摘要：針對(duì)傳統(tǒng)的火災(zāi)探測(cè)報(bào)警技術(shù)存在問題，本文詳細(xì)分析了城市火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)中的聯(lián)動(dòng)控制器相關(guān)分析，從原理解釋到具體硬件實(shí)現(xiàn)進(jìn)行闡述。
　　關(guān)鍵詞：火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警，聯(lián)動(dòng)問題，實(shí)現(xiàn)技術(shù)
　　1引言
　　傳統(tǒng)的火災(zāi)探測(cè)報(bào)警技術(shù)是由火災(zāi)探測(cè)器感知現(xiàn)場(chǎng)的某種火災(zāi)參數(shù)(如煙濃度、溫度等)，當(dāng)被感知的火災(zāi)參數(shù)達(dá)到某個(gè)限度值后，火災(zāi)探測(cè)器通過一定的方式向火災(zāi)報(bào)警控制器發(fā)出火災(zāi)報(bào)警信號(hào)，火災(zāi)報(bào)警控制器收到報(bào)警信號(hào)后，立即發(fā)出聲光報(bào)警。但是存在探測(cè)器的靈敏度固定，不易改變；火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)缺乏故障的自診斷、自排除能力；火災(zāi)報(bào)警的判據(jù)單一，對(duì)環(huán)境背景的干擾影響無法消除，這樣在一些場(chǎng)合就不能提供準(zhǔn)確的報(bào)警等缺點(diǎn)。為了克服這些弊病，近年來發(fā)展了智能型火災(zāi)報(bào)警技術(shù)，完全擺脫了傳統(tǒng)的火災(zāi)報(bào)警信號(hào)處理方式，使得火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的可靠性有較大提高[1,2]。本文詳細(xì)分析了城市火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)中的聯(lián)動(dòng)控制器相關(guān)分析，從原理解釋到具體硬件實(shí)現(xiàn)進(jìn)行闡述。
　　2火災(zāi)聯(lián)動(dòng)控制器原理
　　所謂火災(zāi)聯(lián)動(dòng)控制是指一旦發(fā)生火災(zāi)后，各種消防設(shè)備根據(jù)事先擬定的邏輯關(guān)系，進(jìn)行不同的動(dòng)作，以撲滅相應(yīng)的火災(zāi)區(qū)域，而現(xiàn)場(chǎng)消防設(shè)備的種類很多。從功能上講，有水滅火設(shè)備，氣體滅火設(shè)備，防火分割設(shè)備，防排煙設(shè)備空調(diào)通風(fēng)設(shè)備等等，這些設(shè)備的控制裝置有DC24V控制器，也有AC220V,380V控制的；有小功率(弱電)的，也有大功率(強(qiáng)電的)等等，因此對(duì)五花八門的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，如何進(jìn)行規(guī)格化的分類，是組成標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)的關(guān)鍵。
　　本系統(tǒng)采用信號(hào)的分類方法，即不管現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的功能，電源和信號(hào)的種類功率的大小，動(dòng)作機(jī)構(gòu)如何，只看其信號(hào)的傳輸方式，根據(jù)此方法，可將設(shè)備歸納為以下幾個(gè)簡單的型式。
　　第1種型式：設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)自行動(dòng)作，給出一個(gè)動(dòng)作信號(hào)其動(dòng)作是由現(xiàn)場(chǎng)火災(zāi)參數(shù)(溫度煙塵光)或是從操作引起的。例如玻璃球水噴頭受熱炸開產(chǎn)生水流，使水流指示器輸出一個(gè)信號(hào)。控制室與現(xiàn)場(chǎng)之間只傳一個(gè)信號(hào)，方向是由現(xiàn)場(chǎng)到控制室。
　　第2種型式：設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)接收到控制室送來的控制信號(hào)而發(fā)生動(dòng)作，例如事故廣播收到控制室發(fā)來的控制信號(hào)而動(dòng)作。控制室與現(xiàn)場(chǎng)之間只傳輸一個(gè)信號(hào)，方向是由控制室到現(xiàn)場(chǎng)。
　　第3種型式：設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)接收到控制室送來的控制信號(hào)，在其發(fā)生動(dòng)作之后，給出一個(gè)回答信號(hào)返回控制室。例如，排煙閥接收到控制室送來的控制信號(hào)，其脫機(jī)機(jī)構(gòu)動(dòng)作并自動(dòng)形成回答信號(hào)，控制室與現(xiàn)場(chǎng)之間傳輸兩個(gè)信號(hào)，先由控制室到現(xiàn)場(chǎng)到控制室。
　　第4種型式：設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)由于火災(zāi)因素產(chǎn)生一個(gè)報(bào)警(或動(dòng)作請(qǐng)求)信號(hào)送到控制室，控制室再發(fā)生動(dòng)作命令信號(hào)，設(shè)備動(dòng)作之后再給出一個(gè)回答信號(hào)返回控制室。控制室與現(xiàn)場(chǎng)之間傳輸三個(gè)信號(hào)，先由現(xiàn)場(chǎng)到控制室，自由控制室到現(xiàn)場(chǎng)，最后由現(xiàn)場(chǎng)到控制室。
　　第5種型式：設(shè)備與現(xiàn)在收到控制室發(fā)來的兩個(gè)控制信號(hào)，而實(shí)現(xiàn)兩個(gè)動(dòng)作(例如水泵的起動(dòng)與停止，卷簾門的兩步動(dòng)作)設(shè)備動(dòng)作后有回答信號(hào)返回控制室。控制室與現(xiàn)場(chǎng)之間傳輸三個(gè)(或四個(gè))信號(hào)，其中兩個(gè)控制信號(hào)由控制現(xiàn)場(chǎng)，一個(gè)回答(或兩個(gè))由現(xiàn)場(chǎng)到控制室，其時(shí)間關(guān)系依具體情況而定。
　　綜上所述，可將這幾種型式的設(shè)備歸納以下幾種類型：（1）主動(dòng)型設(shè)備如上述第一種型式的設(shè)備；（2）被動(dòng)型設(shè)備，如上述的第2,3,5種型式的設(shè)備，其中2型為無回答型，3為單動(dòng)作型，S型為雙動(dòng)作型。（3）主/被動(dòng)型設(shè)備：如上述第4種型式，即設(shè)備由相關(guān)的主動(dòng)型和被動(dòng)型兩部分組成，主動(dòng)型部分動(dòng)作后，被動(dòng)型部分需經(jīng)控制室自動(dòng)或手動(dòng)操作方能動(dòng)作。把聯(lián)動(dòng)設(shè)備分類后，就可以根據(jù)各自的特性，進(jìn)行相應(yīng)的控制。另外，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，聯(lián)動(dòng)設(shè)備的動(dòng)作又分為手動(dòng)動(dòng)作和自動(dòng)動(dòng)作，即前者動(dòng)作指當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，聯(lián)動(dòng)設(shè)備根據(jù)已設(shè)定的邏輯關(guān)系，自動(dòng)啟動(dòng)相應(yīng)的聯(lián)動(dòng)設(shè)備。
　　3火災(zāi)聯(lián)動(dòng)控制方式的實(shí)現(xiàn)
　　3.1消防設(shè)備顯示控制盤的設(shè)計(jì)思想
　　在消防聯(lián)動(dòng)設(shè)備設(shè)計(jì)中，由于消防設(shè)備數(shù)量繁多，種類性質(zhì)各不相同，若僅靠聯(lián)動(dòng)控制器上的數(shù)碼管通過顯示地址代碼進(jìn)行設(shè)備控制，這不僅需要管理人員記住繁鎖的各個(gè)消防設(shè)備的對(duì)應(yīng)代碼，而且給指揮工作帶來極大不便，不直觀，速度慢，工作效率低。因此，若設(shè)顯示控制盤去一對(duì)一地實(shí)時(shí)顯示每個(gè)消防設(shè)備的狀態(tài)，并根據(jù)消防設(shè)備的性質(zhì)實(shí)施智能控制，則管理工作提高一個(gè)新臺(tái)階。
　　從本質(zhì)上講，消防設(shè)備顯示控制盤是聯(lián)動(dòng)設(shè)備控制器的附屬設(shè)備，以住的消防設(shè)備也有顯示控制盤，但它們都是非智能的，采用多總線機(jī)械結(jié)構(gòu)控制，結(jié)果體積笨拙，給安裝調(diào)試帶來極大不便。
　　根據(jù)消防設(shè)備的品種，把消防設(shè)備分成三種類型，第一種是主動(dòng)型消防設(shè)備，如水流指示器等等，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，這類設(shè)備能自動(dòng)動(dòng)作，無需人為的控制信號(hào)，它們本身也有火災(zāi)報(bào)警功能，第二種是被動(dòng)型單動(dòng)作消防設(shè)備，這類設(shè)備需要人為地給控制信號(hào)，而且一步到位，比如排煙閥，送風(fēng)閥等等，若動(dòng)作后，若需復(fù)原，由于本身機(jī)械結(jié)構(gòu)，只有靠人為手工動(dòng)作，第三種是被動(dòng)型雙動(dòng)作消防設(shè)備，比如消防泵等，這類設(shè)備比較關(guān)鍵，啟動(dòng)時(shí)，需要一個(gè)信號(hào)，停止時(shí)，需要一個(gè)信號(hào)，因此一個(gè)設(shè)備對(duì)應(yīng)兩種不同的觸點(diǎn)信號(hào)。
　　針對(duì)上述三種不同性質(zhì)的消防設(shè)備，我們?cè)O(shè)計(jì)三種不同的消防顯示控制盤。第一種是僅顯示無控制的顯示盤，對(duì)應(yīng)主動(dòng)型設(shè)備，我們只需用多個(gè)指示燈分別代表每個(gè)主動(dòng)型設(shè)備，在盤上逐一顯示，燈滅表示設(shè)備沒動(dòng)作，燈亮表示設(shè)備己經(jīng)動(dòng)作。第二種單動(dòng)作顯示控制盤，每一個(gè)按鍵對(duì)應(yīng)一個(gè)單動(dòng)作消防設(shè)備，鍵按下，送出一個(gè)觸點(diǎn)信號(hào)，使設(shè)備動(dòng)作，另外所謂智能顯示，就是通過與聯(lián)動(dòng)設(shè)備控制器的通信，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，聯(lián)動(dòng)控制器通過聯(lián)動(dòng)方式何時(shí)啟動(dòng)，啟動(dòng)那一個(gè)消防設(shè)備，因此，我們?cè)O(shè)計(jì)一臺(tái)設(shè)備對(duì)應(yīng)一個(gè)“請(qǐng)求”燈，燈亮表示該啟動(dòng)啟動(dòng)該設(shè)備，燈滅表示需動(dòng)作。當(dāng)動(dòng)作命令發(fā)出后，管理人員應(yīng)該知道該設(shè)備是否動(dòng)作，因此，雙對(duì)應(yīng)每臺(tái)設(shè)備又有一個(gè)“回答”燈，燈亮表示設(shè)備己動(dòng)作，燈滅表示設(shè)備沒有動(dòng)作。第三種是雙動(dòng)作顯示控制盤，這種盤的設(shè)計(jì)針對(duì)雙動(dòng)作消防設(shè)備，原理與單動(dòng)作顯示控盤一樣，只是一個(gè)設(shè)備對(duì)應(yīng)兩個(gè)鍵即啟動(dòng)與停止分別完成相應(yīng)的任務(wù)，對(duì)應(yīng)設(shè)備顯示燈的設(shè)計(jì)與第二種盤也一樣。另外，為了確認(rèn)按鍵按下，對(duì)后兩種盤專門設(shè)計(jì)了一蜂鳴器，當(dāng)按鍵按下，蜂鳴器響，直到有效抬起為止。對(duì)于雙動(dòng)作盤，還有一組“命令”燈對(duì)應(yīng)每臺(tái)設(shè)備，當(dāng)啟動(dòng)鍵按下時(shí)，命令燈亮，面停止鍵按下時(shí)“命令”燈滅。
　　3.2硬件電路的設(shè)計(jì)
　　本設(shè)計(jì)采用的CPU是美國Microchip公司的PIC16C57單片機(jī)，這是由于該芯片內(nèi)部有2K程序存儲(chǔ)，20根雙向可獨(dú)立編程的I/O，低功耗，單周期指令速度快，對(duì)于一些小系統(tǒng)，發(fā)揮出了其優(yōu)良的性價(jià)比，而顯示控制盤的任務(wù)不很繁重，系統(tǒng)較小，使用PIC，不僅能使開發(fā)周期短，而且降低了成本。在通信方式上，我們采用RS-485總線結(jié)構(gòu)，該總線結(jié)構(gòu)簡單，沒有繁多的通信協(xié)議，特別是當(dāng)我們選用75184芯片后，該電路的硬件更為簡單，75184帶載能力強(qiáng)，傳輸距離遠(yuǎn)，抗干擾能力強(qiáng)，很適合簡單通信用而且自身開路，短路保護(hù)能力強(qiáng)。
　　由于PIC16C57的I/O口線只有加地于顯示控制盤，若采用一對(duì)一靜態(tài)顯示或控制，口線遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，因此，我們只能按矩陣電路形式進(jìn)行組合設(shè)計(jì)，在軟件設(shè)計(jì)上采用分組動(dòng)態(tài)掃描方式，實(shí)際這樣做，也有效地減輕PIC的負(fù)載，另外需要考慮的是發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)問題，由于PIC的I/O口一般只能提供10多mA的電流由于采用的是分組掃描方式，驅(qū)動(dòng)某一列(或行)的發(fā)光二極管電流成數(shù)倍增加，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過I/O的帶載能力，因此，我們?cè)O(shè)計(jì)出用三極管驅(qū)動(dòng)。這些外圍主要有地址撥碼開關(guān)電路，外看門路電路，硬復(fù)位電路，蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路，這些電路結(jié)構(gòu)都很簡單，且都是成型電路。
　　4結(jié)語
　　本文通過火災(zāi)探測(cè)報(bào)警控制系統(tǒng)的研究、分析，在硬件設(shè)計(jì)方面采用無極性二總線地址碼智能回路設(shè)計(jì)，抗干擾能力強(qiáng)，可任意配接多種智能型探測(cè)器，接口模塊等。單臺(tái)控制器為四個(gè)總線回路，每個(gè)回路以模塊化設(shè)計(jì)，使得系統(tǒng)工作穩(wěn)定，抗干擾性能強(qiáng)，維護(hù)方便。每個(gè)回路即可用做探測(cè)總線，也可用做聯(lián)動(dòng)總線，用做聯(lián)動(dòng)總線時(shí)再加兩根電源線。為提高與消防動(dòng)作‘盤間通訊的可靠性本系統(tǒng)采用RS--485通訊方式。
　　
　　
　　參考文獻(xiàn)：
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