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火災(zāi)報警消防聯(lián)動控制器的可靠性處理

摘要:根據(jù)火災(zāi)報警消防聯(lián)動控制器出現(xiàn)的“非正常事件”的機理和條件,提出了幾項針對性的處理措施+取得了明顯的效果。近年來,高樓大廈的聳起.接二連三的大廈失火事件,使防火意識已提到人們的生活議程上來,且已成為人們亟待解決的問題,因此,火災(zāi)報警系統(tǒng)越來越受人們關(guān)注

火災(zāi)報警消防聯(lián)動系統(tǒng)的作用就是盡早探測到意外情況,并以最快速度作出回應(yīng),發(fā)出各種報警信號(廣播、音響、燈光、顯示等),且在進一步確認(rèn)火警后,自動控制一系列消防裝置動作(如:可自動控制水噴淋系統(tǒng)等滅火裝置、防排煙系統(tǒng)、消防水泵、消防電梯、配電盤、卷簾門、火警照明系統(tǒng)、緊急電話系統(tǒng)、集中彩色圖形顯示系統(tǒng)、GAS氣體緊急關(guān)斷裝置及進風(fēng)系統(tǒng)等動作),以防止火災(zāi)的蔓延并使現(xiàn)場人員能迅速了解火災(zāi)情況,及時、方便地撤離。

目前,市場上的火災(zāi)報警控制系統(tǒng)品種繁多,功能各異周內(nèi)的、國外的各類產(chǎn)品異彩紛呈,如美國、日本、中國香港及內(nèi)地的各類產(chǎn)品相繼出現(xiàn),各產(chǎn)品的誤報率高低不同。誤報會給人們帶來不必要的損失和驚擾。相比之下,有幾種進口產(chǎn)品還質(zhì)量較好,誤報率低,但價格昂貴(高出國內(nèi)產(chǎn)品的幾十倍以上)。所以,設(shè)計出高性能、高可靠性、功能齊全、價格適中的火災(zāi)報警聯(lián)動消防控制系統(tǒng)已成為國內(nèi)專業(yè)技術(shù)人員的一大亟需完成的課題。

國家標(biāo)準(zhǔn)對火災(zāi)報警消防聯(lián)動控制系統(tǒng)(以下簡稱為系統(tǒng))的性能可靠性提出了許多要求。在這些要求中,有氣候環(huán)境方面的,有機械環(huán)境方面的,有電瞬變脈沖等電干擾條件下的。為了使系統(tǒng)能夠經(jīng)受住這些試驗,在試驗的全過程能夠正常工作,不出現(xiàn)三誤三漏,即不出現(xiàn)誤報火警、誤消防聯(lián)動控制、誤報故障,不出現(xiàn)漏報火警、漏消防聯(lián)動控制、漏報故障,設(shè)計者必須全面了解系統(tǒng)出現(xiàn)“非正常事件”的機理和條件,針對性地處理。本文就處理這類“非正常事件”的實例介紹如下:

火災(zāi)報警消防聯(lián)動控制器.jpg

1、模擬量探測器及其“臟”處理

系統(tǒng)的主要信息來源是探測器,一個系統(tǒng)可接收多達(dá)數(shù)萬個探測器的信息。因此,探測器的質(zhì)量和對它的處理就成為首要問題。按信息特征劃分,探測器有兩類;一類為開關(guān)量探測器,其信息為有”或“無”;另一類為模擬量探測器,其信息為模擬量,其模擬量的大小同探測地的煙火大小成比鍘關(guān)系。

探測器給系統(tǒng)的信息特征是:大多數(shù)探測器在漫長的時間內(nèi)是“無火警”,此時,開關(guān)量探鍘器給系統(tǒng)是一個O”狀態(tài)字;而模擬量探測器給系統(tǒng)則是一個表示煙火很小的模擬量值。

從上述機理不難看出;系統(tǒng)無法判斷開關(guān)量探測器的“正常狀態(tài)”的程度,而對模擬量探測器,則可以利用連續(xù)讀取信息的數(shù)值,進行判斷處理,所以,模擬量探測器得到了廣泛的應(yīng)用,以下.本文所指的探測器均為模擬量探測器。

在漫長的“無火警”的條件下。系統(tǒng)按順序?qū)γ總€探測器都進行巡檢,讀取其模擬量量值,判斷其量值是否已達(dá)到火警的程度,或者判斷探測器本身是否已出現(xiàn)異常。

探測器的**個普遍問題是“怕臟”,臟對探測器影響的特征是模擬量量值緩慢變化,針對這一機理,系統(tǒng)就可以對探測器進行慢變化分析處理,當(dāng)蠕變到某一個限定值時,系統(tǒng)將通知操作人員,即顯示該探測器“臟”或“極臟”,并提示維護

對蠕變處理的要求是:不產(chǎn)生誤報火警或漏報火警;能按設(shè)定的速度求得蠕變值;在出現(xiàn)火警時,火警量值蠕變很?。慌既怀霈F(xiàn)的大數(shù)值影響蠕變值甚微:數(shù)字處理簡單。

按上述機理和條件,筆者沒有采用剔點和加權(quán)處理的方法,而是采用下述方法求得蠕變值Y

求得探測器的蠕變值后.再同設(shè)定“臟”或“極臟”的數(shù)值比較。若其值超過設(shè)定的閣值,則判定探側(cè)器為“勝”或“極臟”這種準(zhǔn)確的提示屬于正常工作范圍,從而避免了系統(tǒng)因探測器臟而出現(xiàn)三誤三漏的“非正常事件”。

2、采用類比處理法抵消環(huán)境條件的影響

  探測器的第二個普遍問題是受環(huán)境的溫度、塵土、煙霧、濕度、酸堿性的影響較大。例如,某商場的白天和夜晚,某城市的春霧天氣和炎夏時節(jié),探測器的正常數(shù)值就有較大的變化。這些變化將直接影響系統(tǒng)的火警報警、探測器故障(包括臟)分折,將降低報警和故障分析的準(zhǔn)確程度。

探測器雖然受上述環(huán)境條件的影響較大,但是,在同類的探測器中,在環(huán)境條件基本相同的條件下.其模擬量是相近的.也就是說,它們的測量值在其平均值附近分布。

若對公式(1)、(2)(3)的蠕變值,分開成晚上(例如晚12點到清晨6)、白天L例如上午11點到下午5)和全天(其余時間)分別進行處理,然后求其同類探測器不同時間條件下的蠕變平均值,把這三-個平均值當(dāng)作晚上、白天全天韻l基準(zhǔn)值,用比較的方法去修正相應(yīng)的火警報警、探測器臟的閩值及故障報警的翩值“_—這就是筆者采用的類比處理法.用這種處理方法,就可以抵消大部分探鍘器的受環(huán)境影響的變化值.提高火災(zāi)報警和探測器故障分析的準(zhǔn)確程度。

公式.png

3、軟硬件結(jié)合,提高輸出波形質(zhì)量

系統(tǒng)同數(shù)千個探測器和模塊聯(lián)絡(luò)一般都采用兩總線制,采用2咖吣波特的傳輸速率。兩總線的單程長度可達(dá)1500m,寄生電感、電容較大。這種兩總線制是把供電、呼號、讀取數(shù)據(jù)融為一體,都采用脈沖方波的形式,有電壓方式,也有電流方式在此條件下,若沒有特別措施,在電感電容的作用下,將不可避免地產(chǎn)生較大的“反沖和“振蕩”這種“反沖”和“振蕩”是信息傳輸?shù)牟环€(wěn)定因素。為了消除這些不穩(wěn)定因素,就必須提高輸出波形質(zhì)量。

提高輸出波形質(zhì)量的途徑一般是提高輸出驅(qū)動能力和頻響。在實踐中,筆者還采用了“方波前后沿增加阻尼開關(guān)”的方法,即軟硬件結(jié)合,實時地打開阻尼網(wǎng)絡(luò)這樣,既不增加驅(qū)動器的負(fù)載,又快速吸收振蕩能量,從而使輸出波形達(dá)到理想的程度。

4、在一定的環(huán)節(jié)上增加制斷的次數(shù)

在系統(tǒng)中,每秒鐘有幾百個到數(shù)十萬個數(shù)據(jù)傳送,在這些數(shù)據(jù)中,哪個數(shù)據(jù)是假呢?系統(tǒng)不可能對每個數(shù)據(jù)都進行“復(fù)查”,只能對那些可能出現(xiàn)假的數(shù)據(jù)進行復(fù)查,而對“不可能事件”則可完全放心。

話又說回來,哪些是可能出現(xiàn)的數(shù)據(jù)呢?要對空虛問題作全面肯定的答復(fù),只能回到前面所述的一句話,即設(shè)計者必須全面了解系統(tǒng)出現(xiàn)“非正常事件”的機理和條件,這樣才能做到這一點。筆者在此略舉幾例如下。

41多次查訪電渣脈沖寬度

在呼叫探測器以后,探測器以電流脈沖寬度的形式,回送模擬量量值。其電流脈沖有可能受電脈沖干擾的影響,出現(xiàn)不需要的低電平。為防止假的低電平信號當(dāng)作真,筆者采用了三次連續(xù)讀取判為真的方法,這樣就確保了讀取數(shù)據(jù)的可靠性。因為~般的電脈沖干擾的持續(xù)時間很短,三個不相關(guān)的電脈沖干擾的連接概率又趨近于零。

42延時查訪火警

對于火警的首警,一般應(yīng)持慎重的態(tài)度,以防止誤報火警。

火災(zāi)的特點是:一旦真有火災(zāi),其探測到的火警模擬量值不可能在幾秒鐘內(nèi)消失。反之,能夠在數(shù)秒鐘內(nèi)消失的火警模擬量值,就不是真火災(zāi),很可能是某種短暫的光、煙霧的干擾所致。

因此,一旦檢測到火警的首警,就應(yīng)當(dāng)在國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的_允許時間內(nèi),進行多次查詢,對于有特殊延時要求的探測器,則應(yīng)在規(guī)定的時間內(nèi)進行多次巡檢,連續(xù)三次超過火警閾值時,則為真。

為什么又規(guī)定為連續(xù)三次呢?根據(jù)概率的獨立性公式,其誤報火警的概率為單次誤報火警概率的立方,這樣,誤報火警的概率約為(3x10),也就是讓誤報率從百分之三降低到百萬分之二十七。

43多次查詢消防聯(lián)動開關(guān)

在消防聯(lián)動中,有一種消防聯(lián)動開關(guān),用它來打開消防設(shè)備,實現(xiàn)遙控消防為了準(zhǔn)確完成消防任務(wù),避免滅火設(shè)備誤動作,就必須對消防聯(lián)動開關(guān)進行多次查詢確認(rèn)。因為消防聯(lián)動開關(guān)比較重要,若誤動作或漏動作,都將造成巨大的經(jīng)濟損失,所以,宣采取多次查詢.以防止假脈沖的干擾。

5、連續(xù)多次電源故障為真電源故障

在系統(tǒng)的故障檢測分析中,有一項為AC220V的電源故障按照國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,AC220V電源的正常范圍為187V242V。否則為電源故障。但是各地方的電源情況相差很大,有些地方的電源電壓低到140V,有時高到275V。同時電源波形畸變也很嚴(yán)重,高歡諧波幅值很高,電源起伏波動無常。這樣,就要求設(shè)計者一方面提高電源的適應(yīng)范圍.同時,放寬電源故障的判斷條件,脒放寬上下限電壓值外,還放寬持續(xù)時間的要求對于AC220V,連續(xù)2O次超過規(guī)定值為真故障。當(dāng)然,這一設(shè)計無充分的理論依據(jù),只是根據(jù)各地的電源現(xiàn)狀而得到的經(jīng)驗處理值。

作為火災(zāi)報警消防聯(lián)動控制系統(tǒng),為降低其誤報率,除采取上述的一些描施外,還在硬件的連接上采用閉環(huán)連接方式,這樣,當(dāng)探測器、模塊或線路有故障時,仍能保持系統(tǒng)大限度的正常以提高系統(tǒng)的可靠性;還可設(shè)置三層次報警值:預(yù)火警、火警、聯(lián)動。除此之外,作為一般的計算機控制系統(tǒng),還采用了一般的軟硬件抗干擾措施。

筆者用文中介紹的方法,針對性地處理了那些可能出現(xiàn)的非正常事件”,使所研制的新產(chǎn)品順利地通過國家消防電子產(chǎn)品質(zhì)量檢測中心的檢驗.并投入使用,效果良好?;馂?zāi)報警消防聯(lián)動控制器的可靠性處理/文/聶麗文鄧方鴻


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