EP1206765A1 - Verfahren und vorrichtung zur automatischen zuweisung von melderadressen bei einer gefahrenmeldeanlage - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur automatischen zuweisung von melderadressen bei einer gefahrenmeldeanlage

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Publication number
EP1206765A1
EP1206765A1 EP00940321A EP00940321A EP1206765A1 EP 1206765 A1 EP1206765 A1 EP 1206765A1 EP 00940321 A EP00940321 A EP 00940321A EP 00940321 A EP00940321 A EP 00940321A EP 1206765 A1 EP1206765 A1 EP 1206765A1
Authority
EP
European Patent Office
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detector
switch
detectors
control center
voltage
Prior art date
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EP00940321A
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EP1206765B1 (de
Inventor
Gerhard Röpke
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Job Lizenz GmbH and Co KG
Original Assignee
Job Lizenz GmbH and Co KG
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Publication date
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Publication of EP1206765B1 publication Critical patent/EP1206765B1/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
    • G08B26/001—Alarm systems in which substations are interrogated in succession by a central station with individual interrogation of substations connected in parallel
    • 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
    • G08B25/003—Address allocation methods and details
    • 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
    • G08B25/045—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 with sensing devices and central station in a closed loop, e.g. McCullough loop
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a method for automatically assigning detector addresses in a hazard alarm system having a plurality of detectors according to claim 1.
  • Hazard detection systems e.g. Fire alarm systems generally have a larger number of hazard detectors connected to a two-wire alarm line. This can be designed as a branch line or as a ring line, via which the individual detectors communicate with a control center. Each detector has a sensor or the like, which produces measured values depending on parameters of its environment. The measured values are transmitted to the control center via the line, which usually polls the individual detectors cyclically. In order to be able to assign the measured values to the individual detectors, it is necessary to assign an identifier or an address to each detector. The address is stored in a non-volatile memory.
  • An evaluation device in the control center determines the respective increases in the line current, the detector address corresponding to the number of increases in the line current. Since it is not possible or sensible to process measured values from different detector types using a uniform method, it has also become known from DE 25 33 354 to assign time elements to the individual detectors, as is also the case with the prior art described above.
  • the timers are used to transmit control commands on the line to the individual detectors, whereby the detectors are only ready to receive during the running time of the individual timers. With control devices provided in the detector, only one timer can be switched on within the control line within a control cycle, the starting time of the individual timer being evaluated as an address in the control center.
  • the runtime of the timer is controlled with an output signal formed in a signal converter, which represents the sum of the detector measurement value and a detector detection signal, and in the control center, in addition to the detector address, the detector measurement value and the detector identification of the relevant detector are derived from the respective switching delay , So that a larger number of fire detectors can be connected to individual detection lines or to be able to send a higher current through a detection line, it has become known from EP 0 042 501 to close the detection line in a ring. If there are no signals on a detection line, the query direction is reversed. The measured value is transmitted either by a corresponding time delay until the subsequent detector is switched on or in the form of a coded pulse sequence that is forwarded to the control center.
  • EP 0 212 106 It is also known from EP 0 212 106 to assign the detectors in a chain-like line address memories which are assigned the addresses in a predetermined order from the control center. This is done in such a way that the next switch to the next detector does not take place until an address is locked in the previous detector. For this purpose, a switch is arranged in each detector, which short-circuits one wire for connection to the next detector.
  • detector type e.g. Detector type or detector state.
  • DE 32 1 1 550 provides a two-wire detection line in which each detector has a series resistance and a switch which is located between the wires of the detection line and is closed in the event of an alarm. If the detector responds, the total resistance of the detector line changes.
  • a measuring and evaluation device arranged in the control center has a window discriminator assigned to each detector. Triggering the detectors results in a corresponding measurement voltage with the characteristic resistance value. The window discriminator assigned to this measurement voltage then switches its output to the display device assigned to the alarmed detector.
  • DE 40 38 992 has disclosed a method for automatically assigning detector addresses in a hazard alarm system, in which a control center is connected to a two-wire alarm line to which individual detectors are connected in a chain. Each detector has a transmission device, a measured value memory, an address memory and a voltage measuring device and a switch.
  • the control center applies a quiescent voltage to the line, which supplies the detectors with energy by charging a capacitor.
  • a short-circuit voltage is applied to the line, causing all detectors whose address memory is empty to short-circuit the line using their switch.
  • a measurement current is impressed on the line, and the voltage drop across the first detector with the switch closed is determined by the voltage measurement device.
  • a fourth phase an interrogation voltage is applied to the line, whereby the detector, whose measured value memory is occupied, but whose address memory is empty, becomes capable of communication and is assigned an address by the control center, which is stored in the address memory.
  • the control center repeats this process until all detectors have been assigned addresses.
  • the end of the process can be recognized by the control center by the fact that no short-circuit current flows in the third phase.
  • the known solution described last requires a not inconsiderable amount of circuitry in the detectors. It also requires a longer period of time for addressing.
  • the phases 2 to 4 described above have to be repeated for each detector in a line, which takes a long time, especially with a larger number of detectors in a network.
  • the state of the art also includes other addressing and alarm detection methods. Such is described, for example, in EP 0 546 401, which consists in the fact that an identification module is present in a detector base of each detector, and an identification number which cannot be changed is provided for each individual detector base and which is different from that of the other detector bases. Means are provided in the detector which recognize the identification number.
  • the identification module installed in the detector base is either formed from a combination of resistors, a ROM, a PROM, an EPROM, an EEPROM or an optical line marking. The identification number is read via contacts or an optical transmission device.
  • the detector base is located either by inserting the detector in a predefined sequence when commissioning for the first time by first-time detector alarm, e.g.
  • EP 0 362 985 attempts to improve the problematic addressing method described above by pressing a mechanical device that can be manually adjusted to a binary code in the signal base on corresponding resilient elements of the inserted measuring head to transmit the detector address. This makes it easier to replace detectors for maintenance purposes. A time-consuming manual setting of the coding for the socket address is also required with this solution.
  • the unstable spring elements and contact points also represent a safety risk.
  • EP 0 485 878 has disclosed a method for determining the configuration of the detectors of a hazard detection system, in which each detector the manufacturer stores a binary serial number.
  • 12 sometimes very time-consuming and complex process steps are carried out to determine the number of detectors present in the system, their location or networking by determining their serial numbers. The more complex the networking of ring and stub lines, the longer the known method is.
  • the invention has for its object to provide a method for the automatic assignment of detector addresses in a hazard alarm system that requires little circuitry in the individual detectors, can be carried out within a short time and works correctly even with long transmission lines with a large number of detectors.
  • a voltage is applied to the line in the control center, through which the capacitors are charged. This ensures that the detectors are supplied with energy at short notice.
  • the control panel sends a switching signal to close the switches of all detectors. In accordance with an embodiment of the method according to the invention, this switching signal is formed by a voltage-modulated data word from the control center.
  • this switching signal is formed by a voltage-modulated data word from the control center.
  • constant currents with different levels of the line are impressed in a predetermined change immediately after the switches are closed.
  • the constant current with changing level generates changing voltage drops at the measuring resistor of all detectors whose switch is open, and thus at the detector to be addressed, which are converted by a pulse receiver in the detector into a digital signal forming a data word.
  • This digital signal is given as an address directly in the memory, provided that it is not already assigned an address.
  • the Logic circuit the switch and blocks the storage of another data word in the address memory.
  • the subsequent detectors do not receive any evaluable voltage pulses via their resistors and therefore also no communication address, since the switch of the addressed detector short-circuits the transmission line to the subsequent detectors. As mentioned, after the addressed detector has saved its address, its switch is opened.
  • the control center can let one of the impressed currents flow further.
  • the control panel registers the opening of the switch by a voltage jump at the terminals. This can be used as an acknowledgment signal that the first detector has received its communication address correctly.
  • the control center sends a further communication address, which is also formed by an impressed current-modulated serial signal from the two constant currents. Since the switch of the first detector is open, the second detector also receives evaluable voltage pulses via its measuring resistor. All other detectors receive no usable voltage pulses via their measuring resistors. After saving its address, the second detector opens its switch. For each additional detector, the control center repeats the last step described with a different data word.
  • a communication address is assigned to a large number of detectors by means of rapid transmission of the communication addresses.
  • the control center no longer receives a voltage jump.
  • the control center can view the automatic process as complete.
  • a circuit arrangement for solving the problem according to the invention provides for each detector connected to the two-wire signal line a capacitor connected in series with a diode, a controllable switch between the wires, a measuring resistor in the course of a wire, a pulse receiver Logic circuit and an address memory connected to the logic circuit.
  • the impressed constant currents at the measuring resistor generate voltage pulses which the pulse receiver evaluates.
  • the logic circuit ensures feeding into the address memory.
  • a simple standard amplifier with a fixed gain factor and a downstream transistor stage can be provided for the pulse receiver.
  • it is alternatively provided to use the microprocessor for this purpose, which is usually arranged in each detector for carrying out the measurements and for communication with the control center.
  • the A / D converter of the microprocessor and a corresponding program of the microprocessor are provided for the pulse receiver. Additional circuitry is therefore not required for the pulse receiver.
  • the injection of constant currents into the signaling line ensures that voltage drops of the same magnitude are generated at each measuring resistor of the detector, regardless of the number of detectors, the length of the signaling line and other line parameters.
  • the ratio of the resistance value from the measuring resistor to the resistance of the semiconductor switch which is switched through is greater than 10: 1.
  • the ratio of the resistance value from the measuring resistor to the resistance of the semiconductor switch which is switched through is greater than 10: 1.
  • the method according to the invention enables addresses to be assigned automatically within a short time, even with extensive hazard detection systems, with little circuit complexity. Because each detector takes little time to address, the capacitor can be designed to be relatively small, which further reduces the effort.
  • Fig. 1 shows schematically a circuit arrangement for performing the method according to the invention.
  • FIG. 2 shows another embodiment for an addressing circuit of a detector of the hazard alarm system according to FIG. 1.
  • the center has a power supply in the form of a power supply NT, a microprocessor ⁇ C, a constant current source K, a modulator M and a voltage measuring device VM. The function of the individual blocks will be discussed further below.
  • a large number of detectors are connected to the transmission line, for example 128. However, only two detectors M1 and M2 are shown in FIG. 1. Each of the detectors M1 and M2 has a resistance Rml or Rm2 in the course of a wire, a capacitor C1 or C2 in series with a diode D1 or D2 between the wires, a controllable switch SKI or SK2, a pulse receiver PE, a logic circuit L and an address memory SP. Each detector contains a number of other components that are required for its operation. However, since only the assignment of an address to each detector is described here, these modules are not shown and are also not described.
  • the center Z switches a supply voltage to the transmission line.
  • the supply voltage reaches all detectors Ml, M2 ... Mn via the identically dimensioned measuring resistors Rml, Rm2 ... Rmn.
  • Your capacitors Cl. C2 ... Cn charge via the diodes Dl, D2 ... Dn.
  • the charged capacitors supply the logic circuits L, the address memories SP and the pulse receivers PE with electrical energy during the addressing phase.
  • the switches SKI, SK2 ... SKn are open and have no current.
  • the central station Z uses the modulator M to send a voltage-modulated data word as a collective command “initialization” to all detectors Ml, M2 ... Mn.
  • the circuit required for this corresponds to the prior art and is not described further.
  • the demodulators in the detectors required for reception are not relevant for the address assignment to the detectors and are therefore not shown in FIG. 1.
  • all detectors Ml, M2 ... Mn switch on their switches SKI, SK2 ... SKn.
  • the control center uses the constant current source K and the microprocessor ⁇ C to send a data word to the transmission line.
  • the data word consists of a predetermined change of two impressed currents IkO and Ikl.
  • the two currents cause voltage pulses at the resistance Rml of the detector Ml, which are converted into digital signals with the aid of the pulse receiver PE.
  • the logic unit L forwards the data word interpreted as a communication address to the non-volatile address memory SP.
  • the detector M2 and all subsequent detectors receive no evaluable voltage pulses via their resistors Rm2 ... Rmn and therefore no communication address, since the switch SKI short-circuits the transmission line to the subsequent detectors M2 ... Mn.
  • SKI is opened. This can happen, for example, in that the control center sends a current-modulating logic signal immediately after the address from the control center Z has been stored and stored in the detector M1, which causes the logic L in the detector M1 to open its switch SKI. In this way, a voltage jump takes place at the output of the central station Z, which is evaluated as an acknowledgment for an address being assigned to the detector M1. The voltage jump is measured on the current measuring device VM, which is connected to the microprocessor ⁇ C.
  • the control center Z then sends a further address, which is likewise formed by an impressed current-modulated serial signal from the constant currents IkO and Ikl. Since the switch SKI is open, the second detector M2 also receives evaluable voltage pulses via its measuring resistor Rm2, which are evaluated by the pulse receiver PE. The logic circuit of the first detector Ml ignores this address signal since its address memory is already occupied. The addressing process then continues as already described for Ml. The control center repeats this step for each detector. A rapid transmission of the communication addresses means that a large number of detectors are included in a short time an address. When the assignment of addresses has been completed, the control center can determine that a voltage jump at its connections is no longer registered by the voltage measuring device VM.
  • FIG. 2 shows a detector with regard to its addressing circuit, which in some cases has the same components as the detectors M1 and M2 according to FIG. 1.
  • a logic circuit L with an integrated A / D converter is shown instead of the pulse receiver PE ,
  • These are "components" of a microprocessor usually installed in the detector, whose A / D converter and its program compare the voltages falling across the measuring resistor Rm with specified digital values. The resulting data word is interpreted as an address and stored in the address memory SP if it is empty. The remaining process steps are identical to those already described.

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Description

Verfahren und Vorrichtung zur automatischen Zuweisung von Melderadressen bei einer Gefahrenmeldeanlage
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur automatischen Zuweisung von Melderadressen bei einer eine Vielzahl von Meldern aufweisenden Gefahrenmeldeanlage nach dem Patentanspruch 1.
Gefahrenmeldeanlagen, z.B. Brandmeldeanlagen, weisen in der Regel eine größere Anzahl von Gefahrenmeldern auf, die an eine zweiadrige Meldeleitung angeschlossen sind. Diese kann als Stichleitung oder auch als Ringleitung konzipiert sein, über die die einzelnen Melder mit einer Zentrale kommunizieren. Jeder Melder weist einen Sensor oder dergleichen auf, der in Abhängigkeit von Parametern seiner Umgebung Messwerte produziert. Die Messwerte werden über die Leitung an die Zentrale übertragen, wobei diese üblicherweise die einzelnen Melder zyklisch abfragt. Um eine Zuordnung der Messwerte zu den einzelnen Meldern vornehmen zu können, ist es notwendig, jedem Melder eine Kennung oder eine Adresse zuzuordnen. Die Adresse ist in einem nicht flüchtigen Speicher abgelegt.
Es ist bekannt, bei Inbetriebnahme einer derartigen Gefahrenmeldeanlage daher zunächst den einzelnen Meldern eine Adresse zuzuweisen. Hierzu wird vorzugsweise ein automatisches Verfahren angewendet.
Im Stand der Technik ist eine Reihe von Verfahren zur Adressierung und zum Betrieb von Gefahrenmeldeanlagen bekannt geworden, auf die nachfolgend kurz eingegangen wird. Aus DE 25 33 330 ist bekannt, bei Abfrage der Melder eine Linie nach einer für jeden Melder charakteristischen Vorlaufzeit die Abgabe eines Stromimpulses mit einer seinem Messwert proportionalen Pulsdauer zu veranlassen. In der zentralen Auswertevorrichtung wird die Vorlaufzeit gemessen und als Adresse des einzelnen Melders ermittelt. Aus DE 25 33 382 ist ein Verfahren bekannt, bei dem die Melder einer Linie zu Beginn eines jeden Abfragezyklus von der Meldelinie elektrisch abgetrennt sind und dann in vorgegebener Reihenfolge kettenförmig angeschaltet werden. Jeder Melder schaltet nach einer entsprechenden Zeitverzögerung den nachfolgenden Melder an. Eine Auswerteeinrichtung in der Zentrale ermittelt die jeweiligen Erhöhungen des Linienstroms, wobei die Melderadresse der Zahl der Erhöhungen des Linienstroms entspricht. Da es nicht möglich oder sinnvoll ist, Messwerte von verschiedenen Meldertypen nach einem einheitlichen Verfahren zu verarbeiten, ist aus DE 25 33 354 auch bekannt geworden, den einzelnen Meldern Zeitglieder zuzuordnen, wie das auch bei dem oben beschriebenen Stand der Technik der Fall ist. Die Zeitglieder werden zur Übertragung von Steuerbefehlen auf der Linie zu den einzelnen Meldern benutzt, wobei die Melder nur während der Laufzeit der einzelnen Zeitglieder empfangsbereit sind. Mit im Melder vorgesehenen Steuereinrichtungen ist innerhalb eines Steuerzyklus auf der Meldelinie jeweils nur ein Zeitglied einschaltbar, wobei der Startzeitpunkt der einzelnen Zeitglieder in der Zentrale als Adresse ausgewertet wird. In diesem Zusammenhang ist aus EP 0 098 552 ferner bekannt geworden, bei einer zyklischen Abfrage einer Gefahrenmeldeanlage in jedem Melder ein vom Messwert über einen Messwandler beeinflussbares Zeitglied an die Meldeleitung zu schalten und in der Zentrale aus der Anzahl der dadurch bewirkten Erhöhungen des Leitungsstroms die Melderadresse abzuleiten. In jedem Melder wird mit einem in einem Signalumformer gebildeten Ausgangssignal, das die Summe aus dem Meldermesswert und einem Melderkennungssignal darstellt, die Laufzeit des Zeitgliedes gesteuert und in der Zentrale neben der Melderadresse aus der jeweiligen Schaltverzögerung sowohl der Meldermesswert als auch die Melderkennung des betreffenden Melders abgeleitet. Damit eine größere Anzahl von Brandmeldern an einzelnen Meldelinien angeschlossen werden kann oder um einen höheren Strom durch eine Meldelinie schik- ken zu können, ist aus EP 0 042 501 bekannt geworden, die Meldeleitung ringförmig zu schließen. Bei Ausbleiben von Signalen auf einer Meldelinie wird die Abfragerichtung umgekehrt. Die Messwertübertragung erfolgt entweder durch eine entsprechende Zeitverzögerung bis zur Anschaltung des nachfolgenden Melders oder in Form einer kodierten Impulsfolge, die zur Zentrale weitergeleitet wird.
Aus EP 0 212 106 ist ferner bekannt geworden, den Meldern in einer kettenförmigen Linie Adressenspeicher zuzuordnen, welche in vorgegebener Reihenfolge von der Zentrale aus mit den Adressen belegt werden. Dies geschieht in der Weise, dass eine Weiterschaltung zum nächsten Melder erst erfolgt, wenn eine Adresse im voraufgegangenen Melder verriegelt ist. Zu diesem Zweck ist in jedem Melder ein Schalter angeordnet, der eine Ader zur Durchschaltung an den nächsten Melder kurzschliesst.
Aus DE 32 25 032 ist bekannt geworden, die gewünschte Unterscheidung von Meldertyp, Kennung und Messwert dadurch herbeizufuhren, dass mit den von der Zentrale zu den Meldern übertragenen Steuerbefehlen im einzelnen Melder gezielt Umschalteinrichtungen angesteuert werden, die von der Meldermesswertübertragung auf die Melderkennungsübertragung umschalten. Über einen Abfragezyklus wird dann die jeweilige Melderkennung zur Zentrale übertragen, wo sie gespeichert und weiterverarbeitet wird. Dabei ist in jedem Melder eine Einrichtung vorgesehen, mit der die Melderkennung, z.B. Melderart oder Melderzustand, eingestellt wird.
Allen beschriebenen Meldern ist gemeinsam, dass sie einen in Reihe mit einer Ader liegenden Schalter enthalten, der geschlossen werden muss, damit der in der Linie nächstfolgende Melder mit der Zentrale verbunden ist. Demgegenüber sind auch Lösungen bekannt, die andere Schaltmittel für ein kettenförmiges Zuschalten von einzelnen Meldern vorsehen. In der DE 32 1 1 550 ist eine zweiadrige Meldelinie vorgesehen, bei der jeder Melder einen Reihenwiderstand aufweist sowie einen Schalter, der zwischen den Adern der Meldeleitung liegt und im Alarmfall geschlossen wird. Das Ansprechen des Melders bewirkt eine Änderung des Gesamtwiderstands der Meldelinie. Eine in der Zentrale angeordnete Mess- und Auswertungseinrichtung weist jedem Melder zugeordnet einen Fensterdiskriminator auf. Ein Auslösen der Melder bewirkt mit dem für ihn charakteristischen Widerstandswert eine entsprechende Messspannung. Der dieser Messspannung zugeordnete Fensterdiskriminator schaltet dann seinen Ausgang auf die dem alarmierten Melder zugeordnete Anzeigevorrichtung.
Aus DE 40 38 992 ist ein Verfahren zur automatischen Zuordnung von Melderadressen bei einer Gefahrenmeldeanlage bekannt geworden, bei der eine Zentrale mit einer zweiadrigen Meldeleitung verbunden ist, an die kettenartig einzelne Melder angeschlossen sind. Jeder Melder weist eine Übertragungseinrichtung, einen Messwertspeicher, einen Adressspeicher und eine Spannungsmesseinrichtung auf sowie einen Schalter. In einer ersten Phase wird von der Zentrale eine Ruhespannung an die Leitung gelegt, wodurch die Melder mit Energie versorgt werden durch Aufladung eines Kondensators. In einer zweiten Phase wird eine Kurzschliess- spannung an die Leitung gelegt, wodurch alle Melder, deren Adressenspeicher leer ist, die Leitung mittels ihres Schalters kurzschliessen. In einer dritten Phase wird der Leitung ein Messstrom eingeprägt und die dadurch am ersten Melder mit geschlossenem Schalter abfallende Spannung wird von der Spannungsmesseinrichtung ermittelt. Ihr Wert wird in dem Messwertspeicher gespeichert. In einer vierten Phase wird eine Abfragespannung an die Leitung gelegt, wodurch der Melder, dessen Messwertspeicher belegt ist, dessen Adressspeicher aber leer ist, kommunikationsfähig wird und von der Zentrale eine Adresse zugeteilt bekommt, die im Adressspeicher abgelegt wird. Dieser Vorgang wird von der Zentrale so oft wiederholt, bis alle Melder mit Adressen versehen sind. Das Ende des Vorgangs kann von der Zentrale daran erkannt werden, dass in der dritten Phase kein Kurzschlussstrom mehr fließt. Die zuletzt beschriebene bekannte Lösung erfordert zum einen einen nicht unerheblichen Schaltungsaufwand in den Meldern. Ferner erfordert sie einen längeren Zeitraum für die Adressierung. Die oben beschriebenen Phasen 2 bis 4 müssen für jeden Melder einer Linie wiederholt werden, was eine längere Zeit in Anspruch nimmt, insbesondere bei einer größeren Zahl von Meldern eines Netzes.
Zum Stand der Technik gehören noch weitere Adressier- bzw. Melderkennungsver- fahren. Ein solches ist etwa in der EP 0 546 401 beschrieben, das darin besteht, dass in einem Meldersockel eines jeden Melders ein Identifikationsmodul vorhanden ist, das für jeden einzelnen Meldersockel eine nicht veränderbare Identifikationsnummer vorgesehen ist, welche von der der anderen Meldersockel unterschiedlich ist. Im Detektor sind Mittel vorgesehen, welche die Identifikationsnummer erkennen. Das im Meldersockel angebrachte Identifikationsmodul wird entweder aus einer Widerstandskombination, einem ROM, einem PROM, einem EPROM, einem EEPROM oder einer optischen Strichmarkierung gebildet. Die Ablesung der Identifikationsnummer erfolgt über Kontakte oder eine optische Übertragungseinrichtung. Die Lokalisierung des Meldersockels erfolgt entweder durch Einsetzen des Melders in vorgegebener Reihenfolge bei Erstbetriebnahme durch erstmalige De- tektoralarmierung z.B. mit Prüfgas in der vorgegebenen Reihenfolge oder durch Zuweisung der Adresse mit Hilfe eines Programmiergeräts vor dem Einsetzen. In der EP 0 362 985 wird versucht, das oben beschriebene problematische Adressierverfahren dadurch zu verbessern, dass im Meldesockel eine manuell auf einen Binärcode einstellbare mechanische Vorrichtung auf entsprechende federnde Elemente des eingesteckten Messkopfs zur Übertragung der Melderadresse drückt. Zwar wird der Meldertausch zu Wartungszwecken dadurch erleichtert. Eine zeitaufwendige manuelle Einstellung der Kodierung für die Sockeladresse ist auch bei dieser Lösung erforderlich. Ferner stellen die labilen Federelemente und Kontaktstellen ein Sicherheitsrisiko dar.
Aus EP 0 485 878 ist schließlich ein Verfahren zur Ermittlung der Konfiguration der Melder einer Gefahrenmeldeanlage bekannt geworden, bei dem in jedem Mel- der herstellerseitig eine binäre Seriennummer gespeichert wird. Bei der Installation werden 12 zum Teil sehr zeitaufwendige und komplexe Verfahrensschritte zur Ermittlung der in der Anlage vorhandenen Melderanzahl deren Lage bzw. Vernetzung über die Feststellung ihrer Seriennummern durchgeführt. Je komplexer die Vernetzung von Ring- und Stichleitungen ist, um so langwieriger ist das bekannte Verfahren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur automatischen Zuweisung von Melderadressen bei einer Gefahrenmeldeanlage anzugeben, das einen geringen schaltungstechnischen Aufwand in den einzelnen Meldern erfordert, innerhalb kurzer Zeit durchführbar ist und auch bei langen Übertragungsleitungen mit einer großen Anzahl von Meldern fehlerfrei arbeitet.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird in einer ersten Phase wie bei dem gattungsgemäßen Stand der Technik in der Zentrale eine Spannung an die Leitung gelegt, durch welche die Kondensatoren aufgeladen werden. Damit ist eine Energieversorgung der Melder kurzfristig sichergestellt. In einer zweiten Phase sendet die Zentrale ein Schaltsignal zum Schließen der Schalter aller Melder. Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dies Schaltsignal von einem spannungsmodulierten Datenwort der Zentrale gebildet. In einer dritten Phase werden unmittelbar nach dem Schließen der Schalter in einem vorgegebenen Wechsel konstante Ströme mit unterschiedlichem Pegel der Leitung eingeprägt. Der Konstantstrom mit wechselndem Pegel erzeugt am Messwiderstand aller Melder, deren Schalter geöffnet ist, und somit am zu adressierenden Melder wechselnde Spannungsabfälle, welche von einem Pulsempfänger im Melder, in ein ein Datenwort bildendes digitales Signal umgewandelt werden. Dieses digitale Signal wird als Adresse unmittelbar in den Speicher gegeben, sofern dieser nicht schon mit einer Adresse belegt ist. Sobald dieser Vorgang abgeschlossen ist, öffnet die Logikschaltung den Schalter und sperrt die Einspeicherung eines weiteren Datenwortes in den Adreßspeicher.
Während des beschriebenen Adressiervorgangs erhalten die nachfolgenden Melder keine auswertbaren Spannungsimpulse über ihre Widerstände und damit auch keine Kommunikationsadresse, da der Schalter des adressierten Melders die Übertragungsleitung zu den nachfolgenden Meldern kurzschliesst. Nachdem der adressierte Melder seine Adresse gespeichert hat, wird, wie erwähnt, sein Schalter geöffnet.
Die Zentrale kann einen der eingeprägten Ströme weiter fließen lassen. Die Zentrale registriert das Öffnen des Schalters durch einen Spannungssprung an den Klemmen. Dieser kann als Quittiersignal verwendet werden dafür, dass der erste Melder seine Kommunikationsadresse ordnungsgemäß erhalten hat. Unmittelbar im Anschluss sendet die Zentrale eine weitere Kommunikationsadresse, die ebenfalls durch ein eingeprägtes strommoduliertes serielles Signal aus den beiden Konstantströmen gebildet ist. Da der Schalter des ersten Melders geöffnet ist, erhält auch der zweite Melder über seinen Messwiderstand auswertbare Spannungsimpulse. Alle anderen Melder erhalten keine verwertbaren Spannungsimpulse über ihre Messwiderstände. Nach Abspeicherung seiner Adresse öffnet der zweite Melder seinen Schalter. Für jeden weiteren Melder wiederholt die Zentrale den zuletzt beschriebenen Schritt mit jeweils einem anderen Datenwort. Dadurch wird durch eine zügige Aussendung der Kommunikationsadressen einer Vielzahl von Meldern eine Kommunikationsadresse zugeteilt. Ist die Zuweisung der Kommunikationsadressen abgeschlossen, erhält die Zentrale keinen Spannungssprung mehr. Dadurch kann die Zentrale den automatischen Vorgang als beendet ansehen.
Eine Schaltungsanordnung zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe sieht für jeden an die zweiadrige Meldeleitung angeschlossenen Melder einen in Reihe mit einer Diode geschalteten Kondensator, einen steuerbaren Schalter zwischen den Adern, einen Messwiderstand im Zuge einer Ader, einen Pulsempfänger, eine Logikschaltung und einen an die Logikschaltung angeschlossenen Adressspeicher vor. Wie schon erläutert, werden durch die eingeprägten Konstantströme am Messwiderstand Spannungsimpulse erzeugt, die der Pulsempfänger auswertet. Die Logikschaltung sorgt für die Einspeisung in den Adressspeicher. Für den Pulsempfänger kann ein einfacher Standardverstärker mit einem festen Verstärkungsfaktor und eine nachgeschaltete Transistorstufe vorgesehen werden. In einer Ausgestaltung der Erfindung ist alternativ vorgesehen, hierfür den Mikroprozessor zu verwenden, der üblicherweise in jedem Melder angeordnet ist für die Durchführung der Messungen und die Kommunikation mit der Zentrale. Für den Pulsempfänger werden der A/D-Wandler des Mikroprozessors vorgesehen sowie ein entsprechendes Programm des Mikroprozessors. Ein zusätzlicher Schaltungsaufwand ist daher für den Pulsempfänger nicht erforderlich. Das Einprägen von Konstantströmen in die Meldeleitung sorgt dafür, daß an jedem Messwiderstand der Melder gleich große Spannungsabfälle erzeugt werden, und zwar völlig unabhängig von der Anzahl der Melder, der Länge der Meldeleitung und weiterer Leitungsparameter.
Würde ein mechanischer Schalter, beispielsweise eines Relais, für jeden Melder vorgesehen, ergäben sich aufgrund seiner nahezu idealen Widerstandsverhältnisse auch eindeutige Spannungsverhältnisse zwischen dem jeweiligen zum Adressenempfang anstehenden Messwiderstand, der für alle Melder identisch ist. und denen der kurzgeschlossenen nachfolgenden Melder. Aus Kosten- aber auch technischen Gründen werden vorzugsweise Halbleiterschalter, z.B. FET-Schalter, eingesetzt. Diese haben im eingeschalteten, d.h. leitfähigen Zustand einen Durchgangswiderstand, der unter 50 Milliohm liegen kann. Dadurch bilden sich entsprechende kleine Spannungsabfälle über den Anschlüssen eines jeden elektrischen Schalters aus. Diese Restspannungen sind auch an dem nachfolgenden Messwiderstand der noch kurzgeschlossenen Melder messbar. Somit fließt nicht der gesamte Strom, der von der Zentrale der Leitung eingeprägt wird, durch den jeweils kurzgeschlossenen Melder. Daher ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Verhältnis des Widerstandswertes vom Messwiderstand zum Widerstand des durchgeschalteten Halbleiterschalters größer als 10: 1 ist. Auf diese Weise wird eine eindeutige Identifizierung des von der Zentrale aus gesehen zur Adressierung anstehenden Melders erreicht. Bei den erforderlichen Leitungslängen, Kabelquerschnitten und z.B. einer Melderanzahl in einer Ringleitung von 128 Stück ist bei üblichen Versorgungsspannungen von z.B. 24 Volt eine Adressierung sämtlicher Melder nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in kurzer Zeit automatisch durchführbar. Bei üblichen Installationsverhältnissen ist das Spannungssignal, das durch die eingeprägten Konstantströme über den Messwiderstand des zu adressierenden Melders erzeugt wird, um ein Vielfaches höher als der Spannungsabfall am nachfolgenden noch mit einem Halbleiterschalter kurzgeschlossenen Melder.
Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass das erfindungsgemäße Verfahren mit einem geringen Schaltungsaufwand auch bei ausgedehnten Gefahrenmeldeanlagen innerhalb kurzer Zeit eine automatische Zuweisung von Adressen ermöglicht. Wegen der geringen zeitlichen Inanspruchnahme jedes Melders für den Adressiervorgang kann der Kondensator relativ klein ausgelegt werden, was den Aufwand weiter reduziert.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines in Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert werden.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung.
Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform für eine Adressierschaltung eines Melders der Gefahrenmeldeanlage nach Fig. 1.
In Fig. 1 ist eine Zentrale Z einer Gefahrenmeldeanlage, beispielsweise einer Brandmeldeanlage, dargestellt, mit der eine Übertragungsleitung verbunden ist mit den Adern A und B. Die Übertragungsleitung kann eine Stich- oder eine Ringleitung sein, wie dies an sich bekannt ist. Die Zentrale weist eine Spannungsversorgung in Form eines Netzteils NT, einen Mikroprozessor μC, eine Konstantstrom- quelle K, einen Modulator M und eine Spannungsmesseinrichtung VM auf. Auf die Funktion der einzelnen Bausteine wird weiter unten noch eingegangen.
An die Übertragungsleitung ist eine Vielzahl von Meldern angeschlossen, beispielsweise 128. In Fig. 1 sind jedoch lediglich zwei Melder Ml und M2 dargestellt. Jeder der Melder Ml und M2 weist einen Widerstand Rml bzw. Rm2 im Zuge einer Ader auf, einen Kondensator Cl bzw. C2 in Reihe mit einer Diode Dl bzw. D2 zwischen den Adern, einen steuerbaren Schalter SKI bzw. SK2, einen Pulsempfänger PE, eine Logikschaltung L und einen Adressenspeicher SP. Jeder Melder enthält eine Reihe weiterer Bauelemente, die für seinen Betrieb erforderlich sind. Da hier jedoch nur die Zuweisung einer Adresse an jeden Melder beschrieben wird, sind diese Bausteine nicht gezeigt und werden auch nicht beschrieben.
Nachfolgend wird die Zuweisung von Adressen zu den einzelnen Meldern Ml bis Mn anhand von Fig. 1 beschrieben.
In einer ersten Phase schaltet die Zentrale Z eine Versorgungsspannung an die Übertragungsleitung. Über die identisch bemessenen Messwiderstände Rml, Rm2...Rmn gelangt die Versorgungsspannung an alle Melder Ml, M2...Mn. Ihre Kondensatoren Cl. C2...Cn laden sich über die Dioden Dl, D2...Dn auf. Die aufgeladenen Kondensatoren versorgen die Logikschaltungen L, die Adressspeicher SP und die Pulsempfänger PE mit elektrischer Energie während der Adressierphase. Die Schalter SKI, SK2...SKn sind geöffnet und führen keinen Strom.
In einer zweiten Phase sendet die Zentrale Z mit Hilfe des Modulators M ein span- nungsmoduliertes Datenwort als Sammelbefehl „Initialisierung'' an alle Melder Ml, M2...Mn. Die dafür erforderliche Schaltung entspricht dem Stand der Technik und wird nicht weiter beschrieben. Die für den Empfang notwendigen Demodulatoren in den Meldern sind für die Adressenzuweisung an die Melder nicht relevant und deshalb in Fig. 1 nicht dargestellt. Nach Empfang dieses Befehls schalten alle Melder Ml, M2...Mn ihre Schalter SKI, SK2...SKn ein. In einer dritten Phase sendet die Zentrale mit Hilfe der Konstantstromquelle K und des Mikroprozessors μC ein Datenwort auf die Übertragungsleitung. Das Datenwort besteht aus einem vorgegebenen Wechsel von zwei eingeprägten Strömen IkO und Ikl . Die beiden Ströme verursachen am Widerstand Rml des Melders Ml Spannungsimpulse, die mit Hilfe des Pulsempfängers PE in digitale Signale umgesetzt werden. Die Logikeinheit L leitet das als Kommunikationsadresse interpretierte Datenwort an den nicht flüchtigen Adressspeicher SP weiter. Der Melder M2 und alle nachfolgenden Melder erhalten keine auswertbaren Spannungsimpulse über ihre Widerstände Rm2...Rmn und damit keine Kommunikationsadresse, da der Schalter SKI die Übertragungsleitung zu den nachfolgenden Meldern M2...Mn kurzschliesst.
Nachdem der Melder Ml seine Adresse in SP gespeichert hat, wird SKI geöffnet. Dies kann zum Beispiel dadurch geschehen, dass unmittelbar nach dem Aussenden der Adresse von der Zentrale Z und Speicherung im Melder Ml die Zentrale ein strommodulierendes Logiksignal sendet, was die Logik L im Melder Ml zur Öffnung seines Schalters SKI veranlasst. Auf diese Weise findet am Ausgang der Zentrale Z ein Spannungssprung statt, der als Quittierung für eine erfolgte Adressenvergabe an den Melder Ml gewertet wird. Die Messung des Spannungssprungs erfolgt an der Strommesseinrichtung VM, die mit dem Mikroprozessor μC verbunden ist.
Anschließend sendet die Zentrale Z eine weitere Adresse, die ebenfalls durch ein eingeprägtes strommoduliertes serielles Signal aus den Konstantströmen IkO und Ikl gebildet ist. Da der Schalter SKI geöffnet ist, erhält auch der zweite Melder M2 über seinen Messwiderstand Rm2 auswertbare Spannungsimpulse, die vom Pulsempfänger PE ausgewertet werden. Die Logikschaltung des ersten Melders Ml ignoriert dieses Adresssignal, da sein Adressspeicher bereits belegt ist. Der Adressiervorgang läuft dann weiter, wie bereits zu Ml beschrieben. Für jeden Melder wiederholt die Zentrale diesen Schritt. Dadurch wird durch eine zügige Aussendung der Kommunikationsadressen eine Vielzahl von Meldern innerhalb kurzer Zeit mit einer Adresse versehen. Ist die Zuweisung der Adressen abgeschlossen, kann dies von der Zentrale dadurch festgestellt werden, dass ein Spannungssprung an seinen Anschlüssen von der Spannungsmessvorrichtung VM nicht mehr registriert wird.
In Fig. 2 ist ein Melder im Hinblick auf seine Adressierschaltung dargestellt, der zum Teil gleiche Bauelemente aufweist wie die Melder Ml und M2 nach Fig. 1. Wie erkennbar, ist anstelle des Pulsempfängers PE eine Logikschaltung L dargestellt mit integriertem A/D-Wandler. Es handelt sich hierbei um ..Komponenten" eines üblicherweise im Melder eingebauten Mikroprozessors, dessen A/D-Wandler und dessen Programm die am Messwiderstand Rm abfallenden Spannungen mit vorgegebenen digitalen Werten vergleicht. Das daraus entstehende Datenwort wird als Adresse interpretiert und in dem Adressspeicher SP abgelegt, sofern dieser leer ist. Die übrigen Verfahrensschritte sind mit den bereits beschriebenen identisch.

Claims

A n s p r ü c h e :
1. Verfahren zur automatischen Zuweisung von Melderadressen bei einer Gefahrenmeldeanlage, die eine Zentrale und mindestens eine damit verbundene zweiadrige Meldeleitung umfasst, an die eine Vielzahl von Meldern angeschlossen ist, wobei jeder Melder einen Kondensator zur Energiespeicherung, einen Messwiderstand in einer Ader, eine den Spannungsabfall am Messwiderstand auswertende Auswertevorrichtung, mit der ein Adressenspeicher verbunden ist und einen von der Auswertevorrichtung steuerbaren Schalter zwischen den Adern aufweist, mit den folgenden Verfahrensschritten: in einer ersten Phase wird von der Zentrale eine Spannung an die Leitung gelegt und werden die Kondensatoren aufgeladen in einer zweiten Phase sendet die Zentrale ein Schaltsignal zum Schliessen der Schalter aller Melder an der Meldeleitung in einer dritten Phase werden von der Zentrale in einem vorgegebenen Wechsel zwei Konstantströme mit unterschiedlichem Pegel der Meldeleitung eingeprägt und mit Hilfe eines Pulsempfängers im Melder in ein ein Datenwort bildendes digitales Signal umgewandelt, das im Adressspeicher gespeichert wird und eine Logikschaltung eine weitere Einspeicherung in den Adressspeicher sperrt und den Schalter öffnet und für jeden empfangsbereiten Melder, dessen Adressspeicher nicht belegt ist, die dritte Phase mit einem anderen Datenwort wiederholt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schalter durch ein strommoduliertes Signal der Zentrale, das in der Auswertevorrichtung erfasst und von dieser zur Erzeugung eines Steuerbefehls für den Schalter verwendet wird, geöffnet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem beim oder nach dem Öffnen des Schalters einer der beiden Ströme weiterfließt und die Zentrale aus dem Spannungssprung ein Quittiersignal ermittelt zwecks Erzeugung eines aus den Konstantströmen bestehenden nächsten seriellen Signals für den nachfolgenden Melder.
4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Zentrale die Zuweisung von Adressen beendet, wenn kein Spannungssprung mehr festgestellt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Schaltsignal von einem spannungsmodulierten Datenwort der Zentrale gebildet wird.
6. Schaltungsanordnung zur automatischen Zuweisung von Melderadressen bei einer Gefahrenmeldeanlage mit:
einer Zentrale (Z), die eine Spannungsversorgung (NT), einen Mikroprozessor (μC), eine Konstantstromquelle (K) und einen Strommodulator (M) aufweist einer Vielzahl von Meldern (Ml, M2...Mn), die an mindestens eine zweiadrige Meldeleitung (A, B) angeschlossen ist, wobei - jeder Melder (Ml, M2...Mn) einen zwischen den Adern (A, B) in Reihe mit einer Diode (Dl, D2...Dn) geschalteten Kondensator (Cl, C2...Cn), einen steuerbaren Schalter (SKI, SK2...SKn) zwischen den Adern (A, B), einen Messwiderstand (Rml, Rm2...Rmn), einen Messwiderstand liegenden Pulsempfänger (PE), eine Logikschaltung (L) und einen an die Logikschaltung (L) angeschlossenen Adressenspeicher (SP) aufweist und wobei die Logikschaltung (L) so ausgebildet ist, dass sie bei einer ersten vom Pulsempfänger (PE) kommenden Pulsfolge den Schalter (SKI, SK2...SKn) schließt, bei einer zweiten vom Pulsempfänger (PE) kommenden Pulsfolge diesen in den Adressspeicher (SP) eingibt, wenn dieser noch nicht mit einer Adresse belegt ist.
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Schalter ein Halbleiterschalter, vorzugsweise ein FET vorgesehen ist und das Verhältnis des Widerstands vom Messwiderstand (Rml , Rm2...Rmn) zum Widerstandswert des durchgeschalteten Halbleiterschalters größer als 10:1 ist.
8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Melder (M) einen Mikroprozessor enthält und der Pulsempfänger von dem A/D-Wandler sowie vom Programm des Mikroprozessors gebildet ist.
9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrale (Z) eine mit den Adern (A, B) verbundene Spannungsmesseinrichtung (VM) aufweist.
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