吳柯霓

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：介紹了消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)的基本架構(gòu)和功能，結(jié)合某卷煙廠建設(shè)實(shí)例分析了在工業(yè)建筑中選用消防設(shè)備電源狀態(tài)監(jiān)控主機(jī)、監(jiān)控傳感器的兩層結(jié)構(gòu)組網(wǎng)模式的優(yōu)點(diǎn)，并總結(jié)了消防電源監(jiān)控系統(tǒng)的功能，實(shí)現(xiàn)了及時(shí)有效的監(jiān)控消防設(shè)備的電源狀態(tài)，從而在火災(zāi)發(fā)生時(shí)很大限度地保障消防聯(lián)動(dòng)的系統(tǒng)安全。

關(guān)鍵詞:消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)； 監(jiān)控主機(jī)； 監(jiān)控傳感器

0 引言

消防設(shè)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(shè)施，在建筑安全設(shè)計(jì)中不能缺少的。為保障建筑物的消防安全，在建筑物中設(shè)置了大量消防設(shè)備：火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、自動(dòng)噴灑系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)、電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)、應(yīng)急照明系統(tǒng)等。

消防設(shè)備的優(yōu)劣對于消防安全有著很大的影響，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)及相關(guān)的消防聯(lián)動(dòng)設(shè)備的工作狀態(tài)取決于供電電源的工作狀態(tài)。消防設(shè)備電源是否可靠關(guān)系著建筑中的消防設(shè)施在發(fā)生火災(zāi)時(shí)能否正常運(yùn)行。長久以來，因設(shè)備老化、供電中斷造成消防監(jiān)控設(shè)備與防火設(shè)備的工作中斷，延誤了火災(zāi)的控制而導(dǎo)致的悲劇屢見不鮮。因此，如何從技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)對消防設(shè)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(tái)的 GB 25506-2010《消防控制室通用技術(shù)要求》、GB28184-2011《消防設(shè)備電監(jiān)控系統(tǒng)》強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)，充分說明了消防設(shè)備電源的監(jiān)控系統(tǒng)在各類建筑建設(shè)中的重要性。本文主要以消防設(shè)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(shè)中的應(yīng)用情況。

1、工程概況

某卷煙廠進(jìn)行異地技術(shù)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(dòng)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(nèi)，其他建筑為公用工程配套設(shè)施。

根據(jù)設(shè)計(jì)要求需要對全廠消防用電設(shè)備的電源工作狀態(tài)進(jìn)行全過程連續(xù)監(jiān)測、集中控制和統(tǒng)一調(diào)度。

2、系統(tǒng)組網(wǎng)設(shè)計(jì)

消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)（基本結(jié)構(gòu)框架見圖 1）由系統(tǒng)主機(jī)、監(jiān)控傳感器以及諸多消防用電設(shè)備等元素組成。 整個(gè)系統(tǒng)功能全面、探測準(zhǔn)確、性價(jià)比高。

圖 1 某卷煙廠消防電源設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)拓?fù)涫疽鈭D

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(yuǎn)，消防用電設(shè)備主要集中在聯(lián)合工房、動(dòng)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(shè)置了兩臺(tái)消防電源監(jiān)控設(shè)備主機(jī)，消防電源監(jiān)控設(shè)備主機(jī) A 為聯(lián)合工房和動(dòng)力中心等生產(chǎn)工房內(nèi)的消防用電設(shè)備服務(wù)，消防電源監(jiān)控設(shè)備主機(jī) B 為消防控制室內(nèi)部及生產(chǎn)指揮中心等辦公區(qū)的消防用電設(shè)備服務(wù)，根據(jù)其服務(wù)對象的類別及區(qū)域位置，通過 CAN 總線將這兩臺(tái)消防電源監(jiān)控設(shè)備主機(jī)所監(jiān)控顯示的內(nèi)容統(tǒng)一在消防控制室內(nèi)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?fù)鋱D（圖 2）可知，一臺(tái)監(jiān)控主機(jī)配合不同類型的現(xiàn)場傳感器即可監(jiān)控不同消防設(shè)備的電源狀態(tài)。 根據(jù)不同消防設(shè)備所需電源以及監(jiān)控要求選擇相應(yīng)的監(jiān)控傳感器。

由于消防設(shè)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(jié)合各個(gè)建筑物監(jiān)控傳感器的分布情況，本項(xiàng)目消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)采用小型組網(wǎng)方式即可，即消防設(shè)備電源狀態(tài)監(jiān)控器加電壓傳感器的兩層結(jié)構(gòu)組網(wǎng)模式，從而簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

圖 2 中小型監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

本系統(tǒng)單臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)主機(jī)具有 2／4／6 個(gè)回路，單個(gè)回路通信有效傳輸距離理論值為 2km。每個(gè)回路可連接 128 個(gè)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(dāng)傳感器距離供電電源≥500m 時(shí)需要加裝電源中繼箱。 每種監(jiān)控傳感器均可通過其內(nèi)置軟件設(shè)定與監(jiān)控主機(jī)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(jī)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(jī)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(shè)備通過 CAN／ RS-485 總線把各個(gè)點(diǎn)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(shè)置應(yīng)保證整個(gè)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(nèi)實(shí)時(shí)顯示。 常見的設(shè)置位置有建筑內(nèi)為消防設(shè)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(fēng)機(jī)控制器等）的雙路電源輸入端與輸出端、各防火分區(qū)內(nèi)的消防設(shè)備電源裝置（給各消防設(shè)備供電的）的輸出端、消防設(shè)備供電配電箱的輸出端、消防設(shè)備應(yīng)急電源的輸入端與輸出端、應(yīng)急照明配電箱的輸出端、集中電源型消防應(yīng)急燈具專用應(yīng)急電源的輸入端與輸出端，多路主電源供電的設(shè)備監(jiān)控各主供電回路輸入端。

設(shè)置在消防控制室以外的獨(dú)立供電消防設(shè)備，如工作狀態(tài)在火災(zāi)報(bào)警控制器或消防聯(lián)動(dòng)控制器上沒有顯示，應(yīng)在其供電電源的輸出端設(shè)置電壓傳感器或電流傳感器，如電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備、可燃?xì)怏w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(zāi)傳感器、吸氣式感煙火災(zāi)傳感器、傳輸設(shè)備等。

監(jiān)控主機(jī)設(shè)置于有人值班的消防控制室內(nèi)，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(gè)消防設(shè)備的末端配電箱中。 通常，消防設(shè)備的電源均為主備電源，傳感器監(jiān)控時(shí)電壓信號(hào)取自雙電源開關(guān)上端，電流信號(hào)取自開關(guān)下端。 需要注意電氣設(shè)計(jì)的安全性，監(jiān)控傳感器需要具有熔斷保護(hù)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(shè)備電源末端配電箱中收集信號(hào)，處理后傳至消防控制室的監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行集中處理、顯示。

3、消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)特點(diǎn)

消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)具有功能多樣、可靠性高、簡單實(shí)用的特點(diǎn)。 監(jiān)控主機(jī)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(gè)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(jī)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(gòu)成，主電路正常工作時(shí)可對備電進(jìn)行充電（電池欠壓時(shí)），同時(shí)電源對主備電源狀態(tài)進(jìn)行自檢，例如主電欠壓、備電欠壓、備電斷路、備電短路等，同時(shí)進(jìn)行聲光報(bào)警；主機(jī)電路由單片機(jī)、程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、接口電路組成，其中單片機(jī)采用高性能、指令功能強(qiáng)大的進(jìn)口芯片，運(yùn)算速度快，抗力強(qiáng)；通信接口電路由 CAN通信專用接口芯片實(shí)現(xiàn)功能，與監(jiān)控傳感器通過CAN 總線進(jìn)行信息傳遞，監(jiān)控主機(jī)循環(huán)對總線上的所有監(jiān)控傳感器按地址進(jìn)行巡檢，檢測其工作狀態(tài)進(jìn)行分析處理；顯示電路由液晶顯示電路聯(lián)動(dòng)電路和打印機(jī)組成，通過這些電路可進(jìn)行指令輸入、報(bào)警輸出等操作。

4、消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)功能

4.1 監(jiān)控報(bào)警

主要功能包括：

（1）被監(jiān)控設(shè)備電源回路開關(guān)狀態(tài)；

（2）被監(jiān)控設(shè)備電源的工作狀態(tài)（電壓、電流及報(bào)警狀態(tài)信息）；

（3）報(bào)警響應(yīng)時(shí)間≤30s；

（4）報(bào)警聲信號(hào)可手動(dòng)消除，再次有報(bào)警信號(hào)輸入時(shí)能再次啟動(dòng)；

（5）報(bào)警光信號(hào)：紅色 LED 指示燈常亮。

4.2 故障報(bào)警

主要功能包括：

（1）監(jiān)控主機(jī)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(jī)主電源欠壓（≤80％ 主電電壓） 或過壓（≥110％ 主電電壓）；

（3）監(jiān)控主機(jī)與其分體電源間連線斷路、短路；

（4）故障報(bào)警響應(yīng)時(shí)間≤100s；

（5）故障報(bào)警聲信號(hào)：手動(dòng)消除，當(dāng)再次有報(bào)警信號(hào)輸入時(shí)，能再次的啟動(dòng)；

（6）故障報(bào)警光信號(hào)：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(gè)別或是全部被監(jiān)控設(shè)備的報(bào)警繼電器進(jìn)行遠(yuǎn)程操作；

（2）監(jiān)控主機(jī)報(bào)警控制輸出：常開無源觸點(diǎn)，容量：AC 220V 1A 或DC 30V 1A；

（3）監(jiān)控主機(jī)輸出控制：常開無源觸點(diǎn)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(shè)備自檢：手動(dòng)檢查或是系統(tǒng)自檢；

（3）自檢耗時(shí)≤60s。

4.5 報(bào)警記錄

主要功能包括：

（1）記錄 10000 條相關(guān)故障報(bào)警信息；

（2）報(bào)警類型：故障類型、發(fā)生時(shí)間、故障描述；

（3）報(bào)警事件查詢；

（4）報(bào)警記錄打印，可設(shè)置是否即時(shí)打印報(bào)警事件及時(shí)間、故障及時(shí)間。

4.6 操作分級

主要功能包括：

（1）日常操作級別：可進(jìn)入軟件界面查看實(shí)時(shí)監(jiān)測情況、消除報(bào)警聲音和查詢報(bào)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(hù)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(gè)功能模塊。

4.7 網(wǎng)絡(luò)

主要功能包括：自帶一路 RS485 接口，可與上位機(jī)進(jìn)行信息交互。

5、消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)調(diào)試

系統(tǒng)現(xiàn)場調(diào)試流程主要分為如下幾個(gè)步驟。

（1）監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)接入電源，主機(jī)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(dòng)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(yīng)≥50MΩ。

（3）首先將監(jiān)控傳感器通電，待其穩(wěn)定，報(bào)警主機(jī)進(jìn)行信號(hào)采集后，設(shè)置傳感器的通信地址碼、電壓報(bào)警值等，并對傳感器的各項(xiàng)功能進(jìn)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(jī)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(yīng)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(bào)警、控制輸出等功能進(jìn)行試驗(yàn)。

（5）全部調(diào)試完畢，試運(yùn)行 3 天。 系統(tǒng)驗(yàn)收后方能投入正常運(yùn)行。

6、安科瑞消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)

6.1 概述

AFPM系列消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)ο涝O(shè)備的電源進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過檢消防設(shè)備電源的電壓、電流、開關(guān)狀態(tài)等有關(guān)設(shè)備電源信息，從而判斷電源設(shè)備是否有斷路、短路、過壓、欠壓、缺相、錯(cuò)相以及過流（過載）等故障信息并實(shí)時(shí)報(bào)警、記錄的監(jiān)控系統(tǒng)。此系統(tǒng)具有可靠性、實(shí)時(shí)性并具有數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、自動(dòng)化和連續(xù)監(jiān)控的特性。實(shí)時(shí)反映出被監(jiān)控設(shè)備電源的狀況，并集中顯示，從而可以有效避免在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，消防設(shè)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(dòng)系統(tǒng)的可靠性。

AFPM消防設(shè)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。可廣泛應(yīng)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(diǎn)消防單位以及石油化工、文教衛(wèi)生、金融、電信等領(lǐng)域。

AFPM消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)由消防設(shè)備電源狀態(tài)監(jiān)控器（區(qū)域分機(jī)）、傳感器、中繼器、系統(tǒng)主機(jī)和配套附件組成。

6.2 應(yīng)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(diǎn)消防單位以及石油化工、文教衛(wèi)生、金融、電信等領(lǐng)域。

6.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

6.4 系統(tǒng)功能

6.4.1 壁掛式：AFPM100/B1消防設(shè)備電源監(jiān)控設(shè)備

6.4.2 壁掛式：AFPM100/B消防設(shè)備電源監(jiān)控設(shè)備

6.4.3 軟件畫面

6.5 選型方案

6.5.1 消防設(shè)備電源監(jiān)控主機(jī)

6.5.2 消防設(shè)備電源監(jiān)控模塊

7、結(jié)束語

消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)作為一種預(yù)警系統(tǒng)，在工業(yè)廠房設(shè)計(jì)中被廣泛應(yīng)用，其簡單的系統(tǒng)架構(gòu)（消防設(shè)備電源狀態(tài)監(jiān)控器加電壓傳感器的兩層結(jié)構(gòu)組網(wǎng)模式）有效地實(shí)現(xiàn)了消防設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測，并反映出消防用電設(shè)備的供電電源、備用電源實(shí)時(shí)工作狀態(tài)的技術(shù)要求，保障了消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的安全。該系統(tǒng)對于確保工業(yè)建筑消防設(shè)備正常運(yùn)行，提高單位消防安全管理水平具有非常重要的作用。同時(shí)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)消防設(shè)備故障，以達(dá)到預(yù)防和減少火災(zāi)事故的目的，為工廠的安全運(yùn)行和人民生命財(cái)產(chǎn)安全保駕護(hù)航。

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