrieb nicht mehr sichergestellt werden kann. Eine derartige Strommeßeinrichtung muß aber nicht in jedem Element vorgesehen sein, sie kann auch in speziellen Trennelementen oder in der Zentrale untergebracht sein, wobei das Trennelement oder von der Zentrale über einen Steuerbefehl das entsprechende Trennelement die abgehende Stichleitung abschaltet (DE-A- 36 37 681).
  • Gefahrenmelder bzw. Elemente, die nach dem Kettensynchronisationsprinzip arbeiten, haben gegenüber anderen parallel arbeitenden Meldesystemen den Vorteil, daß sie bereits betriebsmäßig über eine Schalteinrichtung verfügen, die im Kurzschlußfall dazu benutzt werden kann, die Fehlerstelle frei zu schalten.
  • Da die beschriebenen Schleifensysteme empfindlich gegen elektromagnetische Störungen bzw. Einkopplungen sind, wird die Schleife im ungestörten Betriebszustand in der Regel nur von einer Seite her betrieben, d.h., alle Elemente werden vom Leitungsanfang her abgefragt. Die Rückleitung wird in der Regel nur im Störungsfall oder zu Prüfzwecken verwendet. Bei Schleifenbetrieb ist es auch möglich, daß die Leitung abwechselnd, z.B. bei jedem zweiten Abfragezyklus, von vorne bzw. von hinten betrieben wird, oder aber die Abfragerichtung in bestimmten Zeitintervallen umgedreht wird, um so auch die Rückwärtsrichtung ständig auf Funktion prüfen zu können.
  • Nachteilig bei diesem Schleifensystem ist, daß alle Elemente bidirektional ausgelegt sein müssen. Die Schalteinrichtungen derartiger Elemente müssen nach beiden Richtungen Strom führen bzw. sperren können, was beispielsweise durch zwei SIPMOS-Transistoren mit einer entsprechend aufwendigeren Ansteuerelektronik erreicht werden kann. Darüberhinaus müssen die Elemente von beiden Seiten abfragbar sein. Dies alles bedeutet einen nicht unerheblichen zusätzlichen Schaltungsaufwand, der durch eine evtl. Strommeßeinrichtung für die Kurzschlußerkennung weiter beträchtlich erhöht wird, und dies für jedes einzelne Element.
  • Der bekannte Schleifenbetrieb für Melder nach dem Kettensynchronisationsverfahren hat durch den erheblichen zusätzlichen Schaltungsaufwand in jedem Element eine Verteuerung der Geräte zur Folge. Obwohl im zunehmenden Maße schleifenfähige Systeme gefordert werden, zeigt dennoch die Praxis, daß ein echter Schleifenbetrieb nur sehr selten benötigt wird. Darüberhinaus ist es auch bei Schleifensystemen nicht unbedingt notwendig oder gefordert, bei Störungen bzw. im Fehlerfall tatsächlich alle Elemente weiter zu betreiben.
  • In der Regel reicht es, die Fehlerstelle möglichst eng einzugrenzen.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zu schaffen, die bei Auftreten von Störungen, welche durch einen Fehler (z.B. eine Unterbrechung oder einen Kurzschluß) auf der Meldelinie (z.B. in der Leitung oder im Meldeelement) entstehen, es gestattet, möglichst viele Melder nach dem Kettensynchronisationsverfahren weiter zu betreiben bzw. nicht mehr Melder als notwendig oder zulässig ausfallen zu lassen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit dem Merkmal des Anspruchs 1 gelöst.
  • Gemäß der Erfindung werden in einer Gefahrenmeldeanlage, die mit dem Kettensynchronisationsverfahren betrieben wird, in jeder Stichleitung, d.h. erste Meldeprimärleitung, eine Mehrzahl von Umschaltelementen an ausgewählten Orten zwischen zwei Elementen angeordnet. Dabei ist jedes Umschaltelement mit einer Steuerelektronik, einer Durchschalteinrichtung und einer Umschaltvorrichtung versehen und über eine zweite Meldeprimärleitung kettenförmig an die Gefahrenmeldezentrale angeschlossen. Im regulären Betrieb ist jedes Umschaltelement einer jeweiligen Stichleitung (= erste Meldeprimärleitung MPL1) mittels der Umschaltvorrichtung durchgeschaltet. Erkennt die Zentrale eine Störung bzw. einen Fehler in Form einer Unterbrechung auf der Meldelinie, so wird mittels der Steuerelektronik, der Durchschalteeinrichtung und der Umschaltvorrichtung des Umschaltelements, das nach der Unterbrechung angeordnet ist, die ankommende zweite Meldeprimärleitung auf die abgehende Stichleitung geschaltet.
  • Die Anordnung derartiger Umschaltelemente bringt den Vorteil mit sich, daß für die einzelnen regulären Elemente kein zusätzlicher Schaltungsaufwand erforderlich ist, und daß gezielt, d.h. sinnvoll plaziert, ein oder mehrere Umschaltelemente in eine bestehende Gefahrenmeldeanlage angeordnet werden können, diese jedoch für eine Meldelinie mit einer zusätzlichen Meldeprimärleitung verbunden werden müssen.
  • In vorteilhafter Weise kann bei einer Störung durch einen Kurzschluß auf der Stichleitung mit dem Umschaltelement, das vor dem Kurzschluß liegt, die abgehende Stichleitung abgeschaltet werden und mit dem nach dem Kurzschluß liegenden Umschaltelement die ankommende zweite Meldeprimärleitung auf die abgehende Stichleitung geschaltet werden. Das hat den Vorteil, daß von der Zentrale aus die Elemente bis zum Umschaltelement vor dem Kurzschluß abgefragt werden können, und daß über die zweite Meldeprimärleitung über das zweite Umschaltelement, das nach dem Kurzschluß angeordnet ist, die weiteren, nach dem zweiten Umschaltelement liegenden Elemente der ersten Meldeprimärleitung weiterhin abgefragt werden können. Lediglich der Leitungsabschnitt, in dem der Kurzschluß aufgetreten ist, der sich zwischen den beiden Umschaltelementer befindet, kann von der Zentrale nicht mehr bedient werden.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung der Erfindung anhand einer Zeichnung. Dabei zeigen
    • Fig. 1 einen ungestörten Stichleitungsbetrieb bei der bekannten Kettensynchronisation,
    • Fig. 2 einen gestörten Stichleitungsbetrieb bei der bekannten Kettensynchronisation,
    • Fig. 3 einen ungestörten Schleifenbetrieb bei einer bekannten Kettensynchronisation mit bidirektionalen Schalteinrichtungen in den einzelnen Schaltelementen,
    • Fig. 4 einen gestörten Schleifenbetrieb entsprechend Fig.3,
    • Fig. 5 einen ungestörten Betrieb mit erfindungsgemäßen Umschaltelementen,
    • Fig. 6 einen Betrieb mit erfindungsgemäßen Umschaltelementen bei einer Unterbrechung, z.B. der Leitung,
    • Fig. 7 einen Betrieb mit erfindungsgemäßen Umschaltelementen bei einem Kurzschluß, z.B. der Meldeleitung, und
    • Fig. 8 ein Prinzipschaltbild eines erfindungsgemäßen Umschaltelementes.
  • In Fig. 1 ist beispielhaft eine Gefahrenmeldeanlage, die nach dem Kettensynchronisationsprinzip arbeitet, angedeutet. An die Zentrale Z ist die zweiadrige Meldeprimärleitung MPL mit den Adern a und b angeschlossen. Auf der Meldeprimärleitung sind die einzelnen Elemente E1 bis En angeordnet, die kettenförmig der Reihe nach den nächstfolgenden Melder bzw. das nächstfolgende Element mit einer Schalteinrichtung S1 kettenförmig anschalten.
  • In Fig. 2 ist ein Leitungsfehler in Form einer Leitungsunterbrechung UB dargestellt, die beispielsweise zwischen dem Element E4 und dem Element E5 auftritt. Bei dem bekannten Pulsmeldesystem nach der Kettensynchronisation ist der Betrieb, d.h. die Melderabfrage, nur noch bis zum Element E4 möglich. In nachteiliger Weise sind sämtliche Elemente, die nach der Leitungsunterbrechung UB liegen, nicht mehr abfragbar.
  • In Fig.3 ist eine Gefahrenmeldeanlage für Schleifenbetrieb angedeutet. An die Zentrale Z ist die Meldeprimärleitung MPL schleifenförmig angeschaltet, d.h. der Anfang der Meldeleitung MPL-A ist wie üblich mit den einzelnen Elementen E1 bis En an der Zentrale angeschlossen. Der letzte Melder bzw. das letzte Element En ist über die zweiadrige Meldeprimärleitung wieder mit der Zentrale verbunden, was in der Fig.3 durch MPL-E Meldeprimärleitung Ende, und entsprechend der beiden Adern a` und b' dargestellt ist.
  • In Fig. 4 ist nun ebenfalls am Beispiel eines Leitungsbruches UB die Störung für den Schleifenbetrieb gemäß Fig.3 dargestellt. Bei dieser Anordnung können im Falle einer Unterbrechung UB, die auch durch eine defekte Schalteinrichtung in einem Element hervorgerufen sein kann, alle Elemente weiterbetrieben werden. Liegt der Fehler beispielsweise zwischen dem Element E4 und E5, wie dies in Fig.4 dargestellt ist, so werden die Elemente E1 bis E4 vom Leitungsanfang MPL-A und die Elemente En bis E5 vom Leitungsende MPL-E her abgefragt. Voraussetzung dafür ist, daß die Elemente E1 bis En und die dazugehörigen Schalteinrichtungen S2 so ausgelegt werden, daß sie in beiden Richtungen betreibbar sind, d.h., daß sie sowohl vom Anfang als auch vom Ende der Meldeprimärleitung her abgefragt werden können, was bedeutet, daß sie bidirektional ausgelegt sein müssen. Derartige Schalteinrichtungen S2 müssen also nach beiden Richtungen Strom führen bzw. sperren, was beispielsweise durch zwei SIPMOS-Transistoren mit einer entsprechenden aufwendigen Steuerelektronik erreicht werden kann.
  • In den Fig.5 bis 7 ist die erfindungsgemäße Anordnung mit Umschaltelementen für Melder nach dem Kettensynchronisationsprinzip dargestellt. Die Elemente E1 bis En werden dabei in bekannter Weise an eine Stichleitung, d.h. erste Meldeprimärleitung MPL1, angeschlossen. Sie verfügen über einfache Durchschalteinrichtungen S1, die nur nach einer Richtung funktionieren, d.h. vom Leitungsanfang zum Leitungsende hin weiterschalten. Sie sind identisch mit dem vom Stichleitungsbetrieb her aus der Pulsmeldetechnik bekannten Elementen und können beispielsweise aus nur einem SIPMOS-Transistor bestehen. Alle Elemente werden immer von der gleichen Seite, nämlich vom Anfang der Meldeprimärleitung her, abgefragt.
  • In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist zwischen die Elemente E3 und E4 und zwischen die Elemente E(n-2) und E(n-1) je ein Umschaltelemente UE1 und UE2 eingefügt. Diese Umschaltelemente werden zusätzlich, wie in den Figuren 5 bis 7 gezeigt, über eine zweite Meldeprimärleitung MPL2 mit der Zentrale Z verbunden. Sie werden über diese zweite Meldeprimärleitung MPL2 versorgt, überwacht und angesteuert, also auch kettensynchron betrieben.
  • In Fig.8 ist der prinzipielle Aufbau eines erfindungsgemäßen Umschaltelements UE dargestellt. Das Umschaltelement UE besteht im wesentlichen aus einer Steuerelektronik STE mit einer Durchschalteinrichtung S1, einer Umschaltvorrichtung US mit drei fest gekoppelten Kontaktebenen US-1 bis US-3 mit jeweils drei Schaltpositionen 1 bis 3 sowie Klemmen für die ankommenden und abgehenden Meldeprimärleitungen MPL1 und MPL2. Im Ruhezustand, d.h. im regulären Betrieb der Gefahrenmeldeanlage, ist die Umschaltvorrichtung US in Position 1. Das bedeutet, daß die erste Meldeprimärleitung MPL1 (Stichleitung) durchverbunden ist. Dieser Ruhezustand ist statisch, also unabhängig davon, ob das Umschaltelement UE an eine zweite Meldeprimärleitung MPL2 angeschaltet ist oder nicht, bzw. auch dann, wenn die zweite Meldeprimärleitung MPL2 aufgrund eines Fehlers nicht betriebsbereit sein sollte.
  • Die Versorgung, der Betrieb und die Ansteuerung des Umschaltelementes UE erfolgt ausschließlich über die zweite Meldeprimärleitung MPL2. Über die ankommende a- und b-Ader der zweiten Meldeprimärleitung MPL2 wird die Steuerelektronik STE versorgt. Diese ist genauso aufgebaut wie in den üblichen Elementen der Gefahrenmeldeanlage, die nach dem Kettensynchronisationsprinzip arbeitet. Das bedeutet also, daß sie einen Meßwert liefert, der die ordnungsgemäße Funktion des Umschaltelementes signalisiert und der beispielsweise auch die Position der Umschaltvorrichtung US beinhalten kann. Anschließend schaltet sie in bekannter Weise die zweite Meldeprimärleitung MPL2 über die Schalteinrichtung S1 zum nächsten Umschaltelement weiter. Sie kann darüberhinaus in bekannter Weise Steuerbefehle (z.B. DE-PS 25 33 354) von der Zentrale empfangen und abhängig davon die Umschaltvorrichtung US bedienen. Dies ist beispielhaft in der Fig.8 mit mechanischen Kontakten, die z.B. Relaiskontakte sein können, dargestellt, wobei die drei Kontaktebenen mit US-1 bis US-3 und die Schaltpositionen mit 1-3 bezeichnet sind. Zweckmäßigerweise wird man die Umschaltvorrichtung US mit Transistoren, z.B. selbstleitende bzw. selbstsperrende MOS-Transistoren, aufbauen.
  • In Fig. 5 ist im ungestörten Betrieb die jeweilige Umschaltvorrichtung US in den einzelnen Umschaltelementen UE durchgeschaltet. Die Umschaltvorrichtung US steht also in ihrer statischen Ruhelage in Position 1. Alle Elemente E1 bis En können daher über die erste Meldeprimärleitung MPL1 wie normale Pulsmelder abgefragt werden. Die Umschaltelemente UE belegen dabei auf der ersten Meldeprimärleitung MPL1 keine zusätzlichen Adressen.
  • In Fig. 6 ist an einem Beispiel eines Leitungsbruchs UB eine Störung nach dem Element E5 gezeigt. Die Elemente E1 bis E5 werden von der Zentrale Z über die erste Meldeprimärleitung MPL1 ordnungsgemäß erkannt und abgefragt. Das Element E6 kann nicht mehr erkannt werden. Da die Anlagenkonfiguration der Zentrale bekannt ist, kennt sie auch das auf die Fehlerstelle UB nächstfolgende Umschaltelement, hier im Ausführungsbeispiel UE2. Durch einen Steuerbefehl über die zweite Meldeprimärleitung MPL2 wird nun dieses Umschaltelement UE2 veranlaßt, die Umschaltvorrichtung US in die Position 3 zu schalten. Dadurch wird in dem Umschaltelement UE2 die ankommende zweite Meldeprimärleitung MPL2 auf die abgehende erste Meldeprimärleitung MPL1 aufgeschaltet. Die Elemente, im Ausführungsbeispiel E(n-1) bis En, nach dem Umschaltelement UE2 können nun über die zweite Meldeprimärleitung MPL2 abgefragt werden. Die in der Zeichnung durch stärkere Umrandung gekennzeichneten E6 bis E(n-2) nach der Fehlerstelle UB bis zum nächsten Umschaltelement UE2 werden durch den Leitungsbruch UB außer Funktion gesetzt.
  • In Fig.7 ist anhand eines weiteren Beispiels der Ablauf bei einem Leitungs- bzw. Elementkurzschluß K dargestellt. Die Fehlerstelle K liegt hier nach dem Element E4. Zur Feststellung des Kurzschlusses K ist natürlich auch hier eine Strommeßeinrichtung notwendig, die einen zu großen Linienstrom bzw. einen zu kleinen Widerstand zwischen a- und b-Ader erkennen kann. Diese Strommeßeinrichtung ist in der Regel in der Zentrale realisiert. Die Elemente E1 bis E4 werden in bekannter Weise über die erste Meldeprimärleitung abgefragt. Beim Weiterschalten durch das Element E4 wird die Kurzschlußstelle K zugeschaltet. Es fließt ein erhöhter Linienstrom über die erste Meldeprimärleitung MPL1, der von der Strommeßeinrichtung in der Zentrale erkannt wird. Unmittelbar danach steuert die Zentrale Z über die zweite Meldeprimärleitung MPL2 das vorhergehende, der Fehlerstelle K am nächsten liegende Umschaltelement, im Ausführungsbeispiel UE1 an, und zwar so, daß der fehlerhafte Leitungsabschnitt vollständig freigeschaltet wird, d.h. keine Verbindung zur ersten Meldeprimärleitung oder zur zweiten Meldeprimärleitung aufweist. Dies wird in der Position 2 der Umschaltvorrichtung US des Umschaltelements UE1 erreicht. Damit ist die Fehlerstelle abgeschaltet, der weitere Betrieb der Elemente bis zu diesem Umschaltelement UE1, d.h. die Elemente E1 bis E3 sind nicht mehr gefährdet.
  • Im nächsten Schritt schaltet die Zentrale Z, wie bereits vom Leitungsbruch UB gemäß der Fig.6 bekannt, über die zweite Meldeprimärleitung das auf die Fehlerstelle K nächstfolgende Umschaltelement UE2 auf die zweite Meldeprimärleitung MPL2 um (Position 3 der Umschaltvorrichtung US). Die restlichen Elemente, hier im Ausführungsbeispiel E(n-1) bis En werden nun über die zweite Meldeprimärleitung abgefragt. Die Elemente zwischen den beiden Umschaltelementen UE1 und UE2, das sind die Elemente E4 bis E(n-2), sind in diesem Fall nicht mehr betriebsbereit.
  • Durch die erfindungsgemäße Anordnung, d.h. durch den Einsatz von derartigen erfindungsgemäßen Umschaltelementen, kann die Zahl der bei einem einfachen Leitungs- bzw. Elementfehler maximal ausfallgefährdeten Elemente auf die Anzahl der zwischen zwei Umschaltelementen installierten Elemente begrenzt werden. Durch Verwendung von mehreren Umschaltelementen und deren sinnvolle Projektierung bzw. Plazierung in der Meldeprimärleitung kann so auch im Fehlerfall die Gefahrenmeldeanlage weitgehend weiterbetrieben werden. Bei einem Leitungsfehler auf der zweiten Meldeprimärleitung MPL2 oder einem Elementfehler in einem Umschaltelement UE wird der normale Betrieb der Elemente E1 bis En über die erste Meldeprimärleitung MPL1 nicht beeinflußt, da in der Regel alle Umschaltvorrichtungen US in ihrer statischen Ruhelage, d.h. Position 1, verbleiben.
  • Die erfindungsgemäße Anordnung hat also den Vorteil, daß in einer Gefahrenmeldeanlage, die nach dem Prinzip der Kettensynchronisation, beispielsweise die Pulsmeldetechnik, arbeitet, die dort eingesetzten regulären Melderelemente, beispielsweise Rauchmelder, Druckknopfmelder, externe Melderanzeigen oder dergleichen, die im allgemeinen in großen Stückzahlen auch installiert sind, keinen besonderen Zusatzaufwand erfordern. Es können nämlich alle vorhandenen Elemente, beispielsweise alle Melder und Anzeigen der Pulsmeldetechnik, nach wie vor unverändert weiterbetrieben werden. Werden Maßnahmen zur Reduzierung der Anzahl der bei einem Leitungs- oder Elementfehler vom Ausfall betroffenen Elemente gewünscht oder gefordert, so kann dies mit der erfindungsgemäßen Anordnung durch Einfügen der oben geschilderten Umschaltelemente ohne Änderung bzw. Verteuerung vorhandener Elemente (z.B. Melder) erfolgen. Durch sinnvolles Projektieren von Umschaltelementen kann die maximale Anzahl der im Fehlerfall nicht mehr betreibbaren Elemente bestimmt werden. Sie kann so auf einfache Weise den Anforderungen, Kundenwünschen oder Vorschriften angepaßt werden.

Claims (5)

  1. Anordnung zum Umschalten von Meldeprimärleitungen (MPL) bei Störungen in einer Gefahrenmeldeanlage, welche nach dem Kettensynchronisationsprinzip arbeitet,
    gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
    a) an vorgebbaren Stellen sind zusätzlich zu den Elementen (E1 bis En) einer jeweiligen Stichleitung, d.h. einer ersten Meldeprimärleitung (MPL1), ein oder mehrere Umschaltelemente (UE1, UE2, ...) in der Stichleitung (MPL1) angeordnet,
    b) jedes Umschaltelement (UE) der einen Stichleitung (MPL1) ist mit einer Steuerelektronik (STE) und mit einer Umschaltvorrichtung (US) versehen und über eine zweite Meldeprimärleitung (MPL2) kettenförmig an der Gefahrenmelde-Zentrale (Z) angeschlossen, wobei die Steuerelektronik mit einer Durchschalteinrichtung versehen ist und die Umschaltvorrichtung steuert,
    c) bei regulärem Betrieb ist in jedem Übertragungselement (UE1, UE2,...) die Stichleitung (MPL1) mittels der Umschaltvorrichtung (US bzw. US-1, US-2) durchgeschaltet,
    d) bei einer in der Zentrale (Z) erkannten Störung durch eine Unterbrechung (UB) auf der Stichleitung (MPL1) wird von der Zentrale aus über die zweite Meldeprimärleitung mittels der Steuerelektronik (STE) und der Durchschalteinrichtung (S1) sowie der Umschaltvorrichtung (US bzw. US-1, US-2, US-3) des Umschaltelements (UE2), welches nach der Unterbrechung (UB) in der Stichleitung (MPL1) angeordnet ist, die am Umschaltelement ankommende zweite Meldeprimärleitung (MPL2) auf die vom Umschaltelement abgehende Stichleitung (MPL1) geschaltet.
  2. Anordnung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Störung durch einen Kurzschluß (K) auf der Stichleitung (MPL1) mit dem Umschaltelement (UE1), welches vor dem Kurzschluß (K) in der Stichleitung (MPL1) angeordnet ist, die von diesem Umschaltelement abgehende Stichleitung (MPL1) abgeschaltet wird, und daß mit dem nach dem Kurzschluß (K) angeordneten Umschaltelement (UE2) die ankommende zweite Meldeprimärleitung (MPL2) auf die abgehende Stichleitung (MPL1) geschaltet wird.
  3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltelement Anschlußklemmen für eine ankommende und eine abgehende Stichleitung (MPL1) sowie für eine ankommende und abgehende zweite Meldeprimärleitung (MPL2) aufweist, und daß die Durchschalteinrichtung (S1) und die Umschaltvorrichtung (US) von der Steuereinrichtung (STE) in Abhängigkeit von Steuerbefehlen seitens der Zentrale (Z) geschaltet werden, wobei die Umschaltvorrichtung (US) zumindest drei Umschaltebenen und drei Schaltpositionen aufweist.
  4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektronik und die Durchschalteinrichtung (S1) wie in regulären Elementen ausgebildet sind.
  5. Anordnung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltelemente (UE) von der Zentrale (Z) aus über die zweite Meldeprimärleitung (MPL2) auf ihre ordnungsgemäße Funktion abgefragt werden, wobei die Schaltposition der Umschaltvorrichtung (US) zur Zentrale (Z) übertragen wird, oder angesteuert werden, um Steuerbefehle zum Schalten der Umschaltvorrichtung (US) zu übertragen.
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