【文章內(nèi)容簡介】 布線的靈活性，形成了支狀和環(huán)狀兩種布線結(jié)構(gòu)，可以確切報出各個火災(zāi)探測器編碼點(diǎn)的信息和實現(xiàn)模塊聯(lián)動與信息傳輸，也可用硬線聯(lián)動輸出，運(yùn)行可靠，抗干擾能力強(qiáng)，誤報率低，同時系統(tǒng)的總功耗也大大33 智能型系統(tǒng)形式的結(jié)構(gòu)圖智能型系統(tǒng)形式一般采用二總線制，結(jié)構(gòu)如圖33所示。這種系統(tǒng)形式的特點(diǎn)是：火災(zāi)探測器實際上就是火災(zāi)傳感器，僅實現(xiàn)度火災(zāi)參數(shù)的有效采集、變換和傳輸；火災(zāi)報警控制器則采用微機(jī)技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)集中處理、數(shù)據(jù)存儲、系統(tǒng)巡檢等，并且由內(nèi)置軟件完成火災(zāi)信號特征模型和靈敏度調(diào)整、火災(zāi)判優(yōu)、網(wǎng)絡(luò)通訊、圖形顯示和消防設(shè)備監(jiān)控；同時由火災(zāi)報警控制器將對探測信號的處理、環(huán)境補(bǔ)償、報臟和故障判斷等返還給每個現(xiàn)場火災(zāi)探測器，從而實現(xiàn)消防設(shè)備監(jiān)控和管理、聯(lián)網(wǎng)等功能，提高系統(tǒng)巡檢速度、穩(wěn)定性和可靠性。目前總線制火災(zāi)自動報警系統(tǒng)獲得了廣泛的應(yīng)用，在火災(zāi)自動報警系統(tǒng)與消防聯(lián)動控制設(shè)備的組合方式上，總線制火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的設(shè)計有兩種常用的形式，即火災(zāi)自動報警與消防聯(lián)動分體式和火災(zāi)自動報警與消防聯(lián)動一體式。而本次火災(zāi)自動報警與聯(lián)動控制系統(tǒng)的設(shè)計采用火災(zāi)自動報警與消防聯(lián)動分體式形式，如圖34所示。這種系統(tǒng)的設(shè)計思想是分別設(shè)置報警控制器與聯(lián)動控制器，報警控制器負(fù)責(zé)接收各種火警信號，聯(lián)動控制器負(fù)責(zé)發(fā)出聲光報警信號和啟動消防設(shè)備。即系統(tǒng)分設(shè)報警總線和聯(lián)動總線，所有的火災(zāi)探測器通過報警總線回路接入報警控制器，各類聯(lián)動控制模塊側(cè)通過聯(lián)動總線回路接入聯(lián)動控制器，聯(lián)動設(shè)備的控制信號和火災(zāi)探測器的報警信號分別在不同的總線回路上傳輸。報警控制器和聯(lián)動控制器之間通過通訊總線相互連接。圖34 火災(zāi)自動報警與消防聯(lián)動操作鍵盤操作按鈕時鐘顯示故障地址顯示報警地址顯示工作狀態(tài)顯示顯示接口操作輸入接口 單 片 機(jī)ROM RAM串行通訊接口火災(zāi)探測器消防傳動盤記錄磁盤打印機(jī)數(shù)據(jù)記錄接口圖35 火災(zāi)報警控制器結(jié)構(gòu)框圖這種系統(tǒng)的特點(diǎn)是由于分別設(shè)置了控制器及總線回路，報警系統(tǒng)與聯(lián)動系統(tǒng)相對獨(dú)立運(yùn)行，整個報警與聯(lián)動系統(tǒng)的可靠性較高。該系統(tǒng)適合于消防報警及聯(lián)動控制規(guī)模較大的一級保護(hù)對象。1. 火災(zāi)自動報警控制器的結(jié)構(gòu)原理火災(zāi)報警控制器是由單片機(jī)、存儲器、操作面板接口電路、數(shù)據(jù)輸出接口電路、串行通訊接口電路構(gòu)成，圖35為火災(zāi)報警控制器的結(jié)構(gòu)框圖。單片機(jī)為系統(tǒng)的中央處理機(jī)構(gòu)，它是在一塊芯片內(nèi)集成了CPU，一定量的RAM、ROM串行接口、并行接口、中斷管理器等，構(gòu)成了一個小的計算機(jī)系統(tǒng)。ROM、RAM為內(nèi)存單元擴(kuò)展，由于單片機(jī)內(nèi)的ROM、RAM有限，不能滿足系統(tǒng)要求，所以要進(jìn)行擴(kuò)展，ROM為固化系統(tǒng)程序的只讀存儲器，RAM為數(shù)據(jù)處理時臨時存儲數(shù)據(jù)的隨機(jī)存儲器。盡管單片機(jī)內(nèi)已配有一定的并行接口，但有些被系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線占用，且驅(qū)動能力有限，所以片外要作接口擴(kuò)展，以便與控制器面板上的操作鍵盤和控制按鈕等輸入信號相接，還要與數(shù)碼顯示器和狀態(tài)指示燈等輸出器件相接。一般控制器設(shè)有2~3臺數(shù)碼顯示管，顯示當(dāng)前時鐘、火警地址和故障探測器地址等?？刂破髋c探測器和聯(lián)動控制盤的通訊一般采用RS485串行通訊，而單片機(jī)內(nèi)的串行通訊接口為RS232接口，故要設(shè)串行通訊接口轉(zhuǎn)換電路。磁盤為存儲火災(zāi)報警控制器的工作狀態(tài)、報警狀態(tài)等信息的設(shè)備，以便進(jìn)行工作分析和事故分析時使用。圖36為智能報警系統(tǒng)的火災(zāi)報警控制器的工作流程圖。這種系統(tǒng)對模型有自修正、自適應(yīng)功能，有模糊邏輯分析和判斷功能。這大大提高了系統(tǒng)的可靠性，減少了系統(tǒng)的誤報率。開 始采集探測器數(shù)據(jù)修正模型顯示故障信息顯示火警信息記錄系統(tǒng)狀態(tài)對數(shù)據(jù)分析處理是否有故障是否有火警圖36 火災(zāi)報警控制器工作流程圖2. 火災(zāi)自動報警控制器的功能火災(zāi)自動報警控制器是一種能為火災(zāi)探測器供電以及將探測器收到的火災(zāi)信號接收、顯示和傳遞，并能對自動消防裝置等發(fā)出控制信號的報警裝置。它是火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的重要組成部分。在火災(zāi)自動報警系統(tǒng)中，火災(zāi)探測器是系統(tǒng)的“感覺器官”，隨時監(jiān)視著周圍環(huán)境的情況。而火災(zāi)報警控制器是系統(tǒng)的“軀體”和“大腦”是系統(tǒng)的核心。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB471896的定義，火災(zāi)報警控制器是可以向探測器供電，并具有下述功能的設(shè)備：（1）能接收探測信號，轉(zhuǎn)換成聲、光報警信號，指示著火部位和記錄報警信息；（2）可通過火警發(fā)送裝置啟動火災(zāi)報警信號或通過自動消防滅火控制裝置啟動自動滅火設(shè)備和消防聯(lián)動控制設(shè)備；（3）自動地的監(jiān)視系統(tǒng)的正確運(yùn)行和對特定故障給出聲、光報警（自檢）。由此可見，火災(zāi)報警控制器的作用是向火災(zāi)探測器提供高穩(wěn)定度的工作電源；監(jiān)視連接各火災(zāi)探測器的傳輸導(dǎo)線有無故障；能接收火災(zāi)探測器發(fā)送的火災(zāi)報警信號，迅速、正確地進(jìn)行轉(zhuǎn)換和處理，并以聲、光等形式指示火災(zāi)發(fā)生的具體部位，進(jìn)而發(fā)送消防設(shè)備的啟動控制信號。3. 火災(zāi)報警控制器的分類根據(jù)火災(zāi)報警控制器功能與結(jié)構(gòu)以及系統(tǒng)設(shè)計構(gòu)思的不同，消防自動報警系統(tǒng)呈現(xiàn)出不同的應(yīng)用形式。一般，火災(zāi)報警控制器按照其用途可以分為區(qū)域火災(zāi)報警控制器、集中火災(zāi)報警控制器和通用火災(zāi)報警控制器。區(qū)域火災(zāi)報警控制器用于火災(zāi)探測器的監(jiān)測、巡檢、供電與備電，接收火災(zāi)監(jiān)測區(qū)域內(nèi)火災(zāi)探測器的輸出參數(shù)或火災(zāi)報警、故障信號，并且轉(zhuǎn)換為聲、光報警輸出，顯示火災(zāi)部位或故障位置等，其主要功能有火災(zāi)信息采集與信號處理，火災(zāi)模式識別與判斷，聲光報警，故障監(jiān)測與報警，火災(zāi)探測器模擬檢查，火災(zāi)報警計時，備電切換和聯(lián)動控制等。集中火災(zāi)報警控制器用于接收區(qū)域火災(zāi)報警控制器的火災(zāi)報警信號或設(shè)備故障信號，顯示火災(zāi)或故障部位，記錄火災(zāi)信息和故障信息，協(xié)調(diào)消防設(shè)備的聯(lián)動控制和構(gòu)成終端顯示等，其主要功能是包括火災(zāi)報警顯示、故障顯示、聯(lián)動控制顯示、火災(zāi)報警計時、聯(lián)動連鎖控制實現(xiàn)、信息處理與傳輸?shù)取Ｍㄓ没馂?zāi)報警控制器兼有區(qū)域和集中火災(zāi)報警控制器的功能，小容量的可以作為區(qū)域火災(zāi)報警控制器使用，大容量的可以獨(dú)立構(gòu)成中心處理系統(tǒng)。其形式多樣，功能完備，可以按照其特點(diǎn)用作各種類型消防自動報警系統(tǒng)的中心控制器，完成火災(zāi)探測、故障判斷、火災(zāi)報警、設(shè)備聯(lián)動、滅火控制及信息通訊傳輸?shù)裙δ堋?. 火災(zāi)報警控制器的主要技術(shù)性能（1）容量 容量是指能夠接收火災(zāi)報警信號的回路數(shù)，以“M”表示。一般區(qū)域報警器M的數(shù)值等于探測器的數(shù)量。對于集中報警控制器，則容量數(shù)值等于M乘以區(qū)域報警器的臺數(shù)N，即MN。（2）工作電壓 工作時，電壓可采用220V交流電和24V~32V, 直流電（備用）。備用電源應(yīng)優(yōu)先選用24V。（3）輸出電壓及允差 輸出電壓即指供給火災(zāi)探測器使用的工作電壓，一般為直流24V。（4）空載功耗 即指系統(tǒng)處于工作狀態(tài)時所消耗的電源功率。空載功耗表明了該系統(tǒng)的日常工作費(fèi)用的高低，因此功耗應(yīng)是愈小愈好；同時要求系統(tǒng)處于工作狀態(tài)時，每個報警回路的最大工作電流不超過20mA。（5）滿載功耗 滿載功耗指當(dāng)火災(zāi)報警控制器容量不超過10路時，所有回路均處于報警狀態(tài)所消耗的功率；當(dāng)容量超過10路時，20%的回路（最少按10路計）處于報警狀態(tài)所消耗的功率。使用時要求在系統(tǒng)工作可靠的前提下，盡可能減少滿載功耗；同時要求在報警狀態(tài)時，每一回路的最大工作電流不超過200mA。（6）使用環(huán)境條件 使用環(huán)境條件主要指報警控制器能夠正常工作的條件，即溫度、濕度、風(fēng)速、氣壓等項。要求陸用型環(huán)境條件為：溫度10~50186。C；相對濕度≤92%（40186。C）；風(fēng)速＜5m/s；氣壓為85~106kPa。1. 火災(zāi)的探測方法火災(zāi)是一種失去人為控制的燃燒過程，產(chǎn)生火災(zāi)的基本要素是可燃物、助燃劑和點(diǎn)火源[]l?？扇嘉镆詺鈶B(tài)、液態(tài)和固態(tài)三種形式存在，助燃劑通常是空氣中的氧氣。根據(jù)可燃?xì)怏w與空氣混合方式的不同有兩種燃燒方式:如果在燃燒前可燃?xì)怏w就與空氣均勻混合稱預(yù)混燃燒。如果可燃?xì)怏w和空氣分別進(jìn)入燃燒區(qū)邊混合邊燃燒稱為擴(kuò)散燃燒。液體和固體是凝聚態(tài)物質(zhì)，難與空氣均勻混合，它們?nèi)紵幕具^程是當(dāng)外部提供一定的能量時，液體或固體先蒸發(fā)成蒸氣或分解析出可燃?xì)怏w(如C，OH:等)、較大的分子團(tuán)、灰燼和未燃燒的物質(zhì)顆粒懸浮在空氣中，這些懸浮物統(tǒng)稱為氣溶膠。幾乎在產(chǎn)生氣溶膠的同時，稱為煙霧。氣相形式的可燃物與空氣混合，在較強(qiáng)火源作用下產(chǎn)生預(yù)混燃燒。著火后，燃燒火焰產(chǎn)生的熱量使液體或固體的表面繼續(xù)釋放出可燃?xì)怏w，并形成擴(kuò)散燃燒。同時，發(fā)出含有紅外線或紫外線的火焰，散發(fā)出大量的熱量。大量熱量通過可燃物的直接燃燒、熱傳導(dǎo)、熱輻射和熱對流，使火從起火部位向周圍蔓延，這就是經(jīng)常所說的火蔓延，火蔓延導(dǎo)致了火勢的擴(kuò)大、形成火災(zāi)。氣溶膠、煙霧、火焰和熱量都稱為火災(zāi)參量，通過對這些參量的測定便可確定是否存在火災(zāi)[6]?；馂?zāi)的探測，是以探測物質(zhì)燃燒過程中產(chǎn)生的各種物理現(xiàn)象為機(jī)理，從而實現(xiàn)早期發(fā)現(xiàn)火災(zāi)這一目的。因為火災(zāi)的早期發(fā)現(xiàn)，是充分利用滅火措施、減少火災(zāi)損失、保護(hù)生命財產(chǎn)的重要保障，因此，世界各國對于火災(zāi)自動報警技術(shù)的研究，都致力于火災(zāi)探測手段的研究和實驗，試圖發(fā)現(xiàn)新的早期探火方法，開拓火災(zāi)自動報警技術(shù)的新領(lǐng)域。從物質(zhì)燃燒的基本規(guī)律出發(fā)，選擇合適的火災(zāi)探測器來探測火情是一個首要問題。因為任何一種探測器都不是萬能的，都有一定的環(huán)境適應(yīng)性，也即有一定的局限性。要有效地發(fā)揮各種探測器的作用，就要掌握各種火災(zāi)探測器的探測原理及其適用場所，揚(yáng)長避短。、感溫探測器響應(yīng)時間曲線。圖37 常用感煙、感溫探測器響應(yīng)時間曲線在圖37中，燃燒氣體和煙濃度與時間的關(guān)系曲線（1）說明在同一時間內(nèi)所產(chǎn)生的燃燒氣體和煙同時間關(guān)系的百分比；而熱氣流溫度與時間的關(guān)系曲線（2）則說明熱氣流溫度隨時間而上升。從圖37（A）可知，如果火災(zāi)探測系統(tǒng)能夠探測出燃燒氣體和煙霧，也即在燃燒初起和陰燃階段能起到探測作用，就可達(dá)到早期預(yù)報，以降低火災(zāi)損失，使人員不受傷亡。若火災(zāi)探測系統(tǒng)的動作取決于溫度的上升，只有在火災(zāi)發(fā)展到火焰擴(kuò)散階段，即火災(zāi)已經(jīng)確立之后才能發(fā)出報警信號。圖37（A）中兩條曲線還表示幾種最常用類型的火災(zāi)探測器做作出的反應(yīng)。感煙探測器能夠在短時間內(nèi)做出反應(yīng)，早期發(fā)出火災(zāi)報警信號；而感溫探測器則要在較長時間后才做出反應(yīng)。當(dāng)火災(zāi)達(dá)到火焰燃燒階段，溫度急劇升高時，差溫探測器響應(yīng)；而當(dāng)燃燒不斷擴(kuò)大，溫度不斷升高，使環(huán)境溫度達(dá)到某一定值時，定溫探測器才能響應(yīng)，發(fā)出火災(zāi)報警信號。由此可知，對于同一種可燃物，在燃燒狀態(tài)相同的條件下，感煙探測器比感溫探測器能夠更早地響應(yīng)。感溫探測器對大部分火災(zāi)不僅靈敏度比感煙探測器差，而且在房間高度和保護(hù)面積上都有局限性。所以，根據(jù)物質(zhì)燃燒過程中發(fā)生的能量轉(zhuǎn)換和物質(zhì)轉(zhuǎn)換所產(chǎn)生的不同火災(zāi)現(xiàn)象與特征，形成了不同的火災(zāi)探測方法。紅外光束線型感煙探測器 紅外光束線型感煙探測器如圖38所示，是應(yīng)用感煙粒子吸收或散射紅外光束使紅外光束強(qiáng)度發(fā)生變化的原理工作的。探測器的工作原理與光電感煙探測器類似，只是煙不必進(jìn)入點(diǎn)型光電感煙探測器的采樣室中，在保護(hù)空間任何地點(diǎn)上的煙都可能使紅外光束衰減。線型光束探測器在一個長達(dá)100米的路徑上可代替若干個點(diǎn)型感煙探測器，具有保護(hù)面積大、安裝位置較高、在相對濕度較高和強(qiáng)電場環(huán)境中反應(yīng)速度等優(yōu)點(diǎn)，適宜保護(hù)較大的場所，尤其適宜保護(hù)難以使用點(diǎn)型探測器甚至根本不可能使用點(diǎn)型探測器的場所。圖38 紅外光束線型感煙探測器纜式線型定溫火災(zāi)探測器纜式線型定溫火災(zāi)探測器如圖39所示，適宜保護(hù)電纜隧道等工業(yè)建筑或特殊的應(yīng)用場所。它又分為模擬式和數(shù)字式兩大類，目前主要發(fā)展和應(yīng)用是數(shù)字式該探測器實際上是條熱敏電纜，它由兩根彈性鋼絲、熱敏絕緣材料、塑料包帶及塑料外護(hù)套組成。在正常監(jiān)視狀態(tài)下，兩根鋼絲間呈絕緣狀態(tài)。在每一熱敏電纜中有一極微小的電流流動，當(dāng)熱敏電纜線路上任何一點(diǎn)(部位)的溫度(可以是“電纜”周圍空氣或它所接觸物品的表面溫度)，上升達(dá)到其額定動作溫度時，其絕緣材料熔化，兩根鋼絲互相接觸，此時報警回路電流驟然增大，報警控制器發(fā)出聲、光報警。同時數(shù)碼器或液晶火災(zāi)報警的回路號和火警的距離(即熱敏電纜動作部分的米數(shù))。經(jīng)人工處理后，熱敏電纜可重復(fù)使用。圖39 纜式線望足溫火滅殊側(cè)器可燃?xì)怏w火災(zāi)探測器 可燃?xì)怏w火災(zāi)探測器適用保護(hù)可燃?xì)怏w容易泄漏處的附件、泄漏出來的氣體容易流經(jīng)或容易滯留的場所?？扇?xì)怏w探測器按其測氣體的特性又有很多種類與品種，但主要手段大多采用“點(diǎn)型可燃?xì)怏w探測器”，該類探測器在實際應(yīng)用中存在壽命短、易中毒、探測器面積小等缺陷，因此目前現(xiàn)場應(yīng)用一般只限于在重點(diǎn)位置安放。我國自行研制開發(fā)的線型紅外可燃?xì)怏w探測器，采用雙波段實現(xiàn)對可燃?xì)怏w的探測，一對探測器的最遠(yuǎn)探測距離可達(dá)80m，探測靈敏度高、響應(yīng)速度快，不會因某種氣體中毒而損壞器件，也不會因可燃?xì)怏w濃度過高而降低性能。由于該系統(tǒng)采用了雙波段互補(bǔ)技術(shù)、信號窄脈沖同步分離技術(shù)、探測器工作點(diǎn)自動調(diào)整技術(shù)，最大限度地消除了灰塵、雨、雪、霧等自然環(huán)境對系統(tǒng)工作的影響，較好地解決了系統(tǒng)在較惡劣環(huán)境下長期穩(wěn)定運(yùn)行問題。其探測效率、壽命、性能穩(wěn)定都遠(yuǎn)優(yōu)于目前應(yīng)用的“點(diǎn)型可燃?xì)怏w控制器”。空氣采樣感煙探測器該探測器能夠通過測試空氣樣本了解煙霧的濃度，并根據(jù)預(yù)先確定的響應(yīng)閉值給出相應(yīng)的報警信號。在探測方式上，該探測器完全突破被動式感知火災(zāi)煙氣、溫度和火焰等參數(shù)特性的局面，跳躍到主動進(jìn)行空氣采樣，快速、動態(tài)地識別和判斷可烯物質(zhì)受熱分解或燃燒釋放到空氣中的各種聚合物分子和煙粒子。普通的空氣采樣式感煙