王晶晶

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定  201801

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。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(shù)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(shù)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(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(diào)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(jié)構(gòu)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(nèi)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(nèi)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(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(jié)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(jié)構(gòu)組網(wǎng)模式，從而簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計。

圖 2 中小型監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)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(nèi)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(nèi)實時顯示。 常見的設置位置有建筑內(nèi)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(nèi)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(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(gòu)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*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(diào)試

       系統(tǒng)現(xiàn)場調(diào)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(diào)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?qū)ο涝O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。可廣泛應用于智能樓宇、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(jié)構(gòu)

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(jié)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(gòu)（消防設備電源狀態(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(shù)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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