DE2641489C2 - Verfahren zur Übertragung von Meßwerten in einem Brandmeldesystem - Google Patents

Description

Das Hauptpatent bezieht sich auf ein Verfahren zur Übertragung von Meßwerten gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Brandmeldeanlagen sollen bei Ausfall der Netzversorgung eine Mindestzeit durch eine zweite davon unabhängige Energiequelle versorgt werden. Im allgemeinen dienen dazu Batterien. Die erforderliche Kapazität dieser Notstromversorgung wird einmal durch die Stromentnahme der Melderzentrale, zum anderen durch die Zahl der an der Zentrale angeschlossenen Melder bestimmt. Im Hauptpatent wird bereits beschrieben, wie durch die Kettensynchronisation die analogen Meßwerte und die Melderadressen in einfacher Weise an die Zentrale zur entsprechenden Auswertung übertragen werden können. Dabei sind Kondensatoren vorgesehen, die nach der Abfrage mit der vollen Leitungsspannung aufgeladen werden und während der Zeiten, in denen keine Spannung an der Linie liegt, die Melder speisen und damit die Ausfallzeiten überbrükken.

Aus der DE-AS 19 64 764 ist eine Alarmvorrichtung zur Überwachung der Änderung von Umwelterscheinungen bekannt, die eine Sendevorrichtung für ein Alarmsignal und eine Empfangsvorrichtung für das Alarmsignal im Melder aufweist, die durch Signalleitungen miteinander verbunden sind, wobei die Sendevorrichtung für das Alarmsignal eine Abtastvorrichtung aufweise, die ein Ausgangssignal entsprechend der Änderung der Umweherscheinung bildet Eine Verstärkerschaltung verstärkt das Ausgangssignal der Abtastvorrichtung. Dabei besitzt die Sendevorrichtung des Melders für das Alarmsignal einen großen Widerstand, der zur Erhöhung der Eingangsimpedanz in Reihe mit den Signalleitungen geschaltet ist, und einen Kondensator, der durch einen durch den hohen Widerstand fließend

to Augenblickstrom geladen wird, wodurch der Verstärkerschaltung ein genügend großer Strom zugeführt werden kann. Ferner ist ein Schaltkreis vorgesehen, der abwechselnd Ein- und Aus-Zustände wiederholt und dabei eine Verstärkung des Ausgangssignals der Abtast-

i« vorrichtung nur zu einem Zeitabschnitt ermöglicht, zu dem der Schalterkreis sich im Ein-Zustand befindet. Dabei kann der Ein-Zustand kürzer sein als der Aus-Zustand.
Diese bekannte Maßnahme zur Verringerung des

Stromverbrauchs ist für das erfindungsgemäße Übertragungsverfahren von analogen Meldermeßwerten nicht möglich. Bei der bekannten Alarmvorrichtung ist nämlich in jedem Melder ein eigener Schaltkreis vorzusehen, der abwechselnd Ein- und Aus-Zustände wiederholt. Über eine unterschiedliche Aufeinanderfolge von drei verschiedenen Linienspannungs-Zuständen an einer Meldelinie ist in der bekannten Alarmvorrichtung nichts beschrieben.
In der CH-PS 4 17 405 ist ein optischer Rauchmelder beschrieben, bei dem die Lichtquelle intermittierend betrieben wird. Diese Maßnahme dient dazu, die Lebensdauer der Lichtquelle zu erhöhen und den Energieverbrauch des Melders zu verringern. Außer dem Hinweis, die Lichtquelle zur Energieeinsparung intermittierend zu betreiben, ist keine Möglichkeit aufgezeigt, ein Anschalten, Absenken und Abschalten einer Linienspannung einer Meldelinie in einem eingangs beschriebenen Brandmeldesystem in ganz bestimmter Weise vorzusehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Energieverbrauch der einzelnen Meldelinien stark zu reduzieren, ohne dadurch die Sicherheit der Übertragung von den einzelnen Meldern zur Zentrale zu gefährden. Dabei soll trotz geringem Energieverbrauch die Anlage störungsfrei arbeiten.

Erfindungsgemäß wird dies bei dem oben genannten Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs gelöst.
Durch entsprechende Wahl der Kapazitäten der einzelnen Speicherkondensatoren in den Meldern können diese soviel ausreichende Energie aufnehmen, daß die Melder einen größeren Zeitraum nicht an der Linienspannung zu liegen brauchen, ohne ihre Funktionsfähigkeit einzubüßen, das die Ionisationsfeuermelder fast keine Leistung benötigen und die übrigen Bauelemente wie Transistoren in der Ruhezeit abgeschaltet werden dürfen. Damit kann aber der Energieverbrauch einer derartigen Meldelinie erheblich eingeschränkt werden, ohne daß die Meldeübertragung dadurch gefährdet wird.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel. Es zeigen

Fig. I und 2 zwei Abfragediagramme mit großen Pausen und unterschiedlicher Aufeinanderfolge der drei möglichen Linienspannungszustände,

Fig.3 eine Brandmeldeanlage mit mehreren Meldern,

F i g. 4 die Einzeldarstellung eines Melders,

Fig.5 ein Abfragediagramm mit entsprechendem Stromverlauf.

In F i g. 1 folgt nach einer Ruhepause 00 (keine Linienspannung) die Abfrage 02 (niedrige Linienspannung) und anschließend die Ladung 03 der Kondensatoren Co 1 usw. volle Linienspannung).

In Fig.2 folgt auf die Ruhepause 00 (keine Linienspannung) die Ladung 03 der Kondensatoren CO1 usw. (volle Linienspannung), anschließend der Start 01 für die Abfrage (keine Linienspannung) und schließlich die Abfrage 02 selbst (niedrige Linienspannung).

In der Brandmeldeanlage gemäß F i g. 3 sind die Melder Md 1 usw. und die Auswerteeinrichtung Mc schematisch dargestellt, da sie nur zur Funktionserläuterung der Anlage dienen. In der Zentrale Ze kann die Meldeschleife Ms über den Umschalter Us an die hintereinandergeschalteten Batterien Bai, Ba 2 (volle Linienspannung) bzw. an die Batterie Ba 1 (niedrige Linienspannung) angeschlossen werden. In die Zuleitungen der Batterie Ba 1 sind die Abfragewicklungen WiX, Wi2 symmetrisch eingeschleift und geben darin auftretende Impulse über den gemeinsamen Kern Ke an die Ausgangswicklung VV/3. Dieser aus den Wicklungen Wi 1 ... Wi 3 gebildete Übertrager Ue ist durch den Kondensator Co auf eine Resonanzfrequenz abgestimmt; außerdem wird er durch den Widerstand Re stark bedämpft Anschließend gelangen die von den Meldern Md 1 usw. über den Übertrager Ue abgegebenen Abfragesignale über die beiden antipolaren Begrenzerdioden Di, Di' und den Schwellwertschalter Sw als Rechteckimpulse an den Mikro-Computer Mc. In diesem werden sie im einzelnen ausgewertet, was aber hier nicht weiter beschrieben wird, da es nicht Gegenstand der Anmeldung bildet

Bei der betriebsbereiten Meldeschleife Ms sollen gemäß F i g. 1 nach der letzten Abfrage 02 die einzelnen Kondensatoren Co 1 usw. während des Ladebereichs 03 aufgeladen worden sein; die Meldeschleife Ms ist also abfragebereit Zur nächsten Abfrage ist dann der offene Umschalter Us nach unten zu legen und damit an die niedrige Lirienspannung der Batterie Ba 1 anzuschalten (Abfragebereich 02). Über die Dämpfungswiderstände Re 1, Re 2 wird nun Spannung an die Meldeschleife Ms gelegt. Danach ist der Umschalter Us nach oben zu legen, wodurch die Kondensatoren Co 1 usw. -*■ die in der Zwischenzeit die Energieversorgung der Meldejiiiie Ms übernommen hatten und damit teilweise entladen wurden — durch die volle Linienspannung der Batterie Ba X und Ba 2 wieder aufgeladen werden (Ladebereich 03). Für die Ruhepause 00 ist schließlich der Umschalter t/sin die dargestellte Ruhelage zu bringen.

Bei Fehlen der Spannung an der Meßschleife Ms werden durch die Zeitglieder Zg X ... Zg30 sämtliche Abfrageschalter ScX ... Sc30 in den einzelnen Meldern Md X... Md 30 geöffnet und diese somit von der Zentrale Ze abgeschaltet. Gelangt nun wieder Spannung an den Melder Md 1, so steuert der Meßwandler Wd 1 entsprechend der Brandkenngröße das Zeitglied Zg 1, das nach einer vorgegebenen Zeit den Abfrageschalter Sc X schließt und damit den Melder Md 2 an die Zentrale Ze anschaltet

Auf diese Weise werden mit unterschiedlichen Zeiten nacheinander kettenförmig alle Melder Md 1 ... Md 30 an die Zentrale Ze angeschaltet Dabei werden die einzelnen Melder MdX ... Md30 durch die Folge ihres Wiederanschaltens an die Zentrale Ze und die Brandkenngrößen durch die Zeitunterschiede U ... t_m zwischen den einzelnen Mildern MdX ... Md30 charakterisiert Die Hintereinanderschaltung jeweils aus der Diode DiX ... Di30 und dem Kondensator CoI ... Co30,in den einzelnen Meldern MdX ... Md30 hat dabei nur die Aufgabe, für die Zeit der Abschaltung der Spannung von der Zentrale Ze die Meßwandler Wd X usw. und ggf. auch die Zeitglieder Zg X usw. mit Spannung zu versorgen.

In Fig.4 ist die Schaltung eines Melders Mdim einzelnen dargestellt Die Zenerdiode D1 dient nur als ίο Schutz gegen Überspannungen und soll bei Anschluß mit falscher Polung des Melders Md seine einzelnen Bauelemente, insbesondere die Transistoren TX usw. schützen. Die Diode D 2 ermöglicht, den Kondensator C X aufzuladen, solange im 3ereich 03 die hohe Spannung beider Batterien Ba 1, Ba 2 an der Meldeschleife Ms liegt. Andererseits verhindert sie das Entladen des Kondensators C1, wenn die Meldeschleife Ms von der Zentrale Ze in den Bereichen 00, 01 abgeschaltet bzw. von der Batterie Ba X im Bereich 02 versorgt wird. Der Kondensator C1 liefert aber seinerseits die erforderliche Betriebsspannung für den Melder Md und überbrückt somit die Spannungspausen ,..Sereiche 00, 01). Der Transistor TX dient in Verbindung c jt dem Widerstand R X und der Zenerdiode D 3 der Spannungsstabilisierung für die Ionisationskammer J. Der Feldeffekttransistor F verstärkt in Verbindung mit seinem Arbeitswiijärstand R 2 die Ausgangsspannung der Ionisationskammer J. Die Spannung am Meßpunkt M ändert sich also abhängig von der Rauchkonzentration in der Ionisationskammer/

Das in Fig.3 dargestellte Zeitglieü Zg besteht in F i g. 4 aus den Widerständen R 3 ... R 6, dem Kondensator C2 und den Transistoren 72, TZ. Diese Transistoren 72 und 73 sind durchlässig, solange der Kondensator C2 aufgeladen wird. Nach Abschalten der Spannung von der Zentrale Ze hatte er sich nämlich entladen (die Diode D 4 blockt dabei die Spannung am Punkt M ab) und wird nun wieder auf die am Meßpunki M anstehende Spannung aufgeladen. In diesem Zeitraum sperren die Abfragetransistoren 74, 75. Hat schließlich die Spannung am Kondensator C 2 den durch den Meßpurkt M vorgegebenen Wert erreicht, so sperren ihrerseits die Truisistoren 72, 73 und machen damit die Transistoren 74, 75 durchlässig, wodurch sie den nächstfolgenden Melder Md an die Schleife Ms anschalten. Der Wiederstand Rl bestimmt dabei den Basisstrom für 74. Der Kondensator C3 verhindert das durch Laufzeiten bedingte kurzzeitige Durchschalten von Transistor 74 bei Anlegen der Spannung zwischen die Punkte 1 und 2. Die Diode D 5 dient schließlich nur der besseren Durchsteuerung des Transistors 74, ist aber nicht Gegenstand der Anmeldung und braucht deshalb nicht weiter erläutert zu werden. Mit Anschalten des nächsten Melders Md an die Meldeschleife Ms wird auch die Serienschaltung aus dem Widerstand R 8 und dem Kondensator C4 an die Meideschle^:.fe Ms angeschaltet, so daß letzterer wieder aufgeladen wird; denn bei der letzten Soannungsabschaltung hatte er sich über die Meldeschleife Ms entladen.

Der Aufladesir jm des Kondensators C4 bewirkt die Einschaltspitzen im Stromdiagramm Jm gemäß F i g. 5 zu Beginn der Zeiten f2, h usw. und kennzeichnet damit eindeutig das Einschalten des jeweils nächstfolgenden Melders Md.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Übertragung von Meßwerten in einem Brandmeldesystem, in dem die von einzelnen, kettenförmig an Meldeünien anliegenden Feuermeldern ermittelten Meßwerte analog an eine zentrale Auswerteeinrichtung gegeben und dort zur Gewinnung differenzierter Störungs- bzw. Alarmmeldungen verknüpft werden, wobei zu Beginn eines jeden Abfragezyklus die Melder durch eine Spannungsänderung von der Meldelinie abgetrennt und dann in vorgegebener Reihenfolge in der Weise wieder angeschaltet werden, daß jeder Melder nach einer seinem Meßwert entsprechenden Zeitverzögerung den jeweils nachfolgenden Melder zusätzlich an die Linienspannung anschaltet, und in der Auswerteeinrichtung die jeweilige Melderadresse aus der Zahl der vorhergehenden Erhöhungen des Linienstroms und der Meßwert aus der Länge der betreffenden Schaltverzögerung abgeleitet wird, und wobei ferner während der Spannungsänderung auf der Meldelinie die Stromversorgung der einzelnen Melder jeweils durch einen Kondensator erfolgt, der während des Anliegens vollen Leitungsspannung aufgeladen wird, und jeweils während der Melderabfrage eine verminderte Spannung an die Meldelinie angelegt wird nach Patent 2533382, dadurch gekennzeichnet, daß bei der unterschiedlichen Aufeinanderfolge der drei Linienspannungs-Zustände »Ruhepause« (Spannungsänderung auf Null) — »Abfrage« (verminderte Spannung) - »Kondensatorladung« (volle Leitungss-fiannung) bzw. Ruhepause — Kondensatorladung — Abfrage — die Zeitdauer für den Linienspannungs-Zustand »Ruhepause« etwa hundertmal größer als die Zeitdauer für die gemeinsamen Linienzustände »Abfrage/Kondensatorladung« bzw. »Kondensatorladung/Abfrage« ist.