城市火灾自动报警系统联动问题浅析

　　摘要：针对传统的火灾探测报警技术存在问题，本文详细分析了城市火灾自动报警系统中的联动控制器相关分析，从原理解释到具体硬件实现进行阐述。
　　关键词：火灾自动报警，联动问题，实现技术
　　1引言
　　传统的火灾探测报警技术是由火灾探测器感知现场的某种火灾参数(如烟浓度、温度等)，当被感知的火灾参数达到某个限度值后，火灾探测器通过一定的方式向火灾报警控制器发出火灾报警信号，火灾报警控制器收到报警信号后，立即发出声光报警。但是存在探测器的灵敏度固定，不易改变；火灾探测报警系统缺乏故障的自诊断、自排除能力；火灾报警的判据单一，对环境背景的干扰影响无法消除，这样在一些场合就不能提供准确的报警等缺点。为了克服这些弊病，近年来发展了智能型火灾报警技术，完全摆脱了传统的火灾报警信号处理方式，使得火灾报警系统的可靠性有较大提高[1,2]。本文详细分析了城市火灾自动报警系统中的联动控制器相关分析，从原理解释到具体硬件实现进行阐述。
　　2火灾联动控制器原理
　　所谓火灾联动控制是指一旦发生火灾后，各种消防设备根据事先拟定的逻辑关系，进行不同的动作，以扑灭相应的火灾区域，而现场消防设备的种类很多。从功能上讲，有水灭火设备，气体灭火设备，防火分割设备，防排烟设备空调通风设备等等，这些设备的控制装置有DC24V控制器，也有AC220V,380V控制的；有小功率(弱电)的，也有大功率(强电的)等等，因此对五花八门的现场设备，如何进行规格化的分类，是组成标准化系统的关键。
　　本系统采用信号的分类方法，即不管现场设备的功能，电源和信号的种类功率的大小，动作机构如何，只看其信号的传输方式，根据此方法，可将设备归纳为以下几个简单的型式。
　　第1种型式：设备在现场自行动作，给出一个动作信号其动作是由现场火灾参数(温度烟尘光)或是从操作引起的。例如玻璃球水喷头受热炸开产生水流，使水流指示器输出一个信号。控制室与现场之间只传一个信号，方向是由现场到控制室。
　　第2种型式：设备在现场接收到控制室送来的控制信号而发生动作，例如事故广播收到控制室发来的控制信号而动作。控制室与现场之间只传输一个信号，方向是由控制室到现场。
　　第3种型式：设备在现场接收到控制室送来的控制信号，在其发生动作之后，给出一个回答信号返回控制室。例如，排烟阀接收到控制室送来的控制信号，其脱机机构动作并自动形成回答信号，控制室与现场之间传输两个信号，先由控制室到现场到控制室。
　　第4种型式：设备在现场由于火灾因素产生一个报警(或动作请求)信号送到控制室，控制室再发生动作命令信号，设备动作之后再给出一个回答信号返回控制室。控制室与现场之间传输三个信号，先由现场到控制室，自由控制室到现场，最后由现场到控制室。
　　第5种型式：设备与现在收到控制室发来的两个控制信号，而实现两个动作(例如水泵的起动与停止，卷帘门的两步动作)设备动作后有回答信号返回控制室。控制室与现场之间传输三个(或四个)信号，其中两个控制信号由控制现场，一个回答(或两个)由现场到控制室，其时间关系依具体情况而定。
　　综上所述，可将这几种型式的设备归纳以下几种类型：（1）主动型设备如上述第一种型式的设备；（2）被动型设备，如上述的第2,3,5种型式的设备，其中2型为无回答型，3为单动作型，S型为双动作型。（3）主/被动型设备：如上述第4种型式，即设备由相关的主动型和被动型两部分组成，主动型部分动作后，被动型部分需经控制室自动或手动操作方能动作。把联动设备分类后，就可以根据各自的特性，进行相应的控制。另外，根据国家标准，联动设备的动作又分为手动动作和自动动作，即前者动作指当火灾发生时，联动设备根据已设定的逻辑关系，自动启动相应的联动设备。
　　3火灾联动控制方式的实现
　　3.1消防设备显示控制盘的设计思想
　　在消防联动设备设计中，由于消防设备数量繁多，种类性质各不相同，若仅靠联动控制器上的数码管通过显示地址代码进行设备控制，这不仅需要管理人员记住繁锁的各个消防设备的对应代码，而且给指挥工作带来极大不便，不直观，速度慢，工作效率低。因此，若设显示控制盘去一对一地实时显示每个消防设备的状态，并根据消防设备的性质实施智能控制，则管理工作提高一个新台阶。
　　从本质上讲，消防设备显示控制盘是联动设备控制器的附属设备，以住的消防设备也有显示控制盘，但它们都是非智能的，采用多总线机械结构控制，结果体积笨拙，给安装调试带来极大不便。
　　根据消防设备的品种，把消防设备分成三种类型，第一种是主动型消防设备，如水流指示器等等，当发生火灾时，这类设备能自动动作，无需人为的控制信号，它们本身也有火灾报警功能，第二种是被动型单动作消防设备，这类设备需要人为地给控制信号，而且一步到位，比如排烟阀，送风阀等等，若动作后，若需复原，由于本身机械结构，只有靠人为手工动作，第三种是被动型双动作消防设备，比如消防泵等，这类设备比较关键，启动时，需要一个信号，停止时，需要一个信号，因此一个设备对应两种不同的触点信号。
　　针对上述三种不同性质的消防设备，我们设计三种不同的消防显示控制盘。第一种是仅显示无控制的显示盘，对应主动型设备，我们只需用多个指示灯分别代表每个主动型设备，在盘上逐一显示，灯灭表示设备没动作，灯亮表示设备己经动作。第二种单动作显示控制盘，每一个按键对应一个单动作消防设备，键按下，送出一个触点信号，使设备动作，另外所谓智能显示，就是通过与联动设备控制器的通信，当发生火灾时，联动控制器通过联动方式何时启动，启动那一个消防设备，因此，我们设计一台设备对应一个“请求”灯，灯亮表示该启动启动该设备，灯灭表示需动作。当动作命令发出后，管理人员应该知道该设备是否动作，因此，双对应每台设备又有一个“回答”灯，灯亮表示设备己动作，灯灭表示设备没有动作。第三种是双动作显示控制盘，这种盘的设计针对双动作消防设备，原理与单动作显示控盘一样，只是一个设备对应两个键即启动与停止分别完成相应的任务，对应设备显示灯的设计与第二种盘也一样。另外，为了确认按键按下，对后两种盘专门设计了一蜂鸣器，当按键按下，蜂鸣器响，直到有效抬起为止。对于双动作盘，还有一组“命令”灯对应每台设备，当启动键按下时，命令灯亮，面停止键按下时“命令”灯灭。
　　3.2硬件电路的设计
　　本设计采用的CPU是美国Microchip公司的PIC16C57单片机，这是由于该芯片内部有2K程序存储，20根双向可独立编程的I/O，低功耗，单周期指令速度快，对于一些小系统，发挥出了其优良的性价比，而显示控制盘的任务不很繁重，系统较小，使用PIC，不仅能使开发周期短，而且降低了成本。在通信方式上，我们采用RS-485总线结构，该总线结构简单，没有繁多的通信协议，特别是当我们选用75184芯片后，该电路的硬件更为简单，75184带载能力强，传输距离远，抗干扰能力强，很适合简单通信用而且自身开路，短路保护能力强。
　　由于PIC16C57的I/O口线只有加地于显示控制盘，若采用一对一静态显示或控制，口线远远不够，因此，我们只能按矩阵电路形式进行组合设计，在软件设计上采用分组动态扫描方式，实际这样做，也有效地减轻PIC的负载，另外需要考虑的是发光二极管驱动问题，由于PIC的I/O口一般只能提供10多mA的电流由于采用的是分组扫描方式，驱动某一列(或行)的发光二极管电流成数倍增加，远远超过I/O的带载能力，因此，我们设计出用三极管驱动。这些外围主要有地址拨码开关电路，外看门路电路，硬复位电路，蜂鸣器驱动电路，这些电路结构都很简单，且都是成型电路。
　　4结语
　　本文通过火灾探测报警控制系统的研究、分析，在硬件设计方面采用无极性二总线地址码智能回路设计，抗干扰能力强，可任意配接多种智能型探测器，接口模块等。单台控制器为四个总线回路，每个回路以模块化设计，使得系统工作稳定，抗干扰性能强，维护方便。每个回路即可用做探测总线，也可用做联动总线，用做联动总线时再加两根电源线。为提高与消防动作‘盘间通讯的可靠性本系统采用RS--485通讯方式。
　　
　　
　　参考文献：
　　[1]赵永代,王铁强.浅谈火灾自动报警系统误报、漏报的原因和对策[J].消防科学与技术,2001,03
　　[2]徐东升.智能建筑中火灾自动报警系统的设计[J].河北职业技术学院学报,2006,01