火灾自动报警系统的主要设备：《消防物联网理论与实战》优选

(1)火灾报警控制器

1)火灾报警控制器的作用

火灾报警控制器给火灾探测器稳定的供电,监视连接的各类火灾探测器传输导线有无短路、断路等故障,接收火灾探测器发出的报警信号,迅速、正确地进行转换和处理,指示报警的具体部位和时间,同时执行相应的辅助控制等诸多任务。

2)火灾报警控制器工作原理

火灾报警控制器在收到火灾探测器、手动报警按钮等现场设备的火灾报警、故障等信号后,迅速、正确地进行转换和处理,发出声光警报,指示报警的具体部位和时间。

3)火灾报警控制器的分类

①按系统连线方式分类:分为多线制火灾报警控制器、总线制火灾报警控制器及无线火灾报警控制器。

·多线制火灾报警控制器:探测器与控制器之间连线采用多线方式,并联或串联在控制器每区连线上的探测器采用电流或电压方式进行信息传递,每个探测器没有编码地址。控制器采用多线方式,一般此类控制器连接探测器的容量有限,安装调试较复杂,适用于小型火灾报警系统。在国内,早期火灾报警控制器大多采用多线制,随智能探测技术的发展,现基本被总线制火灾报警控制器所取代。

·总线制火灾报警控制器:探测器与控制器之间连线采用总线方式,并联在总线上的探测器与控制器采用总线通信方式进行信息传递,每个探测器均有编码地址。总线制火灾报警控制器适用于大型火灾报警系统,布线简单,调试方便。在国内,总线制火灾报警控制器基本取代了多线制火灾报警控制器,是火灾报警技术的发展趋势。

·无线火灾报警控制器:探测器与控制器之间采用无线传输方式,每个探测器均有编码地址。无线火灾报警控制器主要用于古建筑和临时建筑等不适于布线的特殊场所。

②按应用方式分类:分为独立型、区域型、集中型、集中区域兼容型火灾报警控制器。

·独立型火灾报警控制器:不具有向其他控制器传递信息功能的火灾报警控制器。独立型火灾报警控制器直接连接火灾探测器,处理各种报警信息,不具有与其他控制器通信的功能,一般用于单台火灾自动报警控制器的小型火灾报警系统。独立型火灾报警控制器安装在消防值班室或消防控制室。

·区域型火灾报警控制器:具有向其他控制器传递信息功能的火灾报警控制器。区域型火灾报警控制器直接连接火灾探测器,处理各种报警信息,同时还与集中型火灾报警控制器相连接,向其传递报警信息。区域型火灾报警控制器与集中型火灾报警控制器构成分散或大型火灾自动报警场合。区域型火灾报警控制器一般安装在所保护区域现场。

·集中型火灾报警控制器:具有接收各区域型控制器传递信息的火灾报警控制器。集中型火灾报警控制器能接收区域型火灾报警控制器或火灾探测器发出的信息,并能发出某些控制信号使区域型火灾报警控制器工作。集中型火灾报警控制器一般容量都较大,可独立构成大型火灾自动报警系统,也可与区域型火灾报警控制器构成分散或大型火灾自动报警系统。集中型火灾报警控制器一般装在消防控制室。

·集中区域兼容型火灾报警控制器:兼有区域、集中两级火灾报警控制器的功能。通过设置或修改某些参数实现区域型和集中型的转换。

③按结构形式分类:

·壁挂式火灾报警控制器:采用壁挂式机箱结构,适合安装在墙壁上,占用空间较小。一般区域型或集中区域兼容型火灾报警控制器常采用这种结构。

·琴台式火灾报警控制器:采用琴台式结构,回路较多,内部电路结构大多设计成插板组合式,带载容量较大,操作使用方便。一般常见于集中火灾报警控制器。

·柜式火灾报警控制器:采用立柜式结构,回路较多,内部电路结构大多设计成插板组合式,带载容量较大,操作使用方便,但较琴台结构占用面积小。一般常见于集中型或集中区域兼容型火灾报警控制器。

(2)消防联动控制器

小型、简单的建筑场所,仅设火灾自动报警而没有联动控制就可满足消防安全要求。而大型、功能复杂的建筑场所,除了设有火灾自动报警系统,还需设有各类灭火系统、防排烟系统、防火分隔设施、消防应急广播等建筑消防设施,其中很多设备的监测和控制需要在消防控制室进行,例如:消防水泵、排烟风机、排烟阀、送风机、送风阀、防火阀、排烟防火阀、防火卷帘、消防应急广播、各类控制模块等,这些设备统称为受控消防设备。消防联动控制器就是用来监测和控制与其连接的受控消防设备的装置。

1)消防联动控制器的作用

消防联动控制器能够接收火灾报警控制器或其他火灾触发器件发出的火灾报警信号,根据预定的控制逻辑向相关的联动控制装置发出控制信号,控制各类消防设备实现人员疏散、限制火势蔓延和自动灭火等消防保护功能。

2)火灾报警控制器(联动型)工作原理

火灾探测器是系统的“感觉器官”,随时监视周围环境的情况;火灾报警控制器,是系统的“大脑”,是系统的核心;而控制模块则是系统的“躯干”执行消防联动控制。火灾报警控制器(联动型)通过总线驱动电路巡检连接的探测器、控制模块等现场设备,被巡检的火灾探测器、控制模块将工作状态报送给火灾报警控制器。当火警发生时,探测器探测到火情后,将火警信号通过总线传送给火灾报警控制器。火灾报警控制器的中央处理单元对报警信号进行处理,向显示器进行报警信息显示并发出相应报警音响,向打印机输出信息进行打印,如满足联动条件按预定的逻辑向控制模块发出消防联动控制信号控制被控联动设备。多线制控制盘可手动或自动控制与其连接的重要被控联动设备。火灾报警控制器通过通信接口电路进行联网信息的传输,实现联网和图形显示装置的接口。

3)消防联动控制器的分类

①按连线方式分类:消防联动控制器分为多线制消防联动控制器、总线制消防联动控制器、火灾报警控制器(联动型)。

·多线制消防联动控制器:消防联动控制器与被控设备之间采用多线制连接方式。多线制消防联动控制器一般操作简单、安全可靠,适用于外控设备数量少或要求高可靠性的重要外控设备。国内早期的消防联动控制器多采用多线制方式,但随着外控设备数量增加,智能探测技术的发展,现基本被总线制消防联动控制器所取代。

·总线制消防联动控制器:消防联动控制器与被控设备之间采用总线制连接方式。控制模块与控制器之间连线采用总线方式,并联或串联在总线上的控制模块与控制器采用总线通信方式进行信息传递,每个控制模块均有编码地址。总线制消防联动控制器适用于大型火灾自动报警系统,布线简单、调试方便。在国内,总线制消防联动控制技术是发展趋势。

·火灾报警控制器(联动型):火灾报警控制器(联动型)集报警和联动控制于一体,从而实现手动或自动联动、跨区联动、设置防火区域,使火灾报警与消防联动控制达到最佳配合。火灾报警控制器(联动型)集成度高、联动控制灵活、布线简单、调试方便、适合范围广。在国内,现在基本采用火灾报警控制器(联动型)作为消防联动方式。

②按结构形式分类:消防联动控制器分为壁挂式、琴台式、柜式消防联动控制器。

·壁挂式消防联动控制器:采用壁挂式机箱结构,适合安装在墙壁上,占用空间较小。一般多线制消防联动控制器、区域型或集中区域兼容型火灾报警控制器(联动型)常采用这种结构。

·琴台式消防联动控制器:采用琴台式结构,回路较多,内部电路结构大多设计成插板组合式,带载容量较大,操作使用方便。一般常见于总线制消防联动控制器、集中火灾报警控制器(联动型)。

·柜式消防联动控制器:采用立柜式结构,回路较多,内部电路结构大多设计成插板组合式,带载容量较大,操作使用方便,但较琴台结构占用面积小。一般常见于总线制消防联动控制器、集中型或集中区域兼容型火灾报警控制器(联动型)。

4)火灾报警控制器(联动型)状态识别及操作

以下均以JB-QT-GST 5000火灾报警控制器(联动型)为例介绍(图13.8)。

图13.8　火灾报警控制器

①主要组成结构说明:火灾报警控制器(联动型)的典型配置包括:控制器主机、总线制手动消防启动盘、多线制控制盘、电源。其中控制器主机包括:母板、主板、回路板、按键显示板、液晶屏、打印机、485通信板、232通信板等功能扩展板。电源包括:电源滤波器、变压器、直流稳压电源、蓄电池等部件。

②控制器主机面板按键及指示说明:主控面板由显示器、指示灯区、时间显示窗、按键键盘及打印机5部分组成(图13.9)。

图13.9　控制器主控面板

显示器主要显示控制器状态信息和操作提示信息,具体见控制器状态信息识别和操作介绍部分。

③主要指示灯:

·火警灯:红色,此灯亮表示控制器检测到外接探测器处于火警状态,具体信息见液晶显示。控制器进行复位操作后,此灯熄灭。

·监管灯:红色,此灯亮表示控制器检测到了外部设备的监管报警信号,具体信息见液晶显示。控制器进行复位操作后,此灯熄灭。

·屏蔽灯:黄色,有设备处于被屏蔽状态时,此灯点亮,此时报警系统中被屏蔽设备的功能丧失,需要尽快恢复,并加强被屏蔽设备所处区域的人工检查。控制器没有屏蔽信息时此灯自动熄灭。

·系统故障灯:黄色,此灯亮,指示控制器处于不能正常使用的故障状态,以提示用户立即对控制器进行修复。

·主电工作灯:绿色,当控制器由主电源供电时,此灯点亮。

·备电工作灯:绿色,当控制器由备电供电时,此灯点亮。

·故障灯:黄色,此灯亮表示控制器检测到外部设备(探测器、模块或火灾显示盘)有故障,或控制器本身出现故障,具体信息见液晶显示。除总线短路故障需要手动清除外,其他故障排除后可自动恢复,所有故障排除或控制器进行复位操作后,此灯熄灭。

·启动灯:红色,当控制器发出启动命令时,此灯点亮,若启动后控制器没有收到反馈信号,则该灯闪亮,直到收到反馈信号。控制器进行复位操作后,此灯熄灭。

·反馈灯:红色,此灯亮表示控制器检测到外接被控设备的反馈信号。反馈信号消失或控制器进行复位操作后,此灯熄灭。

·自动允许灯:绿色,此灯亮表示当满足联动条件后,系统自动对联动设备进行联动操作。否则不能进行自动联动。

·自检灯:黄色,当系统中存在处于自检状态的设备时,此灯点亮;所有设备退出自检状态后此灯熄灭;设备的自检状态不受复位操作的影响。

·警报器消音指示灯:黄色,指示报警系统内的声光警报器是否处于消音状态。当警报器处于输出状态时,按“警报器消音/启动”键,警报器输出将停止,同时警报器消音指示灯点亮。如再次按下“警报器消音/启动”键或有新的警报发生时,警报器将再次输出,同时警报器消音指示灯熄灭。

·声光警报器故障指示灯:黄色,声光警报器故障时,此灯点亮。

·声光警报器屏蔽指示灯:黄色,系统中存在被屏蔽的声光警报器时,此灯点亮。

④常用按键:

·消音键:按下“消音”键可消除火灾报警控制器发出的火警或故障警报声。

·复位键:按下“复位”键可使火灾自动报警系统或系统内各组成部分恢复到正常监视状态。

·自检键:按下“自检”键可对火灾报警控制器的音响器件、面板上所有指示灯、显示器进行检查。

5)状态信息识别

火灾报警控制器的工作状态主要有正常监视状态、火灾报警状态、消音状态、各类故障报警状态、屏蔽状态等,火灾报警控制器通过音响声调、液晶显示器显示的文字信息,点亮指示灯作为当前状态信息特征。以下分别介绍上述状态的信息特征,从而识别控制器所处的工作状态。

①正常监视状态。

·正常监视状态:接通电源后,火灾报警控制器及监控的探测器等现场设备均处于正常工作状态,无火灾报警、故障报警、屏蔽、监管报警、消音等信息发生。火灾报警控制器大多时间处于这种状态。

·信息特征:

指示灯:“主电工作”保持点亮。当允许时,“自动允许”“喷洒允许”点亮。声响音调:无声响。

液晶显示器:显示“系统运行正常”等类似提示信息。

②火灾报警状态。

·火灾报警状态:火灾报警控制器接收到监视的火灾触发器件发送的火灾报警信号并发出声、光报警信号时的状态。在所有信息中,火灾报警信息具有最高显示级别,当系统中存在多种信息时,控制器按照火警、监管、故障、屏蔽的优先顺序进行显示。优先级火灾报警信息为最高显示级别,优先显示,不受其他信息显示影响。

·信息特征:

指示灯:点亮“火警”总指示灯,不能自动清除,只能通过手动复位操作进行清除。

声响音调:火灾报警控制器发出与其他信息不同的火警声(例如:消防车声)。

显示器:应指示火灾发生部位、设备类型、报警时间。当多于一个火警时,还应指示火警总数,持续显示首警信息、后续火灾报警部位应按报警时间顺序连续显示。当显示区域不足以显示火灾报警部位时,应按顺序循环显示。同时设有手动查询按钮(键),每手动查询一次,能查询一个火灾报警部位及相关信息,以避免查询时有信息遗漏的现象出现。报警控制器根据显示器类型的不同,显示方式各异。

具体见图火灾报警显示界面(图13.10)。

图13.10　火灾报警显示界面

示例的控制器液晶屏显示分为上下两部分,下半屏用于显示4种联动信息(动作、反馈、启动及延时),火警信息显示在上半屏,当上半屏仅存在火警信息时,一屏最多可显示5条火警信息,当上半屏存在火警以外的信息时,一屏最多仅可显示2条火警信息,如果火警信息多于2条,系统将自动循环显示,也可通过手动操作进行查询。

在分屏显示状态下,可以按信息查看的一般方法,对信息进行翻页和选中等操作。

数字显示器举例:火警指示灯点亮,显示当前火警信息的总数,在首警显示器持续显示最先发生火灾报警的部位,循环显示窗的火灾报警部位应按报警时间顺序循环显示。设备类型和火警部位信息采用编码方式显示,图13.11中共有3条火警信息。

图13.11　数字显示举例

③消音状态:(www.xing528.com)

·消音状态:火灾报警控制器接收到火灾报警或故障报警等信号并发出声、光报警信号时,按下“消音”键控制器所处的工作状态。

·信息特征:

声响音调:火灾报警控制器停止发出声响。

④主电故障状态:

·主电故障报警状态:火灾报警控制器主电电源部分发生故障并发出声、光报警所处的工作状态。

·信息特征:

指示灯:点亮“故障”总指示灯,“备电工作”指示灯点亮。故障排除后,“故障”“备电工作”的光指示信号可自动清除,“主电工作”指示灯点亮。

声响音调:发出与火警信息明显不同的故障声(例如:救护车声)。

显示器:显示故障总数和故障报警序号、报警时间、地址编码、设备类型。

⑤备电故障状态:

·备电故障报警状态:火灾报警控制器备用电源部分发生故障并发出声、光报警所处的工作状态。

·信息特征:

指示灯:点亮“故障”总指示灯,故障排除后,故障信息的光指示信号可自动清除。

声响音调:发出与火警信息明显不同的故障声(例如:救护车声)。

显示器:显示故障总数和故障报警序号、报警时问、地址编码、设备类型。

液晶显示器举例如图3.12所示。

⑥现场设备故障状态:

·现场设备故障报警状态:火灾报警控制器监控的现场设备发生故障并发出声、光报警所处的工作状态。

·信息特征:

指示灯:点亮“故障”总指示灯,故障排除后,故障信息的光指示信号可自动清除。

声响音调:发出与火警信息明显不同的故障声(例如:救护车声)。

显示器:显示故障总数和故障报警序号、报警时间、地址编码、设备类型。当多于一个故障时,应按报警时间顺序显示所有故障信息。当显示区域不足以显示所有故障部位时,应能手动查询。

⑦屏蔽状态:

·屏蔽状态:按下“屏蔽”按键使火灾报警控制器屏蔽某些设备状态信息所处的工作状态。屏蔽功能为火灾报警控制器的可选功能。屏蔽状态应不受“复位”操作影响。

·信息特征:

指示灯:点亮“屏蔽”总指示灯。

声响音调:无音响。

显示器:屏蔽总数、时间、地址编码、设备类型。当多于一个屏蔽信息时,应按时间顺序显示所有屏蔽部位。当显示区域不足以显示所有屏蔽部位时,应显示最新屏蔽信息,其他屏蔽信息应能手动查询。

液晶显示器举例见图13.12。

图13.12　液晶显示器举例图

⑧监管报警状态:

·监管报警状态:火灾报警控制器接收到监视的设备信号并发出声、光报警时的状态,监视的信号包括:水流指示信号、压力开关信号、低水位信号、信号蝶阀信号等。在所有信息当中,监管报警显示级别仅次于火警,当系统中存在多种信息时,控制器按照火警、监管、故障、屏蔽的先后顺序进行显示。

·信息特征:

指示灯:点亮“监管”指示灯,不能自动清除,只能通过手动复位操作进行清除。

声响音调:发出与火警不同的监管报警声。

显示器:显示监管信息总数和监管报警序号、报警时间、地址编码、设备类型。当多于一个监管信息时,应按报警时间顺序显示所有信息。当显示区域不足以显示所有信息时,应能手动查询。

⑨气体喷洒状态:

·气体喷洒状态:通过手动启动或满足气体联动公式中的逻辑关系时,且控制器处于“喷洒允许”的状态下,控制器发出气体启动命令,并接收反馈动作信号。

·信息特征:

指示灯:当收到保护现场气体灭火设备请求启动信号时,点亮“喷洒请求”指示灯,确认可以喷洒时,点亮“喷洒允许”指示灯,当现场气体灭火设备喷洒启动时,点亮“气体喷洒”指示灯。

声响音调:发出与火警不同的报警声响。

显示器:液晶屏显示气体启动设备喷洒序号、喷洒时间、地址编码、设备类型。当接收动作信号反馈后,反馈灯亮,液晶屏显示气体动作设备名称和部位,并发出反馈声信号。光和信息的显示只能通过手动复位操作进行清除。

气体喷洒状态显示举例如图13.13所示。

图13.13　气体喷洒状态显示图

⑩自动联动状态

·联动控制状态:当联动公式中的逻辑关系满足时,且控制器处于“自动允许”的状态下,控制器发出自动联动启动命令,并接收没备动作反馈信号。

·信息特征:

指示灯:点亮“启动”指示灯和“自动允许”指示灯。如有动作信号反馈,点亮“反馈”指示灯。

声响音调:发出启动声响、动作声响。

显示器:启动灯亮,液晶屏显示启动设备名称、部位及编码等信息,记录启动时间和启动设备总数。当接收动作信号反馈后,反馈灯亮,液晶屏显示动作设备名称、部位及编码等信息,记录反馈时间和设备总数。

联动状态显示举例如图13.14所示。

图13.14　联动状态显示图

(3)火灾探测器

1)火灾探测器的作用

探测火灾过程中产生的烟雾、热量、光辐射等特征参数,将其转换成电信号,传输至火灾报警控制器。

2)火灾探测器的分类

①感烟探测器:目前常用的感烟式火灾探测器(图13.15)有离子感烟式火灾探测器和光电感烟式火灾探测器两种类型。

离子感烟式火灾探测器是采用空气离化火灾探测方法构成和工作的,它是利用放射性同位素释放的高能量α射线将局部空间的空气电离产生正、负离子,在外加电压的作用下形成离子电流,当火灾产生的烟雾及燃烧产物即烟雾气溶胶进入电离空间(一般称作电离室)时,比表面积较大的烟雾离子将吸附其中的带电离子,产生离子电流变化,经电子线路加以检测,从而获得与烟浓度有直接关系的电测信号,用于火灾确认和报警。

图13.15　感烟探测器

光电感烟探测器是根据火灾产生的烟雾颗粒对光线的阻挡或散射作用来进行探测。其中减光式光电感烟火灾探测器是通过进入光电检测暗室内的烟雾离子对光源产生发出的光产生吸收和散射作用,使得通过光路上的光通量减少,从而在受光元件上产生的光电流降低,据此通过电子线路对火灾信息进行阈值放大,比较类比判断处理或火灾参数运算,最后通过传输电路产生相应的火灾信号。散射光式光电感烟火灾探测器是进入遮光暗室的烟雾离子对发光元件发出的一定波长的光产生散射作用,使处于一定夹角位置的受光元件的阻抗发生变化,产生光电流。根据受光元件的光电流大小,即当烟离子浓度达到一定值时,散射光的能量就足以产生一定大小的激励用光电流可以用于激励遮光暗室外部的信号处理电路发出火灾信号。

感烟探测器的适用范围:

·饭店、旅馆、教学楼、办公楼的厅堂、卧室、办公室、商场、列车载客车厢等。

·计算机房、通信机房、电影或电视放映室等。

·楼梯、走道、电梯机房、车库等。

·书库、档案库等。

②感温探测器。

目前常用的感温探测器(图13.16)有定温式火灾探测器、差温式火灾探测器、差定温式火灾探测器。

图13.16　感温探测器

定温式火灾探测器是在规定时间内火灾引起的温度上升,超过某个定值时启动报警的火灾探测器。差温式火灾探测器,是在规定时间内火灾引起的温度上升速率超过某个规定值时,启动报警的火灾探测器。差定温式火灾探测器结合了差温式和定温式两种感温作用原理,并将两种探测器结构组合在一起。

感温探测器的适用范围:

·相对湿度经常大于95%。

·可能发生无烟火灾。

·有大量粉尘。

·吸烟室等在正常情况下有烟或蒸汽滞留的场所。

·厨房、锅炉房、发电机房、烘干车间等不宜安装感烟火灾探测器的场所。

·需要联动熄灭“安全出口”标志灯的安全出口内侧。

·其他无人滞留且不适合安装感烟火灾探测器,但发生火灾时需要及时报警的场所。

其他常见的火灾探测器还有复合式感烟感温探测器、缆式线性感温火灾探测器、线型光束感烟探测器等。