CH651688A5

CH651688A5 - Verfahren zur uebertragung von messwerten in einer brandmeldeanlage und einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens.

Info

Publication number: CH651688A5
Application number: CH4803/80A
Authority: CH
Inventors: Peter Mueller; Eugen Schibli; Andreas Scheidweiler; Juerg Muggli
Original assignee: Cerberus Ag
Priority date: 1980-06-23
Filing date: 1980-06-23
Publication date: 1985-09-30
Also published as: DE3170379D1; EP0042501B1; JPS5730098A; NO812130L; ATE13231T1; FI811935L; US4404548A; NO152526B; FI811935A7; NO152526C; JPS64753B2; DK263881A; EP0042501A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übertragung von Messwerten in einer Brandmeldeanlage, gemäss Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Automatische Brandmeldeanlagen haben die Aufgabe, Brände möglichst im Frühstadium zu erkennen, um eine wirksame Bekämpfung zu ermöglichen. Eine Forderung, die an Brandmelder gestellt wird, ist eine hohe Empfindlichkeit, um bereits Spuren von Brandfolgeprodukten zur Branderkennung auszunutzen. Parallel mit der Erhöhung der Empfindlichkeit geht jedoch leider auch die Neigung zu Fehlalarmen. In der Signalzentrale kann daher manchmal nur schwer zwischen einem echten Alarm und einem Fehlalarm unterschieden werden.

5 Zur Überwindung dieses Nachteils wurde bereits vorgeschlagen, anstelle eines Alarmsignals den der zu messenden Brandkenngrösse analogen Messwert zur Signalzentrale zu übertragen und die Entscheidung, ob es sich um einen Brandfall oder eine Störung handelt, in der Signalzentrale vorneh-îomen zu lassen, weil aus dem Vergleich der Messgrössen verschiedener Melder eine wesentlich genauere Aussage gemacht werden kann.

Voraussetzimg für eine sinnvolle Auswertung der Meldersignale in der Signalzentrale ist jedoch, dass die Herkunft der 15 Signale klar ermittelt werden kann, d.h. die Melder müssen identifizierbar, d.h. adressierbar sein.

In den letzten Jahren wurden bereits mehrere Brandmeldesysteme entwickelt, bei denen eine Melderidentifizierung möglich ist und eine Messwertübertragung zur Zentrale statt-2ofindet. Jedoch ist der schaltungstechnische Aufwand sehr hoch bzw. ist die Installation mit applikationstechnischen Schwierigkeiten verbunden.

Der Hauptnachteil dieser Verfahren besteht darin, dass zur Festlegung der Melderadresse an jedem Melder individu-25 eil eine Einstellung vorgenommen werden muss. Hierdurch ergeben sich Gefahren der Fehladressierung und der damit verbundenen Fehlidentifizierung.

Zur Überwindung dieses Nachteils wurde in der DE-AS 2 533 382 ein Verfahren zur Übertragung von Messwerten in 30 einem Brandmeldesystem vorgeschlagen, bei dem die von einzelnen, kettenförmig an den Meldelinien liegenden Brandmelder ermittelten Messwerte analog an eine Signalzentrale gegeben und dort zur Gewinnung differenzierter Störungs- bzw. Alarmmeldungen verknüpft werden, wobei zu Beginn eines 35 jeden Abfragezyklus alle Brandmelder durch eine Spannungsänderung von der Meldelinie abgetrennt und dann in vorgegebener Reihenfolge in der Weise wieder angeschaltet werden, dass jeder Brandmelder nach einer seinem Messwert entsprechenden Zeitverzögerung den jeweils nachfolgenden Brand-40 meider zusätzlich an die Linienspannung anschaltet und dass in der Signalzentrale die jeweilige Melderadresse aus der Zahl der vorhergehenden Erhöhungen des Linienstromes und der Messwert aus der Länge der betreffenden Schaltverzögerung - abgeleitet wird.

« Jedoch weist auch dieses Verfahren drei grundsätzliche Nachteile auf.

Erstens muss durch die serielle Melderanordnung bei der Installation erhöhter Aufwand getrieben werden, um sicherzustellen,dass die Melder richtig angeschlossen werden. Wenn so auch von einem Zweidrahtsystem gesprochen wird, so besitzt der Melder dennoch drei Klemmen und man muss darauf achten, dass der ankommende und der weggehende Draht nicht vertauscht werden. Dies bedeutet gegenüber der klassischen Installationstechnik von Zweidrahtsystemen eine Er-55 schwerung und auch eine Fehlerquelle.

Zweitens ist die Zahl der Melder je Linie durch den Widerstand der in Serie geschalteten Schalter begrenzt.

Drittens ist bei Ausfall eines Melders oder Unterbruch bzw. Kurzschluss der Leitung zumindest ein Teil der Melder 60 einer Linie ausser Betrieb gesetzt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Übertragung von Messwerten in einer Brandmeldeanlage und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, welche die vorstehend genannten Nachteile vermeiden, d.h. 65 die Übertragung von Messwerten auch dann ermöglichen, wenn ein Brandmelder in einer Meldelinie ausfallt oder eine Melderlinie unterbrochen oder kurzgeschlossen ist, die es ferner gestatten, die Brandmelder an die Meldelinien anzu-

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schliessen, ohne dass darauf geachtet werden muss, dass Ein- an einen Melder bzw. mit Schliessen des betreffenden Schal-

und Ausgang der Meldelinie nicht vertauscht werden und die ters kann eine Übertragung der Messwerte des Sensors zur Si-

es schliesslich gestatten, einen höheren Strom durch die Mei- gnalzentrale stattfinden.

delinien zu schicken oder eine grössere Anzahl Brandmelder Am Ende eines Abfragezyklus werden in den Meldern be-

an die Meldelinie anzuschliessen. 5 findliche Speicherkondensatoren aufgeladen, welche die

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs de- Energieversorgung der Brandmelder während der systembe-

finierten Art erfindungsgemäss durch die im kennzeichnen- dingten Unterbrüche sicherstellen.

den Teil des Patentanspruches 1 definierten Merkmale gelöst. Im Normalbetrieb, d.h. im ungestörten Zustand, ist die

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung, bzw. beson- Melderlinienauswerteschaltung der Signalzentrale Z an die dere Ausgestaltungen der im Patentanspruch 1 definierten Er- io Klemmen Kia der betreffenden Linien angeschlossen.

findung sind in weiteren Patentansprüchen umschrieben. Das Auftreten einer Leitungsstörung oder der Ausfall ei-

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform des erfin- nes Melders wird in der Signalzentrale Z dadurch detektiert,

dungsgemässen Verfahrens wird nach der Übermittlung des dass der Abfragezyklus stehenbleibt. In diesem Fall erfolgt

Messwertes des letzten Melders einer Linie von beiden Seiten eine automatische Umschaltung der Melderlinienauswerte-

her Strom in die Meldelinien eingespeist. Durch den beidseiti- 15 Schaltung auf die Klemmen Kix der betreffenden Meldelinien.

gen Anschluss der Meldelinien wird erreicht, dass der zur Das Abfragen der Brandmelder erfolgt nun in umgekehrter

Speisung der Brandmelder dienende Strom praktisch vervier- Richtung bis zur gestörten Stelle.

facht werden kann. Durch periodisches Umschalten der Meldelinienauswerte-

Gemäss einer anderen Ausführungsform des erfindungs- Schaltung von den Klemmen Kia auf die Klemmen Kix wird gemässen Verfahrens erfolgt die Übertragung der Messwerte 20 erreicht, dass selbst in Störungsfall die noch intakten Melder in der Verzögerungszeit zwischen zwei Melderanschaltungen, einer Melderlinie ihrer Messwerte zur Signalzentrale Z über-

die Zeitverzögerung ist nicht vom Messwert abhängig und tragen können.

bleibt konstant. In Fig. 2 ist die Schaltungsanordnung eines Brandmelders

Unmittelbar nach der Anschaltung eines Melders, d.h. M dargestellt, bei dem die Zeitverzögerung durch den Messwenn die Verbindung zur Zentrale hergestellt ist, erfolgt die 25 wert gesteuert wird.

Umwandlung des Messwertes in eine codierte Impulsfolge Als Sensor ist hier eine rauchempfindliche Messionisa-oder ein Wechselspannungssignal dessen Frequenz vom tionskammer MK gezeichnet, deren Strom am Aussenwider-Messwert abhängig ist. Es versteht sich von selbst, dass die stand R2 die Spannung UK erzeugt. Diese Spannung wird Dauer des Messwertsignals kürzer sein muss als die Verzöge- dem Eingang des Messwandlers MW zugeführt, dessen Aus-rungszeit. 30 gangsspannung UA auf das Zeitglied T einwirkt. Der bidirek-Eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsge- tionale Schalter 19 dient zur Weiterschaltung der Linienspan-mässen Verfahrens besteht aus einzelnen Brandmeldern, die nung an den nächstfolgenden Melder. Die Dioden D13 und zwei gleichwertige Eingänge zum Anschluss an die Meldeli- D14 dienen der Symmetrierung, d.h. bei der Installation des nien aufweisen, sowie Schaltelemente, die bei Anlegen von Brandmelders muss nicht auf die richtige Reihenfolge der Anspannung an einen der beiden Eingänge zeitverzögert ein Si- 35 Schlüsse 2 und 3 geachtet werden.

gnal an dem anderen Eingang erzeugen und umgekehrt. Vor- Bei Anlegen der Linienspannung an die Klemmen 1A/1B

zugsweise ist eines der Schaltelemente ein bidirektionaler und 2 oder 1A/1B und 3 bleibt der Transistor T19 zunächst

Schalter. gesperrt. Gleichzeitig startet das Zeitglied T und öffnet nach

Im folgenden werden anhand der Zeichnungen bevor- einer Zeitverzögerung welche durch den Wert der Spannung zugte Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert. 40 UA gegeben ist den Transistor T19 und schaltet somit die Li-

Es zeigen nienspannung auf den nächsten Melder weiter.

Fig. 1 eine Ausführungsform einer Brandmeldeanlage mit Bei Anlegen der Linienspannung wird ferner ein Wider-

weicher das Verfahren durchgeführt werden kann. stand im Brandmelder eingeschaltet, der die Stromerhöhung

Fig. 2 eine Schaltungsanordnung für einen Brandmelder, bewirkt, die in der Zentrale zur Feststellung der Melder-

bei dem die Zeitverzögerung vom Messwert abhängig ist. « adresse ausgewertet wird.

Fig. 3 eine bevorzugte Ausführungsform der Schaltungs- In Fig. 3 ist eine Schaltungsanordnung einer bevorzugten anordnung gemäss Fig. 2. Ausführungsform eines Brandmelders nach Fig. 2 dargestellt.

Fig. 4 eine Schaltungsanordnun^ für einen Brandmelder Als Beispiel dient wiederum ein Brandmelder mit einer Mess-

dessen Zeitverzögerung vom Messwert unabhängig ist. ionisationskammer als rauchempfindlicher Sensor.

Fig. 1 zeigt den Aufbau einer Brandmeldeanlage, mit wel- 50 Die Messionisationskammer MK ist in Serie mit einem eher das erfindungsgemässe Übertragungsverfahren durchge- Vergleichswiderstand R2 an dessen Stelle auch eine Referenzführt werden kann. Von einer Signalzentrale Z gehen von den ionisationskammer eingesetzt werden kann, an die stabili-Klemmen K]a .. ,Kia Meldelinien Li.. .Lj aus. An diese Mei- sierte Spannung Us geschaltet. Der Kondensator C20 wird delinien sind jeweils mehrere Brandmelder Mn .. .Mim ange- über den Gleichrichter Dil aufgeladen und überbrückt die schlössen. Die Brandmelder Mn .. .M]m enthalten im wesent- 55 systembedingten periodischen Unterbrüche in der Linien-lichen neben Brandkenngrössenempfindlichen Sensoren einen Spannung. Der Transistor T16 bildet zusammen mit dem Wi-Messwertumwandler, ein Zeitglied, sowie einen bidirektiona- derstand R, und der Zenerdiode D12 in bekannter Weise eine len Schalter S. Vom letzten Brandmelder einer Meldelinie Spannungsstabilisierung Us. Der MOSFET T18 dient als Im-werden jeweils zwei Leitungen an die Klemmen KIx .. .Kix der pedanzwandler, d.h. er überträgt die Ausgangsspannung UK Signalzentrale Z zurückgeführt. Nach Anlegen der Linien- 60 des Sensors auf den Eingang des Operationsverstärkers A, Spannung an die Klemmen KIa beginnt im Melder M„ ein dessen Arbeitspunkt durch die Widerstände R4, R5 und R6 Zeitglied zu laufen. Nach einer bestimmten Verzögerung bestimmt wird. Die Ausgangsspannung UA des Operations-schliesst der Schalter Su und legt die Linienspannung an den Verstärkers ist der Sensorspannung UK proportional.

Melder Mi2, wo ebenfalls wieder ein Zeitglied zu laufen be- Im normalen Betriebszustand ist der Transistor T17 nicht ginnt. Auf diese Art schliessen nacheinander alle Schalter der 65 leitend, der Gateanschluss des bidirektionalen Schalters T19

Melder einer Meldelinie. Dieser Vorgang lässt sich periodisch ist daher auf dem Potential des Anschlusses 1, wodurch der wiederholen, sodass die Brandmelder einer Meldelinie zy- Transistor T19 leitend gehalten wird. Die Spannung über •

klisch abgefragt werden. Nach Anlegen der Linienspannung dem Kondensator C21 wird über die Diode 15 annähernd auf

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den Wert der Verstärkerausgangsspannung Ua begrenzt. Wenn nun zu Beginn eines Abfragezyklus die Linienspannung auf Null abgesenkt wird, so entlädt sich der Kondensator C21 über die Widerstände R7, R9 und RIO auf Null. Beim Wiedereinschalten der Leitungsspannung fliesst ein Ladestrom über den Widerstand R7 auf den Kondensator C21 und weiter über den Widerstand RIO. Damit wird der Transistor T17 leitend und es fliesst ein zusätzlicher Strom durch den Widerstand R8. Das Gate-potential von T19 schaltet sprunghaft unter die Schwellspannung des Feldeffekttransistors und sperrt damit T19. Wenn sich nun der Kondensator C21 über den Widerstand R7 auf die Ausgangsspannung UA des Verstärkers aufgeladen hat, fliesst kein weiterer Ladestrom mehr auf C21 was bedeutet, dass T17 sperrt. Das Gate von T19 springt wieder auf das Potential des Anschlusses 1 und bringt damit den Schalter T19 in den leitenden Zustand.

Die Dioden D13 und D14 gewährleisten eine symmetrische Speisung der Melderelektronik, was zusammen mit den Symmetrieeigenschaften des Transistors T19 die wahlweise Speisung von Anschluss 2 oder Anschluss 3 her ermöglicht. In ähnlicher Weise sind Schaltungsanordnungen mit andern symmetrischen Schaltelementen anstelle des Transistors T19 denkbar. Als bidirektionale Schalter kommen also auch JFET oder Relais in Frage.

In Fig. 4 ist eine Ausführungsform eines Brandmelders s dargestellt, bei dem die Zeitverzögerung vom Messwert unabhängig ist. Die Funktionsweise ist ähnlich bei dem wie in Fig. 2 dargestellten Brandmelder. Allerdings steuert die Ausgangsspannung Ua des Messwandlers MW nicht das Zeitglied T. Unmittelbar nach Anlegen der Linienspannung an die Klem-io men 2 oder 3, d.h. wenn die Verbindung zur Zentrale hergestellt ist, erfolgt die Umwandlung des Messwertes in eine codierte Impulsfolge oder ein Wechselspannungssignal, dessen Frequenz vom Messwert bestimmt wird. Dieses Signal wird in der Zentrale empfangen und entsprechend ausgewertet, ls Gleichzeitig läuft das Zeitglied T und schaltet nach einer fest vorgewählten Zeit den Transistor T19 ein und schaltet somit die Linienspannung auf den nächsten Melder weiter. Es versteht sich von selbst, dass die Dauer des Messwertsignals kürzer sein muss als die Anschaltverzögerung. Diese Ausfüh-2orungsform hat den Vorteil, dass die Messwertübertragung von der Melderadressierung getrennt werden kann.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

651688 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Übertragung von Messwerten in einer Brandmeldeanlage, wobei die von einzelnen kettenförmig an Meldelinien (LI.. .Li) liegenden Brandmeldern

(Mil.. .Mim) ermittelten Messwerte an eine Signalzentrale (Z) gegeben und dort zur Gewinnung differenzierter Stö-rungs- bzw. Alarmmeldungen verknüpft werden und wobei zu Beginn eines jeden Abfragezyklus alle Brandmelder (M) durch eine Spannungsänderung der Meldelinie (L) abgetrennt und dann zeitlich gestaffelt in der Weise wieder angeschaltet werden, dass jeder Melder (M) nach einer bestimmten Zeitverzögerung einen nachfolgenden Melder (M) zusätzlich an die Linienspannung anschaltet und wobei in der Auswerteeinrichtung die jeweilige Melderadresse aus der Zahl der vorhergehenden Erhöhungen des Linienstroms abgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Meldelinien (Li.. .L;) vom letzten Brandmelder (Mim .. .Mim) an Klemmen (Klx.. .Kix) der Signalzentrale (Z) zurückgeführt werden und dass beim Ausbleiben von Meldersignalen die Abfragerichtung für die betroffene Meldelinie (L) umgekehrt wird.

2. Verfahren gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Übermittlung des Messwertes des letzten Melders (M) einer Linie von beiden Seiten her Strom in die Meldelinien (L) eingespeist wird.

3. Verfahren gemäss Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitverzögerung durch den Messwert der Melder (M) bestimmt wird.

4. Verfahren gemäss Patentanspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitverzögerung vom Messwert unabhängig ist und dass der Messwert innerhalb der Zeitverzögerung zur Signalzentrale (Z) weitergeleitet wird.

5. Verfahren gemäss Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Messwert in Form einer codierten Impulsfolge zur Signalzentrale (Z) weitergeleitet wird.

6. Verfahren nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Messwert in Form eines Wechselspannungssignals mit einer vom Messwert abhängigen Frequenz übertragen wird.

7. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Brandmelder (M) zwei Eingänge (1 A, 1B, 2; 1A, 1B, 3) zum Anschluss an die Meldelinien (Li.. .Li) aufweisen, sowie Schaltelemente (T), die bei Anlegen von Spannung an einen der beiden Eingänge zeitverzögert ein Signal an dem anderen Eingang erzeugen und umgekehrt.

8. Einrichtung gemäss Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Schaltelemente ein bidirektionaler Schalter (T19) ist.

9. Einrichtung gemäss Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der bidirektionale Schalter (T19) ein Relais, ein MOS-FET oder ein JFET ist.

10. Einrichtung gemäss Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung der Anschlüsse des bidirektionalen Schalters (T19) mit den übrigen Schaltungselementen über Dioden (D13, D14) erfolgt.