EP3417433A2 - Modularer multisensor-brand- und/oder funkenmelder - Google Patents

Modularer multisensor-brand- und/oder funkenmelder

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Publication number
EP3417433A2
EP3417433A2 EP17705045.7A EP17705045A EP3417433A2 EP 3417433 A2 EP3417433 A2 EP 3417433A2 EP 17705045 A EP17705045 A EP 17705045A EP 3417433 A2 EP3417433 A2 EP 3417433A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
evaluation unit
sensor
detector
sensor heads
sensor head
Prior art date
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Granted
Application number
EP17705045.7A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP3417433B1 (de
Inventor
Bernd Ziems
Hauke Dittmer
Dirk Siemer
Axel Grothoff
Peter Zuelzer
Arne Stamer
Pawel Wisniewski
Bernd Hallwass-Fedder
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Minimax GmbH and Co KG
Original Assignee
Minimax GmbH and Co KG
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Publication date
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Publication of EP3417433A2 publication Critical patent/EP3417433A2/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3417433B1 publication Critical patent/EP3417433B1/de
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    • G08B17/12—Actuation by presence of radiation or particles, e.g. of infrared radiation or of ions

Definitions

  • the invention relates to a modular multi-sensor fire detector, as well as a fire alarm system with selbigem.
  • Fire detectors and spark detectors are used in a well-known manner to monitor objects, such as machinery, manufacturing processes, gas turbines, warehouses and the like on the emergence of fire hazards out. This is done by using sensors to detect hazard characteristics, so-called fire or spark characteristics.
  • Fire detection systems are known from the prior art, in which one or more fire detectors are installed in a room or in an area to be monitored. If the sensors installed in the fire detectors detect the respective fire characteristic, they send an alarm signal to an alarm signal receiving device.
  • a gas alarm panel for example, a radio control panel, a fire alarm panel and / or extinguishing control center, a control center for controlling non-extinguishing functions (such as parking facilities, for operating shut-off devices for material or energy flows, for opening and closing Materialaustragsklappen) and the like ,
  • a fire detector is understood to mean a detector for detecting fire and / or hazard parameters and spark detection, in particular electromagnetic radiation as fire parameters and / or danger parameters Radiation, aerosols (especially smoke aerosols), temperatures, gas concentrations, gas compositions and / or changes in concentration of certain gaseous components of fire gases, thermal decomposition products, toxic or combustible gases are understood.
  • the document DE 10 2006 055 617 A1 relates to the fire protection of technical installations and plant buildings, in particular a fire alarm system.
  • the fire alarm system includes a fire alarm panel coupled to various sensors for detecting environmental conditions.
  • Sensors are to be detected in a danger zone around hazards and their sizes.
  • the sensors are fire detectors, for example.
  • Fire control panel is not located in or near the danger area, but is placed in another location, for example in another room.
  • the document DE 198 45 553 C2 relates to a fire detector with a sensor system, which is formed from various sensors and with a control and evaluation.
  • the fire detector transmits an evaluated fire alarm signal to a fire alarm control panel via a bus interface.
  • the document EP 1 052 607 A1 discloses a method and a device for the parameterization of a security system.
  • the security system comprises a control center, from which several danger detectors, such as fire or Intusion detectors, are connected via a detector bus.
  • the parameterization of the control panel via a connected via a communication connection to the interface of the control panel PC.
  • US 2013/0315605 A1 relates to a security system, such as a fire alarm system within a building.
  • the system has a plurality of detectors which are connected to one another or coupled to one another via a network.
  • Each of the fire alarm sensors is registered in the fire alarm system and registered accordingly. If a sensor is replaced, is the newly installed sensor is reconfigured in the system so that it can at least be localized in the fire alarm system.
  • multi-sensor fire detectors are known in which a plurality of sensors are permanently installed in a housing together with an evaluation unit.
  • an evaluation unit for example.
  • One of the sensors the whole detector must be replaced, and for this period no monitoring can take place.
  • the range of application of such detectors is also very limited.
  • evaluation electronics are installed in addition to the pure sensors in a fire detector according to the state of the art. Since fire alarms must be installed in or at least very close to the danger area in order to reliably detect hazards, the fire detectors must meet high safety requirements and environmental requirements, for example with regard to their suitability for use in potentially explosive atmospheres (resistance to ignition), their resistance to high levels of fire safety Temperatures, electromagnetic radiation, or tightness against fluid entry (gaseous or liquid). Depending on the working environment, the fire detectors must also be dust-proof.
  • the invention was based on the object of specifying a fire detector which as far as possible overcomes the disadvantages found in the prior art.
  • the invention was based on the object of specifying a fire detector, which offers at low system costs undiminished high protection of the sensors from environmental influences in the danger areas.
  • the invention was in particular the object of specifying a fire detector installed in fire alarm systems with little effort and especially retrofitted, maintained and can be rededicated for the detection of other hazard characteristics.
  • the invention was in particular the object of proposing a fire detector that is flexible to handle in terms of its installation, and in particular in particularly cramped conditions, such as in the object protection of machine tools, can be installed.
  • the invention solves the underlying task by proposing a modular multi-sensor fire detector according to claim 1.
  • the modular multi-sensor fire detector has an evaluation unit and a plurality of sensor heads, which are arranged spatially spaced from the evaluation unit, and which are connected signal-conducting with the evaluation unit, wherein the evaluation unit is signal conductively connected to a spatially spaced alarm signal receiving device, so that the evaluation unit, the sensor heads and the alarm signal receiving means are not integrated in a common or in a plurality of housings mounted together.
  • the invention accordingly makes use of the knowledge that the protection of the sensor head, which is arranged directly in the danger zone, is given a higher priority than the protection of the evaluation unit, which does not necessarily have to be arranged in the danger zone.
  • the sensor heads according to the invention are spatially separated from the evaluation unit following this approach. This has several advantages: On the one hand, the sensor heads, due to their separation from the evaluation unit, allow a much more compact design than the prior art and can be installed in locations where conventional detectors can not be used.
  • the evaluation unit which is spatially separated from both the sensor head and the alarm signal receiving device, converts the detector architecture into a three-stage system in which the sensor head represents the first stage, the evaluation unit the second stage, and the alarm signal receiving device the third stage of a fire alarm system.
  • locally deposited is meant that the so-called elements structurally separated from each other, in particular not integrated in a common or multiple housings mounted together, and are spatially spaced from each other.
  • the evaluation unit, the sensor heads and the alarm signal receiving device are not integrated in a common or in several housings mounted together.
  • the evaluation unit is set up to be optionally signal-connected to a plurality of sensor heads of different or the same type. This significantly increases the flexibility of the fire detector according to the invention to the effect that always the same evaluation unit can be used in conjunction with a locally required combination of sensor heads.
  • the evaluation unit is preferably set up to send an alarm signal adapted to the communication with the alarm signal receiving device, irrespective of the sensor head compatible with it. This significantly reduces the cost of the device and programming on the part of the alarm signal receiving device. Regardless of which sensors are used, the alarm signal receiving device is always sent the appropriate signal in the presence of a hazard. In this way, the evaluation unit takes over the evaluation of the alarm signals transmitted by the sensor heads as an upstream signal processing or interpretation unit. The technical effect of such "distributed intelligence" leads to a reduction in response times, since the alarm signal receiving unit is relieved by the upstream, decentralized evaluation.
  • the invention is further developed in that the evaluation unit has a plurality of first interfaces for signal-conducting connection of the evaluation unit with the sensor heads, and at least one second interface for the signal-conducting connection Evaluation unit with the alarm signal receiving device.
  • the alarm signal receiving device reference is made to the above definition.
  • the evaluation unit is preferably set up for bidirectional data transmission by means of the first and / or second interface.
  • This is understood to mean that the interfaces themselves are thus also set up for the aforementioned bidirectional data transmission.
  • this is understood to mean that the sensor head and / or the alarm signal receiving device are each set up for bidirectional data transmission by means of a corresponding interface.
  • the bidirectionality of the data transmission not only makes it possible to send danger signals from the sensor heads in the direction of the evaluation and corresponding alarm signals from this in the direction of the alarm signal receiving direction, but conversely, the transmission of information from the alarm signal receiving device to the evaluation, and of the evaluation unit to the sensor heads.
  • the evaluation unit is adapted to interpret by the first interfaces received from the sensor heads hazard signals to the presence of an alarm case, and to generate in the presence of an alarm case representative of the alarm case alarm signal and by means of the second interface to send to the alarm signal receiving device.
  • the evaluation unit preferably has a correspondingly programmed computer unit.
  • the evaluation unit is configured to interpret the hazard signals as a function of one or more configuration parameters.
  • the configuration parameters are preferably stored in the evaluation unit, and / or the evaluation unit is configured to receive the configuration parameters by means of the second interface and / or by means of a dedicated third interface.
  • the evaluation unit is "taught" how to handle various sensor heads by defining the configuration parameters as to how the evaluation unit has to interpret the danger signals received from the respective sensor heads
  • the configuration parameters preferably comprise one, several or all of the following:
  • Type or types of sensor heads one or more threshold values of the danger signals transmitted by the sensor heads, as a result of which the evaluation unit registers the danger signal from the respective sensor head,
  • the evaluation unit is configured to receive, preferably by means of the second interface, at least one of: firmware, configuration data, control commands, respectively for the sensor heads, and preferably for forwarding the received data to the sensor heads.
  • configuration values are threshold values for a measured parameter from which a danger signal is generated, or threshold values from which a malfunction of the sensor head is detected, for example the degree of contamination for optical sensors.
  • the evaluation unit is preferably configured to receive the aforementioned elements by means of the third interface.
  • At least one of the sensor heads is set up to perform a function self-test depending on the receipt of a corresponding control command, and an information element representative of the existence or non-existence of the function self-test, for example in the form of a file or a discrete value , Tags, etc., to be stored in a memory and / or transmitted to the evaluation unit.
  • the control commands include a command for performing the function self-test.
  • the existing configuration data are used.
  • the detector according to the invention is further developed in that the sensor head or at least one of the sensor heads has a data memory and is adapted to the measured fire and / or danger parameter values in the data memory deposit, wherein the control commands include a command for reading and / or resetting the data memory.
  • the sensor head is adapted to
  • the sensor head has a temperature sensor for detecting the temperature in the interior of the sensor head and is furthermore preferably designed to
  • value history examples include, but are not limited to, the actual temperature inside the sensor head, minimum and / or maximum temperature to which the sensor head has been exposed, minimum and / or maximum smoke aerosol, gas, and / or radiation concentrations.
  • the detection and storage of the temperatures at the sensor head offers the possibility to create a temperature history, which documents when the sensor head was exposed to which temperatures. With rising temperatures, the sensors installed in the sensor heads sometimes accelerate, depending on the type. Accordingly, a sensor that has been exposed to frequent high temperatures may have a slightly different response than a sensor that was not.
  • an operator such as maintenance personnel, or preferably the evaluation unit itself can recognize whether the sensor head is still usable, or must be changed.
  • Resetting the temperature value memory is advantageously used when the sensor head, for example, by changing a sensor array or the like, has been repaired. Further preferably, the sensor head is set up to register predetermined events and deposit each time stamp as an event history in the data memory (or a dedicated data memory).
  • predetermined events include the number of performed functional tests, the number of self-calibrations performed, the number of performed maintenance, the number of occurring faults, the number of previous danger signal messages, as well as the value history and / or the event history.
  • the sensor head or at least one of the sensor heads is arranged to perform a self-calibration in response to receiving a corresponding control command, wherein the control commands include a command to perform the self-calibration.
  • the adaptation of threshold values stored in the sensor head to trigger a danger signal preferably takes place on those background characteristics which are already present in the absence of the fire parameter and are detected by the sensor head.
  • the sensor head is preferably designed for executing a program routine by means of which background disturbance variables such as, for example, the ambient temperature, a basic level of electromagnetic radiation, a gas concentration or concentration values of various gases, smoke particle concentrations, and the like. be recorded.
  • the background disturbances are preferably stored in a memory of the sensor head and / or the evaluation unit.
  • the sensor head is preferably set up to define threshold values and / or to select sensitivity levels of the sensor system as part of the self-calibration on the basis of (depending on) the background disturbance variables, the switching in particular to predefined sensitivity levels being initiated. Further preferably, the sensor head is set up to store the previously defined threshold values of the background disturbance variables and / or the set sensitivity levels in a memory.
  • the evaluation unit or the sensor head or at least one of the sensor heads for resetting the value history and / or the event history in the data memory, in response to receiving a corresponding control command (B) is set the control commands a command to perform the reset include.
  • the evaluation unit in particular its computer unit, is configured to send a request signal to the sensor heads by means of the first interfaces, and to receive sensor head data from a memory of the sensor heads in response to the request signal.
  • the sensor head data includes one, several, or all of the following: the sensor type, a sensor ID, sensor head manufacturing data, the software or firmware version used by the sensor head, sensor status data such as accumulated operating hours, maintenance intervals, remaining number of operating hours until the next maintenance interval is reached, sensor head configuration data, the value history and / or the event history from the data memory of the sensor head.
  • the evaluation unit is preferably set up to identify the sensor heads connected by means of the respectively addressed interface as a function of the received sensor head data. This makes it possible to signal-connect a suitably preconfigured evaluation unit by means of plug and play at the place of use with the respectively required sensor heads, whereupon the evaluation unit preferably automatically carries out the identification of the connected sensor heads and sets itself up.
  • the embodiment of the detector according to the invention with a third interface is preferably further developed in that the third interface is set up for connecting a configuration device, in particular a portable computer, tablet, proprietary service device or mobile telephone, for feeding in, reading out and / or processing the following: configuration parameters, Sensor head data Configuration data, contents of the data memory of the sensor head, firmware, control commands.
  • a configuration device in particular a portable computer, tablet, proprietary service device or mobile telephone
  • configuration parameters for feeding in, reading out and / or processing the following: configuration parameters, Sensor head data Configuration data, contents of the data memory of the sensor head, firmware, control commands.
  • the signal-conducting connection for data exchange understood, which can be done both wired and wireless.
  • the evaluation unit is set up to receive one, several or all of the following by the second interface from the alarm signal receiving device: configuration parameters, sensor head data configuration data, firmware, control commands, wherein the alarm signal receiving device is preferably adapted to feed, read out and / or edit.
  • the evaluation unit is preferably set up to forward at least the configuration data, and / or the firmware, and / or the control commands to the sensor head.
  • the detector preferably has one or more hardware switches, preferably DIP switches and / or coded rotary switches for manually selecting the configuration parameters for the first interfaces to which the sensor heads are to be connected on.
  • the evaluation unit in particular a computer unit integrated in the evaluation unit, is set up in a particularly preferred embodiment for performing a device mode for identifying the sensor heads connected to the evaluation unit, and preferably for automatic selection of suitable configuration parameters depending on the identification of the connected sensor heads.
  • the computer unit is preferably programmed by means of an appropriate software.
  • the evaluation unit preferably has at least one externally, in particular manually, activatable switching element for activating, preferably for starting, and preferably for terminating the device mode, wherein the switching element is designed, for example, as a magnetic field sensor, pushbutton or magnetically actuated reed contact.
  • the setup mode described below shows the advantages of the modular multi-sensor concept according to the invention.
  • the set-up mode represents a method which, embodied in particular on a fire detector according to one of the preferred embodiments described above and below, constitutes both a preferred embodiment of the fire detector and a functionally implemented function of the evaluation unit, as well as an independent aspect of the invention.
  • the setup mode preferably comprises the following steps:
  • the operating mode is understood to mean that the sensor heads work and detect fire and / or hazard characteristics or spark characteristics, and the evaluation unit is ready to receive danger signals at the first interfaces.
  • the sensor heads are first connected before the setup mode is activated.
  • the evaluation unit is set up to continue the operating mode in the operating mode in the presence of an interference signal of one or more sensor heads and to wait for danger signals from those sensor heads that do not report a fault.
  • the evaluation unit is set up to resolve the multi-detector dependency in the event of a fault in one of the sensor heads involved in the multi-detector dependency and to wait for danger signals from the sensor heads in a single detector dependency. which do not report a fault.
  • the evaluation unit is set up to report an interference signal after removal of a sensor head reporting a malfunction.
  • the evaluation unit is additionally set up to acknowledge the interference signal itself when connecting a type-identical sensor head instead of the previously removed sensor head.
  • the evaluation unit is configured to output a request signal for acknowledging the interference signal and for performing a re-identification of the connected sensor head when connecting a sensor head of different types instead of the previously removed sensor head.
  • the evaluation unit is set up to acknowledge the interfering signal itself when connecting a sensor head of different types instead of the previously removed sensor head and to automatically carry out a new identification of the connected sensor head.
  • the termination of the setup mode is preferably done
  • the fire and / or radio detector architecture described with reference to the above embodiments is adapted to be used with a plurality of different sensor heads in any combination.
  • the sensor heads of the detector according to the invention comprise at least one housing, a (main) sensor and an interface for transmitting hazardous signals and are for detecting electromagnetic radiation of sparks and / or flames, for detecting a temperature, preferably the ambient temperature or the housing temperature in the interior of the Sensor head, the detection of gas concentrations and / or gas compositions and / or changes in concentration of certain gaseous components of fire gases, thermal decomposition products, toxic or combustible gases, or of aerosols, in particular smoke aerosols set up.
  • Particularly preferred combinations of sensor heads on the fire and / or spark detector according to the invention are: a) two or more spark sensor heads,
  • a spark sensor head combined with a flame detector sensor head and a temperature sensor head
  • the system architecture offers a flexible adaptation to different protection concepts and enables the detection of different fire characteristics depending on the fire risk in the respective environment.
  • a flexible adaptation for a variety of manufacturing processes, types of material storage or material transport and material, for example, even in the monitoring of logistical processes in factories allows.
  • the sensor heads each have a signal processing unit which is set up to normalize the danger signal and to transmit it as standardized sensor head output signal to the evaluation unit.
  • the danger signal is preferably converted into a discrete value, for example 0 or 1, the respective converted discrete value representing danger or no danger.
  • the discrete value 0 stands for “no danger” while the discrete value 1 stands for “danger”.
  • the sensor head standardization simplifies the signal and data processing on the part of the evaluation unit and unifies the signal output for the sensor heads.
  • the evaluation unit must then be configured to a lesser extent since they "know” from the beginning that the sensor heads transmit only the standardized values for "danger” or "no danger” to them.
  • the invention further relates to a fire alarm system.
  • This is analogous to the multi-sensor fire detector according to the invention a system for fire and / or spark message and / or gas message understood.
  • the invention solves the underlying task, initially described analogous to a fire alarm system by this has at least one modular multi-sensor fire detector according to one of the preferred embodiments described above, and an alarm signal receiving device, which signal conductively connected to the modular multi-sensor fire detector, and locally of it is spaced.
  • an alarm signal receiving device which signal conductively connected to the modular multi-sensor fire detector, and locally of it is spaced.
  • a smoldering fire can occur, which would not be detected with a pure spark detector.
  • a spark sensor head is operated in combination with a fire gas sensor head in the fire alarm system, a fire alarm can still be emitted despite the undetected spark or glowing particle by means of the gas detection.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a detector according to a preferred embodiment of the invention
  • FIGS. 2a-c different views of an evaluation of the detector according to
  • Figure 1 is a schematic representation of a fire detection system according to a preferred embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows a modular multi-sensor fire and / or spark detector 300 (hereinafter: detector 300).
  • detector 300 has a plurality of sensor heads 100 which are each set up for detecting a fire parameter, for example for detecting electromagnetic radiation, gas, smoke and / or temperatures.
  • the sensor heads 100 are all shown the same for the sake of simplicity, but may be sensor heads of different types.
  • the detector 300 has, in addition to the sensor heads 100, a spatially-spaced evaluation unit 200.
  • the evaluation unit 200 is signal-conducting connected to the sensor heads 100 which are in turn spatially separated therefrom, in the present exemplary embodiment by means of a data line 150.
  • the data line preferably serves as a power supply for the sensor heads.
  • the signal-conducting connection between the evaluation unit 200 and the sensor heads 100 could also be wireless, in which case the sensor heads have a dedicated power supply.
  • the evaluation unit 200 has a plurality of first interfaces 219, by means of which the sensor heads 100 are signal-connected to the evaluation unit 200.
  • the sensor heads 100 each have a corresponding interface 104 for this purpose.
  • the distances between the sensor heads and the evaluation unit are preferably 20 cm or more, in particular up to several meters. The distance from the evaluation unit to the alarm signal receiving device are set within the scope of the possible remote data transmission modes no limits.
  • the evaluation unit 200 has a relatively larger housing 201 in one of the sensor heads 100 comparatively lower protection class.
  • the evaluation unit 200 also has a second interface 208, which is designed for, preferably bidirectional, data transmission with an alarm signal receiving device (301) (see FIG. 3).
  • the second interface 208 is at the same time the current or voltage supply of the evaluation unit 200.
  • further second interfaces are advantageous, which guarantee, for example, wireless communication with the alarm signal receiving unit 301 (see FIG.
  • the sensor heads preferably comprise, in addition to their main sensor for detecting one of the fire or hazard parameters or sparks listed above, in each case a temperature sensor 1 10 which is set up to detect the temperature in the interior of the housing of the sensor heads 100.
  • the sensor heads are preferably further formed with a data storage memory 105.
  • the sensor heads 100 also have a signal processing unit 106.
  • the data memory 105 also stores a value history and / or an event history in accordance with the preferred embodiments generally described above.
  • the data lines 150 preferably each have an identification label 151 on which operator information such as, for example, the type of data line or the type of the connected sensor head 100 are stored.
  • FIGS. 2a-c show the evaluation unit 200 in several views.
  • a protective cap 203 which is attached to the housing 201 on the side of the first interfaces 219, is shown in FIGS. 2a-c.
  • the protective cap 203 protects against unintentional release of the data lines from the first interfaces 219 and protects the connection against external force (such as shocks, shocks).
  • the protective cap 203 is secured captively to the housing 201 by means of fastening means 205, for example screw connections.
  • a third interface 222 is indicated in addition to the second interface 208.
  • the third interface 222 is set up to communicate preferably bidirectionally signal-conducting with a configuration device such as, for example, a portable computer, tablet, service device or mobile telephone.
  • the fire alarm system 400 further comprises the alarm signal receiving device 301, which preferably according to the above described preferred embodiments is formed.
  • the evaluation unit 200 is locally spaced from the alarm signal receiving device 301, which is formed in this embodiment as a fire alarm and / or extinguishing control center.
  • the configuration of the evaluation unit 200 preferably takes place via one or more hardware switching elements 242, for example DIP switches, and / or via the third interface 222.
  • the third interface 222 preferably receives from one Configuration device 221, such as a portable computer, tablet, service device or mobile phone, a plurality or all of the following: configuration parameters K, firmware F, configuration data D, control commands B.
  • the received elements are from an electronic module 212, comprising a computer unit 206, for example in Form of a microcontroller, processed and / or forwarded by means of the first interfaces 219 to the sensor heads 100.
  • firmware data F configuration data D
  • control commands B for actuating the sensor heads 100, for example for self-testing or self-calibration measures.
  • the elements K, F, D, and B could alternatively also be recorded by means of the third interface 222, and / or by the alarm signal receiving device 301 and via the second interface 208, provided that the respective interfaces for bidirectional data transmission are set up.
  • the evaluation unit 200 is set up by means of the electronic module 212 and the computer unit 206 to store the received configuration parameters K in a memory 215 and to configure the first interfaces 219 on the basis of the configuration parameters K.
  • the first interfaces 219 are configured, at least, such that the evaluation unit 300 allocates, for each of the first interfaces 219, whether a sensor head 100 is to be connected to the interface for operation, and preferably of what type the sensor head 100 is to be connected ,
  • the evaluation unit 200 is set up to generate an alarm signal S A on the basis of the configuration parameters K if danger signals S G or normalized danger signals S ou t are received by the first interfaces 219 in a predefined constellation.
  • Different constellations can be, for example, the following:
  • First interfaces 219 which are not to be used during operation, are preferably closed by means of a cap 220.
  • one or more configuration parameters K are provided, either directly by means of the hardware switching elements 242, from the memory 215 of the evaluation unit 200 or by means of the third interface 222.
  • a device mode is started at the evaluation unit 200, either via the configuration device 221 third interface 222, or via one or more separate, externally, in particular manually, controllable switching elements 216, 217, which are preferably designed as magnetically actuated reed contacts.
  • the evaluation unit 200 sends a request signal S req via those first interfaces 219, which are assigned to a sensor head 100 by means of the configuration parameters K, via those first interfaces 219. Is received unless the request signal S req via the interface 104 from the sensor heads 100, the sensor heads provide 100 sensor head data 1 17 219 to the first interfaces If the signal S is not req by the sensor heads 100, an interference signal is generated.
  • the evaluation unit is set up to match the sensor head data received from the sensor heads 100 with the configuration parameters K previously provided to it. Do the sensor head data 1 17 for the respective sensor head 100 at the respective first interface 219 match, i. E. if the sensor head is actually connected to the first interface 219, which has been previously assigned by means of the configuration parameter K, the evaluation unit 200 preferably generates an acknowledgment signal or information element.
  • the setup mode is automatically terminated and the operating mode is entered.
  • the operator is hereby notified, preferably by optical and / or acoustic indication, and the setting-up mode is also terminated, without, however, entering the operating mode.
  • An interference signal is preferably generated not only when there has been no transmission of sensor head data to evaluation unit 200, but also when sensor head data 11 has been transmitted, but these do not agree with the previously provided configuration parameters K for the respective first interface 219.
  • the invention provides a particularly simple way of installing a complex, modular multi-sensor fire and / or spark detector system.
  • the device and interpretation of the danger signals provided by the sensor heads is preferably automatically taken over by the evaluation unit, so that the rather complex multisensor detector communicates to the outside, ie to the alarm signal receiving device 301, like a single detector. Particularly in the case of complex objects with a large number of areas to be monitored and a large number of detectors used, this ensures considerable relief on the part of the alarm signal receiving device.
  • the multi-sensor fire detector according to the invention plays the strength of its compact design and distributed architecture in cramped environments.
  • Interface sensor head 104 central data storage 105th
  • Computer unit 206 second interface 208
  • Configuration device 221 third interface 222

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen modularen Multisensor-Brandmelder (300). Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass der Melder (300) eine Auswerteinheit (200), und mehrere Sensorköpfen (100) aufweist, die zu der Auswerteinheit (200) örtlich beabstandet angeordnet und signalleitend mit der Auswerteinheit (200) verbunden sind, wobei die Auswerteinheit (200) signalleitend mit einer örtlich beabstandeten Alarmsignalempfangseinrichtung (301) verbindbar ist, so dass die Auswerteinheit (200), die Sensorköpfe (100) und die Alarmsignalempfangseinrichtung (301) nicht in einem gemeinsamen oder in mehreren zusammen montierten Gehäusen integriert sind. Die Erfindung betrifft ferner ein Brandmeldesystem mit einem solchen Melder.

Description

Modularer Multisensor-Brand- und/oder Funkenmelder
Die Erfindung betrifft einen modularen Multisensor-Brandmelder, Sowie ein Brandmeldesystem mit selbigem.
Brandmelder und Funkenmelder werden in allgemein bekannter Weise eingesetzt, um Objekte, beispielsweise Maschinen, Fertigungsprozesse, Gasturbinen, Lager u.a auf Entstehen von Brandgefahren hin zu überwachen. Dies geschieht, indem Sensoren zum Erkennen von Gefahrkenngrößen, sogenannten Brand- oder Funkenkenngrößen eingesetzt werden. Aus dem Stand der Technik sind Brandmeldesysteme bekannt, bei denen in einem Raum oder in einem zu überwachenden Bereich ein oder auch mehrere Brandmelder installiert sind. Falls die in den Brandmeldern verbauten Sensoren die jeweilige Brandkenngröße erfassen, senden sie ein Alarmsignal an eine Alarmsignalempfangseinrichtung. Hierunter wird erfindungsgemäß beispielsweise eine Gasmeldezentrale, eine Funkenmeldezentrale, eine Brandmelderzentrale und/oder Löschsteuerzentrale, eine Zentrale zum Steuern von Nichtlöschfunktionen (etwa zum Abstellen von Anlagen, zum Bedienen von Absperrorganen für Material- oder Energieströme, zum Öffnen und Schließen von Materialaustragsklappen) und dergleichen verstanden.
Unter einem Brandmelder wird erfindungsgemäß ein Melder zum Erkennen von Brand- und/oder Gefahrenkenngrößen und zur Funkenerkennung verstanden, wobei als Brandkenngrößen und/oder Gefahrenkenngrößen insbesondere elektromagnetische Strahlung, Aerosole (insbesondere Rauchaerosole), Temperaturen, Gaskonzentrationen, Gaszusammensetzungen und/oder Konzentrationsänderungen bestimmter gasförmiger Bestandteile von Brandgasen, thermischer Zersetzungsprodukte, toxischer oder brennbarer Gase verstanden werden.
Bekannt sind somit sogenannte zweistufige Systeme, bei denen im Gefahrbereich der Brandmelder angeordnet ist, während an einem, teilweise weit entfernten, anderen Ort die Alarmsignalempfangseinrichtung positioniert ist.
Das Dokument DE 10 2006 055 617 A1 betrifft den Brandschutz von technischen Anlagen und Anlagengebäuden, insbesondere ein Brandmeldesystem. Das Brandmeldesystem umfasst eine Brandmeldezentrale, die mit verschiedenen Sensoren zur Erfassung von Umgebungsbedingungen gekoppelt ist. Die
Sensoren sind einem Gefahrenbereich um Gefahren und deren Größen zu erfassen. Die Sensoren stellen beispielsweise Brandmelder dar. Die
Brandmeldezentrale befindet sich nicht im oder in der Nähe des Gefahrenbereiches, sondern ist an einem anderen Ort, beispielsweise in einem anderen Raum platziert. Das Dokument DE 198 45 553 C2 betrifft einen Brandmelder mit einer Sensorik, welche aus verschiedenen Sensoren gebildet wird und mit einem Steuer- und Auswertegerät. Über eine Busschnittstelle gibt der Brandmelder ein ausgewertetes Brandmeldesignal an eine Brandmeldezentrale.
Das Dokument EP 1 052 607 A1 offenbart ein Verfahren und eine Einrichtung zur Parametrierung einer Sicherheitsanlage. Die Sicherheitsanlage umfasst eine Zentrale, von der aus über einen Melderbus mehrere Gefahrenmelder, wie Brand- oder Intusionsmelder, angeschlossen sind. Die Parametrierung der Zentrale erfolgt über einen mittels einer Kommunikationsverbindung mit der Schnittstelle der Zentrale verbundenen PC.
US 2013/0315605 A1 bezieht sich auf ein Sicherheitssystem, wie beispielsweise eine Brandmeldeanlage innerhalb eines Gebäudes. Die Anlage weist eine Vielzahl von Detektoren auf, die unter einander verbunden beziehungsweise über ein Netzwerk miteinander gekoppelt sind. Jeder der Brandmeldesensoren ist in der Brandmeldeanlage angemeldet und entsprechend registriert. Wird ein Sensor ausgetauscht, wird der neu installierte Sensor im System rekonfiguriert, um diesen in der Brandmeldeanlage zumindest lokalisieren zu können.
Es sind ferner Multisensor-Brandmelder bekannt, bei denen mehrere Sensoren in einem Gehäuse zusammen mit einer Auswerteinheit fest verbaut sind. Hier wird als Nachteil angesehen, dass bei Ausfall bereits eines Bestandteils, bspw. eines der Sensoren, der ganze Melder getauscht werden muss, und für diesen Zeitraum keine Überwachung stattfinden kann. Der Einsatzbereich solcher Melder ist zudem stark limitiert.
Zum Ausüben der notwendigen technischen Funktionen ist zusätzlich zu der reinen Sensorik in einem Brandmelder nach dem Stand der Technik auch Auswerteelektronik verbaut. Da Brandmelder im oder zumindest sehr nah am Gefahrenbereich angebracht werden müssen, um zuverlässig eine Gefahrenerkennung gewährleisten zu können, müssen die Brandmelder hohen Sicherheitsanforderungen und Umweltanforderungen genügen, beispielsweise hinsichtlich ihrer Eignung für den Einsatz in explosionsgefähr- deten Bereichen (Zünddurchschlagssicherheit), ihrer Resistenz gegen hohe Temperaturen, elektromagnetische Strahlung, oder Dichtheit gegen Fluideintritt (gasförmig oder flüssig). Je nach Arbeitsumgebung müssen die Brandmelder auch staubgeschützt sein.
Das Unterbringen der Brandmelder in entsprechend sicher klassifizierten Gehäusen erfordert einen hohen konstruktiven und hinsichtlich der Zulassung formalen Aufwand.
Ferner sind in bestimmten Räumen nicht nur ein, sondern mehrere potentielle Gefahrenquellen zu überwachen, oder es sind mehr als ein Brandmelder notwendig, um das Auftreten eines Gefahrenereignisses sicher bestimmen zu können. Letzteres ist im Stand der Technik unter Mehrmelderabhängigkeit bekannt. Ein erster Melder meldet eine Gefahr, die ein zweiter Melder gleichen oder anderen Typs zunächst noch verifizieren muss, bevor auf das Vorhandensein einer Brand- und/oder Funkengefahr geschlossen werden kann. Diese Analyse der Signale mehrerer Melder wird im Stand der Technik auf Seiten der Alarmsignalempfangseinrichtung vorgenommen, was dort einen hohen Aufwand erfordert. Zudem ist der Installationsaufwand eines solchen Mehrmeldersystems und dessen Abstimmung mit der Alarmsignalempfangseinrichtung als nachteilig empfunden. Dies gilt insbesondere in komplexen zu überwachenden Objekten mit einer Vielzahl von zu überwachenden Bereichen und entsprechend großer Anzahl an Meldern. Der Erfindung lag vor diesem Hintergrund die Aufgabe zugrunde, einen Brandmelder anzugeben, der die im Stand der Technik aufgefundenen Nachteile möglichst weitgehend überwindet. Insbesondere lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Brandmelder anzugeben, der bei günstigen Systemkosten unvermindert hohen Schutz der Sensoren vor Umwelteinflüssen in den Gefahrenbereichen bietet. Ferner lag der Erfindung insbesondere die Aufgabe zugrunde, einen Brandmelder anzugeben, der in Brandmeldesystemen mit geringem Aufwand installiert und vor allem nachgerüstet, gewartet und für die Erfassung anderer Gefahrenkenngrößen umgewidmet werden kann. Zudem lag der Erfindung insbesondere die Aufgabe zugrunde, einen Brandmelder vorzuschlagen, der hinsichtlich seiner Montage flexibel handhabbar ist, und insbesondere in besonders beengten Verhältnissen, wie beispielsweise im Objektschutz von Werkzeugmaschinen, installiert werden kann.
Die Erfindung löst die ihr zugrunde liegende Aufgabe, indem sie einen modularen Multisensor-Brandmelder gemäß Anspruch 1 vorschlägt. Der modulare Multisensor- Brandmelder weist eine Auswerteinheit und mehre Sensorköpfe auf, die zu der Auswerteinheit örtlich beabstandet angeordnet sind, und die signalleitend mit der Auswerteinheit verbunden sind, wobei die Auswerteinheit signalleitend mit einer örtlich beabstandeten Alarmsignalempfangseinrichtung verbindbar ist, so dass die Auswerteinheit, die Sensorköpfe und die Alarmsignalempfangseinrichtung nicht in einem gemeinsamen oder in mehreren zusammen montierten Gehäusen integriert sind.
Die Erfindung macht sich demgemäß die Erkenntnis zunutze, dass der Schutz des Sensorkopfes, welcher unmittelbar im Gefahrenbereich angeordnet wird, höher priorisiert wird als der Schutz der Auswerteinheit, welche nicht notwendigerweise im Gefahrenbereich angeordnet werden muss. Die Sensorköpfe werden erfindungsgemäß diesem Ansatz folgend räumlich von der Auswerteinheit abgesetzt. Dies hat gleich mehrere Vorteile: Zum einen ermöglichen die Sensorköpfe aufgrund ihrer Separation von der Auswerteinheit eine deutlich kompaktere Bauform als der Stand der Technik und können an Orten installiert werden, wo konventionelle Melder nicht eingesetzt werden können. Zum anderen steigen die Flexibilität des Einsatzes und die Wartbarkeit; die Auswerteinheit, die sowohl von dem Sensorkopf als auch von der Alarmsignalempfangseinrichtung örtlich abgesetzt ist, überführt die Melderarchitektur in ein dreistufiges System, bei dem der Sensorkopf die erste Stufe darstellt, die Auswerteinheit die zweite Stufe, und die Alarmsignalempfangseinrichtung die dritte Stufe eines Brandmeldesystems. Unter„örtlich abgesetzt" wird verstanden, dass die so bezeichneten Elemente baulich voneinander getrennt, insbesondere nicht in einem gemeinsamen oder mehreren zusammen montierten Gehäusen integriert, und räumlich voneinander beabstandet sind.
Die Auswerteinheit, die Sensorköpfe und die Alarmsignalempfangseinrichtung sind nicht in einem gemeinsamen oder in mehreren zusammen montierten Gehäusen integriert.
Erfindungsgemäß wird es nun möglich, jeweils nur die Sensorköpfe entsprechend der lokalen Anforderungen gegen Umgebungseinflüsse zu schützen, während für die Auswerteinheit selbst ein Standardgehäuse für alle Anwendungsfälle verwendet werden kann, während in Gefahrenbereichen eingesetzte Sensorköpfe besonders geschützt sind, beispielsweise mittels explosionsgeschützter, staub- und/oder gaseintrittsgeschützter Gehäuse oder mit hoher IP-Schutzart. Dies reduziert die Bauteilekomplexität erheblich und führt zu einer günstigeren Kostenbalance für das Gesamtsystem.
Erfindungsgemäß ist die Auswerteinheit dazu eingerichtet, wahlweise mit mehreren Sensorköpfen unterschiedlichen oder gleichen Typs signalleitend verbunden zu werden. Dies erhöht signifikant die Flexibilität des erfindungsgemäßen Brandmelders dahingehend, dass immer die gleiche Auswerteinheit in Verbindung mit einer jeweils lokal erforderlichen Kombination von Sensorköpfen verwendet werden kann.
Die Auswerteinheit ist erfindungsgemäß vorzugsweise dazu eingerichtet, unabhängig vom verwendeten, mit ihr kompatiblen Sensorkopf ein an die Kommunikation mit der Alarmsignalempfangseinrichtung angepasstes Alarmsignal an jene zu senden. Dies reduziert erheblich den Aufwand der Einrichtung und Programmierung auf Seiten der Alarmsignalempfangseinrichtung. Unabhängig davon, welche Sensoren verwendet werden, wird der Alarmsignalempfangseinrichtung immer das passende Signal beim Vorliegen einer Gefahr übermittelt. Die Auswerteinheit übernimmt auf diese Weise als vorgelagerte Signalverarbeitungs- oder Interpretationseinheit die Auswertung der von den Sensorköpfen übermittelten Alarmsignale. Der technische Effekt der dergestalt„verteilten Intelligenz" führt zu einer Reduzierung von Reaktionszeiten, da die Alarmsignalempfangseinheit durch die vorgelagerte, dezentrale Auswerteeinheit entlastet wird.
Die Erfindung wird dadurch weitergebildet, dass die Auswerteinheit mehrere erste Schnittstellen zur signalleitenden Verbindung der Auswerteinheit mit den Sensorköpfen aufweist, und mindestens eine zweite Schnittstelle zur signalleitenden Verbindung der Auswerteinheit mit der Alarmsignalempfangseinrichtung. Hinsichtlich der Alarmsignalempfangseinrichtung wird auf die vorstehende Definition verwiesen.
Die Auswerteinheit ist vorzugsweise zur bidirektionalen Datenübertragung mittels der ersten und/oder zweiten Schnittstelle eingerichtet. Hierunter wird verstanden, dass somit auch die Schnittstellen selbst zur vorgenannten bidirektionalen Datenübertragung eingerichtet sind. Ferner wird hierunter verstanden, dass auch der Sensorkopf und/oder die Alarmsignalempfangseinrichtung jeweils zur bidirektionalen Datenübertragung mittels einer korrespondierenden Schnittstelle eingerichtet sind. Die Bidirektionalität der Datenübertragung ermöglicht es nicht bloß, Gefahrsignale von den Sensorköpfen in Richtung der Auswerteinheit zu schicken und entsprechende Alarmsignale von dieser in Richtung der Alarmsignalempfangsrichtung, sondern umgekehrt auch das Senden von Informationen von der Alarmsignalempfangseinrichtung zur Auswerteinheit, und von der Auswerteinheit zu den Sensorköpfen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Melders ist die Auswerteinheit dazu eingerichtet, mittels der ersten Schnittstellen von den Sensorköpfen erhaltene Gefahrensignale auf das Vorliegen eines Alarmfalls hin zu interpretieren, und bei Vorliegen eines Alarmfalls ein für den Alarmfall repräsentatives Alarmsignal zu generieren und mittels der zweiten Schnittstelle an die Alarmsignalempfangseinrichtung zu senden. Hierzu weist die Auswerteinheit vorzugsweise eine entsprechend programmierte Rechnereinheit auf.
Weiter vorzugsweise ist die Auswerteinheit dazu eingerichtet, die Gefahrensignale in Abhängigkeit eines oder mehrerer Konfigurationsparameter zu interpretieren. Die Konfigurationsparameter sind vorzugsweise in der Auswerteinheit hinterlegt, und/oder die Auswerteinheit ist dazu eingerichtet, mittels der zweiten Schnittstelle und/oder mittels einer dedizierten dritten Schnittstelle die Konfigurationsparameter zu empfangen. Mittels der Konfigurationsparameter wird der Auswerteinheit der Umgang mit verschiedensten Sensorköpfen „beigebracht", indem die Konfigurationsparameter definieren, wie die Auswerteinheit die von den jeweiligen Sensorköpfen empfangenen Gefahrsignale zu interpretieren hat. Die Konfigurationsparameter umfassen vorzugsweise einen, mehrere oder sämtliche der Folgenden:
Anzahl der Sensorköpfe,
Typ oder Typen der Sensorköpfe, einen oder mehrere Schwellwerte der von den Sensorköpfen übermittelten Gefahrensignale, infolge deren Überschreitung die Auswerteinheit das Gefahrensignal vom jeweiligen Sensorkopf registriert,
Anzahl erforderlicher Gefahrensignalregistrierungen durch die Sensorköpfe, infolge derer die Auswerteinheit ein Alarmsignal mittels der zweiten Schnittstelle übermittelt, erforderliche zeitliche Abfolge der Gefahrensignalregistrierungen, infolge deren Auftreten die Auswerteinheit ein Alarmsignal mittels der zweiten Schnittstelle übermittelt,
Bereich eines erforderlichen zeitlichen Abstands, vorzugsweise maximaler zeitlicher Abstand, zwischen mehreren Gefahrensignalregistrierungen, infolge dessen Einhaltung die Auswerteinheit ein Alarmsignal mittels der zweiten Schnittstelle übermittelt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Auswerteinheit zum Empfang, vorzugsweise mittels der zweiten Schnittstelle, von zumindest einem von: Firmware, Konfigurationsdaten, Steuerbefehle, jeweils für die Sensorköpfe, sowie vorzugsweise zum Weiterleiten der empfangenen Daten an die Sensorköpfe eingerichtet. Unter Konfigurationsdaten werden beispielsweise Schwellwerte für eine gemessene Kenngröße, ab der ein Gefahrensignal erzeugt wird verstanden, oder Schwellwerte, ab deren Erreichen eine Funktionsstörung des Sensorkopfes erkannt wird, beispielsweise der Verschmutzungsgrad für optische Sensoren. Alternativ zu der zweiten Schnittstelle ist die Auswerteinheit vorzugsweise dazu eingerichtet, die vorstehend genannten Elemente mittels der dritten Schnittstelle zu empfangen.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist zumindest einer der Sensorköpfe dazu eingerichtet, in Abhängigkeit des Erhalts eines entsprechenden Steuerbefehls, einen Funktions-Selbsttest durchzuführen, und ein für das Bestehen oder Nichtbestehen des Funktions-Selbsttests repräsentatives Informationselement, beispielsweise in Form einer Datei oder eines diskreten Wertes, Tags etc., in einem Speicher zu hinterlegen und/oder an die Auswerteinheit zu übermitteln. Weiter vorzugsweise umfassen die Steuerbefehle einen Befehl zum Durchführen des Funktions-Selbsttests. Hierzu werden beispielsweise die vorhandenen Konfigurationsdaten genutzt.
Der erfindungsgemäße Melder wird dadurch weitergebildet, dass der Sensorkopf oder zumindest einer der Sensorköpfe einen Datenspeicher aufweist und dazu eingerichtet ist, die gemessenen Brand- und/oder Gefahrengrößenwerte, in dem Datenspeicher zu hinterlegen, wobei die Steuerbefehle einen Befehl zum Auslesen und/oder Zurücksetzen des Datenspeichers umfassen.
Vorzugsweise ist der Sensorkopf dazu eingerichtet,
- eine vorbestimmte Anzahl zuletzt erfasster Brand- und/oder Gefahrengrößenwerte, und/oder
- die Maxima und/oder Minima der erfassten Brand- und/oder Gefahrengrößenwerte jeweils mit Zeitstempel im Datenspeicher in einer Wert-Historie zu hinterlegen.
Vorzugsweise weist der Sensorkopf zusätzlich zu seinem Hauptsensor für die Erfassung der Brand- und/oder Gefahrenkenngrößen oder Funken einen Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur im Inneren des Sensorkopfes auf und ist weiter vorzugsweise dazu eingerichtet,
- eine vorbestimmte Anzahl zuletzt erfasster Temperaturwerte aus dem Inneren des Sensorkopfes, und/oder
- die Maxima und/oder Minima der erfassten Temperatur im Inneren des Sensorkopfes jeweils mit Zeitstempel im Datenspeicher in einer Wert-Historie zu hinterlegen.
Beispiele für Wert-Historie sind unter anderem, die aktuelle Temperatur im Inneren des Sensorkopfes, Mindest- und/oder Höchsttemperatur, der der Sensorkopf ausgesetzt wurde, minimale und/oder maximale Rauchaerosol-, Gas-, und/oder Strahlungskonzentrationen. Das Erfassen und Abspeichern der aufgetretenen Temperaturen am Sensorkopf bietet die Möglichkeit, eine Temperatur-Historie anzulegen, mit der dokumentiert wird, wann der Sensorkopf welchen Temperaturen ausgesetzt war. Mit steigenden Temperaturen altern die in den Sensorköpfen verbauten Sensoren je nach Typ mitunter beschleunigt. Ein Sensor, der schon häufiger hohen Temperaturen ausgesetzt war, wird dementsprechend möglicherweise ein etwas anderes Ansprechverhalten aufweisen als ein Sensor, der dies noch nicht war. Durch Auslesen des Temperaturwertspeichers kann ein Bediener, etwa Wartungspersonal, oder vorzugsweise die Auswerteinheit selbst erkennen, ob der Sensorkopf noch verwendbar ist, oder gewechselt werden muss. Das Zurücksetzen des Temperaturwertspeichers wird vorteilhaft dann eingesetzt, wenn der Sensorkopf, beispielsweise durch Wechseln eines Sensor-Arrays oder ähnlichem, wieder instand gesetzt wurde. Weiter vorzugsweise ist der Sensorkopf dazu eingerichtet, vorbestimmte Ereignisse zu registrieren und jeweils mit Zeitstempel als Ereignis-Historie in dem Datenspeicher (oder einem dedizierten Datenspeicher) zu hinterlegen.
Als vorbestimmte Ereignisse kommen beispielsweise die Anzahl durchgeführter Funktionstests, die Anzahl durchgeführter Selbstkalibrierungen, die Anzahl durchgeführter Wartungen, die Anzahl aufgetretener Störungen, die Anzahl zurückliegender Gefahrsignalmeldungen, sowie Zurücksetzungen der Wert-Historie und/oder der Ereignis-Historie in Betracht.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Sensorkopf oder zumindest einer der Sensorköpfe zum Durchführen einer Selbstkalibrierung in Abhängigkeit des Erhalts eines entsprechenden Steuerbefehls eingerichtet, wobei die Steuerbefehle einen Befehl zum Durchführen der Selbstkalibrierung umfassen. Im Rahmen der Selbstkalibrierung des Sensorkopfes erfolgt vorzugsweise die Anpassung von in dem Sensorkopf hinterlegten Schwellwerten zur Auslösung eines Gefahrsignals auf diejenigen Hintergrundkenngrößen, die bereits in Abwesenheit der Brandkenngröße vorhanden sind und vom Sensorkopf detektiert werden. Der Sensorkopf ist hierzu vorzugsweise zur Ausführung einer Programmroutine ausgebildet, mittels welcher Hintergrund-Störgrößen wie beispielsweise die Umgebungstemperatur, ein Grundpegel elektromagnetischer Strahlung, eine Gaskonzentration oder Konzentrationswerte verschiedener Gase, Rauchpartikelkonzentrationen u.a. erfasst werden. Die Hintergrund-Störgrößen werden vorzugsweise in einem Speicher des Sensorkopfes und/oder der Auswerteinheit hinterlegt. Der Sensorkopf ist vorzugsweise dazu eingerichtet, im Rahmen der Selbstkalibrierung auf Basis (in Abhängigkeit) der Hintergrund-Störgrößen Schwellwerte festzulegen und/oder Empfindlichkeitspegel der Sensorik auszuwählen, wobei insbesondere die Umschaltung auf vordefinierte Empfindlichkeitsstufen veranlasst wird. Weiter vorzugsweise ist der Sensorkopf dazu eingerichtet, die zuvor festgelegten Schwellwerte der Hintergrund-Störgrößen und/oder die eingestellten Empfindlichkeitspegel in einem Speicher zu hinterlegen.
Weiter vorzugsweise ist die Auswerteinheit oder der Sensorkopf oder zumindest einer der Sensorköpfe zum Zurücksetzen der Wert-Historie und/oder der Ereignis-Historie im Datenspeicher, in Abhängigkeit des Erhalts eines entsprechenden Steuerbefehls (B) eingerichtet, wobei die Steuerbefehle einen Befehl zum Durchführen der Zurücksetzung umfassen. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Melders ist die Auswerteinheit, insbesondere deren Rechnereinheit, dazu eingerichtet, ein Anforderungssignal mittels der ersten Schnittstellen an die Sensorköpfe zu senden, und als Antwort auf das Anforderungssignal Sensorkopfdaten aus einem Speicher der Sensorköpfe zu empfangen.
Die Sensorkopfdaten umfassen insbesondere eines, mehrere oder sämtliche der Folgenden: den Sensortyp, eine Sensor-ID, Fertigungsdaten des Sensorkopfes, die vom Sensorkopf verwendete Soft- bzw. Firmware-Version, Zustandsdaten des Sensors, wie etwa akkumulierte Betriebsstunden, Wartungsintervalle, verbleibende Anzahl Betriebsstunden bis zum Erreichen des nächsten Wartungsintervalls, Konfigurationsdaten des Sensorkopfs, die Wert-Historie und/oder die Ereignis-Historie aus dem Datenspeicher des Sensorkopfes.
Die Auswerteinheit ist vorzugsweise dazu eingerichtet, in Abhängigkeit der empfangenen Sensorkopfdaten die mittels der jeweils angesprochenen Schnittstelle verbundenen Sensorköpfe zu identifizieren. Hierdurch wird es ermöglicht, eine entsprechend vorkonfigurierte Auswerteinheit mittels Plug and Play am Einsatzort mit den jeweils benötigen Sensorköpfen signalleitend zu verbinden, woraufhin die Auswerteinheit die Identifikation der verbundenen Sensorköpfe vorzugsweise automatisch vornimmt und sich selbst einrichtet.
Die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Melders mit einer dritten Schnittstelle wird vorzugsweise dadurch weitergebildet, dass die dritte Schnittstelle zum Anschluss eines Konfigurationsgerätes, insbesondere eines tragbaren Computers, Tablets, proprietären Servicegerätes oder Mobiltelefons, zum Einspeisen, Auslesen und/oder Bearbeiten der Folgenden eingerichtet ist: Konfigurationsparameter, Sensorkopfdaten Konfigurationsdaten, Inhalt des Datenspeichers des Sensorkopfes, Firmware, Steuerbefehle. Unter dem Anschluss wird hierbei das signalleitende Verbinden zum Datenaustausch verstanden, welches sowohl kabelgebunden als auch kabellos erfolgen kann.
Alternativ oder zusätzlich ist die Auswerteinheit dazu eingerichtet, mittels der zweiten Schnittstelle von der Alarmsignalempfangseinrichtung eines, mehrere oder sämtliche der Folgenden zu erhalten: Konfigurationsparameter, Sensorkopfdaten Konfigurationsdaten, Firmware, Steuerbefehle, wobei die Alarmsignalempfangseinrichtung vorzugsweise dazu eingerichtet ist, die vorgenannten Elemente einzuspeisen, auszulesen und/oder zu bearbeiten. Die Auswerteinheit ist vorzugsweise zur Weiterleitung mindestens der Konfigurationsdaten, und/oder der Firmware, und/oder der Steuerbefehle an den Sensorkopf eingerichtet.
Alternativ oder zusätzlich zum Konfigurieren der Auswerteinheit mittels der Konfigurationsparameter, die von der zweiten oder dritten Schnittstelle oder einer der weiteren Schnittstellen weist der Melder vorzugsweise einen oder mehrere Hardware- Schalter, vorzugsweise DIP-Schalter und/oder kodierte Drehschalter zum manuellen Auswählen der Konfigurationsparameter für die ersten Schnittstellen, mit denen die Sensorköpfe zu verbinden sind, auf.
Die Auswerteinheit, insbesondere eine in die Auswerteinheit integrierte Rechnereinheit, ist in einer besonders bevorzugten Ausführungsform zur Durchführung eines Einrichtungsmodus zur Identifikation der mit der Auswerteinheit verbundenen Sensorköpfe, und vorzugsweise zur automatischen Auswahl geeigneter Konfigurationsparameter in Abhängigkeit der erfolgten Identifikation der verbundenen Sensorköpfe eingerichtet. Die Rechnereinheit ist vorzugsweise mittels einer entsprechenden Software programmiert. Ferner weist die Auswerteinheit vorzugsweise mindestens ein von extern, insbesondere manuell, ansteuerbares Schaltelement zum Aktivieren, vorzugsweise zum Starten, und vorzugsweise zum Beenden des Einrichtungsmodus auf, wobei das Schaltelement beispielsweise als Magnetfeldsensor, Taster oder magnetisch betätigter Reed-Kontakt ausgebildet ist. Der nachfolgend beschriebene Einrichtungsmodus zeigt die Vorteile des erfindungsgemäßen modularen Multisensorkonzeptes. Der Einrichtungsmodus stellt ein Verfahren dar, das, insbesondere ausgeführt auf einem Brandmelder gemäß einer der vorstehend und nachfolgend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen, sowohl eine bevorzugte Ausführungsform des Brandmelders als programmtechnisch realisierte Funktion der Auswerteinheit darstellt, als auch einen eigenständigen Aspekt der Erfindung bildet.
Der Einrichtungsmodus umfasst hierbei vorzugsweise die folgenden Schritte:
Bereitstellen, vorzugsweise Übermitteln von Konfigurationsparametern an die Auswerteinheit, beispielsweise mittels Konfigurationsgerät, für jede der ersten Schnittstellen, mit der ein Sensorkopf verbunden werden soll;
Aktivieren des Einrichtungsmodus;
Anschließen der Sensorköpfe an die Auswerteinheit mittels derjenigen Schnittstellen, für die Konfigurationsparameter bereitgestellt wurden; Auslesen der Sensorkopfdaten, beispielsweise automatisch oder mittels Senden eines Anforderungssignals Sreq von der Auswerteinheit an die Sensorköpfe;
Überprüfung, ob die ausgelesenen Sensorkopfdaten mit den jeweiligen Konfigurationsparametern für die jeweilige erste Schnittstelle übereinstimmen;
- Ausgeben eines Bestätigungssignals bei Übereinstimmung zwischen den jeweiligen Konfigurationsparametern und Sensorkopfdaten für jede der Sensorkopfschnittstellen, oder Ausgeben eines Störungssignals bei Nichtübereinstimmung zwischen den jeweiligen Konfigurationsparametern und Sensorkopfdaten,
Beendigung des Einrichtungsmodus, und
- Übergang in den Betriebsmodus.
Unter dem Betriebsmodus wird verstanden, dass die Sensorköpfe arbeiten und Brand- und/oder Gefahrenkenngrößen oder Funkenkenngrößen detektieren, und die Auswerteinheit zum Empfang von Gefahrensignalen an den ersten Schnittstellen bereit ist. Vorzugsweise werden die Sensorköpfe zuerst angeschlossen, bevor der Einrichtungsmodus aktiviert wird.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Auswerteinheit dazu eingerichtet, im Betriebsmodus bei Vorliegen eines Störsignals eines oder mehrerer Sensorköpfe den Betriebsmodus fortzusetzen und auf Gefahrensignale von denjenigen Sensorköpfen zu warten, die keine Störung melden.
Weiter vorzugsweise ist die Auswerteinheit dazu eingerichtet, in einem Betriebsmodus, in dem eine Mehrmelderabhängigkeit mittels der Konfigurationsparameter vorgegeben ist, bei Vorliegen einer Störung eines der in die Mehrmelderabhängigkeit einbezogenen Sensorkopfes die Mehrmelderabhängigkeit aufzulösen und in einer Einzelmelderabhän- gigkeit auf Gefahrensignale von denjenigen Sensorköpfen zu warten, die keine Störung melden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Auswerteinheit dazu eingerichtet, nach Entfernen eines eine Störung meldenden Sensorkopfes ein Störsignal zu melden. Vorzugsweise ist die Auswerteinheit dabei zusätzlich dazu eingerichtet, bei Anschluss eines typgleichen Sensorkopfes anstelle des zuvor entfernten Sensorkopfes das Störsignal selbst zu quittieren. Vorzugsweise ist die Auswerteinheit dazu eingerichtet, bei Anschluss eines Sensorkopfes unterschiedlichen Typs anstelle des zuvor entfernten Sensorkopfes ein Aufforderungssignal zum Quittieren des Störsignals und zur Durchführung einer erneuten Identifizierung des angeschlossenen Sensorkopfes auszugeben. Alternativ ist die Auswerteinheit dazu eingerichtet, bei Anschluss eines Sensorkopfes unterschiedlichen Typs anstelle des zuvor entfernten Sensorkopfes das Störsignal selbst zu quittieren und selbsttätig eine erneute Identifikation des angeschlossenen Sensorkopfes durchzuführen.
Die Beendigung des Einrichtungsmodus erfolgt vorzugsweise
a) automatisch, sobald für mindestens einen verbundenen Sensorkopf, vorzugsweise für jeden der verbundenen Sensorköpfe, ein Bestätigungssignal vorliegt und, vorzugsweise innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums ab Start des Einrichtungsmodus, kein Störsignal vorliegt, oder
b) automatisch, sobald vorzugsweise für alle verbundenen Sensorköpfe ein Störsignal vorliegt, oder
c) manuell.
Als Konfigurationsparameter sollte mindestens bereitgestellt werden: die Anzahl derjenigen ersten Schnittstellen, mittels derer ein Sensorkopf signalleitend mit der Auswerteinheit verbunden werden soll, sowie vorzugsweise der jeweilige Sensortyp für die entsprechende erste Schnittstelle. Die anhand der vorstehenden Ausführungsformen beschriebene Brand- und/oder Funkmelderarchitektur ist dazu eingerichtet, mit einer Vielzahl verschiedener Sensorköpfe in beliebiger Kombination verwendet zu werden. Vorzugsweise weisen die Sensorköpfe des erfindungsgemäßen Melders mindestens ein Gehäuse, einen (Haupt-)Sensor und eine Schnittstelle zur Gefahrensignalübertragung auf und sind zur Erfassung elektromagnetischer Strahlung von Funken und/oder Flammen, zur Erfassung einer Temperatur, vorzugsweise der Umgebungstemperatur oder der Gehäusetemperatur im Inneren des Sensorkopfes, der Erfassung von Gaskonzentrationen und/oder Gaszusammensetzungen und/oder Konzentrationsänderungen bestimmter gasförmiger Bestandteile von Brandgasen, thermischer Zersetzungsprodukte, toxischer oder brennbarer Gase, oder von Aerosolen, insbesondere Rauchaerosolen eingerichtet.
Besonders bevorzugte Kombinationen von Sensorköpfen an dem erfindungsgemäßen Brand- und/oder Funkenmelder sind: a) zwei oder mehrere Funkensensorköpfe,
b) zwei oder mehrere Flammenmelder-Sensorköpfe,
c) zwei oder mehrere Temperatur-Sensorköpfe,
d) zwei oder mehrere Gas-Sensorköpfe,
e) eine der Varianten a) bis c), kombiniert mit einem oder mehreren Gas-Sensorköpfen, f) eine der Varianten a), b) oder d), kombiniert mit einem oder mehreren Temperatur- Sensorköpfen,
g) eine der Varianten a), c) oder d), kombiniert mit einem oder mehreren Flammenmelder-Sensorköpfen,
h) eine der Varianten b) bis d), kombiniert mit einem oder mehreren Funkensensorköpfen,
i) ein Funkensensorkopf, kombiniert mit einem Flammenmelder-Sensorkopf und einem Temperatur-Sensorkopf,
j) ein Funkensensorkopf, kombiniert mit einem Flammenmelder-Sensorkopf und einem Gas-Sensorkopf,
k) ein Flammenmelder-Sensorkopf, kombiniert mit einem Temperatur-Sensorkopf und einem Gas-Sensorkopf,
I) ein Temperatur-Sensorkopf, kombiniert mit einem Funkensensorkopf und einem Gas- Sensorkopf.
Die Systemarchitektur bietet, wie aus vorstehenden Beispielen anschaulich wird, eine flexible Anpassung an unterschiedliche Schutzkonzepte und ermöglicht die Erfassung unterschiedlichster Brandkenngrößen in Abhängigkeit vom Brandrisiko in der jeweiligen Umgebung. Beispielsweise wird eine flexible Anpassung für verschiedenste Fertigungsprozesse, Arten der Materiallagerung oder des Materialtransports und des Materials beispielsweise selbst bei der Überwachung logistischer Prozesse in Fabrikanlagen ermöglicht. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Melders weisen die Sensorköpfe jeweils eine Signalverarbeitungseinheit auf, die dazu eingerichtet ist, das Gefahrensignal zu normieren und als normiertes Sensorkopfausgangssignal an die Auswerteinheit zu übermitteln. Das Gefahrensignal wird hierbei vorzugsweise in einen diskreten Wert gewandelt, beispielsweise 0 oder 1 , wobei der jeweilige gewandelte diskrete Wert für Gefahr oder keine Gefahr steht. Am Beispiel von 0 und 1 steht beispielsweise der diskrete Wert 0 für„keine Gefahr", während der diskrete Wert 1 für „Gefahr" steht. Die sensorkopfseitige Normierung vereinfacht die Signal- und Datenverarbeitung auf Seiten der Auswerteinheit und vereinheitlicht die Signalausgabe für die Sensorköpfe. Die Auswerteinheit muss dann in geringerem Umfang konfiguriert werden, da sie von vornerein „weiß", dass von den Sensorköpfen nur die normierten Werte für„Gefahr" oder„keine Gefahr" an sie übermittelt werden.
Die Erfindung betrifft ferner ein Brandmeldesystem. Hierunter wird analog zum Multisensor-Brandmelder erfindungsgemäß ein System zur Brand- und/oder Funkenmeldung und/oder Gasmeldung verstanden.
Die Erfindung löst die ihr zugrunde liegende, eingangs beschriebene Aufgabe analog bei einem Brandmeldesystem, indem dieses mindestens einen modularen Multisensor- Brandmelder nach einer der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen aufweist, sowie eine Alarmsignalempfangseinrichtung, welche signalleitend mit dem modularen Multisensor- Brandmelder verbunden, und örtlich von ihm beabstandet ist. Hinsichtlich der Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen des Brandmeldesystems wird auf die bevorzugten Ausführungsformen und Erläuterungen zum erfindungsgemäßen Melder weiter oben verwiesen. Gerade die Möglichkeit, verschiedenartige Sensorköpfe zu kombinieren und diese Kombination in dem Brandmeldesystem gegenüber der Alarmsignalempfangseinrichtung signaltechnisch als einen Melder auftreten zu lassen stellt eine Lösung mit herausragender Flexibilität dar. Dies wird an folgendem Beispiel deutlich: Bei Funkenflug bzw. Flug glühender Partikel in industriellen Prozessen und anderswo werden die Funken bzw. Partikel aufgrund ihres raschen Erlöschens mitunter nicht detektiert. Dennoch kann es zum Entstehen eines Schwelbrandes kommen, der mit einem reinen Funkenmelder nicht detektiert würde. Wird aber beispielsweise ein Funkensensorkopf in Kombination mit einem Brandgassensorkopf in dem Brandmeldesystem betrieben, kann trotz des nicht detektierten Funkens bzw. glühenden Partikels mittels der Gasdetektion noch eine Brandmeldung abgesetzt werden.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Hierbei zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Melders gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Figuren 2a-c verschiedene Ansichten einer Auswerteinheit des Melders gemäß
Figur 1 , und Figur 3 eine schematische Darstellung eines Brandmeldesystems gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Figur 1 zeigt einen modularen Multisensor Brand- und/oder Funkenmelder 300 (nachfolgend: Melder 300). Der Melder 300 weist eine Mehrzahl von Sensorköpfen 100 auf, die jeweils zum Erfassen einer Brandkenngröße eingerichtet sind, beispielsweise zum Erfassen von elektromagnetischer Strahlung, Gas, Rauch und/oder Temperaturen. Die Sensorköpfe 100 sind der Einfachheit halber alle gleich dargestellt, können aber Sensorköpfe unterschiedlichen Typs sein.
Der Melder 300 weist zusätzlich zu den Sensorköpfen 100 eine örtlich beabstandete Auswerteinheit 200 auf. Die Auswerteinheit 200 ist signalleitend mit den wiederum von ihr örtlich beabstandeten Sensorköpfen 100 verbunden, im vorliegenden Ausführungsbeispiel mittels einer Datenleitung 150. Die Datenleitung dient vorzugsweise als Energieversorgung für die Sensorköpfe. Alternativ könnte die signalleitende Verbindung zwischen Auswerteinheit 200 und den Sensorköpfen 100 auch kabellos erfolgen, wobei in jenem Fall die Sensorköpfe eine dedizierte Energieversorgung aufweisen. Die Auswerteinheit 200 weist eine Mehrzahl von ersten Schnittstellen 219 auf, mittels derer die Sensorköpfe 100 signalleitend mit der Auswerteinheit 200 verbunden sind. Die Sensorköpfe 100 weisen hierzu jeweils eine korrespondierende Schnittstelle 104 auf. Die Abstände zwischen den Sensorköpfen und der Auswerteinheit betragen vorzugsweise 20 cm oder mehr, insbesondere bis zu mehrere Meter. Dem Abstand von der Auswerteinheit zu der Alarmsignalempfangseinrichtung sind im Rahmen der möglichen Datenfernübertragungsarten keine Grenzen gesetzt.
Während die Sensorköpfe 100 vorzugsweise ein zünddurchschlagsgesichertes, sowie staub- und flüssigkeitsdichtes Gehäuse aufweisen und eine besonders kompakte Bauform aufweisen, die den Einbau in beengten Überwachungsbereichen, etwa Werkzeugmaschinen, ermöglicht, weist die Auswerteinheit 200 ein relativ dazu größeres Gehäuse 201 in einer zu den Sensorköpfen 100 vergleichsweise niedrigerer Schutzklasse auf. Die Auswerteinheit 200 weist ferner eine zweite Schnittstelle 208 auf, die zur, vorzugsweise bidirektionalen, Datenübertragung mit einer Alarmsignalempfangs- einrichtung (301 ) (siehe Figur 3) ausgebildet ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die zweite Schnittstelle 208 gleichzeitig die Strom- bzw. Spannungsversorgung der Auswerteinheit 200. Es sind aber alternativ oder zusätzlich auch weitere zweite Schnittstellen vorteilhaft, die beispielsweise eine drahtlose Kommunikation mit der Alarmsignalempfangseinheit 301 (vgl. Figur 3) gewährleisen. Die Sensorköpfe umfassen neben ihrem Hauptsensor zur Erfassung einer der weiter oben aufgeführten Brand- oder Gefahrenkenngrößen bzw. Funken vorzugsweise jeweils einen Temperatursensor 1 10, der dazu eingerichtet ist, die Temperatur im Inneren des Gehäuses der Sensorköpfe 100 zu erfassen. Die Sensorköpfe sind vorzugsweise ferner mit einem Datenspeicherspeicher 105 ausgebildet. Die Sensorköpfe 100 weisen ferner eine Signalverarbeitungseinheit 106 auf. Im Datenspeicher 105 sind im Einklang mit den weiter oben allgemein beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen auch eine Wert- Historie und/oder eine Ereignis-Historie hinterlegt.
Die Datenleitungen 150 weisen vorzugsweise jeweils ein Identifikationsetikett 151 auf, auf dem Bedienerinformationen wie beispielsweise die Art der Datenleitung, oder die Art des angeschlossenen Sensorkopfes 100 hinterlegt sind.
Die Figuren 2a-c zeigen die Auswerteinheit 200 in mehreren Ansichten. Zusätzlich zu der Darstellung gemäß Figur 1 ist in den Figuren 2a-c eine Schutzkappe 203 gezeigt, die auf der Seite der ersten Schnittstellen 219 an dem Gehäuse 201 angebracht ist. Die Schutzkappe 203 sichert gegen ein unbeabsichtigtes Lösen der Datenleitungen von den ersten Schnittstellen 219 ab und schützt die Verbindung gegen äußere Krafteinwirkung (etwa Stöße, Schläge). Die Schutzkappe 203 ist mittels Befestigungsmitteln 205, beispielsweise Schraubverbindungen, verliersicher an dem Gehäuse 201 befestigt. In Figur 2a ist zusätzlich zu der zweiten Schnittstelle 208 eine dritte Schnittstelle 222 angedeutet. Die dritte Schnittstelle 222 ist dazu eingerichtet, vorzugsweise bidirektional signalleitend mit einem Konfigurationsgerät wie beispielsweise einem tragbaren Computer, Tablet, Servicegerät oder Mobiltelefon zu kommunizieren.
Näheres zu den Datenkommunikationsvorgängen ergibt sich aus der nachfolgend beschriebenen Figur 3. Figur 3 zeigt schematisch den Aufbau eines Brandmeldesystems 400. Neben dem Melder 300, der Auswerteinheit 200 und den Sensorköpfen 100 umfasst das Brandmeldesystem 400 ferner die Alarmsignalempfangseinrichtung 301 , welche vorzugsweise gemäß den weiter oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen ausgebildet ist. Die Auswerteinheit 200 ist örtlich von der Alarmsignalempfangseinrichtung 301 beabstandet, welche in diesem Ausführungsbeispiel als Brandmelder- und/oder Löschsteuerzentrale ausgebildet ist.
Die Konfiguration der Auswerteinheit 200 erfolgt vorzugsweise über ein oder mehrere Hardware-Schaltelemente 242, beispielsweise DIP-Schalter, und/oder über die dritte Schnittstelle 222. Die dritte Schnittstelle 222 empfängt vorzugsweise von einem Konfigurationsgerät 221 , etwa einem tragbaren Computer, Tablet, Servicegerät oder Mobiltelefon, einen mehrere oder sämtliche der Folgenden: Konfigurationsparameter K, Firmware F, Konfigurationsdaten D, Steuerbefehle B. Die empfangenen Elemente werden von einer elektronischen Baugruppe 212, umfassend eine Rechnereinheit 206, beispielsweise in Form eines MikroControllers, verarbeitet und/oder mittels der ersten Schnittstellen 219 an die Sensorköpfe 100 weitergeleitet. Dies gilt insbesondere für etwaige Firmwaredaten F, Konfigurationsdaten D, zum Konfigurieren der Sensorköpfe 100, oder Steuerbefehle B zum Ansteuern der Sensorköpfe 100, beispielsweise für Selbstfunktionstests oder Selbstkalibrierungsmaßnahmen. Die Elemente K, F, D, und B könnten alternativ auch mittels der dritten Schnittstelle 222, und/oder von der Alarmsignalempfangseinrichtung 301 aus und über die zweite Schnittstelle 208 eingespielt werden, sofern die jeweiligen Schnittstellen zur bidirektionalen Datenübertragung eingerichtet sind.
Die Auswerteinheit 200 ist mittels der elektronischen Baugruppe 212 und der Rechnereinheit 206 dazu eingerichtet, die erhaltenen Konfigurationsparameter K in einem Speicher 215 zu hinterlegen und auf Basis der Konfigurationsparameter K die ersten Schnittstellen 219 zu konfigurieren. Vorzugsweise werden die ersten Schnittstellen 219 zumindest dahingehend konfiguriert, dass die Auswerteinheit 300 für jede der ersten Schnittstellen 219 zuordnet, ob an die Schnittstelle für den Betrieb ein Sensorkopf 100 angeschlossen werden soll, und vorzugsweise, welchen Typs der Sensorkopf 100 ist, der angeschlossen werden soll. Ferner ist die Auswerteinheit 200 dazu eingerichtet, auf Basis der Konfigurationsparameter K ein Alarmsignal SA zu generieren, wenn Gefahrensignale SG oder normierte Gefahrensignale Sout in einer vordefinierten Konstellation von den ersten Schnittstellen 219 empfangen werden. Verschiedene Konstellationen können beispielsweise die folgenden sein:
Eine vorgeschriebene Reihenfolge der Signaleingänge an den ersten Schnittstellen 219, ein vorgeschriebener (maximaler) zeitlicher Abstand zwischen den Signaleingängen an den ersten Schnittstellen 219, die Anzahl der erforderlichen Signaleingänge an den ersten Schnittstellen 219. Erste Schnittstellen 219, die im Betrieb nicht verwendet werden sollen, sind vorzugsweise mittels einer Verschlusskappe 220 verschlossen.
Nachfolgend soll die Einrichtung des Melders 300 im Brandmeldesystem 400 beschrieben werden. Zum Installieren des Melders 300 in einem zu überwachenden Raum werden zunächst ein oder mehrere Konfigurationsparameter K bereitgestellt, entweder direkt mittels der Hardware-Schaltelemente 242, aus dem Speicher 215 der Auswerteinheit 200 oder mittels der dritten Schnittstelle 222. Zusätzlich wird ein Einrichtungsmodus an der Auswerteinheit 200 gestartet, entweder mittels des Konfigurationsgeräts 221 über die dritte Schnittstelle 222, oder über einen oder mehrere separate, von extern, insbesondere manuell, ansteuerbare Schaltelemente 216, 217, die vorzugsweise als magnetisch betätigbare Reed-Kontakte ausgebildet sind. Nach gestartetem Einrichtungsmodus sendet die Auswerteinheit 200 über diejenigen ersten Schnittstellen 219, die mittels der Konfigurationsparameter K einem Sensorkopf 100 zugewiesen sind, über diejenigen ersten Schnittstellen 219 ein Anforderungssignal Sreq. Sofern das Anforderungssignal Sreq über die Schnittstelle 104 von den Sensorköpfen 100 empfangen wird, übermitteln die Sensorköpfe 100 Sensorkopfdaten 1 17 an die ersten Schnittstellen 219. Geht das Signal Sreq nicht zu den Sensorköpfen 100 durch, wird ein Störsignal erzeugt.
Die Auswerteinheit ist dazu eingerichtet, die von den Sensorköpfen 100 empfangenen Sensorkopfdaten mit dem ihr zuvor bereitgestellten Konfigurationsparametern K abzugleichen. Stimmen die Sensorkopfdaten 1 17 für den jeweiligen Sensorkopf 100 an der jeweiligen ersten Schnittstelle 219 überein, d.h. ist tatsächlich derjenige Sensorkopf an der ersten Schnittstelle 219 angeschlossen, der vorher mittels der Konfigurationsparameter K zugewiesen wurde, erzeugt die Auswerteinheit 200 vorzugsweise ein Bestätigungssignal oder Informationselement.
Liegen für alle zuvor mittels der Konfigurationsparameter K für den Anschluss von Sensorköpfen 100 konfigurierten ersten Schnittstellen 219 Bestätigungssignale bzw. Informationselemente vor, wird vorzugsweise der Einrichtungsmodus automatisch beendet und in den Betriebsmodus übergegangen. Beim Vorliegen eines Störsignals wird der Bediener hierüber, vorzugsweise durch optische und/oder akustische Anzeige, benachrichtigt, und der Einrichtungsmodus wird ebenfalls beendet, ohne dass allerdings in den Betriebsmodus übergegangen wird.
Ein Störsignal wird vorzugsweise nicht nur dann erzeugt, wenn keine Übertragung von Sensorkopfdaten hin zur Auswerteinheit 200 erfolgt ist, sondern auch dann, wenn zwar Sensorkopfdaten 1 17 übermittelt wurden, diese allerdings nicht mit den vorab bereitgestellten Konfigurationsparametern K für die jeweilige erste Schnittstelle 219 übereinstimmen. Wie sich aus den vorstehenden Erläuterungen ergibt, stellt die Erfindung eine besonders einfache Möglichkeit zur Installation eines komplexen, modularen Multisensor- Brand- und/oder Funkenmeldersystems zur Verfügung. Die Einrichtung und Interpretation der von den Sensorköpfen bereitgestellten Gefahrensignale wird vorzugsweise von der Auswerteinheit automatisch übernommen, so dass der recht komplexe Multisensormelder nach außen hin, also zur Alarmsignalempfangseinrichtung 301 hin wie ein einzelner Melder kommuniziert. Insbesondere bei komplexen Objekten mit einer Vielzahl zu überwachender Bereiche und einer hohen Anzahl verwendeter Melder sorgt dies für eine erhebliche Entlastung auf Seiten der Alarmsignalempfangseinrichtung. Zusätzlich spielt der erfindungsgemäße Multisensor-Brandmelder in beengten Umgebungen die Stärke seiner kompakten Bauform und verteilten Architektur aus.
Bezuqszeichen liste
Sensorköpfe 100
Schnittstelle Sensorkopf 104 zentraler Datenspeicher 105
Signalverarbeitungseinheit 106
Temperatursensor 1 10
Sensorkopfdaten 1 17
Datenleitung 150
Identifikationsetikett 151
Auswerteinheit 200
Gehäuse 201
Schutzkappe 203
Befestigungsmittel 205
Rechnereinheit 206 zweite Schnittstelle 208
Elektronische Baugruppe 212
Speicher 215
Schaltelemente 216, 217 erste Schnittstelle 219
Verschlusskappe 220
Konfigurationsgerät 221 dritte Schnittstelle 222
Hardware-Schaltelemente 242
Melder 300
Alarmsignalempfangseinheit 301
Brandmeldesystem 400
Konfigurationsparameter K
Firmware F
Konfigurationsdaten D
Steuerbefehle B
Alarmsignal SA
Gefahrensignale SG
Normierte Gefahrensignale S0ut
Anforderungssignal Sreq

Claims

Patentansprüche
1. Modularer Multisensor-Brandmelder (300), mit
einer Auswerteinheit (200), und
mehreren Sensorköpfen (100), die zu der Auswerteinheit (200) örtlich beabstandet angeordnet und signalleitend mit der Auswerteinheit (200) verbunden sind,
wobei die Auswerteinheit (200) signalleitend mit einer örtlich beabstandeten Alarmsignalempfangseinrichtung (301 ) verbindbar ist, so dass die Auswerteinheit (200), die Sensorköpfe (100) und die Alarmsignalempfangseinrichtung (301 ) nicht in einem gemeinsamen oder in mehreren zusammen montierten Gehäusen integriert sind.
2. Melder (300) nach Anspruch 1 ,
wobei die Auswerteinheit (200) mehrere erste Schnittstellen (219) zur signalleitenden Verbindung der Auswerteinheit mit den Sensorköpfen (100), und mindestens eine zweite Schnittstelle (208) zur signalleitenden Verbindung der Auswerteinheit (200) mit der Alarmsignalempfangseinrichtung (301 ) aufweist.
3. Melder (300) nach Anspruch 2,
wobei die Auswerteinheit (200) zur bidirektionalen Datenübertragung mittels der ersten und/oder zweiten Schnittstelle (219, 208) eingerichtet ist.
4. Melder (300) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei die Auswerteinheit (200) dazu eingerichtet ist, mittels der ersten Schnittstellen (219) von den Sensorköpfen (100) erhaltene Gefahrensignale (SG> auf das Vorliegen eines Alarmfalls hin zu interpretieren, und bei Vorliegen eines Alarmfalls ein für den Alarmfall repräsentatives Alarmsignal (SA) zu generieren und mittels der zweiten Schnittstelle (208) an die Alarmsignalempfangseinrichtung (301 ) zu senden.
5. Melder (300) nach Anspruch 4,
wobei die Auswerteinheit (200) dazu eingerichtet ist, die Gefahrensignale (SG) in Abhän- gigkeit eines oder mehrerer Konfigurationsparameter (K) zu interpretieren.
6. Melder (300) nach Anspruch 5,
wobei die Konfigurationsparameter (K) in der Auswerteinheit (200) hinterlegt sind, und/oder
wobei die Auswerteinheit (200) dazu eingerichtet ist, mittels der zweiten Schnittstelle (208) und/oder mittels einer dedizierten dritten Schnittstelle (222) die Konfigurationsparameter (K) zu empfangen.
7. Melder (300) nach Anspruch 5 oder 6,
wobei die Konfigurationsparameter (K) einen, mehrere oder sämtliche der Folgenden umfassen:
- Anzahl der Sensorköpfe (100),
Typ oder Typen der Sensorköpfe (100),
einen oder mehrere Schwellwerte der von den Sensorköpfen (100) übermittelten Gefahrensignale (SG), infolge deren Überschreitung die Auswerteinheit (200) das Gefahrensignal (SG) vom jeweiligen Sensorkopf (100) registriert,
- Anzahl erforderlicher Gefahrensignalregistrierungen durch die Sensorköpfe (100), infolge derer die Auswerteinheit (200) ein Alarmsignal (SA) mittels der zweiten Schnittstelle (208) übermittelt,
erforderliche zeitliche Abfolge der Gefahrensignalregistrierungen, infolge deren Auftreten die Auswerteinheit (200) ein Alarmsignal (SA) mittels der zweiten Schnittstelle (208) übermittelt,
Bereich eines erforderlichen zeitlichen Abstands, vorzugsweise maximaler zeitlicher Abstand, zwischen mehreren Gefahrensignalregistrierungen, infolge dessen Einhaltung die Auswerteinheit (200) ein Alarmsignal (SA) mittels der zweiten Schnittstelle (208) übermittelt.
8. Melder nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei die Auswerteinheit (200) zum Empfang von zumindest einem von: Firmware (F), Konfigurationsdaten (D), Steuerbefehle (B), jeweils für die Sensorköpfe (100), sowie vorzugsweise zum Weiterleiten der empfangenen Daten an die Sensorköpfe (100) einge- richtet ist.
9. Melder (300) nach Anspruch 8,
wobei zumindest einer der Sensorköpfe (100) dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit des Erhalts eines entsprechenden Steuerbefehls (B) einen Funktions-Selbsttest durchzufüh- ren, und ein für das Bestehen oder Nichtbestehen des Funktions-Selbsttests repräsentatives Informationselement in einem Speicher (105) zu hinterlegen und/oder an die Auswerteinheit (200) zu übermitteln, und wobei
die Steuerbefehle (B) einen Befehl zum Durchführen des Funktions-Selbsttests umfassen.
10. Melder (300) nach Anspruch 8 oder 9,
wobei der Sensorkopf (100) oder zumindest einer der Sensorköpfe (100) einen Datenspeicher (105) aufweist, und dazu eingerichtet sind, die gemessenen Brand- und/oder Gefahrkenngrößen in dem Datenspeicher (105) zu hinterlegen, und wobei
die Steuerbefehle (B) einen Befehl zum Auslesen und/oder Zurücksetzen des Datenspeichers (105) umfassen.
11 . Melder (300) nach Anspruch 10,
wobei der Sensorkopf (100) dazu eingerichtet ist,
- eine vorbestimmte Anzahl zuletzt erfasster Brand- und/oder Gefahrengrößenwerte, und/oder
- die Maxima und/oder Minima der erfassten Brand- und/oder Gefahrengrößenwerte jeweils mit Zeitstempel im Datenspeicher in einer Wert-Historie zu hinterlegen.
12. Melder (300) nach Ansprüche 10 oder 1 1 ,
wobei der Sensorkopf (100) einen Temperatursensor (1 10) zur Erfassung der Temperatur im Inneren des Sensorkopfes aufweist und vorzugsweise dazu eingerichtet ist, eine vorbestimmte Anzahl zuletzt erfasster Temperaturwerte aus dem Inneren des Sensorkopfes, und/oder
- die Maxima und/oder Minima der erfassten Temperatur im Inneren des Sensorkopfes jeweils mit Zeitstempel im Datenspeicher (105) in einer Wert-Historie zu hinterlegen.
13. Melder (300) nach einem der Ansprüche 10 bis 12,
wobei der Sensorkopf (100) dazu eingerichtet ist, vorbestimmte Ereignisse zu registrieren und jeweils mit Zeitstempel als Ereignis-Historie in dem Datenspeicher (105) zu hinterlegen.
14. Melder (300) nach einem der Ansprüche 8 bis 13,
wobei der Sensorkopf (100) oder zumindest einer der Sensorköpfe (100) zum Durchführen einer Selbstkalibrierung in Abhängigkeit des Erhalts eines entsprechenden Steuerbefehls (B) eingerichtet ist, und wobei
die Steuerbefehle (B) einen Befehl zum Durchführen der Selbstkalibrierung umfassen.
15. Melder (300) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei die Auswerteinheit (200) dazu eingerichtet ist, ein Anforderungssignal (Sreq) mittels der ersten Schnittstellen (219) an die Sensorköpfe (100) zu senden, und als Antwort auf das Anforderungssignal (Sreq) Sensorkopfdaten (1 17) aus einem Speicher (105) der Sensorköpfe (100) zu empfangen.
16. Melder (300) nach Anspruch 15,
wobei die Auswerteinheit (200) dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit der empfangenen Sensorkopfdaten (1 17) die mittels der jeweiligen ersten Schnittstelle (219) verbundenen Sensorköpfe (100) zu identifizieren.
17. Melder (300) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei die dritte Schnittstelle (222) zum Anschluss eines Konfigurationsgerätes (221 ) zum Einspeisen, Auslesen und/oder Bearbeiten eines, mehrerer oder sämtlicher der Folgenden eingerichtet ist: Konfigurationsparameter, Sensorkopfdaten, Inhalt des Datenspeichers des Sensorkopfes, Konfigurationsdaten, Firmware, Steuerbefehle.
18. Melder nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei die Auswerteinheit (200) dazu eingerichtet ist, mittels der zweiten Schnittstelle (208) von der Alarmsignalempfangseinrichtung (301 ) eines, mehrere oder sämtliche der Folgenden zu erhalten: Konfigurationsparameter, Sensorkopfdaten Konfigurationsdaten, Firmware, Steuerbefehle.
19. Melder nach einem der vorstehenden Ansprüche,
mit einem oder mehreren Hardware-Schaltern (242) zum manuellen Auswählen der Konfigurationsparameter (K) für die ersten Schnittstellen (219), mit denen die Sensorköpfe zu verbinden sind.
20. Melder (300) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei die Auswerteinheit (200) zur Durchführung eines Einrichtungsmodus zur Identifikation der mit der Auswerteinheit (200) verbundenen Sensorköpfe (100) und vorzugsweise zur automatischen Auswahl geeigneter Konfigurationsparameter (K) in Abhängigkeit der erfolgten Identifikation der verbundenen Sensorköpfe (100) eingerichtet, und vorzugsweise mindestens ein von extern, insbesondere manuell, ansteuerbares Schaltelement (216, 217) zum Aktivieren, und vorzugsweise zum Beenden, des Einrichtungsmodus aufweist.
21 . Melder (300) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei die Sensorköpfe (100) zur Erfassung
elektromagnetischer Strahlung von Funken und/oder Flammen,
einer Temperatur, vorzugsweise der Umgebungstemperatur oder der Gehäusetemperatur im Inneren des Sensorkopfes (100), von Gaskonzentrationen, Gaszusammensetzungen und/oder Konzentrationsänderungen bestimmter gasförmiger Bestandteile von Brandgasen, thermischer Zersetzungsprodukte, toxischer oder brennbarer Gase, oder
von Aerosolen, insbesondere Rauchaerosolen eingerichtet sind.
22. Melder (300) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei die Sensorköpfe (100) jeweils eine Signalverarbeitungseinheit (106) aufweisen, die dazu eingerichtet ist, das Gefahrensignal (SG) zu normieren und als normiertes Sensor- kopfausgangssignal (Sout) an die Auswerteinheit (200) zu übermitteln.
23. Brandmeldesystem (400),
mit mindestens einem modularen Multisensor-Brandmelder (300) nach einem der Ansprüche 1 bis 17 und einer Alarmsignalempfangseinrichtung (301 ), welche signalleitend mit dem modularen Multisensor-Brand- und/oder Funkenmelder (300) verbunden und örtlich von ihm beabstandet ist.
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