基于分布式消火栓系统的解决方案——FA67

近几年来随着我国智能电网建设的不断深入，传统的消防供电、配电及控制系统也逐渐向智能化、网络化方面发展。因此未来消防系统将主要体现在：系统及网络的安全性方面、系统设备的兼容性方面、系统监控数据信息共享方面、系统之间网络互连互通方面。系统内的设备具有高度的独立性，不同职能及功能的设备逐渐演化为一些小系统，各个小系统可以独立运行互不干扰。同时系统与系统之间数据的传输又具有透明性，系统内的用户可以共享数据信息。综上所述采用基于分布式的消防系统可以更好地满足要求，分布式消防系统是最近几年各行业相继引入的新概念并得到快速发展的新技术，它适用于智能电网同样也适用于消防系统。目前基于分布式的系统已成为国外消防系统的主流。最近颁布并在今年5月1日正式实施的GB50116—1013《火灾自动报警设计规范》中也不难看出“分布式消防系统”将是我们未来几年消防系统建设的重要发展方向。

1.概述

我国现阶段应用最为广泛的《火灾自动报警系统》主要体现的是集中型监控方面，网络化程度相对还不是很高，不同系统或设备之间的网络互连性也相对较差。消火栓系统作为火灾自动报警系统是非常重要的一部分，现阶段的消火栓设备是大多数不具备数据通信能力也不具备对设备运行状况远程监控能力，并且与消防设备之间的联动控制仍然建立在基于开关量接口的互连架构之上。因此在实现构建分布式消防系统方面还需要进一步向网络化方面发展。例如，我们最常见的火灾报警系统中往往一台联动控制器监管着多个受联动的设备，主要有自动喷水灭火系统、消火栓系统、防烟排烟系统、防火门及防火卷帘门系统等，这些设备最显著的特点是智能化程度不高，缺乏网络通信能力，与联动设备之间的连接大多数采用基于开关量的输入输出模块实现，系统中多个不同职能及功能的设备都依赖于一台联动控制器，因此整个系统中容易因联动设备的故障造成系统的全部瘫痪。分布式消防系统可以有效地弥补这些不足。它将这些集中控制的系统分成多个可以独立运行的小系统，当某一小系统故障时系统会自动隔离，确保其他的系统不受影响，避免应联动控制器故障造成整个系统瘫痪的情况。

2.现阶段我国消火栓系统主要架构及特点

（1）系统组成及工作原理

消火栓系统属于消防系统的一部分，一般由消防给水管网、室内消火栓设备、消防泵控制设备、报警控制设备及附件等组成。当建筑物内设有火灾自动报警系统时，如发现火灾现场的人员打开消火栓的阀门后按下消火栓按钮，消火栓按钮的动作信号发送至消防联动控制器，消防联动控制器确认按钮动作信息后，联动控制消防泵起动，消防泵的起动信号反馈至消防控制室，并在消防联动控制器上显示。

（2）室内消火栓系统组成（见图1）

3.基于分布式消火栓系统的实现方案

（1）分布式消火栓系统组成

分布式消火栓系统主要由消防给水管网、消防蓄水池、室内消火栓设备、消防泵控制设备、消防巡检试水控制单元、消防增压装置控制设备、消火栓按钮、消防管网压力流量监测模块、室内消火栓控制设备等组成。图2给出了分布式消火栓系统的示意图。

（2）分布式消火栓系统的实现方案

在图2中分布式消火栓系统是通过CAN总线将系统中各功能相对独立的模块连接起来的，这些模块由一台室内消火栓控制设备集中监控和管理，室内消火栓控制设备实时检查本系统内水箱的水位信号，消火栓按钮报警信号，管网压力、流量信号等，并根据监测到的数据信息，在满足控制逻辑的情况下直接控制消防泵控制设备起动消防泵。同时室内消火栓控制设备将本系统内设备的工作状态及监测数据等信息通过网络接口上传至消防联动控制器，并接收联动控制器发出的联动控制信息来控制相关的设备工作。系统还具备消火栓设备的自动巡检功能，通过定期对消火栓泵巡检试水运行可以有效预防水泵锈蚀，或因水泵故障所导致的压力、流量不能满足消防给水要求等问题。

（3）分布式消火栓系统与分布式消防网络的网络架构（见图3）

（4）分布式消火栓系统特点(www.xing528.com)

1）分布式消火栓系统的智能化：智能化方面主要体现在消防泵自动巡检功能，消火栓设备工作状态自动监测方面、消火栓设备及供电电源的自动监测与保护方面（过电压和欠电压监测与保护、断相监测与保护、过电流监测与保护、消防管网压力和流量的监测、控制阀信号的监测）、消火栓设备的本地控制及远程控制方面、设备历史运行及故障记录的查询方面等。

2）分布式消火栓系统的网络化：网络化方面主要体现在系统中各个不同功能的设备或监测单元都通过CAN总线与室内消火栓控制设备相连接，通过总线的方式实现了对各个功能设备或单元进行集中的管理和监控。消火栓控制设备和火灾报警系统之间数据通信采用了基于LAN局域网网络架构，本局域网内的消防设备之间易于实现信息的共享及联动控制等，便于通过多种接入网技术实现城市消防网络集中管理及监控。

图1 室内消火栓系统的组成

3）分布式消火栓系统的安全性和可靠性：安全性和可靠性方面主要体现在，分布式消火栓系统是建立在基于网络架构之上的，系统可以独立运行，同时又可以和消防联动控制系统通信，接受联动控制器的控制，其独立性可以有效的减小联动控制器的系统故障或网络故障对消火栓系统的影响。另一方面分布式消火栓系统具有对消防供水管线和供电电路及消火栓设备的状态进行监控能力，可以对系统中的设备在非消防应急状态下或消防应急状态下的工作性能进行实时的监控。从而提升了整个消火栓系统的安全性和可靠性。

图2 分布式消火栓系统示意图

1—系统低压信号 2—水池水位信号 3—消防巡检开阀信号 4—按钮开泵信号 5—系统高压信号 6—水流开泵信号 7—高水箱消防水位信号 8—阀门关闭显示 9—稳压联动信号 10—消防试水管线流量信号 11—运行反馈信号

（5）基于分布式消火栓系统的消防泵控制设备（见图4）

针对分布式消火栓系统我们开发了全系列的BMF-CS消防泵、双电源控制设备，功率等级在（5.5～90kW）范围内，常用消防泵实现了全覆盖，并取得了公安部颁发的产品认证资质证书。产品的特点主要体现在，满足GB 16806—2006《消防联动控制设备》中所规定消防电气控制装置的基本要求，主要突出了对消防水泵的控制、监测功能（一用一备或两用一备水泵控制功能，系统电压、电流、水位、压力、流量及各控制阀的状态监测功能），双电源互投转换功能、消防泵软起动功能、消防泵定期巡检功能，基于CAN总线的数据通信功能等。

图3 分布式消火栓系统

图4 BMF-CS消防泵泵、双电源控制设备

在图5中给出了BMF-CS消防泵控制设备数据监控部分的显示界面，主巡检柜与控制柜之间通过CAN通信总线进行数据通信，实现对每台消防泵的监测与控制。

图5 基于分布式消火栓系统的消防泵控制设备数据监控界面

（作者：北京明日电力电子有限公司 张天福 卢其威）