EP0070449A1 - Verfahren und Anordnung zur Erhöhung der Ansprechempfindlichkeit und der Störsicherheit in einer Gefahren-, insbesondere Brandmeldeanlage - Google Patents

Verfahren und Anordnung zur Erhöhung der Ansprechempfindlichkeit und der Störsicherheit in einer Gefahren-, insbesondere Brandmeldeanlage Download PDF

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EP0070449A1
EP0070449A1 EP82106039A EP82106039A EP0070449A1 EP 0070449 A1 EP0070449 A1 EP 0070449A1 EP 82106039 A EP82106039 A EP 82106039A EP 82106039 A EP82106039 A EP 82106039A EP 0070449 A1 EP0070449 A1 EP 0070449A1
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EP
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detector
current
idle
comparison
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Karla Oberstein
Peer Dr.-Ing. Thilo
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Siemens Corp
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Siemens AG
Siemens Corp
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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING SYSTEMS, e.g. PERSONAL CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B29/00—Checking or monitoring of signalling or alarm systems; Prevention or correction of operating errors, e.g. preventing unauthorised operation
    • G08B29/18—Prevention or correction of operating errors
    • G08B29/20—Calibration, including self-calibrating arrangements
    • G08B29/24—Self-calibration, e.g. compensating for environmental drift or ageing of components
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING SYSTEMS, e.g. PERSONAL CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B26/00—Alarm systems in which substations are interrogated in succession by a central station
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
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    • G08B29/00—Checking or monitoring of signalling or alarm systems; Prevention or correction of operating errors, e.g. preventing unauthorised operation
    • G08B29/18—Prevention or correction of operating errors
    • G08B29/20—Calibration, including self-calibrating arrangements
    • G08B29/24—Self-calibration, e.g. compensating for environmental drift or ageing of components
    • G08B29/26—Self-calibration, e.g. compensating for environmental drift or ageing of components by updating and storing reference thresholds

Definitions

  • the invention relates to a method for increasing the sensitivity and interference immunity in a hazard, in particular fire alarm system with a control center, to which a large number of automatic detectors are connected and polled cyclically, and in which the detector measured values are evaluated.
  • each detector can have a threshold circuit, which emits an alarm signal to the control center if the defined fire parameter (threshold) is exceeded.
  • threshold a defined fire parameter
  • timers were provided in the detectors or during an evaluation in the control center, which only display an alarm when the absolute threshold has been exceeded for a predetermined time.
  • thresholds for changing a fire parameter above which the alarm is to be triggered have also been defined.
  • a central evaluation of the detector signals also has an improvement brought because the alarm threshold could be easily adapted to the respective requirements.
  • a change in the idle signal of a detector e.g. due to component aging, contamination, wetness etc. lead to changes in sensitivity due to the fixed evaluation thresholds and in the borderline cases to incorrect response or ineffectiveness of the detector concerned.
  • the object of the invention is therefore to provide a method for detector evaluation, in which a high level of interference immunity is ensured over a very long time with high sensitivity. Aging of the components and soiling of the detectors should not have an adverse effect on the sensitivity of the detectors.
  • an average detector measurement value is formed as the detector rest value from the individual detector measurement values for each detector and is stored in a rest value memory as the current rest value; that the difference between the respective current detector measured value and the stored idle value can be used and these differences can be used to derive a respective current and storable comparison value, and that the current comparison value is compared with a predetermined limit value and a display device is activated if it is exceeded.
  • an average detector measurement value is formed in a central evaluation device for each detector. This is derived as the detector idle value from the respective previous measured measured values and stored in a memory provided for this purpose as the current idle value. With each polling cycle there will be for each detector the difference between its current measured value and its last stored rest value is formed. These differences are used to form a current comparison value, which is stored in a comparison value memory provided for this purpose. This current comparison value is compared in a comparison device with a predetermined limit value. If this current comparison value is smaller than the specified limit value, a new rest value is formed from the current detector measured value and the stored rest value. This is written into the idle value memory for the next processing cycle. If the current comparison value is equal to or greater than the predetermined limit value, the comparison device controls a display device which displays an alarm or fault or another event.
  • a rest value is formed for each detector, either when the system is switched on or on request, e.g. in the event of revision or maintenance.
  • the rest value is expediently automatically updated with a large time constant of, for example, one day.
  • the difference between the detector measured value and the idle value is used for the detection of events.
  • This difference is constantly increasing . For example, every few seconds or with every query cycle, newly determined, evaluated according to their size and evaluated.
  • a comparison value is expediently derived from these differences, which controls a display device when a specified limit value is exceeded.
  • the respective current comparison value is determined from the difference between the current measured value, the stored rest value and the stored comparison value, the Difference amount is reduced by a constant value, so that smaller fluctuations in the measured value, which are below the constant value, do not lead to an event display.
  • This result is integrated into a sum signal, ie the result is added to the last stored comparison value.
  • the sum signal obtained in this way corresponds to the current comparison value.
  • a detector idle value is expediently formed from the detector measured values with the aid of arithmetic logic units, which can be stored in a memory provided for this purpose, the first detector measured value corresponding to the idle value in the first interrogation cycle. It is used to form the comparison value.
  • the time constant for the formation of the idle value can be influenced via a parameter EPS (0 ⁇ EPS ⁇ 1).
  • FIG. 1a shows the course of a detector measured value MW as a function of time T.
  • the diagram shows an alarm threshold, designated AISW, which runs parallel to the time axis.
  • the detector itself has a rest value, which is drawn as a theoretical value as a straight line that rises slightly and is designated RW.
  • AISW alarm threshold
  • RW a disturbance threshold
  • STSW is drawn at a constant distance CON.
  • the detector measured value MW has increased significantly compared to its idle value RW. However, this increase in the measured value is not so great that it reaches the alarm threshold A1SW, and therefore no alarm is displayed. If the detector idle value RW changes in the direction of the alarm threshold ALSW, an identical event would erroneously generate an alarm at time T2.
  • the detector has become more sensitive by itself.
  • the rise in the detector measured value MW which is not greater than at time T1
  • Such a false alarm message is avoided with the method according to the invention, as will be explained in more detail later.
  • the detector value MW is also plotted over time T in FIG. 1b.
  • the ALSW alarm threshold is shown parallel to the time axis.
  • the detector idle value RW is shown as a straight line, which, however, tends towards the time axis, ie the detector idle value RW changes against the alarm threshold ALSW.
  • Parallel to the rest value RW a straight line is drawn above it at a constant distance CON, which represents the interference threshold STSW.
  • CON represents the interference threshold STSW.
  • the detector measured value increase is not large enough to reach or exceed the alarm threshold ALSW, so that no alarm is detected at time T2.
  • the alarm is no longer recognized at time T2 because the idle value RW has developed away from the alarm threshold ALSW. With the fire alarm system according to the invention, this lost alarm is also recognized.
  • the comparison value VW of the detector M is determined from the respective current detector measurement value MW, based on its idle value RW, and from its previously stored comparison value VWA and only then compared with a predetermined limit value GRW. In the exemplary embodiment, this is explained in detail with reference to FIGS. 3 to 5 for the alarm case.
  • FIG. 2a shows a measured detector value MW over time T, the time axis corresponding to the rest value RW.
  • An interference threshold STSW is shown at a constant distance above the idle value RW.
  • the previously defined alarm threshold for the detector measurement value MW is drawn in by a line parallel to the rest value RW at a corresponding height.
  • the sum signal SUS of the detector is below it in FIG. 2b shown as a function of time T.
  • the limit value for the sum signal SUS, at which an alarm is detected, is designated GRW.
  • the diagrams for three typical measured signal images are explained below.
  • the normal detector measured value curve (MW over time T) is shown in FIG. 2a and below it the sum signals SUS derived therefrom, which lead to the alarm detection.
  • both the size of the detector measured value and the duration of the detector measured value are decisive for the alarm evaluation, as well as for detection of faults.
  • the detector measured value signal is evaluated with each sampling cycle.
  • the difference (MW-RWA) is formed from the respective current detector measured value MW and the stored idle value RWA and is continuously determined, for example with each sampling cycle. This difference is related to a fixed value, namely a disturbance threshold STSW, in order not to add up smaller fluctuations in measured values which are below this disturbance threshold to an alarm signal.
  • the sum signal SUS according to FIG. 2b detects when it reaches or exceeds the predetermined threshold, limit value GRW, on alarm.
  • the measured value suddenly rises above the alarm threshold ALSW at time T1 and falls below the alarm threshold ALSW before time T2. In conventional systems, this event 1 would already result in an alarm if the alarm was not checked again before the alarm was given.
  • the method according to the invention shows no increase in the sum signal SUS beyond the limit value GRW. So there is no alarm.
  • the detector measurement value MW falls below the STSW threshold (FIG.
  • Another typical measured value signal image shows a slow increase in the measured detector value MW in the direction of the alarm (FIG. 2a).
  • a conventional fire alarm system would not yet recognize an alarm, since the measured value MW had not yet reached the alarm threshold ALSW at time T11.
  • the detector measured value MW based on the idle value RW after it has exceeded the interference threshold STSW (FIG. 2a) is integrated (FIG. 2a) from the time T10 and the sum signal SUS already reaches the limit value at the time T11 GRW and triggers the alarm AL.
  • a steady increase in the detector measured value in the direction of the alarm threshold is detected at an early stage.
  • FIG. 3 shows an exemplary embodiment for alarm detection in the block diagram.
  • the example of a detector M shows that the detector measured values MW from the detector M to the control center Z via the detection line L.
  • the measured value MW reaches a comparison value generating device VWB and a rest value forming device RWB.
  • a memory VWSP is assigned to the device for forming the comparison value VWB, in which the current comparison value VWN is stored.
  • a memory RWSP is assigned to the device for rest value formation RWB, in which the current rest value RWN is stored.
  • VWB new comparison value VWN
  • This current comparison value VWN is stored on the one hand for the next processing cycle in the comparison value memory VWSP, and on the other hand compared with a predetermined limit value GRW, in the exemplary embodiment for alarm, in the comparison device VGE, which is arranged downstream of the two devices. If the current comparison value VWN is greater than or equal to the limit value for alarm GRW, an alarm AL is displayed in the display device ANZ connected downstream of the comparison device VGE. If the current comparison value VWN does not exceed the limit value GRW, the new detector measured value MW can be used together with the old idle value RWA from the idle value memory RWSP to calculate a new idle value RWN, which is used to rewrite the idle value memory RWSP.
  • the block diagram (Fig.3) illustrates the detection of alarms. In a similar way, faults can be recognized and displayed.
  • the device for forming the comparison value VWB is shown in more detail in FIG.
  • the detector value MW passes from the detector to the control center Z and to a first arithmetic logic unit ALU1. There, the old idle value RWA is subtracted from the idle value memory from the detector measured value MW.
  • a second arithmetic logical unit ALU2 which is connected downstream of the first ALU1, a predeterminable constant value CON is subtracted.
  • the second arithmetic logic unit ALU2 is followed by a third arithmetic logic unit ALU3, which adds the result of the ALU2 to the last (stored) comparison value VWA.
  • the comparator K1 connected downstream of the ALU3 with an assigned demultiplexer D1 only compares the result from the ALU3 (sum signal SUS) with the value 0 in order to achieve a lower limit of the sum signal (SUS according to FIG. 2b). If the value is less than 0, the multiplexer D1 outputs 0 at its output. If, on the other hand, the value is greater than 0, the sum signal SUS is at the output of the multiplexer D1 as the current comparison value VWN. This output leads to the comparison device VGE, in which the new comparison value VWN is compared with the limit value GRW using a further comparator K2.
  • the second demultiplexer D2 connected downstream of the second comparator K2 controls the display device ANZ when the comparison value VWN is greater than or equal to the limit value GRW (VWN> GRW). If the comparison value VWN is smaller than the limit value GRW (VWN ⁇ GRW), the second demultiplexer D2 controls the rest value formation device RWB and enables the formation of a new rest value RWN, as will be explained in more detail with reference to FIG. 5.
  • FIG. 5 shows the circuit arrangement for forming the idle value RWB. It has a first multiplier MU1, which is followed by an adder AD1 with a first input. It has a subtractor SU1 which is supplied with a constant value EPS (0 ⁇ EPS ⁇ 1). With this constant EPS is the time constant influenceable for the rest value formation. This constant value EPS is given to the first input, the detector measured value MW to the second input of the first multiplier stage MU1. The output signal (1 - EPS) of the subtractor SU1 reaches the second multiplier stage MU2, to which the last stored idle value RWA comes from the idle value memory RWSP.
  • the output of the second multiplier stage MU2 leads to the second input of the adder stage AD1, which, controlled by the comparison device VGE, forms the current idle value RWN via the enable input E if VWN ⁇ GRW.
  • the current reporting value MW is multiplied by the constant value EPS in the first multiplier M1.
  • the old idle value RWA from the idle value memory RWSP is multiplied by the value (1 - EPS) in the second multiplierMU2.
  • the adder AD1 then delivers the new idle value RWN at the output.
  • a slow change in the detector e.g. due to component aging or contamination.
  • the sensitivity of the detectors remains constant for a very long time. Different applications can usually be served with uniform detectors and evaluation programs.
  • slowly developing fires as well as rapidly spreading fires are detected at the earliest possible point in time, whereby malfunctions and deceptions of the alarm system are largely prevented.

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Abstract

In einer Gefahren-, insbesondere Brandmeledeanlage werden in einer Zentrale (Z) die Meßwerte (MW) einer Vielzahl automatischer Melder (M) ausgewertet. Dabei wird aus den einzelnen Meßwerten (MW) für jeden Melder (M) ein Ruhewert (RW) in einer dafür vorgesehenen Einrichtung (RWB) gebildet und in einen Ruhewertspeicher (RWSP) gespeichert. Bei jedem Abfragezyklus wird aus dem jeweiligen Meldermeßwert (MW), dem gespeicherten Ruhewert (RWA) und dem in einem Vergleichswertspeicher (VWSP) gespeicherten Vergleichswert (VWA) ein aktueller Vergleichswert (VWN) in einer dafür vorgesehenen Einrichtung (VWB) gebildet und in den Vergleichswertspeicher (VWSP) neu eingeschrieben. Der aktuelle Vergleichswert (VWN) wird mit einem Grenzwert (GRW) verglichen (VGE). Ist er größer oder gleich groß, so wird eine Anzeigeeinrichtung (ANZ) angesteuert. Ist er kleiner, so wird aus dem aktuellen Meldermeßwert (MW) und dem gespeicherten Ruhewert (RWA) ein neuer Ruhewert (RWN) gebildet (RWB) und in den Ruhewertspeicher (RWSP) eingeschrieben.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Ansprechempfindlichkeit und der Störsicherheit in einer Gefahren-, insbesondere Brandmeldeanlage mit einer Zentrale, an die eine Vielzahl automatischer Melder angeschlossen sind und zyklisch abgefragt werden, und in der die Meldermeßwerte ausgewertet werden.
  • Automatische Meldeanlagen, beispielsweise Brandmeldeanlagen, in denen bestimmte Kenngrößen eines Brandes, wie Rauchdichte, Temperatur, Strahlung, bewertet und ausgewertet werden, um einen Alarm bzw. eine Störung zu erkennen, müssen bei einer hohen Ansprechempfindlichkeit auch eine hohe Störsicherheit aufweisen. Beispielsweise kann jeder Melder eine Schwellwertschaltung aufweisen, die bei Überschreiten der festgelegten Brandkenngröße (Schwelle) ein-Alarmsignal zur Zentrale abgibt. Zur Erhöhung der Störsicherheit wurden in den Meldern oder auch bei einer Auswertung in der Zentrale Zeitglieder vorgesehen, die erst einen Alarm anzeigen, wenn die absolute Schwelle eine vorgegebene Zeit lang überschritten wurde. Es wurden auch mehrere Schwellen für die Änderung einer Brandkenngroße festgelegt, oberhalb derer Alarm ausgelöst werden soll. Auch hat eine zentrale Auswertung der Meldersignale eine Verbesserung gebracht, weil die Alarmschwelle den jeweiligen Erfordernissen leichter angepaßt werden konnte.
  • Eine Änderung des Ruhesignals eines Melders, z.B. durch Bauteilealterung, Verschmutzung, Nässe usw. führen wegen der festen Auswerteschwellen zu Empfindlichkeitsänderungen und in den Grenzfällen zum Fehlansprechen oder Wirkungsloswerden des betreffenden Melders. Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Melderauswertung anzugeben, bei dem bei hoher Ansprechempfindlichkeit über eine sehr lange Zeit hinweg eine hohe Störsicherheit gewährleistet ist. Dabei soll eine Alterung der Bauteile und eine Verschmutzung der Melder keinen nachteiligen Einfluß auf die Ansprechempfindlichkeit der Melder haben.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß aus den einzelnen Meldermeßwerten für jeden Melder ein mittlerer Meldermeßwert als Melderruhewert gebildet und in einen Ruhewertspeicher als aktueller Ruhewert abgespeichert wird; daß die Differenz aus dem jeweiligen aktuellen Meldermeßwert und dem gespeicherten Ruhewert gebildet und zur Ableitung eines jeweiligen aktuellen und abspeicherbaren Vergleichswerts diese Differenzen herangezogen werden kann, und daß der aktuelle Vergleichswert mit einem vorgegebenen Grenzwert verglichen und bei Überschreitung eine Anzeigeeinrichtung angesteuert wird.
  • Mit diesem Verfahren wird in einer zentralen Auswerteeinrichtung für jeden Melder ein mittlerer Meldermeßwert gebildet. Dieser wird als Melderruhewert aus den jeweiligen vorangehenden Meldemeßwerten abgeleitet und in einem dafür vorgesehenen Speicher als aktueller Ruhewert gespeichert. Bei jedem Abfragezyklus wird für jeden Melder die Differenz aus seinem aktuellen Meßwert und seinem letztgespeicherten Ruhewert gebildet. Diese Differenzen werden zur Bildung eines aktuellen Vergleichswerts herangezogen, der in einem dafür vorgesehenen Vergleichswertspeicher gespeichert wird. Dieser aktuelle Vergleichswert wird in einer Vergleichseinrichtung mit einem vorgegebenen Grenzwert verglichen. Ist dieser aktuelle Vergleichswert kleiner als der vorgegebene Grenzwert, so wird aus dem aktuellen Meldermeßwert und dem gespeicherten Ruhewert ein neuer Ruhewert gebildet. Dieser wird für den nächsten Verarbeitungszyklus in den Ruhewertspeicher eingeschrieben. Ist der aktuelle Vergleichswert gleich groß oder größer als der vorgegebene Grenzwert, so wird von der Vergleichseinrichtung eine Anzeigeeinrichtung angesteuert, die Alarm bzw. Störung oder ein sonstiges Ereignis anzeigt.
  • Mit Hilfe der einzelnen übertragnen Meldermeßwerte wird also für jeden Melder ein Ruhewert gebildet, der entweder beim Einschalten der Anlage oder auf Anforderung, z.B. bei Revision oder Wartung, neu gebildet werden kann. Zweckmäßigerweise wird man den Ruhewert mit einer großen Zeitkonstante von beispielsweise einem Tag selbsttätig nachführen.
  • Statt des absoluten Meßwertes wird die Differenz aus dem Meldermeßwert und dem Ruhewert für die Erkennung von Ereignissen herangezogen. Diese Differenz wird ständig, .z.B. im Abstand von einigen Sekunden oder mit jeden Abfragezyklus, neu ermittelt, entsprechend ihrer Größe bewertet und ausgewertet. Zweckmäßigerweise wird aus diesen Differenzen ein Vergleichswert abgeleitet, der beim Überschreiten eines festgelegten Grenzwertes eine Anzeigeeinrichtung ansteuert. Dabei wird der jeweilige aktuelle Vergleichswert aus dem Differenzbetrag des aktuellen Meßwerts , dem gespeicherten Ruhewert und dem gespeicherten Vergleichswert ermittelt, wobei der Differenzbetrag um-einen konstanten Wert verringert wird, damit kleinere Meßwertschwankungen, die unterhalb des konstanten Werts liegen, nicht zu einer Ereignisanzeige führen. Denn dieses Ergebnis wird zu einem Summensignal aufintegriert, d.h. das Ergebnis wird zum letztgespeicherten Vergleichswert addiert. Das so erhaltene Summensignal entspricht dem aktuellen Vergleichswert. Um diesen Vergleichswert nach unten zu begrenzen, wird er in einer Vergleichsstufe mit Null verglichen. - Wenn das Ergebnis über Null liegt, wird es direkt für die Berechnung im nächsten Zyklus im Vergleichswertspeicher abgespeichert. Sonst wird Null abgespeichert, so wie beim ersten Abfragezyklus der Vergleichswert Null ist.
  • Zweckmäßigerweise wird mit Hilfe arithmetischer logischer Einheiten aus den Meldermeßwerten ein Melderruhewert gebildet, der jeweils in einem dafür vorgesehenen Speicher abspeicherbar ist, wobei beim ersten Abfragezyklus der erste Meldermeßwert dem Ruhewert entspricht. Er wird zur Vergleichswertbildung herangezogen. Über einen Parameter EPS (0<EPS<1) ist die Zeitkonstante für die Ruhewertbildung beeinflußbar.
  • Die Wirkungsweise und eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens wird anhand von Diagrammen und einem Schaltbeispiel im folgenden näher erläutert.
  • Es zeigen
    • Fig. 1 ein Meldermeßwertdiagramm für herkömmliche Brandmelder,
    • Fig. 2 ein Diagramm der Meldersignale nach dem erfindungsgemäßen Verfahren,
    • Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel im Blockschaltbild,
    • Fig. 4 und 5 Details dieses Blockschaltbildes nach Fig. 3.
  • Das in Fig.1a dargestellte Diagramm zeigt den Verlauf eines Meldermeßwertes MW in Abhängigkeit der Zeit T. In dem Diagramm ist eine Alarmschwelle, mit AISW bezeichnet, eingezeichnet, die parallel zur Zeitachse verläuft. Der Melder selbst weist einen Ruhewert auf, der als theoretischer Wert als Gerade, die leicht ansteigt, eingezeichnet und mit RW bezeichnet ist. Parallel dazu ist in einem konstanten Abstand CON eine Störschwelle STSW gezeichnet. Etwa zum Zeitpunkt T1 hat sich der Meldermeßwert MW erheblich gegenüber seinem Ruhewert RW vergrößert. Dieser Meßwertanstieg ist aber nicht so groß, daß er die Alarmschwelle A1SW erreicht, und somit wird auch kein Alarm angezeigt. Ändert sich der Melderruhewert RW in Richtung der Alarmschwelle ALSW, würde ein gleiches Ereignis etwa zum Zeitpunkt T2 fälschlicherweise einen Alarm erzeugen. Der Melder ist selbsttätig empfindlicher geworden. Der Anstieg des Meldermeßwertes MW, der nicht größer ist als zum Zeitpunkt T1, bewirkt nun ein Überschreiten der Alarmschwelle ALSW, so daß ein Fehlalarm erzeugt wird. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, wie es später noch näher erläutert wird, wird eine solche Fehlalarmmeldung vermieden.
  • In der Fig.1b ist ebenfalls der Melderwert MW über der Zeit T aufgetragen. Es ist parallel zur Zeitachse die Alarmschwelle ALSW eingezeichnet. Ebenso ist der Melderruhewert RW als Gerade eingezeichnet, die sich aber zur Zeitachse hin neigt, d.h. der Melderruhewert RW verändert sich entgegen der Alarmschwelle ALSW. Parallel zum Ruhewert RW ist darüber in einem konstanten Abstand CON eine Gerade eingezeichnet, die die Störschwelle STSW darstellt. Dieses Diagramm veranschaulicht, daß der Melder im Laufe der Zeit unempfindlicher wird. Etwa zum Zeitpunkt T1 tritt ein Meldermeßwert MW auf, der erheblich vom Ruhewert RW abweicht. Der Meldermeßwert MW ist so groß, daß er die Alarmschwelle ALSW überschreitet und deshalb auf Alarm erkannt wird. Etwa zum Zeitpunkt T2 tritt wieder ein Meldermeßwertanstieg auf, der in etwa, bezogen auf seinen Ruhewert RW, so groß ist, wie zum Zeitpunkt T1. Der Meldermeßwertanstieg ist aber nicht ausreichend groß, um die Alarmschwelle ALSW zu erreichen oder zu überschreiten, so daß zum Zeitpunkt T2 kein Alarm erkannt wird. In einer herkömmlichen Brandmeldeanlage wird also zum Zeitpunkt T2 der Alarm nicht mehr erkannt, weil der Ruhewert RW sich von der Alarmschwelle ALSW weg entwickelt hat. Mit der erfindungsgemäßen Brandmeldeanlage wird dieser verlorengegangene Alarm auch erkannt.
  • Um ein wesentlich sicheres Ansprechen der Melder zu gewährleisten, soll nach dem erfindungsgemäßen Verfahren über eine sehr lange Zeit hinweg die Melderempfindlichkeit konstant bleiben. Deshalb wird statt dem absoluten Meßwert die Differenz zwischen Meßwert und Ruhewert betrachtet. Wie eingangs erwähnt, wird der Vergleichswert VW des Melders M aus dem jeweiligen aktuellen Meldermeßwert MW, bezogen auf seinen Ruhewert RW, und aus seinem gespeicherten bisherigen Vergleichswert VWA ermittelt und dann erst mit einem vorgegebenen Grenzwert GRW verglichen. Im Ausführungsbeispiel wird dies anhand der Figuren 3 bis 5 für den Alarmfall im einzelnen noch erläutert.
  • In Fig.2a ist ein Meldermeßwert MW über der Zeit T, wobei die Zeitachse dem Ruhewert RW entspricht, dargestellt. Über dem Ruhewert RW ist in einem konstanten Abstand eine Störschwelle STSW dargestellt. Die vorher festgelegte Alarmschwelle für den Meldermeßwert MW ist durch eine parallele Linie zum Ruhewert RW in entsprechender Höhe eingezeichnet. Entsprechend zum Diagramm in Fig.2a ist darunter in Fig. 2 b das Summensignal SUS des Melders in Abhängigkeit der Zeit T dargestellt. Der Grenzwert für das Summensignal SUS, bei dem Alarm erkannt wird, ist mit GRW bezeichnet. Für drei typische Meßwertsignalbilder werden die Diagramme im folgenden erläutert.
  • In Fig.2a ist der normale Meldermeßwertverlauf (MW über der Zeit T) gezeichnet und darunter entsprechend die davon abgeleiteten Summensignale SUS, die zur Alarmerkennung führen. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist für die Alarmbewertung, ebenso wie für eine Erkennung auf Störungen, sowohl die Größe des Meldermeßwerts als auch die Dauer des Meldermeßwertes ausschlaggebend. Mit jedem Abtastzyklus wird das Meldermeßwertsignäl bewertet. Es wird die Differenz (MW-RWA) aus dem jeweiligen aktuellen Meldermeßwert MW und dem gespeicherten Ruhewert RWA gebildet und ständig, beispielsweise mit jedem Abtastzyklus, neu ermittelt. Dabei wird diese Differenz auf einen festen Wert, nämlich eine Störschwelle STSW, bezogen, um kleinere Meßwertschwankungen, die unterhalb dieser Störschwelle liegen, nicht zu .einem Alarmsignal aufzuaddieren.
  • Das Summensignal SUS gemäß Fig.2b erkennt, wenn es die vorgegebene Schwelle, Grenzwert GRW, erreicht oder überschreitet, auf Alarm. In Fig.2a steigt der Meßwert zum Zeitpunkt T1 schlagartig über die Alarmschwelle ALSW hin an und fällt vor dem Zeitpunkt T2 wieder unter die Alarmschwelle ALSW zurück. Bei herkömmlichen Anlagen hätte dieses Ereignis 1, wenn nicht eine erneute Prüfung auf Alarm vor Alarmgabe erfolgt, schon eine Alarmgabe zur Folge. Das erfindungsgemäße Verfahren zeigt gemäß Fig. 2b, wenn man das Summensignal SUS betrachtet, keinen Anstieg des Summensignals SUS über den Grenzwert GRW hinweg an. Es erfolgt also auch kein Alarm. Zum Zeitpunkt T3 fällt der Meldermeßwert MW unter die Storschwelle STSW (Fig.2a), was bei der Bildung des Summensignals SUS (Fig.2b) zur Folge hat, daß er als negatives Signal addiert wird. Um eine Aufintegration des Summensignals SUS in den negativen Bereich zu verhindern, wird, wie noch später anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert, bei der Vergleichswertbildung VWB ein Vergleich mit 0 durchgeführt. Zum Zeitpunkt T4 ist dies in diesem Diagramm veranschaulicht. Erst zum Zeitpunkt T5 wird das Summensignal SUS wieder aufintegriert. Zum Zeitpunkt T6 erreicht der Meldermeßwert MW (Fig.2a) die Alarmschwelle ALSW (Ereignis 2). Das Summensignal SUS ist aber noch nicht bis zum vorgegebenen Grenzwert GRW aufintegriert. Erst zum Zeitpunkt T7 erreicht das Summensignal SUS den Grenzwert GRW und veranlaßt eine Alarmgabe AL bis zum Zeitpunkt T8. Es wird also ein Alarm erst gegeben, wenn der Meldermeßwert nicht nur entsprechend groß, sondern auch eine gewisse Zeit lang ansteht.
  • Ein weiteres typisches Meßwertsignalbild (Ereignis 3) zeigt ein langsames Ansteigen des Meldermeßwertes MW in Richtung Alarm (Fig.2a). Eine herkömmliche Brandmeldeanlage würde noch keinen Alarm erkennen, da der Meßwert MW zum Zeitpunkt T11 die Alarmschwelle ALSW noch nicht erreicht hat. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird aber ab dem Zeitpunkt T10 der Meldermeßwert MW, bezogen auf den Ruhewert RW, nachdem er die Störschwelle STSW (Fig.2a) überschritten hat, aufintegriert (Fig.2b) und das Summensignal SUS erreicht schon zum Zeitpunkt T11 den Grenzwert GRW und veranlaßt die Alarmgabe AL. In diesem Fall wird also frühzeitig ein stetiges Ansteigen des Meldermeßwertes in Richtung Alarmschwelle erkannt.
  • In Fig.3 ist ein Ausführungsbeispiel für Alarmerkennung im Blockschaltbild dargestellt. Am Beispiel für einen Melder M ist zu erkennen, daß die Meldermeßwerte MW von dem Melder M über die Meldelinie L an die Zentrale Z gelangen. Der Meßwert MW gelangt einerseits an eine Vergleichswertbildeeinrichtung VWB und eine Ruhewertbildungseinrichtung RWB. Der Einrichtung zur Vergleichswertbildung VWB ist ein Speicher VWSP zugeordnet, in dem der aktuelle Vergleichswert VWN gespeichert wird. Der Einrichtung zur Ruhewertbildung RWB ist ein Speicher RWSP zugeordnet, in dem der aktuelle Ruhewert RWN gespeichert wird. Bei jedem Abfragezyklus wird für jeden Melder aus seinem aktuellen Meßwert MW, seinem letztgespeicherten Ruhewert RWA und seinem letztgespeicherten Vergleichswert VWA ein neuer Vergleichswert VWN gebildet (VWB). Dieser aktuelle Vergleichswert VWN wird einerseits für den nächsten Verarbeitungszyklus im Vergleichswertspeicher VWSP abgespeichert, andererseits mit einem vorgegebenen Grenzwert GRW, im Ausführungsbeispiel für Alarm, in der Vergleichseinrichtung VGE, die den beiden Einrichtungen nachgeordnet ist, verglichen. Ist der aktuelle Vergleichswert VWN größer oder gleich dem Grenzwert für Alarm GRW, so wird ein Alarm AL in der der Vergleichseinrichtung VGE nachgeschalteten Anzeigeeinrichtung ANZ angezeigt. Überschreitet der aktuelle Vergleichswert VWN den Grenzwert GRW nicht, so kann der neue Meldermeßwert MW gemeinsam mit dem alten Ruhewert RWA aus dem Ruhewertspeicher RWSP zur Berechnung eines neuen Ruhewertes RWN herangezogen werden, mit dem der Ruhewertspeicher RWSP neu beschrieben wird. Das Blockschaltbild (Fig.3) veranschaulicht die Erkennung von Alarm. In ähnlicher Weise kann man auch Störungen erkennen und diese anzeigen.
  • In Fig.4 ist die Einrichtung zur Bildung des Vergleichswertes VWB im einzelnen näher dargestellt. Der Melderwert MW gelangt vom Melder zur Zentrale Z und an eine erste arithmetische logische Einheit ALU1. Dort wird der alte Ruhewert RWA aus dem Ruhewertspeicher vom Meldermeßwert MW subtrahiert. In einer zweiten arithmetischen logischen Einheit ALU2, die der ersten ALU1 nachgeschaltet ist, wird ein vorgebbarer konstanter Wert CON abgezogen. Der zweiten arithmetischen logischen Einheit ALU2 ist eine dritte arithmetische logische Einheit ALU3 nachgeschaltet, die das Ergebnis der ALU2 zu dem letzten (gespeicherten) Vergleichswert VWA addiert. Der der ALU3 nachgeschaltete Komparator K1 mit zugeordnetem Demultiplexer D1 führt lediglich einen Vergleich des Ergebnisses aus der ALU3 (Summensignal SUS) mit dem Wert 0 durch, um eine Begrenzung des Summensignals (SUS gemäß Fig.2b) nach unten zu erreichen. Ist der Wert kleiner als 0, so gibt der Multiplexser D1 an seinem Ausgang 0 ab. Ist der Wert hingegen größer'als 0, so steht am Ausgang des Multiplexers D1 das Summensignal SUS als aktueller Vergleichswert VWN. Dieser Ausgang führt auf die Vergleichseinrichtung VGE, in der mit einem weiteren Komparator K2 der neue Vergleichswert VWN mit dem Grenzwert GRW verglichen wird.
  • Der dem zweiten Komparator K2 nachgeschaltete zweite Demultiplexser D2 steuert, wenn der Vergleichswert VWN größer oder gleich dem Grenzwert GRW (VWN > GRW) ist die Anzeigeeinrichtung ANZ an. Ist der Vergleichswert VWN kleiner als der Grenzwert GRW (VWN<GRW), so steuert der zweite Demultiplexser D2 die Ruhewertbildungseinrichtung RWB an und ermöglicht die Bildung eines neuen Ruhewerts RWN, wie anhand von Fig.5 noch näher.erläutert wird.
  • In Fig.5 ist die Schaltungsanordnung zur Ruhewertbildung RWB dargestellt. Sie weist einen ersten Multiplizierer MU1 auf, dem ein Addierer AD1 mit einem ersten Eingang nachgeschaltet ist. Sie weist einen Subtrahierer SU1 auf, der mit einem konstanten Wert EPS (0<EPS<1) beaufschlagt ist. Mit dieser Konstanten EPS ist die Zeitkonstante für die Ruhewertbildung beeinflußbar. Dieser Konstantzoert EPS wird auf den ersten Eingang, der Meldermeßwert MW auf den zweiten Eingang der ersten Multiplizierstufe MU1 gegeben. Das Ausgangssignal (1 - EPS) des Subtrahierers SU1 gelangt an die zweite Multiplizierstufe MU2, an die der letztgespeicherte Ruhewert RWA aus dem Ruhewertspeicher RWSP gelangt. Der Ausgang der zweiten Multiplizierstufe MU2 führt zum zweiten Eingang der Addierstufe AD1, die, gesteuert von der Vergleichseinrichtung VGE, über den Enable-Eingang E den aktuellen Ruhewert RWN bildet, wenn VWN<GRW. Der aktuelle Meldewert MW wird im ersten Multiplizierer M1 mit dem konstanten Wert EPS multipliziert. Der alte Ruhewert RWA aus dem Ruhewertspeicher RWSP wird im zweiten MultipliziererMU2mit dem Wert (1 - EPS) multipliziert. Der Addierer AD1 liefert dann am Ausgang den neuen Ruhewert RWN.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird in vorteilhafter Weise eine langsame Veränderung am Melder, z.B. durch Bauteilealterung oder Verschmutzung, ausgeglichen. Die Empfindlichkeit der Melder bleibt über eine sehr lange Zeit hinweg konstant. Dabei können unterschiedliche Einsatzfälle in der Regel mit einheitlichen Meldern und Auswerteprogrammen bedient werden. Außerdem werden langsam sich entwickelnde Brände ebenso wie rasch sich ausbreitende Brände zum frühest möglichen Zeitpunkt erkannt, wobei Störungen und Täuschungen der Meldeanlage weitgehend verhindert werden.

Claims (6)

1. Verfahren zur Erhöhung.der Ansprechempfindlichkeit und der Störsicherheit in einer Gefahren-, insbesondere Brandmeldeanlage mit einer Zentrale (Z), an die eine Vielzahl automatischer Melder (M) angeschlossen sind und zyklisch abgefragt werden, und in der die Meldermeßwerte (MW) ausgewertet werden,
dadurch gekennzeichnet, daß aus den einzelnen Meldermeßwerten (MW) für jeden Melder (M) ein mittlerer Meldermeßwert als Melderruhewert (RW) gebildet (RWB) und in einen Ruhewertspeicher (RWSP) als aktueller Ruhewert (RWN) abgespeichert wird, daß die Differenz (MW-RWA) aus dem jeweiligen aktuellen Meldermeßwert (MW) und dem gespeicherten Ruhewert (RWA) gebildet wird und zur Ableitung (VWB) eines jeweiligen aktuellen und abspeicherbaren (VWSP) Vergleichswerts (VWN) diese Differenzen herangezogen werden, und daß der aktuelle Vergleichswert (VWN) mit einem vorgegebenen Grenzwert (GRW) verglichen (VGE) und bei Überschreitung (VWN>GRW) eine Anzeigeeinrichtung (ANZ) angesteuert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung des jeweiligen aktuellen Vergleichswertes (VWN) mit jedem Abfragezyklus die Differenz (MW-RWA) gebildet (ALU1), um eine vorgebbare Konstante (CON) vermindert (ALU2), zu einem Summensignal (SUS) aufintegriert (ALU2) und als aktueller Vergleichswert (VWN) in einem Vergleichswertspeicher (VWSP) eingeschrieben wird, wobei das Summensignal (SUS) beim ersten Abfragezyklus auf den Wert Null gesetzt ist und mit jedem Abfragezyklus mit dem Wert Null verglichen (K1,D1) wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung (RWB) des aktuellen Ruhewertes (RWN) der jeweilige aktuelle Meldermeßwert (MW) und der letztgespeicherte Ruhewert (RWA) von einem vorgebbaren Konstantwert (EPS) beeinflußbar (MU1, SU1, MU2) addiert (AD1) und als aktueller Ruhewert (RWN) in den Ruhewertspeicher (RWSP) in Abhängigkeit vom aktuellen Vergleichswert (VWN<GRW) eingelesen wird, wobei beim ersten Abfragezyklus der Ruhewert dem ersten Meldermeßwert entspricht.
4. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß in der Zentrale (Z) mit Meldermeßwerten (MW) beaufschlagbar eine Einrichtung (RWB) zur Bildung eines Melderruhewertes (RW) mit zugeordnetem Ruhewertspeicher (RWSP) und eine Einrichtung (VWB) zur Bildung eines Vergleichswertes (VW) mit zugeordnetem Vergleichswertspeicher (VWSP) angeordnet und diesen beiden Einrichtungen eine Vergleichseinrichtung (VGE) nachgeordnet ist, die in Abhängigkeit des aktuellen Vergleichswerts (VWN) vom vorgegebenen Grenzwert (GRW) eine nachgeschaltete Anzeigeeinrichtung (ANZ) ansteuert oder eine erneute Ruhewertbildung (RWB) ermöglicht.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Vergleichswertbildung (VWB) einen mit dem aktuellen Meßwert (MW) und mit dem gespeicherten Ruhewert (RWA) beaufschlagbaren ersten Subtrahierer (ALU1) aufweist, dessen Ausgang mit einem zweiten, mit einem Konstantwert (CON) beaufschlagbaren Subtrahierer (ALU2) verbunden ist, dessen Ausgang mit einem, mit dem gespeicherten Vergleichswert (VWA) beaufschlagbaren Addierer (ALU3) verbunden ist, der auf eine Vergleichseinrichtung führt, die aus einem Komparator (K1) mit einem mit dem Wert Null beaufschlagbaren zweiten Eingang und einem nachgeschalteten Demultiplexer (D1) besteht.
6. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Ruhewertbildung (RWB) einen mit dem aktuellen Meldermeßwert (MW) und einem Konstantwert (ESP) beaufschlagbaren ersten Multiplizierer (MU1) und einen mit dem Konstantwert (ESP) und dem Wert 1 beaufschlagbaren Subtrahierer (SU1) aufweist, dessen Ausgang mit einem zweiten Multiplizierer (MU2) verbunden ist, dessen zweiter Eingang mit dem gespeicherten Ruhewert (RWA) beaufschlagbar ist, und daß der Ausgang des ersten Multiplizierers (MU1) und der Ausgang des zweiten Multiplizierers (MU2) auf einen Addierer (AD1) führen, mit dem bei Unterschreitung des aktuellen Vergleichswertes (VWN) unter den Grenzwert (GRW) mittels dem Enable-Eingang (E) ein aktueller, in den Ruhewertspeicher (RWSP) einschreibbarer Ruhewert (RWN) bildbar ist.
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