RU1836707C - Устройство дл адресной передачи сигналов тревоги в системе пожарной сигнализации - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к сигнализации и может быть использовано в системах пожарной сигнализации с адресными датчика- ми. Цель изобретени  - повышение функциональной надежности устройства и его упрощение. Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройство введены первый и второй мультиплексоры, первый и второй триггеры , второй компаратор, формирователь импульсов адресации и второй блок св зи, который обеспечивает св зь терминала с адресными датчиками. Введение первого мультиплексора обеспечивает возможность циклического опроса устройства с передачей по запросу на центральную станцию системы кода адреса устройства и кода состо ни  контролируемых датчиков, который формируетс  на выходах первого и второго триггеров, входы которых подключены к выходам первого и второго компараторов, на входы которых подаютс  коды значений, контролируемых при помощи датчиков параметров , и коды верхнего и нижнего допустимых уровней. Последовательный опрос датчиков устройства производитс  непрерывно . При срабатывании одного из компараторов на центральную станцию передаетс  код сигнала тревоги. По команде с центральной станции при помощи второго мультиплексора производитс  последовательное считывание и передача в линию св зи двоичного кода данных от всех датчиков устройства, начина  с первого. При этом посредством последовательного счета и анализа данных на станции определ етс  номер датчика и величина отклонени  контролируемого параметра. 9 ил, (Л ю& 00

Description

Изобретение относитс  к устройствам сигнализации, в частности, к устройствам подачи трезоги в системах пожарной сигнализации .

Цель изобретени  - повышение Функциональной надежности устройства и его упрощение .

Введение по сравнению с прототипом первого мультиплексора, первого и второго триггеров, второго компаратора, обеспечили возможность реализации режима циклического опроса устройства с центральной

станции системы. При этом, из устройства на станцию передаетс  код адреса, чем осуществл етс  проверка правильности св зи станции с терминалом и его работоспособности и код состо ни  контролируемых датчиков . Если уровень сигнала на выходе хот  бы одного датчика в шлейфе отличаетс  от номинального значени , то происходит установка в единичное состо ние одного из двух вновь введенных триггеров, что при очередном опросе дает сигнал тревоги на центральную станцию. При циклическом onо

VI О

ы

росе снимаетс  информаци  сразу о состо нии всех его датчиков. Поэтому, врем ,, затрачиваемое на опрос состо ни  всей системы, оказываетс  минимальным даже при большом числе ее датчиков. .

Введение второго мультиплексора, формировател  импульсов адресации и второго блока св зи позволили существенно упростить схему за счет непрерывного считывани  информации с датчиков. При получении команды на опрос датчиков каждого устройства коды данных передаютс  с выхода еторого мультиплексора последовательно от всех датчиков, начина  с первого. При этом, очевидно, что отпадает необходимость запоминани  значений контролируемых параметров в блоке управлени  как это делаетс  s прототипе, Применение второго блока св зи и адресных датчиков обеспечивает возможность их подключени  к одному входу терминала, что существенно упрощает устройство, а также схему подключени  устройства передачи и датчиков на охран емом объекте..

На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 - диаграмма сигналов в линии св зи 2 в дежурном режиме; Улс .- напр жение в линии св зи, 1лс - ток в линии св зи; иш - напр жение в шлейфе 4; 1Ш - ток в шлейфе 4; на фиг.З - диаграммы сигналов D линии св зи 2 в режиме опроса устройств передачи и в шлейфе 4 ъ режиме опроса датчиков. На диаграммах представлены сигналы Адр.1, Адр.2, АДР - двоичные коды адресов устройств передачи системы; К1, К2 - двоичные коды команд с центральной станции; С1, С2 -- двоичные коды состо ний датчиков, подключенных к устройствам U, 0, UM - импульсы адресации 1-го (1+1 )-г° датчиков, т, т + 1 - интервалы времени, пропорциональные величине контролируемого параметра 1, 1+1 датчиков; на фиг.5 - диаграмма работы блока управлени  в режиме приема информации со станции; на фиг.6 - временна  диаграмма работы блока управлени  в режиме выдачи данных состо ни  датчиков; на фиг.7 - функциональна  схема второго блока св зи; на фиг.8 - функциональна  схема адресного датчика; на фиг,9 - принципиальна  схема блока, формировани  импульсов адресации.

Система пожарной сигнализации содержит устройство дл  адресной передачи сигналов 1 {фиг. 1), линию св зи 2, соедин ющую устройство 1 с центральной станцией системы, адресные датчики 3, шлейф включени  адресных датчиков 4, первый блок св зи 5, блок контрол  6, аналого-цифровой преобразователь 7, блок задани  адреса 8,

блок управлени  9, первый компаратор 10, блок задани  уровн  11, первый мультиплексор 12, второй мультиплексор 13, второй компаратор 14, первый 15 и второй 16 триггеры, формирователь импульсов адресации датчиков 17, второй блок св зи 18.

Устройство работает следующим образом .

В дежурном режиме блок управлени 

вырабатывает импульсную последовательность , из которой блоком 17 формируютс  импульсы адресации датчиков, Эти импу-ль- .сы через второй блок св зи 18 передаютс 

на датчики 3 в виде просадок напр жени  в шлейфе 4. Каждый датчик в соответствии со своим адресом передает по шлейфу токовую посылку, положение которой относительно импульса адресации определ ет

величину контролируемого параметра. Ответ датчика преобразуетс  в широтный сигнал, который передаетс  на аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 7. Двоичный код с выхода АЦП передаетс  на входы цифровых компараторов 10 и 14 и сравниваютс  с заданными при помощи блока 11 уровн - Ми. Если происходит отклонение контролируемого параметра от номинального значени , то срабатывает один из триггеров

15 или 16. Если параметр в номере, то на одних входах первого мультиплексора 12 формируютс  логические нули, которые определ ют нормальное состо ние контролируемых датчиков, на других входах

мультиплексора посто нно установлен при помощи блока 8 код адреса. В момент прихода стартовой импульса напр жени  в шлейфе, блок контрол  6 начинает принимать с выхода 12 код адреса устройства и

сравнивает его с кодом, поступающим с выхода блока св зи 5. Если коды совпадают, то блок 6 начинает прием кода команды и выдает в блок управлени  9 сигнал о совпадении адреса. В случае команды К1 (например,

код 00), блок 9 формирует сигналы на выдачу в линию св зи информации с мультиплексора 12. При этом, на центральную станцию в виде токовых посылок дс передаетс  код адреса устройства и код состо ни 

датчиков. Если код адреса не соответствует переданному, то на центральной станции вырабатываетс  сигнал Сбой св зи. Если хот  бы один разр д кода состо ни  имеет логическую единицу (код С2 на фиг.З), то на

центральной станции вырабатываетс  сигнал Тревога.

В режиме Тревога (см. фиг.З) центральна  станци  передает.в линию св зи стартовый сигнал, код адреса устройства у

которого код состо ни  не нулевой, и код команды К2 (например 01).

В ответ на прием кода своего адреса устройство с мультиплексора 12 выдает код адреса и код состо ни  С2. После приема К2 формируетс  сигнал сброса цикла опроса датчиков устройства, По заданному фронту этого сигнала сбрасываютс  триггера 15 и 16 и начинаетс  формирование импульса адресации датчиков U1, U2... То есть, произ- водитс  последовательный опрос и преобразование информации от датчиков. При этом, по команде К2 запускаетс  второй мультиплексор 13, который последовательно передает на центральную станцию через блок св зи 5 данные от первого, второго и т.д. датчиков. В результате на центральной станции путем последовательного подсчета числа данных, поступающих от устройства

можно определить место возникновени 

тревожной ситуации. Расшифровка данных показывает степень отклонени  контролируемого параметра от установленного значени .

Вариант выполнени  отдельных блоков функциональной схемы устройства приведен на фиг.4, где дополнительно обозначено: формирователь 19, первый элемент И 20, элемент ИЛИ 21, формирователь 22, элементы 19-22 составл ют первый блок св зи 5, элемент сравнени  23, второй элемент И 24, триггер 25, адреса, дешифратор 26 команд , триггеры 27 и 28, первый и второй команд соответственно. Элементы 23-28 составл ют блок контрол  6, третий элемент И 29, двоичный счетчик 30, элементы 29 и 30 образуют АЦП 7, реализованный на схеме врем  - кодового преобразовател .

Схема работает следующим образом. После подачи напр жени  питани  на устройство, последний производит непрерывный опрос датчиков 3. Опрос происходит следующим образом. Импульсы сброса и адресации, которые формируютс  блоком

17(фиг.9) через второй блок св зи 18 (фиг.7) подаютс  в шлейф 4 (см. фиг.З диаграмма Uc). Каждый датчик в соответствии со своим адресом выдает в шлейф импульс тока, временное положение которого относительно адресного импульса определ ет текущее значение параметра среды, где установлен датчик (см. фиг.З диаграмма Тш). Импульсы тока воспринимаютс  вторым блоком св зи

18и преобразуютс  в импульсы пап р же- ни  с длительностью равной временному интервалу между адресным импульсом и импульсом тока. Сигналы с блока св зи поступают на второй вход третьего элемента

И 29 и разрешают прохождение счетных

5 0 5

0

5 0 5

0 5

0

5

импульсов, которые приход т на Первый вход элемента И с блока управлени  9.Количество счетных импульсов фиксируетс  двоичным счетчиком 30. Таким образом, происходит преобразование временного интервала в двоичный код. Двоичный код с выходом счетчика 30 поступает на цифровые компараторы 10 и 14. на которые также поступают коды пороговых установок с блока задани  уровней 11.

При неисправности датчика компаратор 18 установит в единичное состо ние первый триггер 15, при тревоге компаратор 14 установит в единичное состо ние второй триггер 16. Вых-оды указанных триггеров подключены к информационным входам первого мультиплексора 12. Таким образам, на выходах мультиплексора 12 будет сформирован код состо ни  устройства, состо щий из кода адреса, заданного блоком задани  адреса 8 и состо ни  триггеров 15 и 16 - Неисправность и Тревога.

Рассмотрим теперь работу устройств в режиме приема информации со станции и передачи своего байта состо ни  по схеме на фиг.4 и временной диаграмме работы блока управлени  9, изображенной на фиг.5, передаваемый центральной станцией по линии св зи 2 код адреса (см. фиг,5 диаграмма илс) поступает на формирователь 19, представл ющий собой пороговое устройство , например, триггер Шмидта. Стартовый бит подаетс  в блок управлени  9, последний начинает формирователь необходимые дл  работы терминала сигналы. Синхронно с принимаемой информацией начинаетс , перебор адресов первого мультиплексора 12 (см. фиг.5 диаграммы Мл.Р.МХ, Cp.P.MXI; Ст.Р., т.е. на элемент сравнени  23 поступают биты принимаемого адреса и собственного адреса, установленного в блоке 8. Происходит побитное сравнение. Результат сравнени  поступает на первый вход второго элемента И 24, На второй вход приходит сигнал с блока управлени  9 (см. фиг.5 диаграмму 2-й вх 2). который имеет длительность времени приема только адресной части кода и разрешает установку триггера адреса 25 в единичное состо ние. Далее, возможны два варианта работы.

Первый - принимаетс  на свой адрес В этом случае при первом же несовпадении битов адресов, устанавливаетс  в единичное состо ние триггер адреса 25 (см. фиг.8 диаграмма Тадр.) и после приема всего адресного кода блок управлени  вырабатывает сигнал сброса триггера 25 и вс  схема приходит в исходное состо ние.

Второй случай - принимаетс  собственный адрес. При этом, триггер адреса 25 остаетс  в нулевом состо ний и после приёма кода адреса блок управлени  9 формирует сигнал на дешифратор команд 26 (см. фиг,5, диаграмма - 2-й вх ДшК), который разрешает дешифрацию кода поступившей команды , Если пришел код 00, то в единичное состо ние устанавливаетс  триггер первой команды 27, если пришел код 11, то устанавливаетс  триггер второй команды 28. После приема кода команды блок управлени  9 формирует сигнал на первый вход первой схемы И 20 (см, фиг.5 диаграмма 1-й вх И1), который разрешает прохождение информации . Блок управлени  9 повторно перебирает код адреса первого мультиплексора 12 и байт состо ни  устройства поступает через элементы l/l 20 и ИЛИ 21 на формирователь 22, представл ющий собой генератор тока, и с него в виде токовых посылок в линию св зи 2 (см. фиг.5 диаграмма Лс).

Дальнейша  работа устройства зависит от прин той команды.

Если прин та перва  команда, т.е. в единичном состо нии находитс  триггер 27, то после выдачи последнего бита состо ни  терминала, схема приводитс  в исходное состо ние и готова к приему информации из линии св зи.

Рассмотрим работу схемы терминала после приема второй команды Выдать данные состо ни  датчиков. Временна  диаграмма работы блока управлени  в этом режиме изображена на фиг.6.

Установленный в единичное состо ние триггер второй команды 28 воздействует на блок управлени  9, который совместно с формирователем импульсов адресации начинает вырабатывать сигналы управлени  шлейфом, начина  с импульса, сброса (момент времени гл диагр. ишд. на фиг,6).

После первого адресного импульса И1 (см. фиг.7 диагр., ишл отвечает первый датчик импульсов тока (дизгр. Шл). Импульс тока поступает в блок св зи 16, где преобразуетс  в сигнал напр жени  и поступает на второй вход элемента И 29 (см. фиг.6 диагр. 1-й вх. ИЗ). На первый вход элемента И 29 поступает счетные импульсы с блока управлени  9. Таким образом, на двоичный счетчик 30 поступает некоторое количество импульсов (см. фиг.6, диагр. С - вх СТ). Двоичный код со счетчика 30 поступает на информационные входы мультиплексора 19. Блок управлени  9 начинает перебор адресов мультиплексора 13 (см. фиг.6 диагр. Мл.Р.Мх2: Ср.Р.Мх2; Ст.Р.Мх2) С выхода мультиплексора информаци  в последовательном коде поступает на второй вход элемента ИЛ И 21 и далее, через выходной формирователь 22 в линию св зи 2 в виде токовых посылок (см. фиг.6 диагр. Лс).

Аналогично происходит передача информации о состо нии остальных датчиков. После передачи состо ни  всех датчиков блок управлени  формирует импульс сброса триггера второй команды 28. Схема терминала

возвращаетс  в исходное состо ние.

Рассмотрим подробно схемы и работу специальных функциональных узлов терминала .

Функциональна  схема второго блока

св зи 18 представлена на фиг,7. В состав блока вход т: триггер 31, интегрирующа  цепочка 32, электронные ключи 33, 35, инвертор 34, компаратор тока 36. Второй блок св зи предназначен дл  выдачи в шлейф

просадок напр жени , управл ющих работой датчиков, и приема на шлейфа токовых сигналов от датчиков (см. фиг.2 и 3 диаграммы 1Ш). Он работает следующим образом. На электронный ключ 33 и через инвертор 34 на

ключ 35 с формировател  импульсов адресации 17 поступает адресные импульсы. При этом, электронными ключами 33 и 35 в шлейфе формируют адресные просадки напр жени , которые воспринимаютс  датчиками 3 (см. фиг.2 и 3 диаграммы Уш). Одновременно адресные импульсы из формировател  17 поступают на вход триггера 31, который устанавливаетс  в единичное состо ние. Прохождение адресных импульсов на вход Р триггера 31 преп тствует интегрирующа  цепочка 32. Каждый датчик после адресной просадки, по счету соответствующей своему коду адреса, отвечает импульсами тока ш (см. фиг.2 и 3 диаграммы ш).

Эти импульсы тока компаратором 36 преобразуютс  в импульсы напр жени , которые поступают на вход Г триггера 31, устанавлива  его в нулевое состо ние.

Таким образом, на выходе триггера 31

формируетс  сигнал,длительность которого равна т (см. фиг.2 и 3 диаграммы ш). Этот сигнал поступает на один из входов элемента И 29 (см. фиг.4), Сигнал сброса, длительностью значительно превосход щий

адресный, формирует в шлейфе соответствующую просадку напр жени , одновременно по его переднему фронту происходит установка триггера 31 в единичное состо ние , этот же импульс через интегрирующую

цепочку 32 проходит на вход R триггера 31 и устанавливает его в нулевое состо ние, по своему заднему фронту. Таким образом, триггер 31 оказываетс  готовым к приему 1-ой адресной просадки, после чего, цикл

опроса датчиков повтор етс  до следующей сбросовой просадки.

Функциональна  схема адресного датчика представлена на фиг.8.

Датчик содержит: инвертор 27, интегрирующую цепочку 38, элемент задани  установки адреса - 38, реверсивный счетчик - 40, источник напр жени  питани  41, широт- но-импульсный модул тор 42. чувствительный элемент 43, например терморезистор, одновибратор - 44, генератор тока - 45. Ад рее датчика задаетс  двоичным кодом в элемент установки адреса 39, подключением установочных входов 1-4 реверсивного счетчика к шине питани  Un (лог. 1) или к шине земли (лог.О). При подаче в шлейф. напр жени  1)ш через источник напр жени  41 происходит включение датчика. Сбросова  просадка после инвертора 37 через интегрирующую цепочку 38 поступает а вход РЕ счетчика 40, при этом, установленный двоичный код адреса записываетс  в чик. Адресные просадки, которые по длительности значительно меньше сбросовой, поступают на счетный вход М и не проход т через интегрирующую цепочку 38 на вход РЕ счетчика 30. При совпадении количества адресных просадок с установленным двоичным кодом адреса, на выходе счетчика 40 по вл етс  импульс напр жени , который запускает модул тор 42. Этот модул тор формирует импульс, длительностью, пропорциональной величине контролируемого чувствительным элементом-43, параметра среды. Импульс, сформированный модул тором , поступает на одновибратор, запускаемый по заднему фронту импульса 44. Он формирует короткий импульс, временные расположение которого от адресной просадки будет пропорционально величине контролируемого параметра среды. Этот импульс преобразуетс  источником тока 45 в импульс тока, который принимаетс  вторым блоком св зи 18 устройства. Процесс формировани  импульсов адресации датчиков может быть по снен при помощи принципиальной схемы блока 17 (см. фиг.9). В состав блока управлени  9 вход т: двоичный счетчик 46 инверторы 47 и 48 (см. фиг.4). Собственное формирователь адресных импульсов состоит из элементов 49, 50, 51, 52, 53, 54. При подаче напр жени  питани  на устройство на вход 49 поступает импульс начальной установки, Счетчик 46 обнул етс . После этого начинаетс  пересчет тактовых импульсов, поступающих на счетный вход Т счетчика 46. Узел на элементах 49-54, представл ющий собой логический дешифратор , формирует импульсную последовательность , состо щую из импульса Сброс

и адресных импульсоа И1-Ип (см.. фиг.З ди- аграмрла иш). 8 случае прихода на устройство команды К2 сигналом с триггера второй команды 28 (см. фиг;4) двоичный счетчик 46 5 (см. фиг.9) обнул етс  и начинаетс  формирование импульсной последовательности с сигнала Сброс. С выхода элемента И 54 сигналы подаютс  во второй блок св зи 18 (см, фиг.4). Количество датчиков, подключа0 емых к терминалу может составл ть от 7 до 15 штук. При этом, врем  их опроса по шлейфу 4 составл ет незначительную величину. Например, при времени опроса одного датчика 16 10 3 с врем  опроса всех датчикоз

5 терминала состав.мт 0,12-0.26 с. То есть, за 1 секунду можно сделать 5-8 опросов и достоверно определить факт отклонени  параметра , например, повышение температуры на охран емом объекте. С другой стороны,

0 врем  опроса всех устройство в дежурном режиме составл ет также незначительную величину. Например, при наличии в системе .15 устройство врем , опроса составит Топ. 10-10 3 15 0,24 с. При этом, количе5 ство.защищаемых адресов системой на объекте составит N 15x15 - 225, что  вл етс  достаточно большой величиной.

Таким образом, введение в устройство первого и второго мультиплексоров, второ0 го .компаратора, первого и второго триггеров , формировател  импульсов адресации датчиков и второго блока св зи обеспечивает возможность режимов параллельного опроса датчиков каждого устройства и

5 состо ни  самих терминалов, что нар ду с сохранением высокого быстродействи  всей системы в целом обеспечивает повышение ее функциональной надежности по сравнению с прототипом. Действительно, в

0 случае выхода из стро  блока св зи 5 и бло- ,кз управлени  9 или блоков 12, 6, 8, 15, 616, 11, 18,3, 4, 7 эта неисправность практически мгновенного (в течение 0,24с) будет вы влена на центральной станции системы. Неис5 пра-вность блоков 17 и 13 устройства определ етс  в процессе подачи команды К2 на опрос датчиков устройства. Введение второго мультиплексора, формировател  импульсов адресации второго блока св зи

0 позволили значительно упростить схему устройства по сравнению с прототипом. Введение этих блоков позволило упростить- блок управлени  9, так как при наличии режима непрерывного вывода информации с

5 датчиков не требуетс  буферна  пам ть в блоке 9. Кроме того, при большом количестве датчиков в прототипе требуетс  большое число внешних-входов устройства, что затрудн ет установку и его эксплуатацию на объекте. В устройстве требуетс  всего один

двухпроводный шлейф дл  подключени  адресных датчиков. Введение вышеуказанных элементов обеспечит возможность непрерывного контрол  состо ни  как самого устройства , так и подключенных к нему адресных датчиков. Это позволило значительно повысить его функциональную надежность и надежность всей системы сигнализации в целом при сохранении ее высокого быстродействи . Введение второго блока св зи, обеспечивает возможность подключени  к одному входу устройства нескольких адресных датчиков, что упрощает процесс монтажа и эксплуатации устройства на охран емом объекте. Информаци  от датчиков непрерывно контролируетс  при помощи двух компараторов, а результаты контрол  запоминаютс  на двух триггерах. В случае возникновени  отклонений показаний датчиков от номинальных значений с терминала на центральную станцию передаетс  текуща  информаци  от датчиков. При этом, специальное устройство дл  запоминани  информации от датчиков не требуетс .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  адресной передачи сигналов тревоги в системе пожарной сигнализации , содержащее первый блок св зи, блок .контрол , аналого-цифровой преобразователь , блок задани  уровней, первый компаратор , блок установки адреса, блок управлени  и адресные датчики, отличающеес  тем, что, с целью повышени  функциональной надежности и упрощени  устройства, в него введены первый и второй триггеры, второй блок св зи, первый и второй мультиплексоры и формирователь импульсов адресации датчиков, вход которого

   соединен с выходом блока управлени , а выход-с управл ющим входом второго блока св зи, информационный вход которого через шлейф св зан с адресными датчиками , выход подключен к информационному входу аналого-цифрового преобразовател , управл ющий вход которого соединен с вторым выходом блока управлени , выход подключен к информационному входу второго

   мультиплексора и к первым входам первбго и второго компараторов, вторые входы которых подключены к выходам блока задани  уровней, адресный вход второго мультиплексора соединен с третьим выходом б окз управлени , выход соединен с первым информационным входом первого блока св зи, который подключен к линии св зи устройства с центральной станцией системы , информационный выход первого блока

   св зи соединен с первым входом блока управлени  и первым информационным входом блока контрол , управл ющий вход первого блока св зи подключен к четвертому выходу блока управлени , второй вход

   которого соединен с выходом блока контрол , управл ющий вход которого подключен к п тому выходу блока управлени , второй информационный вход блока контрол  объединен с вторым информационным входом

   первого блока св зи и подключен к выходу первого мультиплексора, адресный вход которого подключен к шестому выходу блока управлени , соответствующие информационные входы соединены с выходами блока

   задани  адреса и первого и второго триггеров , информационные входы последних подключены к выходам соответственно первого и второго компараторов, управл ющие входы - к седьмому и восьмому выходам

   блока управлени  соответственно.

   I Ч

   ,У, J9V

   i Ј шаошэ i, г„ ша ошз j v

   u/ctewj

   tudouij

   Mr

   m(l

   3VЈ

   uidouiy

   utdvui

   Щ

   r-LЈ.

   1 гпф

   Ш1.Ш1

   Старт

   Старт

   ш

   т

   п 1

   П

   V

   м

   и/

   Lf

   J(5tf

   ±

   П

   tw .W T1

   xv/va

   Т-ЯР/ТТ USSEST

   Ш

   Д

   Данные fletHweZ

   Г

   ±

   T1

   г

   Фиг, 4.

   Фаг. 5

   I

   L

   п{

   :J

   3

   Фаг. 7

   ..j

   Mil

   J I7±r.J

   /л

   54

   И

   0глаЈ