自动报警器（精选12篇）
自动报警器 篇1
引言: 火灾自动报警器可以根据烟雾的浓度和温度的高低进行提前预警, 使人们做好预防措施避免火灾的发生, 并可以在发生火灾时根据不同的烟雾浓度和室内温度来判断火灾的严重情况同时发出不同的声光报警和自动拨打报警电话。
1 系统组成原理
本文主要论述以89S52 单片机为主控芯片控制电路, 由烟雾传感器模块电路、A/D转换电路、温度传感器电路、液晶显示电路、报警电路等组成。电路的工作过程是: 通过烟雾传感器模块电路检测是否有烟雾, 如有烟雾产生就输出相应比值的电压, 由A/D转换电路转换为数字信号送到单片机进行判断; 如没有烟雾就继续检测。同时温度传感器也要检测周围环境温度送入单片机, 单片机通过对两个传感器的数据比较计算判断是否有警情及警情的严重程度, 然后控制液晶电路显示当时烟雾浓度、温度、发光二极管和蜂鸣器进行预警或报警。在设计中通过烟雾传感器模块输出端的数字信号来判断传感器电路是否出故障。
2 各模块电路方案的设计
2. 1 传感器模块电路方案设计。火灾初期物质阴燃产生的烟雾粒子浓度是最重要的火灾参数。所以选用烟雾和温度同时探测的复合型传感器。MQ - 2 是一种体电阻控制型气敏器件, 其阻值随被测气体的浓度 ( 成分) 而变化。DS18B20 温度传感器是 “一线总线”接口的温度传感器, 它具有微型化、低功耗、高性能、抗干扰能力强、易配微处理器等优点, 可直接将温度转化成串行数据信号供处理器处理。现将两个传感器模块电路设计方案简述如下:
( 1) 烟雾传感器模块电路设计。在电路设计中MQ - 2 传感器等效于一个滑动变阻器, 随着烟雾气体浓度的不同而改变阻值, 电路中的R3 和MQ - 2 构成了一个分压电路, 当烟雾气体浓度越大时, MQ - 2 的阻值越小, 输出的模拟电压越大。LM393 是低功率低失调电压双比较器, 它被设计成能直接连接TTL和COMS。MQ - 2传感器输出的模拟电压接入LM393 的反相输入端, 同时与电源相接的电位器的滑动端接入LM393 的同相输入端, 通过调节电位器来调节LM393 输出的TTL电平的灵敏度。
图为烟雾传感器模块电路
( 2) 温度传感器模块电路设计。DS18B20 采用的是单总线技术, 既可传输时钟, 又可传输数据, 而且数据传输是双向的, 因而这种单总线技术具有线路简单, 硬件开销少, 成本低廉, 便于总线扩展和维护等优点。单总线适用于单主机系统, 能够控制一个或者多个从机设备。
2. 2 AD转换电路方案设计。由于MQ - 2 烟雾气体传感器检测输出的信号是模拟量, 需要进行A/D转换成数字信号才能被单片机采集到并进行计算比较。在A/D转换芯片中, ADC0809 由0 - 5V电源供电, 片内带有锁存功能, 可对8 路0 ~ 5V的输入模拟电压信号分时进行转换; 输出具有TTL三态锁存缓冲器, 可直接接到单片机数据总线上; 通过适当的外接电路, ADC0809 可对0 ~ ± 5V的双极性模拟信号进行转换。
2. 3 液晶显示和报警电路方案设计
( 1) 液晶显示电路方案设计。液晶显示电路主要是为了显示传感器检测到的烟雾气体的浓度值范围和温度值。在电路中由单片机的P0口接上拉电阻后再接到LCD1602 的D0 - D7 口。液晶3 端为液晶对比度调节端, 通过一个10KΩ 电位器接地来调节液晶显示对比度。
( 2) 报警电路方案设计。本设计在发生火灾的时候有声光报警 ( 即蜂鸣器和发光二极管根据不同的火情发出不同的报警声和产生不同的闪烁方式) 。在电路中单片机的P2. 3 口控制蜂鸣器报警, P2. 5 口控制发光二极管的闪烁。
3 系统软件方案设计
软件设计包括A/D转换、温度采集、LCD液晶显示、蜂鸣器和发光二极管报警模块。首先是A/D转换电路的程序设计, 需要定义单片机的P3. 0 口为启动信号转换位, P3. 1 口为转换信号引脚, P3. 2 口为输出允许控制端。在程序中写入启动转换信号, 查询转换结束信号, 等待转换结束后进行计算比较, 最后数据通过液晶显示。然后是测温及液晶显示程序设计, 主要是通过DS18B20 总线的数据信号输出口接到单片机的P2. 4 口上, 并在单片机的P2. 0, P2. 1, P2. 2 控制液晶显示。最后是报警电路及烟雾传感器模块电路自检程序设计, 定义蜂鸣器的控制位是单片机的P2. 3 口, 发光二极管的控制位是单片机的P2. 5 口。MQ - 2 传感器自检信号输入口位单片机的P2. 6 口。如果自检输入端口的电平一直位高的话蜂鸣器发出预警声, 说明烟雾传感器可能有故障。
结束语: 综上所述, 只要有了单个稳定性较强的火灾自动报警器, 我们就可以在一定的区域内实现多点式和智能化的火灾自动报警方案的设计, 并可以及时的掌握火情, 的预警及灭火措施, 做好预警、报警及灭火措施, 挽救大量的生命和财产。
参考文献
[1]胡建主编.单片机原理及接口技术实践教程.北京:机械工业出版社, 2004.8.
[2]彭军.传感器与检测技术.西安电子科技大学出版社, 2003.
[3]马忠梅, 籍顺心等编著.单片机的C语言应用程序设计.北京:北京航空航天大学出版社, 1991.1.
自动报警器 篇2
2、有自动火灾报警控制柜的值班岗位工作人员必须能够依照“操作提示”指令，进行操作、运行火灾报警设备。
3、值班人员必须认真监视火灾报警系统。接到报警信号，应保持冷静，看清报警区域后，能根据“区域对照表”直接找到事故地点。核实无误，立即汇报值长并报警(厂消防队：2119)，同时采取紧急扑救措施。
火灾自动报警系统设计分析 篇3
关键字：单片机；智能灾报警系统；传感器
1 火灾智能报警系统原理
对于火灾自动报警系统而言，就是通过相应的硬件和软件设计，当火灾发生时所产生的火焰和烟雾等物质被系统探测装置识别后，通过数字信息的转化，发送相关的信号给控制中心，从而帮助抢救人员对火势的控制以及管理工作。之后在各处显示器上就会显示出火灾发生以提醒人员，同时启动控制器联动装置一方面各种灭火装置启动，另一方面如火灾形势较大启动预先设置好的消防通信通知火警灭火。在系统的具体实现中是通过传感器接收到火灾信号，传送给单片机，由单片机与预先设定好的参数比较选择火灾等级，发出适当的信号通过驱动电路控制步进电机，再由步进电机驱动火灾处的灭水阀门，根据火灾调节阀门大小喷水灭火；同时可以由PC机进行远程手动控制。
2 智能化火灾控制系统的总体结构设计
2.1 系统硬件设计
2.1.1 硬件系统组成
目前绝大部分火灾自动报警系统是由触发装置、火灾报警装置、火灾控制装置以及具有其它辅助功能装置组成的，当火灾发生时，通过火灾探测器将火灾燃烧产生的烟雾、热量、火焰等物质，通过转化变为电信号，输送给火灾报警控制器，运用计算机程序准确显示火灾发生地点以及发生时间，良好的监控系统模式，有效的控制火势增大并且及时进行抢救，保障人们生命财产和物资财产不会损伤。一般智能化火灾报警系统都包括系统控制模块，火灾探测模块，数据转换模块以及报警模块。单片机作为控制系统的核心，传感器为测温装置，通过对室内外温度以及烟雾实时采集可检测，当所测温度或者烟雾浓度高于临界温度时自动报警。温度信号或者烟雾浓度信号采集电路将温度信号或者烟雾浓度信号以数字信号的形式送入单片机。单片机对该数字信号进行滤波处理，并对处理后的数据进行分析，是否大于或者等于某个预设值。如果大于则启动报警电路发出报警声音和显示非正常状态，反之则正常状态。
2.1.2 单片机的选择
常见的智能化火灾系统采用的都是8031和AT89C51两种单片机。
8031片内不带程序存储器ROM，使用时用户需外接程序存储器和一片逻辑电路373，外接的程序存储器多为EPROM的2764系列。用户若想对写入到EPROM中的程序进行修改，必须先用一种特殊的紫外线灯将其照射擦除，之后再可写入。这类单片机指令系统完全兼容，绝大多数管脚也兼容；在使用上基本可以直接互换。AT89C51单片机，在实际电路中可以直接互换8051和8751，替换8031只是第31脚有区别，8031因内部没有ROM，31脚需接地，单片机在启动后就到外面程序存储器读取指令；而8051/8751/89C51因内部有程序存储器，31脚接高电平，单片机启动后直接在内部读取指令。此单片机应用普遍，工具多，易上手，片源广，价格低，且适合民用、商用，用途更广泛。
2.1.3 传感器选择
（1） AD590温度传感器 。AD590 是电流型二端温度传感器，它的输出同绝对温度成正比。而数模转换芯片ADC0809 的输入要求是电压量，在AD590 的负极接出一个10kΩ的电阻R26和一个100Ω的可调电阻R27 ，将电流量变为电压量送入ADC0809。通过调节可调电阻，便可在输出端VT 获得与绝对温度成正比的电压量。
（2）TGS202气体传感器 。火灾中气体烟雾主要是CO2 和CO。TGS202气体传感器能探测CO2， CO， 甲烷、煤气等多种气体，他灵敏度高，稳定性好，适合于火灾中气体的探测。
2.2 火灾报警系统的软件设计
火灾自动报警系统的软件设计一般包括主流程以及分模块几个方面进行相关的设计，通过实现火灾自动装置的设计，能够有效地对火灾事故进行全方位实时性的监控管理，准确的查找火灾发生时间以及地点，从而提高火灾抢救效率。如下对火灾自动报警系统的软件设计进行详细介绍：
2.2.1 火灾报警系统主程序流程
火灾报警系统控制器上采用80C51作为主控芯片，其主要功能包括：控制IO端口、逻辑判断处理、驱动外部电路、语音报警和A/D采样等，该部分是火灾报警系统智能化的集中体现。 为了便于系统维护，在火灾报警系统的软件设计中采用了模块化程序设计方法，系统各个模块的具体功能都是通过子程序调用实现的。既使得程序结构清晰，又便于以后进一步扩展其功能。
2.2.2 火灾判断与报警程序
（1）火灾报警数据处理方法。固定门限检测法是使用最早，且应用最广泛的火灾探测方法，优点是计算量小且易 于实现，其原理是根据火灾探测器的信号幅值作为火灾报警的依据，并与固定的阈值进行比较：当信号幅值超过报警阈值时，则发出报警，否则解除报警。
（2）火灾判断与报警。系统对温度和烟雾进行了两次数据采集与判断，每次信号采集后根据得到的数据与设定的阈值比较，当温度≥57℃，温度异常，置寄存器变量a为1，否则为0；当烟雾浓度≥3.2%，烟雾浓度异常，置寄存器变量b为1，否则为0。根据温度和烟雾的寄存器变量a和b的状态，判断现场情况：2个寄存器变量变量均为0，表示情况正常；2个中仅有1个为1，表示情况异常；2个均为1，表示有火灾发生。系统对现场进行报警判断后，间隔20s后，再一次采集现场的温度烟雾信号进行判断，即每一次语音报警持续20s，直到系统做出下一次判断结果。
结束语：
随着社会科技不断发展进步，无论是企业还是用户个人，在生产生活中都应加强对火灾现象的预防，原有的火灾报警系统受到功能上的限制，不足以充分预防火灾的出现，自动智能化控制系统基于单片机模式在运用高效的传感器和温度控制器、火灾探测器等部件，融入了计算机技术、电子技术、自动控制技术、传感器的应用等各领域知识，取代了原有简单模式的报警设备，实现一套有效自动监控火灾的系统模块，有效预防控制火情，保障生产活动中人员和财产的安全，为社会稳定提供良好的基础，保障了企业单位整体经济实力。
参考文献：
[1] 时继博.火灾自动报警系统设计的认识和思考.《科技资讯》.2008年21期
电池安全升级智能自动报警 篇4
2013年 , 两架飞机上的锂离子电池着火后 , 波音公司停飞了全部机群。
现在, 材料科学家找到一个聪明的方法, 能够在危险发生前, 向受损电池使用者发出警告。一块典型的锂离子电池包括氧化锂阴极和石墨阳极, 它们被一片极薄的多孔聚合物薄片分离, 这个薄片允许离子在电极之间游走。当电池被过度充电时, 被称为“树枝晶”的锂的微观链条会从阳极萌发出来, 并刺穿聚合物分离器, 直到它们接触到阴极。
穿过树枝晶到达阴极的电流能使电池发生短路, 从而引起电池过热, 有时会发生火灾。尝试阻止树枝晶形成, 能获得有限的成功, 因此研究人员在尝试一些不同的东西。
火灾自动报警系统检测方案 篇5
系统验收时，施工单位应提供下列资料：
1、竣工验收申请报告、设计变更通知书、竣工图。
2、工程质量事故处理报告。
3、施工现场质量管理检查记录。
4、火灾自动报警系统施工过程质量管理检查记录。
5、火灾自动报警系统的检验报告、合格证及相关材料。
火灾自动报警系统验收前，建设和使用单位应进行施工质量检查，同时确定安装设备的位置、型号、数量，抽样时应选择有代表性、作用不同、位置不同的设备。
火灾报警系统检测必须严格执行以下三条
一、检测消防控制室向建筑设备监控系统传输、显示火灾报警信息的一致性和可靠性，检测与建筑设备监控系统的接口、建筑设备监控系统对火灾报警的响应及其火灾运行模式，应采用在现场模拟发出火灾报警信号的方式进行。
二、新型消防设施的设置情况及功能检测应包括：
1、早期烟雾探测火灾报警系统
2、大空间早期火灾智能检测系统、大空间红外图像矩阵火灾报警及灭火系统
3、可燃气体泄漏报警及联动控制系统
三、安全防范系统中相应的视频安防监控（录像、录音）系统、门禁系统、停车场（库）管理系统等对火灾自动报警的响应及火灾模式操作等功能的检测，应采用在现场模拟发出火灾报警信号的方式进行
检测内容
1、火灾自动报警及消防联动系统应是独立的系统。
2、检测火灾报警控制器的汉化图形显示界面及中文屏幕菜单等功能，并进行操作试验。
3、消防用电设备电源的自动切换装置，应进行3次切换试验，每次试验均应正常。
4、火灾报警控制器（含可燃气体报警控制器）和消防联动控制器应按下列要求进行功能抽验：
（1）实际安装数量在5台以下者，全部抽验；
（2）实际安装数量在6～10台者，抽验5台；
（3）实际安装数量超过10台者，按实际安装数量30％～50％的比例、但不少于5台抽验。
（4）各装置的安装位置、型号、数量、类别及安装质量应符合设计要求。
5、火灾探测器（含可燃气体探测器）和手动报警按钮，应按下列要求进行模拟火灾响应（可燃气体报警）和故障报警抽验：
（1）实际安装数量在100只以下者，抽验20只（每回路都应抽验）；
（2）实际安装数量超过100只，每个回路按实际安装数量10%-20%的比例进行抽验，但抽验总数应不少于20只。被抽验探测器的试验均应正常。
（3）被检查的火灾探测器的类别、型号、适用场所、安装高度、保护半径、保护面积和探测器的间距等均应符合设计要求。
6、室内消火栓的功能验收应在出水压力符合现行国家有关建筑设计防火规范的条件下进
行，并应符合下列要求：
（1）消火栓处操作启泵按钮，按5%-10%的比例抽验
（2）消防控制室内操作启、停泵1～3次；
7、自动喷水灭火系统的抽验，应在符合现行国家标准《自动喷水灭火系统设计规范》的条件下，抽验下列控制功能：
（1）压力开关、电动阀、电磁阀等按实际安装数量全部进行检验。
（2）消防控制室内操作启、停泵1～3次；
（3）水流指示器、信号阀等按实际安装数量的30%-50%的比例进行末端放水试验。上述控制功能、信号均应正常。
8、气体、泡沫、二氧化碳、干粉等灭火系统的抽验，应在符合现行各有关系统设计规范的条件下按实际安装数量的20％～30％抽验下列控制功能：
（1）自动、手动启动和紧急切断试验1～3次；
（2）与固定灭火设备联动控制的其它设备（包括关闭防火门窗、停止空调风机、关闭防火阀、落下防火幕等）试验1～3次；
9、电动防火门、防火卷帘的抽验，5樘以下的全部检验，超过5樘的应按实际安装数量的20％，但不小于5樘，抽验联动控制功能，其控制功能、信号均应正常。
10、通风空调和防排烟设备（包括风机和阀门）的抽验，应按实际安装数量的10％～20％抽验联动控制功能，其控制功能、信号均应正常。
（1）报警联动启动、消防控制室直接启停、现场手动启动联动防烟排风机1-3次。（2）报警联动停、消防控制室远程停通风空调送风1-3次
（3）报警联动开启、消防控制室开启、现场手动开启防排烟阀门1-3次
11、消防电梯的检验应进行1～2次人工控制和自动控制功能检验，非消防电梯应进行1-2次联动返回首层功能检验、其控制功能、信号均应正常。
12、火灾事故广播设备的检验，应按实际安装数量的10～20％进行下列功能检验：
（1）对所有广播分区进行选区广播，对共用扬声器进行强行切换。（2）对扩音机和备用扩音机进行全负荷试验。（3）检查应急广播的逻辑工作和联动功能。
13、消防通讯设备的检验，应符合下列要求：
（1）消防控制室与设备间所设的对讲电话进行1～3次通话试验；
（2）电话插孔按实际安装数量的10％～20％进行通话试验；
（3）消防控制室的外线电话与另一部外线电话模拟报警电话进行1～3次通话试验。上述功能应正常，语音应清楚。
主厂房火灾自动报警系统浅析 篇6
【关键词】火灾自动报警；感烟/感温探测器；手动火警按钮；主厂房
1、引言
1.1建筑情况
本文主要设计以赤峰远联钢铁有限责任公司热电联产工程主厂房为参考。该建筑分为三部分：汽机间共三层，主要放置汽机，总高22.73m；除氧垮共五层，主要依次为配电室、电缆夹层、集中控制室、除氧煤仓间、运煤层、消防水箱间，总高33.00m；锅炉房共三层，放置锅炉本体及相关工艺设备。
2、火灾自动报警系统的作用
火警及消防联动控制体系，作为建筑设计一个重要组成部分， 是必不可缺的。建筑构造想要创作出安全可靠的作品，火警消防设计是此中的非常重要的部分。火警及消防联动控制体系，作为失火的最初预测、对是否能及时扑救成功、保护国家人民的财产和自身安全，发挥了不可忽视的效力。火警系统是为了失火在初期被迅速探测出来，能更快进行灭火，并有效、快速控制火情，应该安装在房屋内及其他地方的一种火警消防系统，是对抗火灾的功能强大工具。
3、火灾自动报警系统简介
3.1火灾自动报警系统概述
赤峰远联钢铁有限责任公司热电联产工程消防控制室设置在主厂房内，与仪表自动化合用控制室，在控制室内设置一台火灾自动报警控制器。引入了消防防火分区的观念，最大容量为8个单独分区+1一个公共区；每个单独分区可单个指示报警、故障、屏障状况；指示直观；控制器每一个分区都具有预先报警功能，使用此功能可以减少在严酷环境下的假报警；具有本地提醒功能，单个地域失火后，自己主动联动本地域及公共地域的报警器，可划分设置本地域和公共地域启动报警器的演示时辰。
3.2火灾自动报警系统的组成
赤峰远联钢铁有限责任公司热电联产工程的火灾自动报警系统就是由火灾探测装置、手动报警装置、总线隔离器、火灾报警控制柜等设备组成。
3.2.1火灾探测器。火灾探测器在进行分类时，依据检出早期失火的出现机率，在该地区生成和生长的条件、房屋特点、环境形成特征等因素来决定。相对独立的单个房屋不应少于一个火灾探测器存在，包括火车卧铺的车厢的封闭空间等类似的地方，即使该房屋比其的保护范围小得多，也应至少设置一个。3.2.2手动火灾报警按钮。其在任一个检测区域内不应少于1个，每个人在房间内每个地方按响按钮均不需走30m以上长度。手动火灾报警按钮宜安装在便于人们在发现失火时能迅速按下的出入口处。在列车上，其应在每个列车厢的门口和居中地方安放。居中地方是考虑到人员可能较多，在居中地方的人员发现火灾后，可以直接按下警报开关。3.2.3总线隔离器。系统的总线上应安装一个隔离器，每个隔离器连接地输入输出装置、消防电话分机、火灾声光报警器等设施的个数应小于等于32点；3.2.4火灾报警控制器。一台火警控制装置所连接的声光警报器、输入输出装置等的总点数和地域编码总数，都应该3200点以内，此中任一总线回路设置设备的总点数宜200点以内，并应留出大于等于总容量10%的富裕量。
4、火灾自动报警系统设计
4.1系统选型
依据《建筑设计防火规范》将锅炉房的耐火等级不应低于二级，根据建筑的实际情况在每层的锅炉间及汽机间、除氧跨各设置一台火灾显示盘，作地域报警器使用，主厂房中共设置了12台火灾显示盘，并设置一台报警及联动基于一体的火灾报警控制柜。
本次设计选用海湾安全技术有限公司的火灾报警控制柜，由12台总线接线箱和总线构成。一台总线接线箱一个回路，此中包含手动报警按钮、感烟或感温探测器、输入/输出模块、声光报警器等。
4.2火灾探测器的设置
赤峰远联钢铁有限责任公司热电联产工程主厂房是综合性工业建筑，在建筑内有控制室、配电间、电气桥架、锅炉间、汽机间等各种场所。发现失火时，控制室、办公室就会产生很多的烟雾，因此办公区火警的检测工具应选用点型感烟探测器；发现失火时，电缆沟及桥架就会发出很多的热量，因此工艺区域火警的检测工具应选用缆式的差定温感温电缆；发现失火时，锅炉、汽机的油箱、油管道就会生成很大的火焰，因此工业火警的检测工具应选用紫外火焰型。
4.3手动报警按钮的设置
根据赤峰远联钢铁有限责任公司热电联产工程主厂房的建筑实际情况我在每层手动报警按钮分别设置在走廊或门口的墙上。本次选择海湾安全技术企业的产品，其可以自行编码，并可以一起纳入探测总线回路，还可以作消火栓按钮使用。
4.4总线隔离器
根据赤峰远联钢铁有限责任公司热电联产工程主厂房的防火分区及点数，我们在每个总线接线箱中放置一个总线隔离器。
4.5火灾报警控制器
根据赤峰远联钢铁有限责任公司热电联产工程主厂房的总点数及实际情况，我们选用柜式，汉显，带网络接口的火灾报警控制器。由于控制室面积比较小，监测监控设备比较多，我们选择的是壁挂式火灾报警控制柜。并且联动系统与火警系统共用一台控制装置。
4.6消防联动的设置
赤峰远联钢铁有限责任公司热电联产工程主厂房的联动系统与火警系统共用一台控制装置，放置在主厂房控制室内，便于操作人员同时控制和观察两个系统的运行情况。例如：当失火时，他可以自动切断电源关闭轴流风机、暖风机和空调，停止送排风并报警。
参考文献
[1]GB50116-2013《火灾自动报警系统设计规范》GB 50116-2013.北京市西城区木樨地北里甲11号国宏大厦C座3层：中国计划出版社，2014
火灾自动报警系统设计 篇7
随着我国经济建设的发展,现代高层建筑及重要建筑的防火问题引起了社会各界的高度重视,对消防报警系统提出了更高更严的要求。为了早期发现和通报火灾,防止和减少火灾危害,保护人身和财产安全,在现代化的工业民用建筑、宾馆、图书馆、科研和商业部门,火灾自动报警系统已成为必不可少的设施。电气工程设计、安装和使用是否正确不仅直接影响到建筑的消防安全,而且也直接关系到各种消防设施能否真正发挥作用。
1设计思想和基本思路
根据要实现的探测、处理和报警功能,火灾自动报警系统设计大致分为信号采集放大、信号处理控制和系统设置报警3个部分。
(1)信号采集部分即通过气体传感器检测室内气体浓度,将这种变化量转化成电压模拟量的变化,然后通过运放进行必要的放大,并将处理过的信号送存储器保存和显示器显示。
(2)信号处理部分是将采集到的模拟信号转换成数字信号,送入控制器进行处理。
(3)系统设置报警部分是通过预定的控制方式,利用蜂鸣器报警实现系统的准确操作。
2系统模块设计
2.1 气体浓度检测模块
室内故障监测报警系统采用4路巡回检测的方法,采用QM-N5型气体传感器检测房间气体浓度,检测结果送入模/数芯片ADC0809中进行模数转换。
选用的气体传感器解决了在较高温度下才能达到良好敏感度和选择性差的问题,并将气体传感器与保护系统联动,使保护系统在气体达到爆炸极限前动作,将事故损失控制在最低。同时,气体传感器的小型化和较低的价格,使之进入家庭成为可能。
2.2 主控模块
系统采用AT89S51单片机,其主要功能是与ADC0809芯片共同接收检测信号,并通过对数字信号的处理来控制外围电路及显示电路。采集信号经过ADC0809处理后送单片机进行数据处理,处理后的信息将通过单片机控制,在LCD显示器上显示出来,并且送存储器。其中,通过复位、程序执行、单步执行、掉电和节电的校验方式来对信号进行处理分析。
2.3 设置报警模块
该模块主要由键盘和报警器组成,气体浓度经过键盘设置后送单片机记录,当采集到的气体浓度超过安全值时,单片机驱动蜂鸣器工作,提供报警服务。
3硬件电路设计与分析
3.1 信号采集放大电路
使用LM358运算放大器,采用两级放大方式,第一级为比例放大,第二级为反相放大。
根据QM-N5传感器的阻值范围为0 kΩ ～2 000 kΩ,以及它加热到正常工作状态时在纯净空气中的阻值为20 kΩ,为了充分体现采集信号的精度,本设计选用了Rn=20 kΩ的电阻作为比例电阻,并使用了2 kΩ的输出电阻使传感器以电压的形式输出。但是由于输出电压Uo为负,因此必须要经过一个反相运算放大过程使它变成正的,然后才可以送入ADC0809进行模数转换。
信号采集放大电路如图1所示。
3.2 A/D转换电路
由于AT89S51内部没有A/D转换,因此采用芯片ADC0809进行模数转换,再通过单片机用软件进行输出。
从采用P2.7和WR控制芯片转换开始,使用INT0中断调用P1口传输数据,P2.7和RD控制单片机读取数据。ADDC接地,P2.5和P2.6 分别控制ADDB和ADDA选择通道IN0～IN3。A/D转换电路如图2所示。
3.3 存储器电路
本设计采用EEPROM存储器,EEPROM即电可擦除可编程只读存储器,其突出优点是能在线擦除和改写。它既具有ROM的非易失性的优点,又能像RAM一样随机读写。在单片机系统中EEPROM既可以扩展为片外ROM,又可以扩展为片外RAM;在调试程序中用EEPROM代替仿真RAM既能方便地修改程序,又能保存调好的程序。
3.4 显示器电路
LCD1602的数据口与单片机通过P1口连接,使能端E、RW和RS分别与P3.5、P3.6和P3.7连接,VO通过接一个10 kΩ的电位器来控制液晶屏幕的亮度。电路使用5V电源供电。
3.5 报警器电路
报警器在采集到的浓度信号大于系统设定值时,由P3.4口发出一个高电平信号,持续时间为无限长,直到单片机撤消高电平信号为止,其撤消信号由键盘Delete键发出。详细工作过程为:单片机从P3.4口发出高电平信号,高电平使三极管8550导通,点亮红色发光二极管,并触动蜂鸣器发出报警声音。
4软件设计
本设计使用C语言编写程序,以此来控制定时、计时中断和输出等。
软件部分用来配合硬件电路,控制后面电路的响应,以实现设计预定功能。其功能主要由两部分组成:一部分是对传感器接收到的信号进行处理;另一部分是实行中断处理,控制设置报警模块。两部分信号的处理都采用查询方式。本系统采用4路巡回检测,轮换选择4个传感器工作,并且在显示器上轮流显示工作传感器所检测到的浓度值。当检测到的浓度小于设定值时,等待定时器中断;否则执行中断程序进行报警处理,显示浓度。
5结束语
火灾自动报警系统采用单片机,对火灾发生前、后的变量进行检测对比,设定阀值从而达到自动报警的目的。在此系统的基础上,可以进行多变量检测以提高报警的准确性,也可以串联灭火系统达到自动灭火的作用,另外还可以与计算机协同监控,从而加强对火灾的控制。如今高层建筑越来越多,而我们的高层灭火体系还不够完善,火灾自动报警灭火系统还有很大的发展空间。
参考文献
[1]马明建.数据采集与处理技术[M].西安:西安交通大学出版社,2006.
[2]吴龙标,方俊,谢启源.火灾探测与信息处理[M].北京:化学工业出版社,2006.
[3]陈南.建筑火灾自动报警技术[M].北京:化学工业出版社,2006.
[4]张满栋,杨胜强,高伟卫.报警控制图形系统开发实例[M].北京:机械工业出版社,2006.
浅谈火灾自动报警设计 篇8
关键词：报警,设计
1 建筑的概况和分类
根据各方提供的材料, 首先了解建筑的总面积、结构特点、层数、高度、用途, 以及所处的位置, 毗邻建筑的火险状况等等。其中重点要了解建筑的用途, 不仅要知道整体建筑的使用性质, 而且要知道建筑几个分部的用途, 只有了解了这些, 我们才能够对建筑的分类及自动报警系统保护级别的归类做出正确的结论。确定建筑的分类, 进而确定属于报警系统保护对象的级别, 只有确定了这些, 设计过程我们才能全面地对各个部分做出合理的定位。
2 确定设计中选用的火灾自动报警形式
按“自动报警规范”的5.2.1条, 系统形式的选择有三种, 即:区域报警系统, 宜用于二级保护对象;集中报警系统, 宜用于一级和二级保护对象;控制中心报警系统, 宜用于特级和一级保护对象。按照这一规定衡量验证设计工程中采用何种系统形式。
3 平面图
3.1 根据建筑的防火区确认报警区域划分。
3.2 根据该区域的使用性质来确定探测器种类的选择。
3.3 探测器及手动报警按钮设置的数量和位置是否符合“自动报警规范”第8章的规定。
3.4 对监视控制对象, 考虑如何设置才能完备、合理, 并能实现联动。
3.5 走线要尽量合理, 不要出现如“三通”“四通”式的接口, 总线
如果厂家没有特殊要求的话, 最好走成蛇形, 这样能提高系统的抗干扰能力。
4 系统图
系统图是火灾报警系统设计图的总体纲领, 一定要详细准确。系统图中一般应当表达出下述几项内容:
(1) 主设备的种类及其所在的楼层。根据系统形式的大小可能有火灾报警主机、联动主机、联动电源、应急广播主机、消防电话主机及电梯监控通讯主机。
(2) 建筑各层 (以防火分区计) 的消防系统设备的种类及数量。例如:探测器 (感烟、感温) 、手动报警按钮、消火栓按钮、警铃或声光讯响器、输入模块及监视对象 (如:水流指示器、信号阀、报警阀、排烟阀、防火阀、重要设备的电源供电情况、消防水池的水位监视、防火卷帘、电动防火门启闭状况监视等) 、广播喇叭、消防电话及插座、楼层显示器、隔离模块等, 不仅要有设备的图例, 而且要有在每层或防火分区的数量。
(3) 各种线路的分配及走向:包括报警总线、联动电源线、广播信号线、电话线、消火栓直接启泵线、重要设备的直接控制线。其中要强调的是报警总线要表示出回路数, 及每个回路所分布到的楼层, 消防水泵、防烟排烟控制设备除了用模块控制外, 还必须有手动控制线。
(4) 标示采用导线的种类及数量。在满足了“规范”要求的前提下, 要根据设备厂家要求的导线种类及线径, 每条线路采用的数量要标示清楚, 最好将采用的保护方式 (穿管或桥架) 的型号规格也标示出来。
(5) 有固定灭火系统的, 如气体灭火系统、泡沫灭火系统或干粉灭火系统, 要单独出系统图及报警及设备布置平面图, 并且在系统图中明确标示出与整个建筑的火灾报警系统的联系方式和方法。
5 防火专篇
按照图纸所做的工作, 表述尽量完备。
参考文献
[1]《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92.
[2]《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95. (2005年版) .
自动报警器 篇9
1 火灾自动报警系统
1.1 产品标准
20世纪80年代,我国最早的火灾报警系统产品标准GB 4717-84《火灾报警控制器通用技术条件》首次规定了火灾自动报警系统的产品技术要求。考虑当时产品的主要功能是以火灾报警为主,标准只在控制器辅助功能中对联动功能提出要求,即“火灾报警控制器应备有用作控制自动消防设备或作其他用途的输出接点,其数量及容量应在有关技术文件中标明。”20世纪90年代修改的GB 4717-93《火灾报警控制器通用技术条件》只是细化了火灾报警功能,未改变GB 4717-84有关火灾报警控制器联动功能的相关规定。直至2005年,GB 4717-2005《火灾报警控制器》替代GB 4717-93,才全面规定了火灾报警控制器的联动功能与作用,并将消防联动功能提升到与火灾报警功能相同的地位,火灾报警功能与消防联动功能成为火灾自动报警系统两大主要功能。
1.2 联动控制
早期火灾报警控制器的“输出接点”的作用,就是由专用的火警或故障继电器发出火警或故障的开关信号。这个时期的火灾报警控制器仅用于探测和报警,只要系统中任一报警触发装置动作,火灾报警控制器收到火警信号后都会让火警继电器动作,系统无法通过甄别来自不同触发装置的火警信号联动不同的火警继电器动作,因此系统没有也不会设置手动或自动控制功能。消防控制室内的系统控制盘与火灾报警控制器之间没有信号通信。当时的消防联动设备产品标准都是企业标准,没有国家产品标准。“联动”其实就是消防设备的远程控制,如联动喷淋、防排烟等系统就是在消防控制室内的控制盘上设置启停按钮,通过线路与水泵风机现场控制柜上的启停按钮相连接,实现远程手动控制。控制盘上通常设有“手动/停止”转换开关,其目的是检修时防止设备被错误启动而伤害检修人员。1997年,我国首部消防联动设备的产品标准GB 16806-1997《消防联动控制设备通用技术条件》第4.2.6条规定:“消防联动控制设备应能以手动或自动两种方式……”,即当消防联动控制器收到来自火灾报警控制器的火灾信号后,既可以手动、也可以自动启动相关联动设备。2006年,GB 16806-2006《消防联动控制系统》替代GB 16806-1997,其第4.2.2.6条规定:“消防联动控制器应能以手动和自动两种方式完成控制功能……控制状态应不受复位操作的影响。”该标准第4.2.2.9条进一步规定:“消防联动控制器在自动方式下……应在3s内发出预先设定的启动信号。”自1997年始,火灾自动报警系统确立消防联动的理念,系统控制盘成为具有与火灾报警控制器通信、联动编程和选择工作状态等功能的真正意义上的消防联动控制设备。
1.3 控制功能
现行的消防产品标准中对火灾报警控制器没有手动功能要求,对消防联动控制器只要求应同时具备手动和自动两种功能,GB 16806-2006未规定自动功能有禁止和允许两种状态,手动功能亦如此。为防止非授权人员操作,消防联动控制设备生产者通常将手动功能设置成允许和禁止两种状态,并通过解锁方式实现转换。而自动允许和自动禁止是指正常工作状态下和故障检修状态下设备的运行状态。因此,消防联动控制器的手动功能和自动功能是为不同目的而设,没有相互依存和制约关系,无论自动功能处于什么状态,手动功能解锁后均可启动相应的消防设备。其目的是,当自动功能出现故障时,手动功能也可发出动作指令,强化系统的可靠性。但目前实际应用中普遍认为:有人值守时,可将系统设为自动禁止状态;无人值守或火灾时,可将系统设为自动允许状态。这种错误的理解和应用极大地降低了系统的应有功能和可靠性。
2 火灾自动报警系统自动禁止工作状态的危害
(1)自动联动功能失效。GB 50116-2013《火灾自动报警系统设计规范》规定,只有消火栓系统和自动喷水灭火系统(预作用除外)可以采用硬线直连方式而不通过消防联动控制器方式启动,其他联动系统的启动均需经消防联动控制器,其联动触发信号应由两个独立的报警信号“与”后形成。如果火灾时消防联动控制器处于自动禁止状态,则大部分消防联动系统无法自动启动,火灾自动报警系统将丧失绝大部分自动联动功能。
(2)联动系统过载失效。火灾自动报警系统编制联动逻辑关系和时序时,通常限于发生火灾的防烟或防火分区,火灾报警信号一般联动其触发器所在分区内的消防设施。以排烟为例,火灾时报警的探测器联动其所在防烟分区的排烟设施,若未实施联动,报警的探测器数量将持续增多,此时联动,排烟范围可扩大到多个防烟分区,排烟系统可能超出设计能力,有的合用系统甚至会关闭所有排烟口,导致排烟失效。喷淋系统亦可能出现类似情况。2013年北京喜隆多商场火灾、2015年广东惠东火灾就是禁止系统自动功能,造成系统联动失效的案例。
3 火灾自动报警系统现实工作状态
电气控制装置通常设有自动和手动状态转换装置,目的是在检修时设置在手动(自动禁止)状态防止系统误动作,工作时设置在自动状态保证系统功能。火灾自动报警控制器也为此设置了自动允许/自动禁止和手动允许/手动禁止状态。无论系统工作状态如何设置,手动功能均有效并优先。
(1)系统工作状态应用现状。保证火灾自动报警系统处在自动允许的工作状态,是系统及时快速启动的关键,也是实现其他消防系统(设施)联动的前提条件。调研表明,某省只有12%的在用火灾自动报警系统在自动允许状态下工作,如果剔除进口的火灾自动报警系统设备无法设定自动禁止功能的情况,这一比例将低至4%。
(2)人工操作转换系统工作状态存在的问题。人工操作转换火灾自动报警系统工作状态,即将系统从自动禁止状态转换至自动允许状态,涉及操作人员的熟练程度和火灾时心理状态等因素。一方面如果系统长期处在自动禁止状态,授权人员极少实践转换操作,加上火灾时的心慌紧张,极易导致操作时间超长甚至失败。另一方面,目前大部分火灾自动报警系统产品在转换系统工作状态时都采用屏显菜单的操作方式,但火灾时报警信号不断反馈火灾报警控制器显示屏,且优先于转换操作,转换操作屏将不断被火警信号刷屏,转换操作难以完成甚至失败。这些情况都将造成火灾自动报警系统联动功能被禁止,以及联动灭火系统不能发挥作用的严重后果。调研情况显示,17%的消防控制室值班人员不会转换操作,83%的转换操作大于1min,最长达16min。
4 选用火灾自动报警系统自动禁止工作状态的原因
火灾自动报警系统正常工作状态应无火灾报警、故障报警、屏蔽反馈、监管报警等警示。当系统处于自动允许工作状态的时,无论是否真正发生火灾,系统接收到触发器报警信号后,只要符合预设的逻辑判定条件,都将联动相应系统。调研情况表明,触发器误报来自探测器和手动报警按钮二类设备。
4.1 探测器误报原因
(1)环境污染。探测器占比最大的误报原因是环境污染。按GB 50166-2007《火灾自动报警系统施工及验收规范》第6.2.5条规定,点型感烟火灾探测器投入运行2a后,每隔3a应至少清洗一遍。但绝大多数用户没有落实此要求,环境灰尘等对系统探测器的污染逐渐叠加恶化,探测器报警阈值不断降低,导致误报频次增加。
(2)选型不当。在备餐工作期间因室内温度上升较快,导致厨房内近用火部位的差温式感温探测器频繁误报。改善通风增加换气降温,或改用定温式感温探测器可有效解决此类问题。
(3)安装或施工不当。若探测器距空调送风口小于1.5m,不符合GB 50166-2007的最近距离要求,空调送风时因风管灰尘污染导致探测器误报。这类误报初始阶段具有时间性,长期逐渐叠加后影响探测器灵敏度,最终即使空调送风系统不运行,探测器也会误报。红外线型感烟探测器因日照光污染产生具有时间性的误报,对射的红外线型感烟探测器也会因震动或意外碰撞造成的光轴位移产生持续性误报。
(4)电磁干扰。当空调等大型设备启动时,设备间内的探测器偶然误报,此类误报具有时间性,但占比最低。
4.2 手动报警按钮误报原因
公众因好奇或无聊等原因,非火灾时随意按下手动报警按钮导致误报。此类情况多发生在医院、商场等公众聚集场所。调研中,某医院80%的手动报警按钮、4所被调研医院和大学的手动报警按钮都发生过此类误报。
4.3 输入模块监控的消防联动设施未复位
调研发现,88%的建筑存在此类现象,且大都集中在空调送风系统和防排烟系统中的防火阀、排烟防火阀以及常闭排烟口,其中防火阀、排烟防火阀占比超过90%。只要防排烟阀(口)内部的限位开关未复位或内部触点粘连,即使机械部分复位,监控输入模块依然处于被激活状态,火灾报警控制器接收防排烟阀(口)的动作反馈信号并显示。当该反馈信号作为风机启动的联动触发信号时,风机将始终运行。实际工程中,由于部分防排烟阀(口)设在吊顶内部,甚至未留检修口,现场复位检修困难。有些地下人防工程的新风和排烟合用系统,平时送新风时打开送风阀即激活相应的输入模块,此时火灾报警控制器收到反馈信号并显示火灾警报。上述原因使防排烟系统的虚假火警普遍且长期存在而无法解决,火灾自动报警系统只能被设置在自动禁止状态。
4.4 单台火灾报警控制器监控范围过大
GB 50116-98《火灾自动报警系统设计规范》未对系统容量加以限制,GB 4717-2005和GB 16806-2006等产品标准也未对单台火灾报警控制器容量和回路容量加以限制。调研发现,工程实际使用的单台火灾报警控制器主机容量最高达到10 000点,单回路达到500点。如果单主机同时监控商场和住宅等多部分,当住宅部分因人员杂、管理差等原因而频繁误报时,监控操作人员因不堪其扰常常选择系统自动禁止工作状态,从而造成商场、地下车库等重要部位的系统自动功能也被同时禁止。
4.5 选用火灾自动报警系统自动禁止工作状态的原因
(1)由于消除误报涉及系统的技术分析、行政管理等多重因素,系统的使用单位或主管部门无力或不愿整改此类问题,采取了禁止自动功能的简单做法。
(2)系统误报联动后扰乱正常秩序,甚至造成慌乱和伤害。声光报警器误报动作可能造成秩序混乱或导致就医患者被严重惊吓;误报可能自动切断非消防电源,商场银行等场所内易发生偷窃和抢夺事件;误报可能造成高层建筑电梯被强制迫降首层,乘客惊吓或旧病复发等。
(3)控制室值班人员不堪系统的长期频繁误报,关闭系统自动功能。
(4)系统的制造厂商或安装调试单位为避免火灾时自身的责任,不顾用户的实际情况,多以单点报警即联动相关消防设施的简单办法,提高了不必要联动动作的频次。用户改变局部业态功能,使系统的预设逻辑判定与实际情况不符,也增加了不必要联动动作的次数。
5 建议
5.1 修订法规健全管理要求
(1)法规和标准最大的漏洞是对火灾自动报警系统的工作状态无明确的管理要求。如公安部消防局推行的《消防控制室值班员应急须知》规定:“应确保火灾自动报警系统和灭火系统处于正常工作状态。火灾确认后,必须立即将火灾报警联动控制开关转入自动状态(处于自动状态的除外)”。GB 25201-2010《建筑消防设施的维护管理》第5.2条规定:“正常工作状态下,不应将自动喷水灭火系统、防烟排烟系统和联动控制的防火卷帘等防火分隔设施设置在手动控制状态。其他消防设施及其相关设备如设置在手动状态时,应有在火灾情况下迅速将手动控制转换为自动控制的可靠措施”。第5.3条规定:“火灾确认后,立即将火灾报警联动控制开关转入自动状态(处于自动状态的除外)”。GB 25506-2010《消防控制室通用技术要求》第4.2.1条规定:“应确保火灾自动报警系统、灭火系统和其他联动控制设备处于正常工作状态,不得将应处于自动状态的设在手动状态”。上述规定不仅未明确何谓正常工作状态,且使得消防自动控制系统工作状态平时置于手动状态有了依据。
(2)法规和标准对火灾自动报警及消防联动系统的维护保养管理规定不明。GA 587-2005《建筑消防设施的维护管理》第4.4条首次规定:“…维修保养…可以委托具备消防检测中介服务资格的单位或具备相应消防设施安装资质的单位…实施”。此标准修订为国家标准GB25201-2010后第4.4条规定:“…应与消防设备生产厂家、消防设施施工安装企业等有维修、保养能力的单位签订消防设施维修、保养合同。…自身有维修、保养能力的,应明确维修、保养职能部门和人员”。直到2014年5月,《社会消防技术服务管理规定》(公安部令129号)才明确消防设施维保企业的资质要求、责任义务等。由于上述要求的可选择性和非强制性,又无许可前置或评估评价等配套法规程序的管理性制约,加之单位自身少有专门维保人员,效益最大化的商业趋利效应使得现实中消防自动报警及联动系统的维保工作形同虚设。
5.2 完善规范强化技术保障
(1)不同使用性质的部位宜采用不同火灾报警控制器保护。GB 50116-98未限制单台火灾报警控制器监控范围,造成误报影响范围比较大。GB 50116-2013限制了主机容量、回路容量,并采用“与”逻辑组合联动触发信号,有效降低了误报对系统误动作的影响。因此,对于人员素质差、监控管理难、火灾控制易、蔓延影响小的住宅类场所和监控管理力量强、火灾控制难、蔓延影响大的商场类公众场所,针对其不同的使用性质,宜采用不同火灾报警控制器保护,以防止或杜绝两类以上不同性质场所因不同误报率而相互影响。这是适应目前管理与技术水平的不得已但有效的方法。
(2)产品标准增加“部分自动功能”。GB 4717-2005和GB 16806-2006标准均未要求控制器或联动器类产品具备部分自动功能。实际调研表明,把不怕因误报而联动的系统以及涉及疏散生命安全的系统,如防火门及防火卷帘、防排烟系统、疏散指示及应急照明系统和消防广播系统等,设置在部分自动功能中,可大大提高系统的应急响应速度。
(3)设置一键转换装置。当火灾报警控制器工作状态需要手动或自动状态转换时,其方式应采用Ⅰ级操作级别一键实现,防止火灾时操作者慌乱,或因多路优先显示信号不断刷屏造成的转换困难甚至失效。因此,其产品标准应要求设置独立的转换开关,可加罩防止误操作。
5.3 落实责任建设配套制度
(1)管理与技术措施生效,必须以责任落实为前提。因此,自动消防设施设置场所必须有效落实各环节的责任,才能保证其完整、有效、好用。特别要全面建立、落实有关人员岗位资质、全员与重要岗位的教育培训、应急处置程序的定期调整与演练、应急疏散的分级定期与实装全员实战操练、系统设备设施的维保、单位消防安全评估评价等方面的管理制度。
自动报警器 篇10
1 实时数据介绍及软件解决问题
目前，台站主要使用的业务软件包括：自动气象站监控软件(SAWSS)、地面测报业务软件(OSSMO)、组网通讯软件(CNIS)。SAWSS实现自动站原始数据的采集;OSSMO实现对定时数据进行再加工，形成各类报文等;CNIS实现自动站数据文件的上传。本文处理的实时数据文件是由SAWSS生成的实时地面气象要素数据文件ZZ.TXT，简称ZZ文件。ZZ文件为随机文件，存入54个气象要素的每分钟瞬时值，以ASCII字符存入在单个文件中[2]。
在实际工作当中，由于硬件或软件等方面还不够成熟，有时会出现数据缺失或异常的情况，需要人工频繁的对数据进行监控，这样往往不能第一时间发现问题，从而延误了人工处理的时间，影响了资料的完整性。鉴于此原因，研究开发了自动气象站实时数据自动监控报警软件，它能自动监控实时地面气象要素数据文件，在出现数据质量问题后它能发出报警，第一时间提醒工作人员注意排查原因，以确保数据完整性。该软件从2011年9月份试用以来，在我局应用效果较好，主界面见图1。
2 设计方法及原理
软件采用Delphi7.0语言编程，自动执行数据实时监控、报警和记录日志。软件每间隔一定的时间自动扫描AwsNet文件夹，复制实时地面气象要素数据文件到指定的文件夹下，并在软件的数据显示界面上自动显示详细的实时数据(图2)，使工作人员一目了然。
当发现实时地面气象要素数据文件有缺测项目时，数据显示界面上对应的数据框会变成红色，同时软件也会自动音频报警提示。
3 主要功能
3.1 实时数据显示
通过主界面“数据显示”菜单，软件按照设定的扫描间隔显示每分钟实时地面气象要素数据，如果数据有缺失，对应数据显示框会变成红色(图2)。
3.2 报警功能
如图3中的“报警设置”，对报警音乐进行选择，软件可实现在实时地面气象要素数据缺失或者整个实时文件不更新等多种故障时自动播放音频文件进行报警。
3.3 日志功能
程序启动、关闭，软件开始、暂停扫描，软件发现数据异常等详细信息，软件都会保存成日志文件(图4)，并通过主界面“日志”菜单显示。
3.4 方便快捷对参数进行设置
通过主界面下“系统设置”菜单，可以对参数文件进行设置，通过设置参数文件对扫描时间路径等对应项目的更改，非常方便的实现各项功能的后台管理(图3)。
3.5 具有推广使用的价值
通过对参数文件进行台站号等相应项目的修改，还可以方便的实现对其他各局的自动气象站实时数据进行自动监控报警，有一定的推广价值[3]。
4 结束语
本软件操作简单，自本单位试用以来，运行情况良好，很好的解决了目前业务中及时发现自动站数据缺失的问题。另外，本软件移植性性高，可通过参数修改实现对其他各局的自动气象站实时数据进行自动监控报警，有一定的推广价值。
参考文献
[1]杜向波,龙振熙,张良勇,等.实时气象数据自动监控传输程序设计[J].农业网络信息,2011(6):37-38.
[2]中国气象局.地面气象观测数据文件和记录表薄格式[M].北京:气象出版社,2005.
电力系统调度自动化智能报警探讨 篇11
【关键词】电力系统;智能预警;自动调度
前言
近几年来，在信息技术的迅猛发展的带动下，变电站电力运行系统的自动化水平正不断提高，无人值班制度正开始全面普及。在这一背景下，自动化调度系统的应用规模也随之扩大，但同时，由于变电站的监控信息数量十分庞大且繁杂，因而导致预警信息遗漏的现象时有发生。因此，必须加强自动化智能报警系统反馈而来的信息加以判断分析，从而能够对事故信号进行有效的识别，提高变电站的电力安全运行指数。
1.设置电网调度自动化智能报警系统的必要性
稳定安全的电力供应关系到社会和经济利益的各个方面，因此必须最大程度地保障大电网能够正常运行。在电力系统的维护过程中，如果只依靠调度技术人员的人工监视和操作，根本无法达到及时准确地发现系统异常和故障的要求，常常会出现遗漏或滞后等现象。而通过建立起自动化的智能预警系统，则能够克服人工监控的诸多不足，对系统中存在的安全隐患进行彻底清查，能够执行有效及时的手段对任何异常现象进行整治处理，从而避免了许多电力事故的发生。这一系统的应用极大的减轻了技术人员的工作负担，使技术人员更多地去关注出现事故的设备上，去解决已发现的故障问题，同时技术人员也能投入更多精力设计事故预防方案及其他重要技术课题。
由于线路在负荷偏高的情况下仍然能够维持短时间的运行，而当负荷累积到一定极限或长时间运行之后才会发生线路跳闸。如果环网线路与N-1原则不符，而其中的某条线路跳闸而导致其他线路承担多余的负载发生跳闸则属于特殊情况，应另加讨论。针对一般线路采取的保护措施为将远后备保护设置成最大载流量的1.43倍或以上，这样在负荷过大时会造成弧垂下降，不会立即跳闸，至少还能维持10分钟左右的运行时间[1]。由此可知，在线路或设备的负荷接近承载极限或电压无法稳定在标准数值上时，自动化的智能预警系统能够及早发现问题，并发出警报提示工作人员，这样工作人员就能够使用更短的时间来进行重新调度，采取紧急措施解决问题使负荷迅速降低，这样就不会使事故的影响扩大。
2.智能报警系统的设置原则
2.1 正常操作告警系统的设置原则
为使智能报警提供的报警信号起到更好的预警效果，就必须将正常操作下的开关位移与异常运行造成的变位进行区别。从目前情况看，许多调度中心的自动化报警系统只能根据开关的状态来确定报警信号，但无法检测到位移的性质，因此往往将正常的开关位移与事故发生相混淆，这给系统状态监控和故障调查带来了很大麻烦。因此，在正常操作告警系统的设置原则上，应做到在正常操作下只做一般性的音响提示，报警栏为闪烁状态，若确认未有故障发生则自动停止预警提示，若确实发现系统故障，一般性的音响提示会变为事故告警音响，且伴随保护信号远传。
2.2 设备异常智能预警系统的设置原则
2.2.1 电流、有功功率越限的告警设置原则
对主变压器的电流及有功功率越限的预警进行设定时，需事先参考主变压器的运行参数，并拟出一个相对标准值。预警要求可定位成当变压器实际负荷值達到标准值的90%-95%时，遥测量已经超出这一定值，这时就应触发自动预警系统发出警告信号，弹出警告画面，且电流及有功功率的数值变色并闪烁，若事故情况排除则警告停止[2]。其中，绿色字体显示则说明情况正常，蓝色字体表示符负荷过低，黄色字体表示已越下限，负荷严重偏低，粉色字体表示已超越上限，属于超负荷运行，红色则表示严重超负荷。电流及有功功率的越限的告警设置原则应依据线路的性质而定，使用电缆线路，则载流量会稳定在一个固定值上，因此只需依照安全载流量的90%-95%来设定即可;若使用架空线路，主要是指在主供段上使用时，就应依照架空裸导线的安全载流量的90%-95%来设定;当同时使用电缆线路和架空线路时，且主供段使用电缆线路，可将其与电缆线路等同视之。
2.2.2 电压越限的告警设置原则
在电压越限的告警设置中，其字体颜色所表示的信息与电流及有功功率的越限告警设置完全相同。如果发生电压越限运行，电压棒图会立即变色，发出预警提示。若系统处于无功或功率不足的状态，电动机负荷为主，此时由突发原因导致电压过低，就会发生电动机的堵转现象，进而大量抽取无功功率，与系统发生争夺，加剧了无功功率的运行短缺[3]。长时间的低电压运行作用下，电压低的状态会进一步恶化直至电网崩溃。因此，对于电源的设置方面要有一定的超前意识，继续强化无功管理，努力使电网崩溃的发生几率降至最低。
3.结论
本文通过对电力系统调度自动化智能报警系统进行分析，指出在目前无人值班的变电站的运行环境需求下，必须加强对自动化智能报警系统的合理应用，从而减少电力事故的发生。本文对设置电网调度自动化智能报警系统的必要性进行了论述，并提出了智能报警系统的设置原则，强调了电力系统调度自动化智能报警系统在变电站的实际工作中的重要意义。
参考文献
[1]孙宏斌，胡江溢，刘映尚，张伯明，吴文传.调度控制中心功能的发展——电网实时安全预警系统[J].电力系统自动化，2014，16（15）：376-377.
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无线火灾自动报警系统设计 篇12
关键词：无线通信,巡检协议,火灾报警系统
近年来,随着物联网技术的兴起,大数据、云计算等技术得到广泛应用,基于无线通信的火灾自动报警系统引起国内外广泛关注。尽管两总线式系统的施工布线已经比较简便,但仍然存在安装维护成本高、升级改造难度大等问题,特别是对于家庭以及一些特殊的应用场合,已无法满足实际需求。例如,对于文物古建筑,有线火灾报警系统在安装过程中需要开槽穿管,对建筑物会造成破坏,对于此类保护性建筑不适用。此外,对于多产权建筑、小型邻街商业店铺以及临时性建筑等场所,非常适合采用无线式火灾自动报警系统。
无线火灾报警系统安装方便,不需穿管布线,对建筑物没有破坏,对建筑使用功能发生变化时的适应性强,得到目前国内外研究者的广泛关注。以Zigbee为代表的2.4G组网技术是目前无线火灾自动报警系统常用技术,但2.4G传输仅在视距范围有优势,障碍物对其传输影响很大。对于一些大体量、分隔复杂的建筑,2.4G组网要保证较好的传输质量,就需要设置大量的中继或增大辐射功率,但这也会造成成本的上升,与无线火灾报警系统低成本、低功耗的初衷不相符。
针对上述问题,笔者分析了无线火灾报警的业务特点,提出了433M无线火灾报警系统架构和专用通信协议方案,设计完成无线火灾报警系统,以解决三合一场所、多产权邻街店铺、砖木或木结构文物古建筑、临时性建筑等场所的现实防火需求。
1 系统架构设计
有线式火灾自动报警系统造价高、施工难度大,但因信号通过线缆传输,并具有护套及铜管保护,故信号质量高,可以实现高容量高稳定的系统。无线火灾报警系统的信号是一种开放式的传输方式,受距离和障碍物的影响较大,导致系统传输速率、容量等相比有线系统略低,且为保证火灾报警信号与消防设施监管信号的无差错实时传输,系统规模不宜设置过大。因此,在无线火灾报警系统在应用模式上,应根据现场已有消防设施条件的不同,在架构模式上采用不同的设计。
一是对于已设置有线火灾自动报警系统的规模较大建筑,当因单元内部格局更改,或建筑单元局部增加,需要对已有系统进行局部改造或扩容时,无线系统可作为有线系统的补充,以子系统的形式接入原有有线系统,这种结合模式下主干网络仍采用有线形式,整体系统稳定性高,局部根据环境特点采用无线形式,设置灵活且改造成本低。
二是对于原有未设置有线火灾报警系统的小规模建筑,或服务期限较短的临时性建筑,整个火灾自动报警系统均应采用无线形式,因系统容量不大,可以实现信号无差错实时传输保证。
根据上述两种不同情况,系统采用了两种分别针对全无线通信场景和有线无线相结合场景的架构模式,可分别通过无线信号或CAN总线接入火灾报警控制器,如图1所示。整个系统由火灾报警控制器、中继模块、现场模块构成。
(1)中继模块。中继模块对外提供无线火灾报警系统的数据交换接口,并负责建立局部无线网络,以433M射频方式将现场模块接入,并负责现场模块的巡检工作。电源采用消防电源。与2.4G频段相比,433M射频通信波长长,易绕过障碍物,且抗干扰性好、适用于作为无线式火灾自动报警系统的基础通信技术。
中继模块与火灾报警控制器的连接,根据现场环境可选择有线制和无线制两种方式。其中,有线制采用CAN总线通信,无线制可以通过433M射频或GPRS网络通信。中继模块仅在巡检到火警信号或故障信号时向控制器上报上述信号。
(2)现场模块。现场模块包括火灾触发模块、设施监管模块以及输出模块三类。火灾触发模块包括火灾探测器、手动报警按钮;设施监管模块包括防火门监测装置、消火栓压力监测装置等;输出模块包括声光警报器、联动输出模块等。
现场可设置多个中继模块接入到火灾报警控制器,每个中继模块各自管理一部分火灾触发模块、设施监管模块以及输出模块,建立属于自己的同频网络。不同中继模块建立的网络之间采用跳频方式避免同频干扰。通过扩展中继模块数量,实现对现场火灾自动报警业务需求的完整覆盖。
2 模块硬件设计
此系统中继模块与现场模块设计构成,如图2所示。核心控制芯片采用TI MSP430低功耗系列芯片,无线传输功能基于MRF49XA射频芯片构建。依据《微功率无线电设备的技术要求》,无线网络设计工作在433M公共免费频段,符合国家无线电管理委员会要求,支持多频点的频率复用和跳频技术,具有较高的频率利用能力,所有模块均支持双向收发与休眠唤醒功能。
3 无线通信设计
3.1 无线火灾自动报警系统通信特征
(1)单次通信数据量少。火灾自动报警系统中需要进行传输的数据主要包括火灾探测报警信息以及消防联动控制信息,大部分数据类型都可表示为开关状态量,每种数据的长度通常在几个字节内。
(2)实时性要求高。依据GB 4717-2005《火灾报警控制器》的要求,从探测器发出火灾报警信号到控制器接收到该信号并发出警报的时间应控制在10s内,而当系统内任一模块发生故障时,火灾报警控制器应在100s内检测到该故障。
(3)故障监测通信具有常发性。为了能够实时监测系统内各模块状态信息,满足100s内获知模块故障状态的业务需求,系统需要以固定的周期查询模块状态。
(4)火灾报警信号的传输具有偶发性。火灾作为一种灾害,在某一个固定建筑物内的发生频次是很低的,因此火灾报警信号的传输具有偶发特点。
(5)具有能耗约束。与有线系统不同,无线报警系统中模块通常采用电池供电,能源有限。实际现场对电池的使用寿命要求通常需要能达到1a,因此无线系统中的通信行为是在能源有限的约束下进行的。
针对上述特点,此系统充分压缩了通信数据帧,并提出了一种可减少通信能耗的巡检协议。
3.2 通信帧设计
依据无线火灾自动报警系统通信行为单次通信数据少,但对实时性要求高的特点,通信帧设计如图3所示。一帧数据共10B,数据量小,有利于降低传输功耗,其中前导字节与同步字节为固定字节,类型、状态、数据域使用1个字节,地址域中源地址和目的地址各占1个字节。各类探测器和消防设施类型和状态都采用位编码方式编码进1个字节中,共可编码256种类型和256种状态。
3.3 间隙插入式巡检逻辑设计
依据无线式火灾自动报警系统中通信行为的功耗约束特点,通信次数越频繁,电池电量消耗越快,而根据通信实时性与常发性特点,网络点数越大,在一个巡检周期内进行的通信次数越多。因此,网络规模与能耗优化是一对相互制约的参数。针对上述问题,此系统巡检逻辑流程设计如图4所示。
在一个巡检周期中,一个同频网络以时分多址方式划分每个现场模块的时分地址,按网络中模块数量设置一系列查询场,并一一分配给各现场模块。每个现场模块在自己的查询场到来时被唤醒,中继模块对该现场模块进行一次状态查询后该现场模块重新进入休眠状态。
为了实时检测到火灾,每个现场模块每隔一定时间唤醒一次主控MCU检测火灾,而无线功能部分仍保持休眠,若无火灾则立刻重新进入休眠状态,若检测到火灾则唤醒无线功能部分并保持。
在查询两个相邻地址模块的间隙时间,中继模块插入火警单询指令,对所有火灾触发模块进行单询,由于唤醒休眠策略的设置,只有处于火警状态的火灾触发模块才保持唤醒,能够应答查询。
上述巡检逻辑设计具有3个特点:
(1)可将巡检周期尽可能地拉长,使得在没有火灾的正常监测情况下,模块的通信次数下降,从而降低其通信能耗。
(2)将网络通信的主要负荷移到中继模块,由于中继模块采用消防电源供电,不存在能耗约束,在实际现场具有较高实用性。
(3)火灾发生时,通过利用两次巡检查询之间的间隙,插入火警轮询指令,避免了因巡检周期拉长后可能导致的火警传输延迟问题,火警信号的传输仍然能够满足实时性要求。
4 试验测试
系统各部分实物如图5所示,按消防标准在某建筑物中部署设置无线火灾报警系统进行测试,测试结果如表1所示。
此系统现场模块的通信半径在有墙体阻隔的情况下可以达到35m,一个同频网络共可覆盖约1 000m2的空间,对于无墙体直接阻隔的场所,通信半径则更长,而且现场模块的工作电流小于93μA,在配备2 400mAh的电池情况下,最高工作时长可以达到3a,可以满足三合一等中小场所的实际需求。此系统的通信丢包率低至1/11 110,意味着一万次通信至多有一次可能发生丢包,而且即使发生丢包,通过在两个模块巡检间隙插入重查命令,可重新获得丢失的数据包。另外,系统的时效性也能得到保证,在一个中继管理100个现场模块的规模下,火警上报时间可以控制在5s内,现场模块故障发现时间可以控制在10s内。
由测试数据可知,此系统具有足够低的工作电流,信息传输时延小,丢包率低,满足无线式火灾报警系统所需要的低功耗、实时、传输错误率低等要求。
5 结束语
笔者通过分析火灾自动报警系统的设置特点,提出了433M无线式火灾自动报警系统架构,设计开发了系统模块硬件,并在分析总结了无线火灾自动报警系统通信行为特点的基础上,设计了可有效降低平均通信功耗的间隙插入式巡检协议,完成了无线火灾报警系统的设计开发。与2.4G通信技术相比,此系统利用了433M射频信号的波长优势,绕射能力强,与其他低兆赫射频通信无线火灾报警网络相比,系统具有可以有线系统集成,且平均通信能耗小的特点,其应用将有助于提高三合一场所、多产权邻街店铺、砖木或木结构文物古建筑、临时性建筑等场所消防安全工作水平。
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