艾優(yōu)花
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要：介紹了消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)的基本架構和功能，結合某卷煙廠建設實例分析了在工業(yè)建筑中選用消防設備電源狀態(tài)監(jiān)控主機、監(jiān)控傳感器的兩層結構組網(wǎng)模式的優(yōu)點，并總結了消防電源監(jiān)控系統(tǒng)的功能，實現(xiàn)了及時有效的監(jiān)控消防設備的電源狀態(tài)，從而在火災發(fā)生時很大限度地保障消防聯(lián)動的系統(tǒng)安全。
關鍵詞:消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)； 監(jiān)控主機； 監(jiān)控傳感器
0 引言
消防設備是大型工業(yè)建筑、大體量民用建筑以及人員密集場所建筑中保障消防安全的主要設施，在建筑安全設計中。為保障建筑物的消防安全，在建筑物中設置了大量消防設備：火災自動報警系統(tǒng)、自動噴灑系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)、電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)、應急照明系統(tǒng)等。
消防設備的優(yōu)劣對于消防安全有著很大的影響，火災自動報警系統(tǒng)及相關的消防聯(lián)動設備的工作狀態(tài)取決于供電電源的工作狀態(tài)。消防設備電源是否可靠關系著建筑中的消防設施在發(fā)生火災時能否正常運行。長久以來，因設備老化、供電中斷造成消防監(jiān)控設備與防火設備的工作中斷，延誤了火災的控制而導致的悲劇屢見不鮮。因此，如何從技術手段實現(xiàn)對消防設備供電電源工作狀態(tài)的監(jiān)測就顯得很有必要，而相繼出臺的 GB 25506-2010《消防控制室通用技術要求》、GB28184-2011《消防設備電監(jiān)控系統(tǒng)》強制性國家標準，充分說明了消防設備電源的監(jiān)控系統(tǒng)在各類建筑建設中的重要性。本文主要以消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)中簡單的二級組網(wǎng)模式為例，介紹其在某卷煙廠建設中的應用情況。
1、工程概況
某卷煙廠進行異地技術升級改造，規(guī)劃新建廠區(qū)占地約 120 000m 2 ，新建聯(lián)合生產(chǎn)工房 49 000m 2 ，動力中心 7 500m 2 ，香精香料庫 720m 2 ，片煙醇化庫22 500m 2 ，生產(chǎn)指揮中心7 910m 2 ，工業(yè)垃圾站、污水處理站及大門等零星建筑共 1 440m 2 。 其中聯(lián)合生產(chǎn)工房為主要生產(chǎn)工房，生產(chǎn)指揮中心為主要的辦公大樓，全廠的消防控制室在生產(chǎn)指揮中心內，其他建筑為公用工程配套設施。
根據(jù)設計要求需要對全廠消防用電設備的電源工作狀態(tài)進行全過程連續(xù)監(jiān)測、集中控制和統(tǒng)一調度。
2、系統(tǒng)組網(wǎng)設計
消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)(基本結構框架見圖 1)由系統(tǒng)主機、監(jiān)控傳感器以及諸多消防用電設備等元素組成。 整個系統(tǒng)功能全面、探測準確、性價比高。
圖 1 某卷煙廠消防電源設備監(jiān)控系統(tǒng)拓撲示意圖
考慮到卷煙廠廠區(qū)面積大，建筑物功能性劃分比較清晰且距離較遠，消防用電設備主要集中在聯(lián)合工房、動力中心、生產(chǎn)指揮中心。 全廠消防控制室位于生產(chǎn)指揮中心，設置了兩臺消防電源監(jiān)控設備主機，消防電源監(jiān)控設備主機 A 為聯(lián)合工房和動力中心等生產(chǎn)工房內的消防用電設備服務，消防電源監(jiān)控設備主機 B 為消防控制室內部及生產(chǎn)指揮中心等辦公區(qū)的消防用電設備服務，根據(jù)其服務對象的類別及區(qū)域位置，通過 CAN 總線將這兩臺消防電源監(jiān)控設備主機所監(jiān)控顯示的內容統(tǒng)一在消防控制室內的監(jiān)控大屏上呈現(xiàn)。
根據(jù)某卷煙廠消防電源監(jiān)控系統(tǒng)拓撲圖(圖 2)可知，一臺監(jiān)控主機配合不同類型的現(xiàn)場傳感器即可監(jiān)控不同消防設備的電源狀態(tài)。 根據(jù)不同消防設備所需電源以及監(jiān)控要求選擇相應的監(jiān)控傳感器。
由于消防設備的供電電源是雙路電源(一路工作電源，一路備用電源)，因此結合各個建筑物監(jiān)控傳感器的分布情況，本項目消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)采用小型組網(wǎng)方式即可，即消防設備電源狀態(tài)監(jiān)控器加電壓傳感器的兩層結構組網(wǎng)模式，從而簡化了系統(tǒng)結構設計。
圖 2 中小型監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲結構圖
本系統(tǒng)單臺標準主機具有 2/4/6 個回路，單個回路通信有效傳輸距離理論值為 2km。每個回路可連接 128 個不同類型的監(jiān)控傳感器。 監(jiān)控傳感器采用 DC 24V 集中供電，在卷煙廠生產(chǎn)區(qū)當傳感器距離供電電源≥500m 時需要加裝電源中繼箱。 每種監(jiān)控傳感器均可通過其內置軟件設定與監(jiān)控主機的通信地址。
本系統(tǒng)通信傳輸采用 CAN 總線，總線電纜采用NH-RVS2 ×1. 5mm 2 電纜。 監(jiān)控主機或電源中繼箱使用 220V 交流電源供電，電源線纜采用 NH-RVR3×2. 5mm 2 電纜，由消防控制室消防電源提供。 監(jiān)控主機或電源中繼箱為監(jiān)控傳感器提供 DC 24V 電源，電源線采用 NH-BV2 ×2. 5mm 2 電纜。 消防電源監(jiān)控設備通過 CAN/ RS-485 總線把各個點的監(jiān)控信息上傳到生產(chǎn)指揮中心的消防控制室的一體化消防圖像顯示裝置，通信線采用 NH-RVS2 × 1. 5mm 2 電纜。
監(jiān)控傳感器的設置應保證整個廠區(qū)消防系統(tǒng)供電電源工作狀態(tài)均能在監(jiān)控器或消防控制室內實時顯示。 常見的設置位置有建筑內為消防設備供電的主電源和消防電源的配電柜輸出端、消防電氣控制裝置(包括消防水泵控制器、防排煙風機控制器等)的雙路電源輸入端與輸出端、各防火分區(qū)內的消防設備電源裝置(給各消防設備供電的)的輸出端、消防設備供電配電箱的輸出端、消防設備應急電源的輸入端與輸出端、應急照明配電箱的輸出端、集中電源型消防應急燈具專用應急電源的輸入端與輸出端，多路主電源供電的設備監(jiān)控各主供電回路輸入端。
設置在消防控制室以外的獨立供電消防設備，如工作狀態(tài)在火災報警控制器或消防聯(lián)動控制器上沒有顯示，應在其供電電源的輸出端設置電壓傳感器或電流傳感器，如電氣火災監(jiān)控設備、可燃氣體控制器、防火卷簾控制器、氣體滅火控制器、線型光纖感溫火災傳感器、吸氣式感煙火災傳感器、傳輸設備等。
監(jiān)控主機設置于有人值班的消防控制室內，通過通信總線及電源總線與下端監(jiān)控傳感器連接。 監(jiān)控傳感器安裝于各個消防設備的末端配電箱中。 通常，消防設備的電源均為主備電源，傳感器監(jiān)控時電壓信號取自雙電源開關上端，電流信號取自開關下端。 需要注意電氣設計的安全性，監(jiān)控傳感器需要具有熔斷保護功能。 監(jiān)控示意圖如圖 3 所示。
圖 3 中小型監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控示意圖
監(jiān)控傳感器從各消防設備電源末端配電箱中收集信號，處理后傳至消防控制室的監(jiān)控主機進行集中處理、顯示。
3、消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)特點
消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)具有功能多樣、可靠性高、簡單實用的特點。 監(jiān)控主機采用 CAN 總線數(shù)據(jù)傳輸方式，配接單相直流監(jiān)控傳感器、單相交流監(jiān)控傳感器、三相交流消防電源監(jiān)控傳感器組網(wǎng)形成大規(guī)模電源監(jiān)控系統(tǒng)，適用各個場所的消防電源監(jiān)控。
監(jiān)控傳感器的系統(tǒng)電路主要由電源電路、主機電路、通信接口電路和顯示電路組成。 電源電路主要由主供電電路和備電電路構成，主電路正常工作時可對備電進行充電(電池欠壓時)，同時電源對主備電源狀態(tài)進行自檢，例如主電欠壓、備電欠壓、備電斷路、備電短路等，同時進行聲光報警；主機電路由單片機、程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、接口電路組成，其中單片機采用高性能、指令功能強大的進口芯片，運算速度快，抗干擾能力強；通信接口電路由 CAN通信專用接口芯片實現(xiàn)功能，與監(jiān)控傳感器通過CAN 總線進行信息傳遞，監(jiān)控主機循環(huán)對總線上的所有監(jiān)控傳感器按地址進行巡檢，檢測其工作狀態(tài)進行分析處理；顯示電路由液晶顯示電路聯(lián)動電路和打印機組成，通過這些電路可進行指令輸入、報警輸出等操作。
4、消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)功能
4.1 監(jiān)控報警
主要功能包括：(1)被監(jiān)控設備電源回路開關狀態(tài)；(2)被監(jiān)控設備電源的工作狀態(tài)(電壓、電流及報警狀態(tài)信息)；(3)報警響應時間≤30s；(4)報警聲信號可手動消除，再次有報警信號輸入時能再次啟動；(5)報警光信號：紅色 LED 指示燈常亮。
4.2 故障報警
主要功能包括：(1)監(jiān)控主機與監(jiān)控傳感器(電壓/ 電流監(jiān)控傳感器)之間的連接線斷路、短路；(2)監(jiān)控主機主電源欠壓(≤80% 主電電壓) 或過壓(≥110% 主電電壓)；(3)監(jiān)控主機與其分體電源間連線斷路、短路；(4)故障報警響應時間≤100s；(5)故障報警聲信號：手動消除，當再次有報警信號輸入時，能再次的啟動；(6)故障報警光信號：黃色LED 指示燈常亮；(7)故障期間非故障回路不受影響。
4.3 控制輸出
主要功能包括：(1)對個別或是全部被監(jiān)控設備的報警繼電器進行遠程操作；(2)監(jiān)控主機報警控制輸出：常開無源觸點，容量：AC 220V 1A 或DC 30V 1A；(3)監(jiān)控主機輸出控制：常開無源觸點容量：AC 220V 或 DC 30V 1A。
4.4 自檢
主要功能包括：(1)連接檢查：通信線路以及分體電源線路的斷路、短路；(2)設備自檢：手動檢查或是系統(tǒng)自檢；(3)自檢耗時≤60s。
4.5 報警記錄
主要功能包括：(1)記錄 10 000 條相關故障報警信息；(2)報警類型：故障類型、發(fā)生時間、故障描述；(3)報警事件查詢；(4)報警記錄打印，可設置是否即時打印報警事件及時間、故障及時間。
4.6 操作分級
主要功能包括：(1)日常操作級別：可進入軟件界面查看實時監(jiān)測情況、消除報警聲音和查詢報警記錄；(2)監(jiān)控操作級別：可操作除針對系統(tǒng)本身的信息維護外的其他操作；(3)系統(tǒng)管理級別：可操作系統(tǒng)的任何一個功能模塊。
4.7 網(wǎng)絡
主要功能包括：自帶一路 RS485 接口，可與上位機進行信息交互。
5、消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)調試
系統(tǒng)現(xiàn)場調試流程主要分為如下幾個步驟。
(1)監(jiān)控系統(tǒng)主機接入電源，主機與監(jiān)控傳感器之間的連接安裝完成，之后檢查各種連線規(guī)格是否滿足要求，連線是否有短路、松動現(xiàn)象。
(2)在施工方已完成接地絕緣電阻測試，并確定絕緣電阻滿足施工要求的前提下，用萬用表測量，接入線對大地的絕緣電阻應≥50MΩ。
(3)首先將監(jiān)控傳感器通電，待其穩(wěn)定，報警主機進行信號采集后，設置傳感器的通信地址碼、電壓報警值等，并對傳感器的各項功能進行測試。
(4)打開監(jiān)控系統(tǒng)主電源，用萬用表測量各條線上的電壓是否正常，之后配置監(jiān)控主機的系統(tǒng)參數(shù)(包括通信接口、傳感器的通信地址碼等)。 檢查通信是否連通，如通信不能連通應檢查通信地址及通信線，直至正常通信。 對監(jiān)控系統(tǒng)基本功能、報警、控制輸出等功能進行試驗。
(5)全部調試完畢，試運行 3 天。 系統(tǒng)驗收后方能投入正常運行。
6、安科瑞消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)
6.1概述
AFPM系列消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)能夠對消防設備的電源進行實時監(jiān)控，通過檢消防設備電源的電壓、電流、開關狀態(tài)等有關設備電源信息，從而判斷電源設備是否有斷路、短路、過壓、欠壓、缺相、錯相以及過流(過載)等故障信息并實時報警、記錄的監(jiān)控系統(tǒng)。此系統(tǒng)具有可靠性、實時性并具有數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡化、自動化和連續(xù)監(jiān)控的特性。實時反映出被監(jiān)控設備電源的狀況，并集中顯示，從而可以有效避免在火災發(fā)生時，消防設備由于電源故障而無法正常工作的危急情況，保障消防聯(lián)動系統(tǒng)的可靠性。
AFPM消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)采用集中供電方式，通過監(jiān)控器給現(xiàn)場傳感器提供DC24V安全電壓，有效保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性?？蓮V泛應用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業(yè)、國家重點消防單位以及石油化工、文教衛(wèi)生、金融、電信等領域。
AFPM消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)由消防設備電源狀態(tài)監(jiān)控器(區(qū)域分機)、傳感器、中繼器、系統(tǒng)主機和配套附件組成。
6.2 應用場合
適用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業(yè)、國家重點消防單位以及石油化工、文教衛(wèi)生、金融、電信等領域。
6.3 系統(tǒng)結構
6.4 系統(tǒng)功能
6.4.1 壁掛式：AFPM100/B1消防設備電源監(jiān)控設備
6.4.2 壁掛式：AFPM100/B消防設備電源監(jiān)控設備
6.4.3軟件畫面
6.5選型方案
6.5.1消防設備電源監(jiān)控主機
6.5.2 消防設備電源監(jiān)控模塊
7、結束語
消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)作為一種預警系統(tǒng)，在工業(yè)廠房設計中被廣泛應用，其簡單的系統(tǒng)架構(消防設備電源狀態(tài)監(jiān)控器加電壓傳感器的兩層結構組網(wǎng)模式)有效地實現(xiàn)了消防設備的實時監(jiān)測，并反映出消防用電設備的供電電源、備用電源實時工作狀態(tài)的技術要求，保障了消防聯(lián)動系統(tǒng)的安全。該系統(tǒng)對于確保工業(yè)建筑消防設備正常運行，提高單位消防安全管理水平具有非常重要的作用。 同時，可以及時發(fā)現(xiàn)消防設備故障，以達到預防和減少火災事故的目的，為工廠的安全運行和人民生命財產(chǎn)安全保駕護航。
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更新時間：2022-12-08 
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