DE2533382C2 - Verfahren und Einrichtung zur Übertragung von Meßwerten in einem Brandmeldesystem - Google Patents

Description

so wird die Weiterschaltung unterbrochen, und nach Ablauf eines Zeitgliedes wird in der Zentrale der betreffende Melder als angesprochen markiert. Dann erst kann von der Zentrale aus die Abfrage weitergeschaltet werden. Durch die Unterbrechung ist also in der Zentrale ein angesprochener Melder in seinem Zustand charakterisiert, da ein nicht angesprochener Melder nur einen kurzen Impuls verursacht. Eine analoge Meßwertübertragung ist aber bei dieser Anlage nicht möglich; zumindest ist nichts darüber ausgesagt, wie solche Analogwerte abgefragt und ausgewertet werden könnten. Außerdem hat die Abfrage von Spannungsimpulsen auf der Meldeleitung den Nachteil, daß auch Störimpulse mitgezählt werden, so daß alle nachfolgenden Melder falsch adressiert werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Meßwertübertragung in Brandmeldeanlagen anzugeben, welches die obigen Nachteile vermeidet, in den einzelnen Feuerdetektoren nur einen geringen Schaltungsaufwand erfordert und eine zuverlässige Identifizierung der einzelnen Feuermelder gestattet. Dabei so!! die Adresseneinsteüung keine zusätzlichen Abgleicharbeiten im Melder erfordern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich des Verfahrens dadurch gelöst, daß zu Beginn eines jeden Abfragezyklus alle Melder von der Meldelinie elektrisch abgetrennt und dann in vorgegebener Reihenfolge in der Weise angeschaltet werden, daß jeder Melder nach einer seinem Meßwert entsprechenden Zeitverzögerung den jeweils nachfolgenden Melder zusätzlich an die Linienspannung anschaltet, und daß in der Auswerteeinrichtung die jeweilige MelJeradresse aus der Zahl der vorhergehenden Erhöhungen des Linienstroms und der Meßwert aus der Länge der betreffenden Schaltverzögerung ermittelt wird.

Hinsichtlich der Einrichtung wird die Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 5 angegebenen Merkmale gelöst.

Das crfindungsgcmaße Verführen erfordert in den einzelnen Meldern nur einfache und billige Schaltungselemente. Ei" großer Vorteil besteht darin, daß alle Melder identisch sein können, du die Melderadresse aus der Reihenfolge im Abfragezvklus gewonnen wird. Im Melder selbst isi also keine Adresseneinsielliing und kein Abgleich erforderlich. D.is Verfahren benoligl nur kurze Abfragezeilen; ein Ausfall oder eine Störung von Meldern kam in der Zentrale erkannt .»erden.

Wahrend der Abschaltung der l.inicnspanniing werden die einzelnen Melder zweikniüliigerweise durch jeweils einen Kondensator vcrsoifl. der wahrend des A.iliegens der l.iminspaiiit'.iug a.ilgeladen wird. I rfolgl dieses Aufladen jeweils heim Anschuhen des einzelnen Meideis im Abfr.igczvkliis. so überlagert sich jeder Slromslufi.· eine zusätzliche Slromspilzc. die durch den L.idezusland des Kondens.nois hcdriigl isi und um so gidßei wird, je langer der betreffende Kondenstor von der Spannung ahgc-lreiuii w.ir D.i diese Aufeinanderfol gc von SiKimspil/en im manchen Anwendiingsfallen tinerwiiiischi isi. isi in einer Weiterbildung der liliudiing vorgesehen, il.ili die I.cMiingsspanming w.ihrcMil der Ahlt.igez ι verringert wird. Dabei muH sichergeslelll werden, daß sich der Spcicherkondcnsator des letzten Melders einer Linie nicht imier die verringerte Spannung an der Leitung cniläcll. Ersl nach I jide der Abfrage wird in diesem Fall die Spannung auf der· vollen Wcrl erhöht, und erst dann beginnen sich alle Kondensatoren gleichzeitig vollz.uladcn.

Die Auswcrlung des stufenförmig ansteigenden Liniensimms kann in der Weise erfolgen, dal! jede Slromanderung auf der Linie über einen Üben rager in einen SpannungssioU umgewandelt und über einen Resonanzkreis einem Schwellwertschalter zugeführt wird, der daraus TTL-Signnle für die weitere Verarbeitung bildet. Weitere Einzelheiten der Erfindung sind aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispiel naher erliiutert. Hs zeigi

Cig. 1 den prinzipiellen Aufbau eines Brandschuizsvto Mems mit zentraler Auswertung,

Fig. 2 die Anordnung der Melder einer Linie bei Kei tensynchronisa tion.

Fig. 3 eine Schaltungsanordnung für einen Melder zur Anwendung der erfindungsgcniäßen Analogwert-■5 übertragung,

Fig.4 den Spannungs- und Stromverlauf auf einer Meldelinie,

Fig. 5 den Spannungs- und Stromverlauf auf einer Meldelinie bei verminderter Abfragespannung, Fig. 6 eine Auswerieschaliung für mehrere Meldelinien.

Die Fig. 1 zeig! die allgemeine Konfiguration einer Brandschutzanlage, fü.· die das erfindungsgemäße Übertragungsverfahren in Betracht koirmt. Von einer *5 Zentrale Z gehen mehrere Meldelinien (Zweidr^hflcitungen) L\... L₁ aus. An diese Linien ist jeweils eine Anzahl von Feuermeldern M (M₁, ... M_n,,) und Steuerorganen ST(ST_n usw.) angeschaltet. Von den Meldern Λ/ werden regelmäßig Meßwerte an die Zentrale Z übertragen; bei Bedarf werden Befehle von der Zentrale Z zu den Stcuerorganen Srgegcben. Eine gleichzeitige Übertragung der Meßwerte aller Melder einer Linie ist nicht erforderlich. Es genügt, die Meßstcllen in bestimmten Intervallen zu fragen. Somit genügt es auch. die einzelnen Linien L seriell hintereinander abzutasten. In den einzelnen Meldern M ist nicht wie bei herkömmlichen Anlagen ein fester Ansprechschwellwert vorgesehen: vielmehr übertragen die Melder einer Linie nacheinander ihre Meßwerte in analoger Form zur Zentrale Z. In der Zentrale Z wird ein Mikroprozessor verwendet, der diese Meßwerte nach strengeren Kriterien prüft als nur nach dem Überschreiten eines festen .Schwellwertes. Die Zahl der Fehlalarme kann damit gesenkt werden. Der höhere Aufwu'id für die zentrale Auswertung wird dabei dadurch kompensiert, daß der Mikroprozessor nicht nur die Meliwerli. aller Melder einer Linie /. nacheinander überprüft, sondern daß er auch hintereinander samtliche Meldelinien I., Ims /.,abfragt.

Die F ι g. 2 zeigt die prinzipielle Anordnung der Melder einer Linie /. bei der erfindiingsgcm.ilien Mcßwerlüberliagung mil Kellensynchronisatioii. An der Meldelinie /.. die durch eine Zweidiüliileilunj.

dargestellt wird, sind die einzelnen Melder seriell angesch.ilici. Die Leitung wird mit einem I ndglied.

beispielsweise einem Widersland Ri. abgeschlossen. Im Ruhezustand sind die Schalter S_U...S,„ geschlossen.

alle Melder M liegen an der Vcsoigungsspannung I'.

Zum Beginn einer Linienabfrage wird die Spannung

jeweils kurzzeitig /er.inderl bzw. abgeschaltet. Düs bewirkt, daß die Kontakte .S'n .. .S'i„ geöffnet weiden.

Wird an die Leitung wieder die Normalspannung Ll

angelegt, so beginnt im Melder /V/n eil/ Zcitglied z.u

laufen, das nach der Zeil in den Schalter Sn schließt und

<>5 somit an den Melder Mn Spannung anlegt. Hier läuft

derselbe Vorgang nb und so werden der Reihe nach alle Melder angeschaltet.

Die interne Schaltung des einzelnen Melders wird

anhand vtiit F ig. !gezeigt. An der Meldelinic /.liegt der MeK" iiii'Jlcr Λ/Η'des betreffenden Melders. Dieser MelUvaiidlcr ist wie bei üblichen Feuermeldern aufgebaut, beispielsweise als Wärmcdctcktor, lonisationsrauchdctcktor oder als optischer Feuertlclektor. Kr gibt seinen Meßwert in Form eines analogen Signals, beispielsweise als Spannung ab. Mit dieser Ausgangsgröße des Mcßwandlers wird ein nachgeschalteles Zutglicd reingcslcllt. Das Zcitglicd rbcginiit /ti laufen, sobald über die Mcldclinic L Spannung an den betreffenden Feuermelder angelegt wird. Da zu Deginn der Abfrage jeweils die Spannung verändert oder abgeschaltet wird, ist für die Versorgung des Meßwandlers MW während dieser Zeil ein Kondensator Π vorgesehen, der über eine Diode DX an der Linie /. liegt. Beim Wicdcranlegcn der Spannung an den ersten Melder der Linie beginnt also dessen Zeilglicd Γ /ti laufen und steuert nach einer Verzögerung, die der Meßgröße des Melders entspricht, den Transistor .S^-durch. Damit wird die Spannung an den /weiten Melder der Linie gelegt, wie in Fig. 2 gezeigt, und dessen 7.eitglicd rbcginnt zu laufen. Auf diese Weise werden alle Melder der Linie nacheinander an die Spannung J/ angeschaltet.

Die Fig.4 zeigt den Spannungs- und Siromverhuif auf der Mcldelinic. Gemäß Diagramm u) wird die Linienspannung U zum Zeitpunkt A abgeschaltet und zum Zeitpunkt B wieder eingeschaltet. Aus dem Diagramm b) ist zu ersehen, daß ausgehend vom Zeilpunkt B auf der Leitung ein annähernd ircppcnförmiger Strom /fließt. Die Höhe der einzelnen Stufen /1. /2 usw. ist konstant, da die Stromabnahme pro Melder von seinem Meßwert nahezu unabhängig ist. Die Länge der einzelnen Stufen /n, /u usw. ist jeweils ein Maß für den Meßwert des zugehörigen Melders M. Da die Melder sich in der Reihenfolge ihrer Anordnung längs der Leitung zuschalten, kann durch Mitzählen der Stromstufen der Melder identifiziert werden.

Die zur Überbrückung des spannungsloscn Zustands im Melder benötigte Energie muß aus einem Kondensator C\ (Fig. 3) zur Verfugung gestellt werden. Bei Wiederkehr der normalen Spannung lädt sich der

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jeder Stromstufe in Fig. 4b) eine zusätzliche Stromspitze, die durch den Ladezustand des Kondensators bedingt ist und die um so größer wird, je später im Zyklus dei betreffende Melder an die Linie angeschaltet wird. Diese Aufeinanderfolge von Stromspitzen ist jedoch für bestimmte Anwendungsfälle nicht erwünscht bzw. aufgrund von Posivorschnften nicht zulässig. Deshalb wird in diesen Fällen die Leitungsspannung während der Anfr.igezeit verringert. Gemäß [ i g. 5 wird also die Spannung ί/zum Zeitpunkt ßnicht auf den vollen Wert U\ erhöht, sondern nur auf den geringeren Wert U2- Dabei muß sichergestellt werden, daß sich der Speicherkondensator des letzten Melders einer Linie nicht unter diese verringerte Spannung i/2 an der Leitung entlädt. Erst nach dem Ende der Abfrage wird zum Zeitpunkt E die Spannung auf den vollen Wert U\ erhöht und erst jetzt beginnen sich alle Kondensatoren gleichzeitig vollzuladcn. Es entsteht gemäß F i g. 5b) ein trcppenförmiger Strom /. bei dem im Vergleich /u Fig.4b) die Stromspitzen bei jeder Stufe fehlen. Somit läßt sich in der Zentrale durch Wahl des Spannungsverlaufs die Einhaltung der erwähnten Bedingungen bestimmen, ohne daß in den Melder selbst eingegriffen werden muß. In den Fällen jedoch, in denen die Stromspitzen der einzelnen Stufen zulässig sind, wird Muni auch bei der Abfrage die volle Spannung anlegen.

da dann eine höhere Slorsieherhcit gegeben ist.

F i g. b zeigt schließlich eine Auswcricsehaltung Ivr verringerter Abfragespannung, nine .Spannungsquellc l'\ liefert die Leiiungsspaniuing lh. Line zweite Spannungsqucllc PZ die verminderte Abfragcspannulig llj. An die Au.swcrtcschaltung kann eine Anzahl von Linien L\... /.,angeschlossen werden,die nacheinander abgefragt werden. Im Ruhezustand befinden sich die Umschalter .SV'in der Stellung I und legen somit die Leitungsspannung Ux an die einzelnen Meldelinien. Zu Beginn der Abfrage wird die Spannung für die entsprechende Linie abgeschaltet und der .Schalter .SV ist also in Stellung 2. Danach wird der Schalter .SV 'in die Stellung 3 gebracht und legt damit die verringerte Spannung lh an die Meldelime L Im dargestellten Beispiel wird die Linie L₂ über den Schalter AV; abgefragt.

Die Primärwicklung Ul Λ und ULI des Übertragers ('/'ist symmetrisch auf Hin- und Riiekleilung aufgeteilt. Eine Stromänderung in der Primärwicklung, die durch Zuschalten eines jeweils weiteren Melders entsteht, bewirkt am Ausgang der Sekundärwicklung ULI einen SpannungssioB. Sektindärseilig ist der Übertrager durch den Kondensator C2 auf eine Resonanzfrequenz abgestimmt: außerdem wird er durch den Widerstand Rl sehr stark bedampft. Somit ergibt sich das in F i g. 4c) gezeigte Ausgangssignal, das über die beiden Begrenzerdioden Ul und 173 einem Schwellwertschalter 51V zugeführt wird, welcher daraus TTL-Signale für die weitere Verarbeitung bildet. Diese TTL-Impulse zur digitalen Weiterverarbeitung sind in Fig.4d) gezeigt. Die Impulsabständc entsprechen den Meßwerten der einzelnen Melder.

Nach Ende der Abfrage wird der Schalter .9i/wieder in die Stellung I gebracht, die Linie wird also auf die Leitungsspannung zurückgeschaltet. Anschließend wiederholt sich derselbe Vorgang bei der nächsten abzufragenden Linie.

z.u sehen, die vom Mikroprozessor gesteuert werden.

Dieselbe Auswericschaliung kann auch für Abfrage bei unverminderter Spannung verwendet werden. In diesem Falle sind die Spannungen U\ und lh gleich groß.

Wird eine Abfrage mit verminderter Spannung nicht

in Betracht gezogen, so kann zur Vereinfachung die Spannungsquellc Pl entfallen, die Primärwicklung des Übertragers i'/fwird symmetrisch in die beiden zu /Ί führenden Leitungen gelegt. Bei Abfrage wird der Schalter für die entsprechende Linie kurzzeitig auf Stellung 2 (Spannung wird abgeschaltet), anschließend aber wieder auf Stellung I (volle Linienspannung) gestellt.

Die Abfragezeit pro Linie hängt von der Anzahl der angeschlossenen Melder, deren Meßwerten und den Bautcilctoleranzcn ab. Die ßauicilcto!eran7 geht aller dings in die Abfragezeil nur durch ein additives Giied ein. da bei der Abfrage keine Zeitabstände zwischen den einzelnen Meldern vorhanden sind. Die Mcldcr/ahl pro Linie ist durch den maximal zulässigen Lcitungsstrom. die Siromaufnahme eines Melders und die Dimcnsionicrung des Durchschaltetransistors gegeben.

Hierzu 4 Blatt Zeichnuneen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Verfuhren zur Übertragung von Meßwerten in einem Brandmeldesystem, wobei die von einzelnen, kettenförmig an Meldelinien liegenden Feuermeldern ermittelten Meßwerte analog an eine zentrale Auswerteeinrichtung gegeben und dort zur Gewinnung differenzierter Störungs- bzw. Alarmmeldungen verknüplt werden, dadurch gekennzeichnet, daß zu Beginn (A) eines jeden Abfragezyklus alle Melder durch eine Spannungsänderung von der Meldelinie (L) abgetrennt und dann in vorgegebener Reihenfolge in der Weise wieder angeschaltet werden, daß jeder Melder (M) nach einer seinem Meßwert entsprechenden Zeitverzögerung (i\\. Im usw.) den jeweils nachfolgenden Melder (M)zusätzlich an die I.inienspannung anschaltet, und daß in der Auswerfeinrichtung (Z) die jeweilige Melderadresse aus der Zahl der vorhergehenden Krhöhunge·- des l.inienslriims und der Meßwert aus der Länge der hei reffenden Schaltverzögerung abgeleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß wahrend der Spannungsaiiderung auf der Meldelmre die Stromversorgung der einzelnen Melder jeweils durch einen Kondensator (Cl) erfolgt, der wahrend des Anliegens der vollen I.euuni.">sp.iiinung'Cf) aufgeladen wird.

J Verfahren nach Anspruch I oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß jeweils wahrend der Melderao frage eine verminderte Spannung (lh) an die Meldclmic angelegt wird.

4. Verfahren nach einem de. Ansprüche I bis 5. dadurch gekennzeichnet. daJJ die durch die An«-challung der einzelnen Milder verm achten Stromerho hungcn ieucils über einen I Iberirager (I II'.) in einen SpannmigssioU und über einen Schwellwertschalter (SW)m Impiilsi umgewandelt werden.

ν I iiirii'hiiing /iir Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche I bis 4. dadurch ^ckeiin/cichnc; daß in den einzelnen I euermeldern jeweils ein /eiiglied (Γ) vorgesehen ist. welches »lurch .lic Meßgröße des Meßwandlers (MW) steuerbar ist.

fa. Finrichiiing nach Anspruch 5. dadurch gekenn zeichnet, daß bei jedem feuermelder als Schalter ein vom /eiiglied (T) steuerbarer Transistor (S) vorgesehen ist.

7. Hinrichtung nach Anspruch ^ri oder h. dadurch gekennzeichnet, daß in jedem feuermelder parallel /um Meßwandler (M W)ein liber eine Diode (7.Jl) an tier Mcldelinic liegender Kondensator (C\) vorgesehen ist.

8. fmrichlung nach einem der Ansprüche 5 bis 7. dadurch gekennzeichnet, dall für die Meldelinien /'.vei Spanniingsquellen (l'i. ti) mit unterschiedlicher Spannung (lh. I1]) vorgesehen sind.

9. IEinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8. dadurch gekennzeichnet, dal! eine Abfragccinrieh lung für die Meldelinien einen Resonan/krcis (ULI. Cl) enthält.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche I bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Auswertung der Siromsprüngc auf den Meldelinien ein Schwellwerk lÄV vorgesehen ist.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren /ur Übertragung von Meßwerten in einem Brandmeldcsystem, wobei die von einzelnen kettenförmig an Meldelinien liegenden [-euermeldern ermittelten Meßwerte analog an eine zentrale Auswerteeinriehiung gegeben und dort zur Gewinnung differenzierter Störungs- bzw. Alarmmeldungen verknüpft werden.

Automatische Brandmeldeanlagen haben bisher den Nachteil, daß die Zahl der Fehl- und Täuschungsalarme

ίο im Vergleich zu den ernten Alarmen relativ hoch ist. Mit wachsender Zahl von installierten Feuermeldern wächst auch die Absolutzahl dieser fehl- und Tfluf.chungsalarme. was zu einer Überlastung der Feuerwehr führen kann. Da eine Unterscheidung zwischen echtem Alarm und Fehlalarm nicht möglich ist. wird bei einem Überhandnehmen der Fehl und Täuschungsaiarme u. U. auch einem echten Alarmfall niiht mehr die gebotene Aufmerksamkeit geschenkt.

Da bei einem herkömmlichen Melder, der lediglich ein binäres Ausgangssignal abgehen kann, eine Unlei scheidung zwischen echtem Alarm und einem Fehl- bzw. Täiisfhiings;il;irm nicht nuiglii-h im. wurde bereits vorgeschlagen, anstelle des binaren Alarmsignals von jedem Detektor lediglich eine Meßkenngröße zu übertragen und die Alarmentscheidiing in einer Zentrale vorzunehmen, wobei aus dem zeitlichen Verlauf der Meßgroßen mehrerer Detektoren und aus s'onsiigcn logischen Invagung·. η eine wesentlich präzisere Aussage über Slorungsfall oder Alarmlall getroffen werden kann.

Aus der deutschen Oficnlcgiiiigsschrift 2 5 10 127 isi z. U. ein integriertes Cielahrenmeldesyslem bekannt, bei dem alle MeUsignale der Detektoren analog oder codierl einer Zentraleinheit zugeleitet werden und wobei ein Prozeßrechner die Signalverarbeitung vor nimmt. I ur die I Ihcrtragimg der Meliwcrte von den einzelnen Detektoren zur Zentraleinheit werden jedoch außer allgemeinen Hin .eisen auf bekannte HhiTlra giingsverl.ihren keine konkreten Möglichkeiten aufgezeigt. Die von anderen lechnisi-hun Ciebielen her bekannten Verfahren zur Datenübertragung wurden jedoch fur die einzelnen I eueriiiclder einen liner schwinglich hohen Schaltungsaufwand erfordern.

In der deutschen OffenlcgungNSchrifl 2 j 41 08/ ist eine automatische Brandmeldeanlage beschrieben, bei der ebenfalls du Brandkenngroßcn der einzelnen feuermelder analog einer Zentrale· zugeleitet und doll ausgewertet werden. Zur übertragung wird dort ein frequenz Multiplexverfahren .ingewendei: jedem McI der isl dabei cm definiertes I u r.|'ienzbaml /iigtleill. und der Meßwerl kann tltir· h Messung der genauen frcqiien/lagc innerhalb des entsprechenden Bandes bcslin.mt werden. Dieses Verfahren arbeitet mit relativ geringem Schaltiingsaufwand. doch ist die Anzahl der Melder pro Linie durch »lic Biene des freqiicnzbandes pro Melder, durch die Sicherheitsabstände zwischen zwei benachbarten f rcquenzbändern und durch die Bandbreite des ί Jbcrlragiingskanals begrenz!

Aus der DE-AS 12 97 008 ist eine Meldeanlagc mit in einer zweiadrigen Schleife parallel geschalteten Meldern bekannt, bei der jede Meldeschaltung die Leitung selbsttätig von einer zur nächsten Meldeschaltung durchschalten In der Zentrale treffen dann etwa sägezahnförmige Impulse ein. die über einen Zähler zur Feststellung der Melderadrcssen ausgewertet werden können. Diese selbsttätige Weiterschaltung ist jedoch nur so lange möglich, als alle Melder in Ruhe-' zustand sind. Hat aber einer der Melder aneesorochen.