DE10051329C2 - Gefahrenmeldeanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gefahrenmeldeanlage nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren nach dem Oberbegriff der Patentansprüche 9 und 13.

Gefahrenmeldeanlagen, zum Beispiel Brandmeldeanlagen, weisen in der Regel eine größere Anzahl von Gefahrenmeldern auf, die an eine zweiadrige Meldeleitung ange­ schlossen sind. Diese kann als Stich- oder als Ringleitung konzipiert sein, über die die einzelnen Melder mit einer Zentrale kommunizieren. Jeder Melder weist einen Sensor oder dergleichen auf, der in Abhängigkeit von Parametern seiner Umgebung Meß­ werte produziert. Die Meßwerte werden über die Leitung an die Zentrale übertragen, wobei diese üblicherweise die einzelnen Melder zyklisch abfragt. Um eine Zuordnung der Meßwerte zu den einzelnen Meldern vornehmen zu können, ist es notwendig, je­ dem Melder eine Kennung oder eine Adresse zuzuordnen. Die Adresse ist in einem nicht flüchtigen Speicher des Melders abgelegt. Im Prozessor der Zentrale sind die Meldeadressen gespeichert, so dass die Zentrale mit Hilfe eines geeigneten Pro­ gramms eine Überwachung der individuellen Melder vornehmen kann.

Die Installation und Inbetriebnahme einer derartigen Gefahrenmeldeanlage ist mit ei­ nem beträchtlichen Aufwand verbunden. Häufig werden die Installationsarbeiten Un­ ternehmen übertragen, die für derartige Anlagen nicht als Fachfirmen bezeichnet wer­ den können. Die Inbetriebnahme einer derartigen Meldeanlage erfolgt jedoch in der Regel durch speziell geschultes Personal.

Aus den erwähnten Gründen ergibt sich die Notwendigkeit, Fehler und Störungen, welche sich durch fehlerhafte Installation einstellen, möglichst kurz vor der Inbetrieb­ nahme, jedoch spätestens bei der Inbetriebnahme aufzudecken und zu identifizieren.

Es ist aus DE 29 35 335 C2 und EP 00 52 220 bekannt, separate Prüfschaltungsanord­ nungen vorzusehen, die an die Meldeleitung angeschlossen wird, zum Beispiel zur Überprüfung von Kurzschlußfehlern oder der Verpolung von Leitungen.

Aus EP 01 11 178 B1 ist eine Gefahrenmeldeanlage bekannt geworden mit einer zweiadrigen Leitung, an welcher eine Vielzahl von Meldern angeschlossen ist. Mit Hilfe von in den einzelnen Meldern vorhandenen Schaltelementen kann von einer Zentrale aus eine Adressierung erfolgen. In der Zentrale ist ein Prozessor für die Durchführung von Überwachungs- und Steuerungsaufgaben vorhanden. Die Überwa­ chung führt sowohl eine Alarmauslösung als auch eine Störauslösung aus, z. B. bei der Störung der elektrischen Schaltung oder bei Kurzschluß und Unterbruch der Melderli­ nien. Aus DE 29 39 462 C2 ist bekannt geworden, eine zweiadrige Melderlinie gezielt von einer Zentrale aus zu überprüfen. Ein Bestandteil der Prüfschaltungsanordnung ist eine von einem Mikroprozessor gesteuerte Schaltergruppe, mittels der verschiedenen Prüfspannungen an die Melderlinie gelegt werden. Zu diesem Zweck sind in jedem Melder ein Schalter und ein Widerstand in Reihe mit den Linien angeordnet. In der Zentrale wird eine Meßspannung angelegt und durch die in dem Melder angeordneten Widerstände fließt ein Meßstrom, der mit abgespeicherten Werten in der Zentrale verglichen wird. Auf diese Weise kann die Meldeart bestimmt werden.

Aus DE 296 11 600 U1 ist eine Anordnung zur Überprüfung einer Alarmanlage mit einer Mehrzahl von Alarmlinien bekannt geworden, die jeweils an einer Vielzahl von Lautsprechern angeschlossen ist. Der Zentralteil der Alarmanlage wird im Bereich der Verstärker und Alarmgeneratoren ständig überwacht. Bei Ausfall wird eine Fehlermel­ dung abgegeben. In der Anlage ist eine große Anzahl von Relais im Alarmanlagenpfad angeordnet. Eine Überwachung der Relais bzw. eines Drahtbruches ist daher für die Sicherheit von größter Bedeutung. Die Anordnung zur Prüfung der Alarmanlage er­ folgt mit einer zentralen Alarmsteuereinrichtung, in der eine Prüfeinrichtung vorhanden ist, die einen Prozessor enthält. Vorrangig werden die einzelnen Alarmgenerato­ ren, hier Lautsprecher, die sich entlang der Alarmlinien befinden, auf Betriebsfähigkeit geprüft. Die Auswertung der Antwortsignale der auf die einzelnen Lautsprecher ge­ sendeten Prüfsignale erfolgt in der Prüfeinrichtung. Aus DE 195 38 754 A1 ist eine Gefahrenmeldeanlage bekannt geworden, die eine Konstantstromquelle in einer Zen­ trale aufweist sowie eine Spannungsmeßvorrichtung. Die Zentrale weist eine Überwa­ chungsschaltung für die Leitung der Gefahrenmeldeanlage auf. Aus DE 195 16 092 ist ein Meßverfahren zur Überprüfung der Abschirmung einer abgeschirmten Leitung in einer Gefahrenmeldeanlage bekannt geworden, wobei die Auswertung von Messungen in der Zentrale erfolgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gefahrenmeldeanlage zu schaffen und Verfahren anzugeben, womit auf einfache Weise eine Vielzahl von Fehlern erkannt und lokalisiert werden kann und der Aufwand für eine Prüfschaltung und der Meßauf­ wand minimal sind.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1, 9 und 13 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Gefahrenmeldeanlage nach Patentanspruch 1 ist eine Prüf­ schaltungsanordnung vorgesehen, die Bestandteil der Zentrale ist und zum Beispiel auf einen speziellen Befehl des zentralen Steuerprozessors den betriebsfähigen Zu­ stand des Netzes der Gefahrenmeldeanlage überprüft. Dies geschieht mit Hilfe mindestens eines eigenen Prüfprozessors, in dem ein Prüfprogramm gespeichert ist. Au­ ßerdem ist ein vom Prüfprozessor gesteuerter Schalter vorgesehen zur wahlweisen Verbindung der Prüfschaltungsanordnung mit der Meldeleitung. Die Prüfschaltungs­ anordnung weist eine Konstantstromquelle auf, die über einen Modulator und den steuerbaren Schalter an die Leitung geschaltet werden kann. Mit Hilfe eines Daten­ worts, das vom Prüfprozessor über den Modulator erzeugt wird und das außerdem die Adresse eines Melders enthält, kann ein Melder angesteuert und ein Schalter im Mel­ der veranlaßt werden, die Adern der Leitung zu verbinden.

Bei der erfindungsgemäßen Gefahrenmeldeanlage sind die Meßmittel zur Überprüfung des betriebsfähigen Zustands der Gefahrenmeldeanlage in die Meldezentrale integriert, so daß in Verbindung mit einer intelligenten Auswertungs-Software Installationsfehler schnell und wirksam erkannt werden können.

Häufig vorkommende Fehler bei Gefahrenmeldeanlagen sind Verpolungen der Adern, Überschreitung zulässiger Leitungslängen, Kurzschlüsse bzw. Berührung von Adern oder Abschirmungen sowie Vertauschung von Detektortypen und Abweichung vom Installationsplan. Für derartige Fehler kann jeweils ein besonderes Verfahren durchge­ führt werden. Der Prüfprozessor kann redundant vorgesehen werden.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Prüfschaltungsanordnung als Modul ausgebildet, etwa in Form einer Steckkarte, auf der alle Bauelemente der Prüfschal­ tungsanordnung angeordnet sind.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Prüfschaltungsanordnung einen Modemanschluß auf zur Überprüfung des Netzes über eine Fernverbindung. Diese kann zum Beispiel über das Telefonnetz stattfinden. Mit Hilfe einer derartigen Mög­ lichkeit kann die Überprüfung von einem entfernten Ort, beispielsweise dem Her­ stellort der Gefahrenmeldeanlage, in Gang gesetzt werden. Die bei der Überprüfung erhaltenen Ergebnisse, insbesondere die aufgefundenen Fehler, können dann ausgele­ sen und über die Fernverbindung an den entfernten Ort übertragen werden. So können dann beispielsweise schon vor der endgültigen Inbetriebnahme bzw. Abnahme der Ge­ fahrenmeldeanlage Installationsfehler aufgedeckt und behoben werden.

Das Datenwort zur Ansteuerung der individuellen Melder und zum Schließen der Querschalter ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung vorzugsweise spannungsmo­ duliert. Im Melder befindet sich üblicherweise eine Logikschaltung sowie ein Demo­ dulator, so daß der angewählte bzw. adressierte Melder feststellt, wenn ihm ein Befehl erteilt wird zum Schließen des Querschalters. Es kann außerdem eine Zeitschaltung vorgesehen werden, welche nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit den Querschalter wieder öffnet, um die Leitung für einen anderen Abschnitt zwischen Meldern freizu­ geben.

Leitungen für die beschriebenen Netze weisen häufig eine Abschirmung auf in Form eines Geflechts oder einer leitenden Folie, welche die Adern der Leitungen umgibt. Eine derartige Abschirmung weist einen sehr geringen Widerstand auf. Sie liegt ent­ weder an Masse oder an einem vorgegebenen Potential. Es kann insbesondere im Be­ reich der Melder bei der Installation geschehen, daß eine Ader die Abschirmung be­ rührt und dadurch einen Kurzschluß hervorruft. Mit Hilfe der Prüfschaltungsanord­ nung läßt sich ein derartiger Kurzschluß feststellen. Auf einfache Weise geschieht dies dadurch, daß das Potential der Abschirmung über den Prüfprozessor überwacht wird. Weicht das Potential von einem vorgegebenen Wert ab, liegt eine Berührung einer Ader mit der Abschirmung vor.

Nach Patentanspruch 9 wird ein Verfahren zur Messung des Widerstands von Lei­ tungsabschnitten angegeben, wodurch Fehler bestimmt werden können. Die Konstant­ stromquelle begrenzt den Strom auf der Leitung auf einen vorgegebenen Wert, und eine Spannungsmeßvorrichtung kann den gesamten Spannungsabfall über einen kurz­ geschlossenen Abschnitt der Leitung messen. Da die Spannungsabfälle an den in dem Abschnitt liegenden Meldern bekannt sind, ergibt sich der Spannungsabfall, der durch die Leitungen allein veranlaßt wird, aus der Differenz der gemessenen Spannungsab­ fälle und der Summe der Spannungsabfälle an den Meldern des gemessenen Ab­ schnitts und ggf. eines Meßwiderstands, über den der Konstantstrom nach Masse fließt. Wenn der Spannungsabfall, der allein durch die Leitungslänge bestimmt wird, bekannt ist, läßt sich auch der Widerstand des Leitungsabschnitts ermitteln, denn der Querschnitt der Leitung ist bekannt. Aus dem auf diese Weise ermittelten Widerstand für die Leitung des gemessenen Abschnitts läßt sich mithin auch die Länge des gemes­ senen Abschnitts ermitteln. Auf diese Weise kann die Gesamtlänge einer Leitung er­ mittelt werden. Es ist auf die beschriebene Art und Weise auch möglich, die Länge von Leitungsabschnitten zwischen ausgewählten Meldern zu ermitteln, indem in den Meldern, welche den Leitungsabschnitt begrenzen, nacheinander die die Adern ver­ bindenden Querschalter geschlossen werden.

Die beschriebenen Gefahrenmeldeanlagen haben räumlich zum Teil erhebliche Ab­ messungen. Es ist daher von Vorteil, wenn nicht nur festgestellt wird, ob ein Kurz­ schluß vorliegt, sondern auch, an welcher Stelle er sich befindet. Daher sieht das Ver­ fahren nach Anspruch 13 vor, daß die Abschirmung über einen Meßwiderstand mit ei­ ner Konstantstromquelle verbunden wird. Diese sorgt dafür, daß im Fall des Kurz­ schlusses ein in der Höhe begrenzter vorgegebener Strom durch die Leitung, über die Kurzschlußstelle und den Meßwiderstand fließt. Der gesamte Spannungsabfall setzt sich im wesentlichen aus dem Spannungsabfall an den Leitungsabschnitten und am Meßwiderstand zusammen. Wie erwähnt, trägt die Abschirmung kaum zu einer Span­ nungsreduzierung bei und kann mithin vernachlässigt werden. Da der Spannungsabfall am Meßwiderstand bekannt ist, läßt sich auf diese Weise der durch die Leitung verur­ sachte Spannungsabfall errechnen. Aus dem Strom und dem Leitungsspannungsabfall läßt sich auch der Widerstand des Leitungsstücks bis zur Kurzschlußstelle ermitteln.

Da der Querschnitt und der spezifische Widerstand der Adern bekannt sind, läßt sich mithin aus dem Widerstand auch die Länge der Leitung bis zur Kurzschlußstelle er­ rechnen. Diese Rechenvorgänge können im Prüfprozessor vorgenommen werden.

Die Länge der Leitung von der Zentrale bis zur Kurzschlußstelle ist bereits eine we­ sentliche Aussage, welche das Auffinden einer Kurzschlußstelle erleichtert. Noch ein­ facher ist es, wenn festgestellt werden kann, zwischen welchen benachbarten Meldern ein Kurzschluß aufgetreten ist. Bei dem oben beschriebenen Verfahren läßt sich die Länge der Leitungsabschnitte zwischen den Meldern bestimmen. Sind daher die ein­ zelnen Leitungslängen im Prüfprozessor gespeichert, kann ausgerechnet werden, zwi­ schen welchen Meldern die Berührung zwischen Abschirmung und Ader bzw. der Kurzschluß vorliegt.

Bei den beschriebenen Gefahrenmeldeanlagen werden häufig Ringleitungen verwen­ det, deren Enden jeweils mit symmetrischen Schaltungsanordnungen einer Zentrale verbunden sind. Es ist daher möglich, eine Ringleitung von beiden Enden her zu be­ treiben, beispielsweise wenn sie im Bereich des Kurzschlusses unterbrochen wird. In diesem Fall kann z. B. von dem einen Zentralabschnitt eine Stichleitung und von dem anderen zentralen Abschnitt die andere Stichleitung betrieben werden. Damit be­ stimmte Melder aus der Meldeanlage herausgenommen werden können, sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, daß die Melder in Reihe mit der Ader Trennschalter aufweisen zur Auftrennung der Leitung auf beiden Seiten einer Kurzschlußstelle. Im Normalbetrieb sind die Trennschalter geschlossen, werden jedoch auf Befehl von der Zentrale geöffnet. Da die Zentrale "weiß", zwischen welchen Meldern sich ein Kurz­ schluß befindet, können die dem Kurzschluß benachbarten Melder angesteuert werden zwecks Öffnens der Trennschalter.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in Zeichnungen dargestellten Schal­ tungsanordnungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Gefahrenmeldeanlage nach der Erfindung.

Fig. 2 zeigt schematisch einen Melder der Gefahrenmeldeanlage nach Fig. 1.

In Fig. 1 ist eine Prüfschaltungsanordnung dargestellt, die innerhalb eines gestrichelt dargestellten Kastens 10 angeordnet ist. Die Prüfschaltungsanordnung 10 ist Bestand­ teile einer nicht weiter dargestellten Zentrale einer Gefahrenmeldeanlage, die eine Ringleitung aufweist. In Fig. 1 ist nur die Linie A der Ringleitung dargestellt. Das an­ dere Ende, das ebenfalls mit der Zentrale und mit einer zur Prüfschaltungsanordnung 10 symmetrischen Schaltungsanordnung verbunden ist, ist aus Einfachheitsgründen nicht gezeigt. Die Linie A besteht aus den Adern 12 und 14, und im Zuge der Linie A ist eine Reihe von Meldern M bis M_n geschaltet. In Fig. 1 sind die Melder M1, M2 und M_n dargestellt. Ein Teil der Schaltung der Melder M ist in Fig. 2 wiedergegeben. Man erkennt einen Querschalter T3, der im geschlossenen Zustand die Adern 12, 14 verbindet. Man erkennt ferner die Spannungsversorgung U_STAB mit einem Kondensa­ tor C und einer Diode D. Dadurch wird die Meldeschaltung auch dann mit Spannung versorgt, wenn die Spannung der Linie A kurzzeitig absinkt oder gegen Null geht. Der Melder M weist ferner einen Modulator/Demodulator 16 auf, der einen Spannungsim­ puls auf der Linienleitung in Logiksignale für eine Logikschaltung 18 umwandelt. Die Logikschaltung 18 beinhaltet einen Adreßspeicher und mehrere Ein/Ausgabeleitungen. Sie empfängt ein serielles Datensignal (z. B. eine Adresse oder einen Befehl) und führt einen Befehl aus, wenn eine empfangene Adresse mit der in der Logikschaltung 18 abgespeicherten Adresse übereinstimmt. Dies kann z. B. der Fall sein, um den Quer­ schalter T3 zu betätigen und damit die Adern 12, 14 kurzzuschließen.

Jeder Melder M weist auf beiden Seiten des Querschalters T3 in der Ader 14 Trenn­ schalter T1, T2 auf, die normalerweise im Betrieb der Melder geschlossen sind. Au­ ßerdem sind die Adern 12, 14 über nicht näher bezeichnete Zenerdioden miteinander verbunden, so daß bei einer Verpolung der Melder bei der Installation ein Kurzschluß entsteht, der wiederum durch eine Kurzschlußprüfschaltung ermittelt werden kann, worauf weiter unten noch eingegangen wird.

Die Prüfschaltungsanordnung 10 weist einen ersten Prüfprozessor 20 auf und einen zweiten Prüfprozessor 22 (CPU1 bzw. CPU2). Der Prüfprozessor 20 ist über eine Schnittstelle 24 (COM1) mit dem nicht dargestellten zentralen Prozessor der Zentrale für die Gefahrenmeldeanlage in Verbindung. Der Prüfprozessor 22 ist redundant vor­ gesehen.

Eine Konstantstromquelle 26 (I_KA) ist über einen Modulator 28 (MA) und einen Schalter 30 (S_1A) mit der Ader 12 verbunden. Die Konstantstromquelle 26 ist mit einer Spannungsversorgung 32 verbunden (U_STAB). Der Prüfprozessor 20 steuert den Mo­ dulator 28 und den Schalter 30, um z. B. ein spannungsmoduliertes Datenwort auf die Leitung zu geben, wenn der Schalter 30 geschlossen ist. Ein weiterer Schalter 33, der ebenfalls vom Prüfprozessor 20 gesteuert wird (S_2A), verbindet die Ader 12 mit Masse, wenn er geschlossen ist.

Eine Spannungsmeßvorrichtung 36 (A/D1_A) ist mit der Ader 12 verbunden, und ihr Ausgang ist mit dem Prüfprozessor 20 verbunden. Das gleiche trifft zu für eine Span­ nungsmeßvorrichtung 38 (A/D2_A), die mit der Ader 14 verbunden ist.

Die Adern 12, 14 sind mit einer Abschirmung 40 umgeben, die in Fig. 1 gestrichelt angedeutet ist. Die Abschirmung 40 ist mit einer Abschirmungsprüfeinheit 42 verbun­ den, deren Ausgang mit dem Prüfprozessor 20 verbunden ist. Sie enthält einen Prüf widerstand 44 (R_A), der an die Abschirmung 40 angeschlossen ist und mit der anderen Klemme an das Potential U_S. Außerdem ist die Abschirmung mit dem Pluseingang ei­ nes Operationsverstärkers 46 verbunden, dessen Ausgang mit dem Prüfprozessor 20 verbunden ist.

Die Ader 14 ist über einen Meßwiderstand 46a mit Masse verbunden (R_MA), wobei derselbe Pol des Widerstands 46a, der mit der Ader 14 verbunden ist, mit dem positi­ ven Eingang eines Operationsverstärkers 48 verbunden ist, dessen Ausgang auf den Prüfprozessor 20 geschaltet ist.

Mit Hilfe der gezeigten Schaltungsanordnung läßt sich z. B. die Leitungslänge der Li­ nie A ermitteln bzw. der Adern 12, 14 und auch die Leitungslängen zwischen ge­ wünschten Meldern M, z. B. zwischen benachbarten Meldern M. Hierzu nachfolgend die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels.

Es soll z. B. die Leitungslänge zwischen den Meldern M2 und M_n vermessen werden. Es wird dabei von einem normalen Betriebszustand ausgegangen, bei dem der Schalter 30 geschlossen ist und der Schalter 33 geöffnet. Die Schalter T1 und T2 in den Meldern M1 . . . M_n sind geschlossen. Der Schalter T3 in den Meldern M1 . . . M_n sind geöffnet. Damit ist die Leitung Linie A unter Spannung gesetzt (Betriebsspannung). Durch Ansteuerung des Modulators MA wird ein spannungsmoduliertes Signal auf der Leitung, z. B. einer Ringleitung, gesendet. Das Datenwort beinhaltet die Adresse des Melders bzw. seine Kommunikationsadresse und einen Befehl zum Schließen des Schalters T3, etwa von M_n. Nachdem M_n den Befehl empfangen hat, wird sein Schal­ ter T3 geschlossen. Es fließt nunmehr ein Konstantstrom I_A, verursacht durch die Kon­ stantstromquelle 26. Der Strom fließt über die Schalter T3 und T1 von M_n, sowie über den Widerstand R_MA. Mit Hilfe der Spannungsmeßvorrichtung 36 wird der Span­ nungsabfall am Anschluß plus Linie A gemessen und dem Prüfprozessor 20 zugeführt. Der gemessene Spannungsabfall setzt sich wie folgt zusammen:

1. U_RMA = I_IKA × R_MA

2. U_TX = I_KA × R_Tx

3. _RL = I_KA × R_L

4. _LT = U_RMA + U_RL + U_TX

wobei
U_RMA der Spannungsabfall über Widerstand R_MA,
U_TX der gesamte Spannungsabfall über die Schalter T1, T2 aller Melder vor M_n,
U_LT der Spannungsabfall am Linienanschluß A,
R_TX der Gesamtwiderstand aller Schalter T1, T2 der Melder M1 bis M_n-1
R_MA der Meßwiderstand vor dem Anschluß Minuslinie A ist.

Nach Umstellung der Gleichung 4. ergibt sich:

Die Gleichung 2 wird im Prüfprozessor 20 berechnet und das Ergebnis R_L(M_n) abge­ speichert. Dieser Wert beinhaltet den Leitungswiderstand zwischen dem Anschluß der Linie A und dem Melder M_n.

Nach einer gewissen Zeit t_M wird im Melder M_n der Schalter T3 wieder geöffnet. Dies geschieht mit Hilfe einer geeigneten Zeitschaltung, die im Melder, beispielsweise im Logikbaustein 18, untergebracht ist. Die Linienspannung geht wieder auf Betriebs­ potential.

Anschließend werden die obigen Schritte für den Melder M2 durchgeführt. Das Er­ gebnis R_L(M2) wird ebenfalls in dem Speicher von dem Prüfprozessor 20 abgelegt. Nunmehr wird die Differenz zwischen beiden Messungen gebildet:

ΔR_L = R_L(M_n - R_L(M2))

Bei einem gegebenen Leiterdurchmesser (Querschnitt) kann die Leitungslänge zwi­ schen Melder M2 und M_n bestimmt werden:

wobei A der Querschnitt der Leitung und ρ der spezifische Widerstand ist. Die einfa­ che Länge einer Ader bzw. eines Aderabschnittes ergibt sich aus

Das gleiche Verfahren kann dazu angewendet werden, um die gesamte Länge der Leitung zu bestimmen. Ist z. B. eine Ringleitung vorgesehen, wird am anderen Ende der Schalter geschlossen, der dem Schalter 33 nach Fig. 1 entspricht. Dadurch fließt ein Konstantstrom über die Ader 12 zu Masse. Über die Spannungsmeßvorrichtung 36 wird nun die Spannung am Anschluß der Ader 12 gemessen. Die gemessene Spannung kann direkt in die Länge der Leitung umgerechnet werden:

Die gemessenen Werte für die Leitungsabschnitte und die gesamte Leitung können im Prüfprozessor 20 abgespeichert werden.

Mit Hilfe der gezeigten Schaltungsanordnung kann auch ein Kurzschluß zwischen der Abschirmung 40 und einer der Adern festgestellt werden sowie auch der Ort des Kurz­ schlusses.

Wie schon erwähnt, besteht die Abschirmung 40 aus einem Drahtgeflecht oder einer Folie und ist niederohmig und wird bei den nachfolgenden Berechnungen vernachläs­ sigt. Ausgegangen wird wiederum von einem Normalbetriebszustand, d. h. Schalter 30 ist geschlossen und Schalter 33 geöffnet. Es soll nun der Kurzschluß K1 detektiert und der Kurzschlußort bestimmt werden.

Es fließt der Strom I_A der Konstantstromquelle 26. Er fließt, wenn der Kurzschluß K1 besteht, auch über die Abschirmung 40 und den Widerstand 44 zum Potential U_S der Schirmüberwachung 42. Mit Hilfe der Spannungsmeßvorrichtung 36 kann die Span­ nung, die sich einstellt, gemessen werden. Der Spannungsabfall am Widerstand 44 ist bekannt. Mithin kann hieraus der Spannungsabfall berechnet werden, der durch die Leitung bis zur Kurzschlußstelle K1 hervorgerufen wird, d. h. durch die Ader 12. Die­ ser Spannungsabfall U_LA, und der Strom I_A erlauben die Berechnung des Widerstands des Aderabschnitts, der mit R_LK bezeichnet ist. Die Leitungslänge bis zur Kurzschluß­ stelle ist mithin

wobei
A der Querschnitt der Ader,
R_LK der gemessene Widerstandswert und
ρ der spezifische Widerstand ist.

Auf diese Weise kann ermittelt werden, in welcher Leitungsentfernung der Kurzschluß aufgetreten ist. Da diese Leitungsentfernung noch wenig aussagt über den tat­ sächlichen Ort des Kurzschlusses, kann diese Leitungslänge auch in Beziehung gesetzt werden zu den ermittelten Längen der Leitungsabschnitte zwischen den Meldern M1­ . . . M_n. Daher läßt sich ohne weiteres ermitteln, zwischen welchen Meldern der Kurz­ schluß liegt, also hier zwischen den Meldern M1 und M2.

Auf ähnliche Weise, wie oben beschrieben, kann auch festgestellt werden, ob eine Verpolung vorliegt. Bei einer Verpolung fließt der Konstantstrom I_A über die nicht ge­ zeichnete Zenerdiode und führt mithin einen durch die Konstantstromquelle 26 be­ grenzten Kurzschlußstrom herbei. Durch Messung der Leitungslänge läßt sich mithin feststellen, an welcher Stelle sich der Kurzschluß befindet. Da sich in diesem Fall auch der Spannungsabfall am Meßwiderstand 46a ändert, kann durch den Block D_A ermittelt werden, ob ein Kurzschluß vorliegt oder die Leitung ungestört ist, was dann zu einer entsprechenden Meldung an den Prüfprozessor 20 führt.

Claims (13)

1. Gefahrenmeldeanlage mit
einer Vielzahl von Meldern (M1 bis M_n), die auf mindestens ein Gefahrenkri­ terium ansprechen und an eine zweiadrige Leitung (Linie A) angeschlossen sind,
einer mit der Leitung (Linie A) verbundenen Zentrale, die eine Spannungsver­ sorgung und einen zentralen Prozessor aufweist, in dem die Adressen der Melder (M1 bis M_n) gespeichert sind zur individuellen Ansteuerung und Ab­ frage der Melder (M1 bis M_n) und der ein Programm zur Überwachung des Zustands der Melder (M1 bis M_n) enthält,
dadurch gekennzeichnet, daß die Melder (M1 bis M_n) einen die Adern (12, 14) verbindenden Querschalter (T3) aufweisen, in der Zentrale eine Prüfschaltungsanordnung (10) angeordnet ist zur Überprüfung des betriebsfähigen Zustands des aus Leitung (Linie A) und Meldern (M1 bis M_n) gebildeten Netzes und die Prüfschaltungsanordnung einen Prüfprozessor (20, 22) aufweist, der seinerseits eine Auswertungs-Software auf­ weist, die Prüfschaltungsanordnung (10) ferner eine Konstantstromquelle (26) aufweist, die über einen vom Prüfprozessor (20, 22) gesteuerten Modulator (28) und einen vom Prüfprozessor (20, 22) steuerbaren Schalter (30) auf die Leitung (Linie A) schaltbar ist, wobei der Prüfprozessor (20, 22) und der Modulator (28) so aus­ gelegt sind, daß ein Datenwort erzeugt wird, das die Adresse eines Melders (M1 bis M_n) und ein Steuersignal für den Querschalter (T3) des Melders enthält und an die Leitung (Linie A) eine mit dem Prüfprozessor (20, 22) verbundene Span­ nungsmeßvorrichtung (36) angeschlossen ist.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfschaltungsanord­ nung (10) als Modul ausgebildet ist, etwa in Form einer Steckkarte.

3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfschaltungs­ anordnung (10) einen Modemanschluß aufweist zur Überprüfung des Netzes über eine Fernverbindung.

4. Anlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Modulator (28), der das Datenwort durch Spannungsmodulation bildet.

5. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zeitschaltung vorge­ sehen ist, welche ein Öffnen des Querschalters (T3) veranlaßt.

6. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lei­ tung (Linie A) ringförmig und am anderen Ende ein zweiter vom Prüfprozessor (20, 22) gesteuerter Schalter (33) vorgesehen ist, über den eine Ader (12) der Lei­ tung (Linie A) mit Masse verbunden ist zur Erzeugung eines in der Leitung (Linie A) fließenden Konstantstroms.

7. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit einer Abschirmung (40) der Leitung (Linie A) ein Meßwiderstand (44) verbunden ist, dessen Spannungsabfall auf den Prüfprozessor (20, 22) geschaltet ist.

8. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mel­ der (M1 bis M_n) in Reihe mit einer Ader (14) liegende Trennschalter (T1, T2) aufweisen zur Auftrennung der Leitung (Linie A).

9. Verfahren zur Messung des Widerstands von Leitungsabschnitten bei Gefahren­ meldeanlagen, die folgende Merkmale aufweisen:

• - eine Vielzahl von Meldern (M1 bis M_n), die auf mindestens ein Gefahrenkrite­ rium ansprechen und an eine zweiadrige Leitung (Linie A) angeschlossen sind
• - eine mit der Leitung (Linie A) verbundene Zentrale, die eine Spannungsver­ sorgung und einen zentralen Prozessor aufweist, in dem die Adressen der Melder (M1 bis M_n) gespeichert sind zur individuellen Ansteuerung und zur Abfrage der Melder (M1 bis M_n) und der ein Programm zur Überwachung des Zustands der Melder (M1 bis M_n) enthält

gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

• - eine Prüfschaltungsanordnung (10) wird mit der Leitung (Linie A) verbunden
• - in einem Prüfprozessor (20, 22) der Prüfschaltungsanordnung (10) werden die Adressen der Melder (M1 bis M_n) gespeichert, wobei der Prüfprozessor (20, 22) an einen vorgegebenen Melder (M_n) über seine Adresse einen Befehl zum Schließen eines die Adern (12, 14) der Leitung (Linie A) verbindenden Quer­ schalters (T3) im Melder (M_n) gibt
• - eine Konstantstromquelle (26) der Prüfschaltungsanordnung (10) erzeugt einen Konstantstrom (I_A) auf der Leitung (Linie A)
• - eine Spannungsmeßvorrichtung (36) mißt die Spannung am Anschluß der Leitung (Linie A) und gibt den Meßwert auf den Prüfprozessor (20, 22)
• - der Prüfprozessor (20, 22) errechnet den Gesamtwiderstand vom Anschluß bis zum Melder (M_n) und den Widerstand des Leitungsabschnitts zwischen dem Anschluß und dem Melder (M_n) aus dem Gesamtwiderstand unter Subtraktion der Widerstände der Melder (M1 bis M_n-1).

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand zwi­ schen benachbarten Meldern (M_n, M2) berechnet wird, indem der Widerstand der Leitungsabschnitte vom Anschluß bis zu den jeweiligen Meldern (M_n, M2) be­ rechnet und der kleinere Widerstandswert vom größeren subtrahiert wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zeit­ schaltung in den Meldern (M1 bis M_n) den Querschalter (T3) nach einer vorgege­ benen Zeit öffnet, wenn er vorher geschlossen wurde.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände der einzelnen Leitungsabschnitte zwischen den Meldern (M1 bis M_n) und die vorgegebenen Widerstandswerte der einzelnen Melder (M1 bis M_n) im Prüfprozessor (20, 22) gespeichert werden und bei einer späteren Messung im Be­ trieb die gemessenen Widerstände für die Melder mit den gespeicherten Wider­ standswerten für die Melder verglichen werden.

13. Verfahren zur Bestimmung eines Kurzschlusses zwischen der Leitung einer Ge­ fahrenmeldeanlage und einer Abschirmung für die Leitung, wobei die Gefahren­ meldeanlage umfaßt:
eine Vielzahl von Meldern (M1 bis M_n), die auf mindestens ein Gefahrenkrite­ rium ansprechen, ist an eine zweiadrige Leitung (Linie A) angeschlossen
eine mit der Leitung (Linie A) verbundene Zentrale, die eine Spannungsver­ sorgung und einen zentralen Prozessor aufweist, in dem die Adressen der Melder (M1 bis M_n) gespeichert sind zur individuellen Ansteuerung und zur Abfrage der Melder (M1 bis M_n) und der ein Programm zur Überwachung des Zustands der Melder (M1 bis M_n) enthält,
gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

• - die Abschirmung (40) wird über einen Widerstand (44) einer Prüfschaltungs­ anordnung (10) mit Potential (U_S) verbunden
• - eine Konstantstromquelle (26) der Prüfschaltungsanordnung (10) erzeugt auf der Leitung (Linie A) einen Konstantstrom (I_A)
• - eine Spannungsmeßvorrichtung (36) mißt die Spannung am Anschluß der Leitung (Linie A) und gibt den Meßwert auf einen Prüfprozessor (20, 22) der Prüfschaltungsanordnung (10)
• - der Prüfprozessor (20, 22) errechnet den Widerstand der kurzgeschlossenen Leitung vom Anschluß bis zur Kurzschlußstelle (K1) und errechnet aus den Parametern der Leitung (Linie A) die Leitungslänge vom Anschluß bis zur Kurzschlußstelle (K1).