EP0014329A1 - Gefahrenmeldeanlage mit einer in einer Zentrale vorgesehenen Frequenzmessvorrichtung - Google Patents
Gefahrenmeldeanlage mit einer in einer Zentrale vorgesehenen Frequenzmessvorrichtung Download PDFInfo
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- EP0014329A1 EP0014329A1 EP80100142A EP80100142A EP0014329A1 EP 0014329 A1 EP0014329 A1 EP 0014329A1 EP 80100142 A EP80100142 A EP 80100142A EP 80100142 A EP80100142 A EP 80100142A EP 0014329 A1 EP0014329 A1 EP 0014329A1
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- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B26/00—Alarm systems in which substations are interrogated in succession by a central station
- G08B26/006—Alarm systems in which substations are interrogated in succession by a central station with substations connected to an individual line, e.g. star configuration
Definitions
- the invention relates to a hazard detection system with a frequency measuring device provided in a control center, with a plurality of detectors which can be connected to a direct voltage for power supply in each case via a two-wire holder line and which also contain a circuit arrangement for switching on the relevant one Generate detector line a frequency characterizing their signaling state, with several detector lines each leading to an intermediate station, in which all connected detector lines can be connected serially to a single two-wire transmission line connecting the intermediate station to the control center by means of a time-division multiplexing device
- Such alarm systems are known. Since the individual detectors are often very far from the control center, the detector lines of detectors which are spatially adjacent to one another are combined in an intermediate station in a so-called concentrator, from which the data are then transmitted to the control center via a single two-wire line. In this way, line costs can be saved. For example, up to 16 detector lines can be connected to such concentrators.
- Freauenzmelder are very often used in emergency call systems, because they can be operated over DC-connected lines as well as over DC-blocked.
- these detectors always require an energy supply from a DC voltage source. This is not a problem with DC-switched lines, since all detectors can be fed remotely from the control center.
- the transmission line between the control center and the detectors or the intermediate station must be blocked in terms of DC voltage. In such cases, it has so far been customary to supply each detector on site with its own battery.
- a further energy source is required in the intermediate station for the energy supply of the time-division multiplex device. This means a great deal of effort for installation and maintenance, since each element must have a mains connection and a battery.
- the object of the invention is to design a hazard detection system of the type mentioned at the outset in such a way that local feeding of the individual detectors is no longer necessary if there is a DC-connected line between the detector and the concentrator.
- the intermediate station should be designed in this way be that both the Time-division multiplexing device as well as the detectors can be remotely fed from the control center in the case of lines which are switched through with direct voltage, and that a single direct voltage source can be used in the intermediate station for supplying power to the time-division multiplexing device and for remote feeding of the detectors in the case of lines which are blocked with direct current without changing the circuit.
- this object is achieved in a hazard alarm system of the type mentioned at the outset in that in the intermediate station, a power supply circuit for the time-division multiplex device is connected to the two wires of the transmission line in parallel with the time-division multiplex device by means of a choke in each case, that this power supply circuit has a parallel connection for one in the intermediate station Provided DC voltage source and a device for keeping the voltage constant, and that finally means are provided to carry out a DC-current shutdown of the intermediate station from the center in the transmission line.
- the circuit arrangement according to the invention in the intermediate station eliminates any energy supply to the individual detectors on site.
- the detectors therefore always receive their DC voltage via the time-division multiplexing device; this means that they are only connected to DC voltage at the time of the query, so that overall energy is saved.
- the DC voltage from the transmission line is simply switched through to the detectors via the time-division multiplexing device.
- the supply voltage is decoupled from the transmission line for feeding the time-division multiplexing device via the two chokes.
- a local supply of the time multiplexing means is provided by a DC voltage source in the intermediate station.
- the energy for the individual detectors is fed into the time-division multiplexing device via the two chokes.
- a zener diode is usually provided in the input circuit of the local power supply circuit.
- this circuit expediently contains a capacitor with high capacitance. This serves as a charge store for the local power supply circuit. It also prevents the voltage from collapsing briefly each time the time-division multiplex device is switched to the next detector line.
- a major advantage of the intermediate station design according to the invention is that the circuit can be used for the remote supply from the central station and for the supply of a local battery in the intermediate station without any change.
- the connection of the intermediate station to an unlocked transmission line in one case and to a locked line in the other case can be carried out using conventional switching means, for example by changing between two pairs of sockets or by manual switching. In an expedient embodiment of the invention, this switchover is carried out automatically.
- a voltage detection device is provided between the battery input terminals of the local power supply circuit in the intermediate station. As soon as a battery is connected to the input terminals, this voltage detection device - in the simplest case a relay - responds and switches the unlocked input of the intermediate station to the locked input.
- the drawing shows the structure of a hazard alarm system according to the invention with a central Z, to which an intermediate station ZS is connected via a transmission line UL.
- the individual detectors M1 to M16 can be connected to the intermediate station ZS via one detector line ML1 to ML16 each.
- the individual detectors M1 to M16 are supplied with DC voltage from the central station Z or from the intermediate station ZS. They each contain an oscillator, indicated with a capacitor C M and an inductance L M , with which they generate an AC voltage of a certain frequency on the detector line. With a key T M , the inductance L M and thus the frequency generated by the detector can be changed. Instead of the quiescent frequency, the alarm frequency is received in control center Z.
- the control center has a DC voltage source G for remote supply of the individual detectors M1 to M16 and the intermediate station ZS.
- the DC voltage source is separated from the detector AC voltage via an inductance L Z.
- the center Z has a frequency measuring device FM, which is separated from the DC voltage source G by a capacitance C Z.
- the frequency measuring device measures the idle or alarm frequencies generated by the individual detectors M1 to M16. These measurement results are evaluated in the usual way. Insofar as the individual detectors generate different basss, the detectors can also be identified via the fruity measuring device. This use of frequency detectors and the evaluation is on is known, so that this will not be discussed further.
- the intermediate station ZS is provided to save on the lines.
- the time-division multiplex device ZM is connected to the transmission line UL. It briefly switches the two line cores in sequence to each of the kiln lines ML1 to ML16.
- the individual detectors are only supplied with DC voltage via the time-division multiplexing device ZM during this short connection time and generate their detector frequency during this time, that of the intermediate station and the Transmission line UL is transmitted to the control center
- a synchronization detector MS is provided which generates a fixed frequency and is switched on once in the polling cycle this S y n z nchronisierfreque receives, it recognizes that thereafter a new query cycle begins.
- the two line wires a and b in the intermediate station ZS can be connected through to the control center with a direct voltage or can be blocked with a direct voltage via the capacitors Ca and Cb.
- An internal power supply circuit of the intermediate station ZS is also connected in parallel to the two line wires a and b via the chokes La and Lb.
- This internal power supply circuit SV generates the supply voltages (for example U1) for the time mutliplex device, for example for a clock generator TG, which records the time forwarded multiplexing device in the intended manner.
- the power supply circuit is shown in simplified form with a series transistor T.
- different potentials and, accordingly, different power supply circuits are used.
- input terminals for connecting a local battery B are provided on the power supply circuit.
- a Zener diode Z is used for voltage stabilization, and a filter capacitor C is provided in parallel.
- the battery B is not connected in the intermediate station ZS, the contacts s1 and s2 assume the position shown.
- the DC voltage passes from the control center via the two chokes La and Lb to the stabilizing diode Z.
- the filter capacitor C is charged via the diode D1.
- This filter capacitor C serves as a charge store for the power supply, and with the diode D1 it also prevents a breakdown of the voltage each time the time-division multiplexing device ZM is switched to the next detector line. If a detector line is short-circuited as a result of a fault, the charge is prevented from flowing out of the capacitor C via the diode D1.
- the battery B In the case of local supply by the battery B, its supply voltage reaches the stabilizing diode Z via the current limiting resistor R and the polarity reversal protection diode D2. From here, the voltage reaches the internal power supply SV and the chokes La and Lb to the input of the time division multiplex device ZM.
- the switching relay S is also energized by the battery B, so that the lines a and b are blocked by switching the contacts s1 and s2. Instead of this automatic changeover, the line wires could of course also be switched over manually.
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Abstract
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf eine Gefahrenmeldeanlage mit einer in einer Zentrale vorgesehenen FrequenzmeBeinrichtung, mit einer Mehrzahl von Meldern, welche zur Energieversorgung jeweils über eine Zweidraht-h'ielder-leitung an eine Gleichspannung anschaltbar sind und welche außerdem eine Schaltungsanordnung enthalten, um auf der betreffenden Melderleitung eine ihren Meldezustand charakterisierende Frequenz zu erzeugen, wobei mehrere Melderleitungen jeweils an eine Zwischenstation geführt sind, in welcher mittels einer Zeitmultiplexeinrichtung alle angeschlossenen Melderleitungen seriell an eine einzige, die Zwischenstation mit der Zentrale verbindende Zweidraht-Übertragvngsleitung anschaltbar
- Derartige Meldeanlagen sind bekannt. Da die einzelnen Melder oft sehr weit von der Zentrale entfernt sind, werden die Melderleitungen von räumlich beeinander liegenden Meldern in einer Zwischenstation in einem sogenannten Konzentrator zusammengefaßt, von dem aus dann die Daten über eine einzige Zweidrahtleitung zur Zentrale übermittelt werden. Auf diese Weise können Leitungskosten gespart werden. An derartige Konzentratoren können beispielsweise bis zu 16 Melderleitungen angeschlossen werden.
- Freauenzmelder werden in Notrufmeldesystemen sehr häufig verwendet, da sie über gleichspannungsmäßig durchgeschaltete Leitungen ebenso betrieben werden können wie über gleichspannungsmäßig abgeriegelte. Allerdings benötigen diese Melder in jedem Fall eine Energieversorgung aus einer Gleichspannungsquelle. Bei gleichspannungsmäßig durchgeschalteten Leitungen ist dies kein Problem, da man von der Zentrale aus alle Melder fernspeisen kann. In vielen Fällen muß jedoch die Übertragungsleitung zwischen der Zentrale und den Meldern bzw. der Zwischenstation gleichspannungsmäßig abgeriegelt werden. In solchen Fällen ist es bisher üblich, jeden Melder am Einsatzort mit einer eigenen Batterie zu speisen. Außerdem ist in der Zwischenstation eine weitere Energiequelle zur Energieversorgung der Zeitmultiplexeinrichtung erforderlich. Dies bedeutet einen hohen Aufwand für Installation und Wartung, da bei jedem Element ein Netzanschluß und eine Batterie vorhanden sein muß.
- Aufgabe der Erfindung ist es, eine Gefahrenmeldeanlage der eingangs erwähnten Art schaltungsmäßig so zu gestalten, daß eine örtliche Speisung der einzelnen Melder nicht mehr erforderlich wird, wenn sich zwischen Melder und Konzentrator eine gleichspannungsmäßig durchgeschaltete Leitung befindet.- Zu diesem Zweck soll die Zwischenstation so ausgebildet sein, daß sowohl die Zeitmultiplexeinrichtung als auch die Melder bei gleichspannungsmäßig durchgeschalteten Leitungen von der Zentrale ferngespeist werden können, und daß bei gleichstrommäßig abgeriegelten Leitungen ohne Änderung der Schaltung eine einzige Gleichspannungsquelle in der Zwischenstation zur Energieversorgung der Zeitmultiplexeinrichtung und zur Fernspeisung der Melder verwendet werden kann.
- Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Gefahrenmeldeanlage der eingangs erwähnten Art dadurch erreicht, daß in der Zwischenstation an die zwei Adern der übertragungsleitung parallel zur Zeitmultiplexeinrichtung über je eine Drossel eine Stromversorgungsschaltung für die Zeitmultiplexeinrichtung angeschaltet ist, daß diese Stromversorgungsschaltung einen parallelen Anschluß für eine in der Zwischenstation vorgesehene Gleichspannungquelle sowie eine Einrichtung zur Spannungskonstanthaltung besitzt, und daß schließlich Mittel vorgesehen sind, um in der Üertragungsleitung eine gleichstrommäßige Abriegelung der Zwischenstation von der Zentrale vorzunehmen.
- Durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung in der Zwischenstation entfällt jegliche Energieversorgung der einzelnen Melder vor Ort. Die Melder erhalten also ihre Gleichspannung in jedem Fall über die Zeitmultiplexeinrichtung;das bedeutet, daß sie nur im.Zeitpunkt der Abfrage an Gleichspannung liegen, so daß insgesamt Energie gespart wird. Im Falle der Fernspeisung durch die Zentrale wird die Gleichspannung von der Übertragungsleitung einfach über die Zeitmultiplexeinrichtung zu den Meldern durchgeschaltet. Gleichzeitig wird über die beiden Drosseln die Versorgungsspannung von der Übertragungsleitung für die Speisung der Zeitmultiplexeinrichtung ausgekoppelt.
- Im Falle der abgeriegelten ltbertragungsleitung erfolgt eine Ortsspeisung der Zeitmultiplexeinrichtung durch eine Gleichspannungsquelle in der Zwischenstation. In diesem Fall wird über die beiden Drosseln die Energie für die einzelnen Melder in die Zeitmultiplexeinrichtung eingespeist. Zur Spannungskonstanthaltung wird im Eingangskreis der örtlichen Stromversorgungsschaltung üblicherweise eine Zenerdiode vorgesehen. Außerdem enthält diese Schaltung zweckmäßigerweise einen Kondensator hoher Kapazität. Dieser dient als Ladungsspeicher für die örtliche Stromversorgungsschaltung. Außerdem verhindert er bei jedem Weiterschalten der Zeitmultiplexeinrichtung zur nächsten Melderleitung ein kurzzeitiges Zusammenbrechen der Spannung.
- Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Ausbildung der Zwischenstation liegt darin, daß die Schaltung ohne jegliche Änderung für die Fernspeisung von der Zentrale und für die Speisung von einer örtlichen Batterie in der Zwischenstation verwendet werden kann. Der Anschluß der Zwischenstation an eine nicht abgeriegelte Übertragungsleitung in einem Fall und an eine abgeriegelte Leitung im anderen Fall kann mit üblicher Schaltmitteln, etwa durch den Wechsel zwischen zwei Paaren von Steckbuchsen oder durch manuelle Umschaltung vorgenommen werden. In einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, diese Umschaltung automatisch vorzunehmen. Zu diesem Zweck wird zwischen den Batterieeingangsklemmen der örtlichen Stromversorgungsschaltung in der Zwischenstation eine Spannungserkennungseinrichtung vorgesehen. Sobald eine Batterie an die Eingangsklemmen angeschlossen wird, spricht diese Spannungserkennungseinrichtung - im einfachsten Fall ein Relais - an und schaltet den nicht abgeriegelten Eingang der Zwischenstation auf den abgeriegelten Eingang um.
- Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel anband der Zeichnung näher erläutert.
- Die Zeichnung zeigt den Aufbau einer erfindungsgemäßen Gefahrermeldeanlage mit einer Zentrale Z, an welche über eine Übertragungsleitung UL eine Zwischenstation ZS angeschlossen ist. An die Zwischenstation ZS sind die einzelnen Melder M1 bis M16 über je eine Melderleitung ML1 bis ML16 anschaltbar.
- Die einzelnen Melder M1 bis M16 werden von der Zentrale Z oder von der Zwischenstation ZS mit Gleichspannung versorgt. Sie enthalten jeweils einen Oszillator, angedeutet dargestellt mit einem Kondensator CM und einer Induktivität LM, mit welchem sie eine Wechselspannung einer bestimmten Frequenz auf der Melderleitung erzeugen. Mit einer Taste TM kann die Induktivität LM und damit auch die vom Melder erzeugte Frequenz verändert werden. Anstelle der Ruhefrequenz wird also in der Zentrale Z die Alarmfrequenz empfangen.
- Die Zentrale besitzt eine Gleichspannungsauelle G zur Fernspeisung der einzelnen Melder M1 bis M16 sowie der Zwischenstation ZS. Über eine Induktivität LZ ist die Gleichspannungsquelle von der Melderwechselspannung getrennt. Außerdem besitzt die Zentrale Z eine Frequenzmeßeinrichtung FM, die über eine Kapazität CZ von der Gleichspannungsquelle G abgetrennt ist. Die Frequenzmeßeinrichtung mißt die von den einzelnen Meldern M1 bis M16 erzeugten Ruhe- oder Alarmfrequenzen. Diese Meßergebnisse werden in üblicher Weise ausgewertet. Soweit die einzelnen Melder unterschiedliche Freauenzen erzeugen, kann über die Freauenzmeßeinrichtung auch eine Identifizierung der Melder vorgenommen werden. Dieser Einsatz von Frequenzmeldem und die Auswertung ist an sich bekannt, so daß hierauf nicht weiter eingegangen wird.
- Um die einzelnen Melderleitungen ML1 bis ML16 nicht alle einzeln bis zur Zentrale führen zu müssen, wird zur Leitungseinsparung die Zwischenstation ZS vorgesehen. In dieser Zwischenstation ZS ist die Zeitmultiplexeinrichtung ZM an die übertragungsleitung UL angeschaltet. Sie schaltet die beiden Leitungsadern der Reihe nach kurzzeitig an jede der Kelderlei"cungen ML1 bis ML16 an. Die einzelnen Melder werden nur während dieser kurzen Anschaltzeit über die Zeitmultiplexeinrichtung ZM mit Gleichspannung versorgt und erzeugen während dieser Zeit ihre Melderfrequenz, die über die Zwischenstation und die Übertragungsleitung UL zur Zentrale übertragen wird. Um bei zyklischer Abfrage in der Zentrale eine Synchronisierung durchführen zu könnens ist neben den Meldern M1 bis M16 ein Synchronisiermelder MS vorgesehen, welcher eine feste Frequenz erzeugt und im Zyklus der Abfrage jeweils einmal mit angeschaltet wird. Sobald die Zentrale diese Synchronisierfrequenz empfängt, erkennt sie, daß danach ein neuer Abfragezyklus beginnt.
- Die beiden Leitungsadern a und b in der Zwischenstation ZS können je nach Stellung der Kontakte s1 und s2 gegenüber der Zentrale gleichspannungsmäßig durchgeschaltet oder über die Kondensatoren Ca und Cb gleichspannungsmäBig abgeriegelt werden. Über die Drosseln La und Lb ist an die beiden Leitungsadern a und b außerdem eine interne Stronversorgungsschaltung der Zwischenstation ZS parallel angeschaltet. Diese interne Stromversorgungsschaltung SV erzeugt die Versorgungsspannungen (z.B. U1) für die Zeitmutliplexeinrichtung, beispielsweise für einen Taktgeber TG, der die Zeitmultiplexeinrichtung in der vorgesehenen Weise weiterschaltet. Im vorliegenden Beispiel ist die Stromversorgungsschaltung vereinfacht mit einem Längstransistor T dargestellt. Je nach Aufbau des Taktgebers TG und der Zeitmultiplexeinrichtung ZM werden verschiedene Potentiale und dementsprechend verschiedene Stromversorgungsschaltungen eingesetzt.
- Außerdem sind an der Stromversorgungsschaltung Eingangsklemmen für den Anschluß einer örtlichen Batterie B vorgesehen.
- Eine Zenerdiode Z dient zur Spannungsstabilisierung, und parallel dazu ist ein Siebkondensator C vorgesehen.
- Im Falle der Fernspeisung von der Zentrale Z ist die Batterie B in der Zwischenstation ZS nicht angeschlossen, die Kontakte s1 und s2 nehmen die dargestellte Lage ein. Dabei gelangt die Gleichspannung von der Zentrale über die beiden Drosseln La und Lb an die Stabilisierungsdiode Z. Über die Diode D1 wird der Siebkondensator C geladen. Dieser Siebkondensator C dient als Ladungsspeicher für die Stromversorgung, außerdem verhindert er mit der Diode D1 bei jedem Weiterschalten der Zeitmultiplexeinrichtung ZM zur jeweils nächsten Melderleitung ein Zusammenbrechen der Spannung. Ist infolge einer Störung eine Melderleitung kurzgeschlossen, so wird das Abfließen der Ladung aus den Kondensator C über die Diode D1 verhindert.
- Im Falle der Ortsspeisung durch die Batterie B gelangt deren Versorgungsspannung über den Strombegrenzungswiderstand R und die Umpolschutzdiode D2 zur Stabilisierungsdiode Z. Von hier gelangt die Spannung an die interne Stromversorgung SV und über die Drosseln La und Lb zum Eingang der Zeitmultiplexeinrichtung ZM. Durch die Batterie B wird außerdem das Umschaltrelais S erregt, so daß über die Umschaltung der Kontakte s1 und s2 eine Abriegelung der Leitungsadern a und b vorgenommen wird. Anstelle dieser automatischen Umschaltung könnte natürlich auch eine Umschaltung der Leitungsadern von Hand vorgenommen werden.
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