趙斌

安科瑞電氣股份有限公司    上海 嘉定 201801

摘要  本文介紹了安科瑞AFPM係xi列lie消xiao防fang設she備bei電dian源yuan監jian控kong係xi統tong監jian控kong係xi統tong的de設she計ji及ji其qi應ying用yong。通tong過guo監jian控kong消xiao防fang設she備bei電dian源yuan的de工gong作zuo狀zhuang態tai
，提ti前qian發fa現xian可ke能neng出chu現xian的de消xiao防fang設she備bei問wen題ti，為wei消xiao防fang設she備bei的de配pei電dian安an全quan提ti供gong可ke靠kao的de保bao障zhang，能neng在zai火huo災zai情qing況kuang下xia為wei人ren員yuan疏shu散san和he營ying救jiu起qi到dao積ji極ji作zuo用yong。

關鍵詞  消防電源
；電源監控；電壓/電流傳感器；監控係統

0 引言

    建（構）築zhu物wu的de消xiao防fang安an全quan很hen大da程cheng度du上shang取qu決jue於yu消xiao防fang設she備bei，而er消xiao防fang設she備bei能neng否fou正zheng常chang工gong作zuo又you取qu決jue於yu供gong電dian電dian源yuan的de工gong作zuo狀zhuang態tai。消xiao防fang設she備bei電dian源yuan有you異yi常chang或huo不bu工gong作zuo
，一yi旦dan發fa生sheng火huo災zai

，將jiang導dao致zhi消xiao防fang水shui泵beng、防火卷簾門、排煙風機
、消防電梯等設施不能發揮作用，火場撲救和人員疏散無法進行，造成嚴重後果。

    消防設備電源監控係統監控係統是依據GB28184-2011《消防設備電源監控係統》shejide，gaixitongnenggoufanyingbeijiankongshebeidianyuandezhuangkuang，congeryouxiaobimianhuozaifashengshixiaofangshebeiyouyuqigongdiandianyuanguzhangerwufazhengchanggongzuodeweijiqingkuang，zuidaxiandudibaozhangxiaofangliandongxitongdekekaoxing。

1 係統軟件設計

    消防設備電源監控係統係統組成如圖1所示。消防設備電源監控係統監控係統采用集中式、模塊化設計，以消防設備電源的監測為核心
，通過消防設備電源監控係統監控設備、單/三相（電壓/電流）交/直流監控模塊傳感器
，以RS485總線通信技術采集數據為手段
，將建築物內受檢測的消防設備電源運行信息
、故障信息

、位置參數等進行跟蹤采集
、存儲
、分析，方便用戶進行管理和監控，並通過人機交互界麵
，將消防設備電源的數據彙總顯示，具有管理、查看、報警、打印等多項功能。

    （1）dianyuanguzhangdejianli。dianyuanguzhangzhuyaoyouzhudianguzhanghebeidianguzhangliangzhongleixing。dangzhudianduandianhuodianyabuzushi
，jiankongshebeifachuguzhangxinhao
，zhudianguzhangzhishidengliang
，yejingpingshangxianshiguzhangleixingjishijian。zhibanrenyuanyingjianzhazhudiangongdiandianlujikongzhizhuangzhineibuzhudianrongduanqishifourongduan，dangzhudianhuifuzhengchanghou，jiankongshebeizidongfuwei。dangbeidiandianchiyoudianyabuzu
、電池連接線斷線、電dian池chi短duan路lu等deng故gu障zhang時shi，備bei電dian故gu障zhang指zhi示shi燈deng亮liang
，液ye晶jing屏ping上shang顯xian示shi故gu障zhang類lei型xing及ji時shi間jian。值zhi班ban人ren員yuan應ying檢jian查zha備bei電dian電dian壓ya和he備bei電dian熔rong斷duan器qi以yi及ji備bei電dian回hui路lu是shi否fou有you斷duan線xian，故gu障zhang解jie除chu後hou監jian控kong設she備bei自zi動dong複fu位wei。

    （2）故障報警的建立。當單/三相（電流/電壓）傳感器的通信線、傳chuan感gan器qi或huo傳chuan感gan器qi監jian測ce的de消xiao防fang電dian源yuan發fa生sheng故gu障zhang時shi
，監jian控kong器qi發fa出chu被bei監jian測ce回hui路lu的de故gu障zhang信xin號hao，點dian亮liang故gu障zhang指zhi示shi燈deng，發fa出chu故gu障zhang報bao警jing信xin號hao
，同tong時shi在zai液ye晶jing屏ping上shang顯xian示shi故gu障zhang總zong數shu
、故障時間
、故障部位及故障類型
，並按照設置決定是否打印故障信息

，所有故障部位可查詢

，當故障解除後故障報警可自動解除。

  圖1 消防設備電源監控係統係統組成

    （3）聯動輸出的建立。監控主機帶4組聯動繼電器，每個聯動繼電器的控製均可手動、自動實現聯動繼電器的動作和不動作。可以通過消防設備電源監控係統監控設備輸入/輸出傳感器來拓展輸出接口。

    （4）事件記錄功能的建立。消防設備電源監控係統監控係統可記錄最近發生的10000條故障報警事件
，事件記錄包括事件發生時間
、類型等信息，用戶可以通過液晶屏進行及案件查詢。

    消防設備電源監控係統監控係統根據電源需求的多樣性
，消防供電又分為直流電源、單相交流電源、三相三線交流電源、三相四線交流電源。因此，消防設備電源監控係統監控係統應具有能夠檢測以上電源類型的單/三相（電流/電壓）交/直(zhi)流(liu)監(jian)控(kong)模(mo)塊(kuai)傳(chuan)感(gan)器(qi)，並(bing)通(tong)過(guo)總(zong)線(xian)通(tong)信(xin)的(de)方(fang)式(shi)
，將(jiang)檢(jian)測(ce)到(dao)的(de)信(xin)息(xi)傳(chuan)遞(di)到(dao)消(xiao)防(fang)控(kong)製(zhi)室(shi)，以(yi)便(bian)控(kong)製(zhi)室(shi)工(gong)作(zuo)人(ren)員(yuan)統(tong)一(yi)監(jian)測(ce)並(bing)管(guan)理(li)。這(zhe)樣(yang)，就(jiu)構(gou)成(cheng)了(le)一(yi)個(ge)完(wan)整(zheng)的(de)消(xiao)防(fang)設(she)備(bei)電(dian)源(yuan)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)。

2 監控設備及產品

2.1 消防設備電源監控係統監控設備

    消防設備電源監控係統監控係統結構

，小型建築可采用監控主機係統
，如圖2所示
；

圖2中小型監控係統網絡拓撲結構圖

    大型建築或建築群可采用集中監控主機加多個區域監控主機係統，如圖3所示。

圖3 大型監控係統網絡拓撲結構圖

    消防設備電源監控係統監控設備采用實時對單/三相電源監控模塊
，采用對相仿設備電源進行實時的監控，通過檢測消防設備電源的電壓、電流、開光狀態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
、缺相、錯相以及過流（過載）等故障信息，並報警、記錄監控係統。係統具有數字化。智能化
、網絡化、zidonghuahelianxujiankongtexing，shishifanyingbeijiankongshebeidianyuandezhuangkuang，bingjizhongxianshi，congerkeyiyouxiaobimianzaihuozaifashengshixiaofangshebeiyouyudianyuanguzhangerwufazhengchanggongzuodeweijiqingkuang
，zuidaxiandudibaozhangxiaofangliandongxitongdekekaoxing。

2.2 工作原理及構成

    控係統主要工作原理：消防設備電源工作狀態信號由傳感器采集，並進入ADC采集模塊，將采集好的數據在中央處理單元進行計算處理，完畢後通過RS485上傳至AFPM100監控主機。監控係統對采集的信息進行分析、計算，與係統設置數據進行比較
，從而判斷出消防電源是否存在斷路短路、過壓欠壓
、缺相錯相及過載等故障狀態，中央處理單元通過按鍵麵板和液晶屏進行人機交互
，並進行報警、顯示和存儲。

    監控係統主要由電源部分、主機部分、人機交互部分和通訊部分組成。

    電源部分主要采用開關電源為中心
，由主供電電路和備電電路組成。開關電源將220V交流電轉換為24V直流電，並給主機電路、電池及傳感器提供24V電dian源yuan。主zhu電dian工gong作zuo時shi對dui備bei電dian進jin行xing充chong電dian，當dang電dian池chi充chong滿man時shi，自zi動dong轉zhuan換huan為wei浮fu充chong狀zhuang態tai，抵di消xiao電dian池chi的de自zi放fang電dian，保bao證zheng電dian池chi供gong電dian時shi的de容rong量liang。同tong時shi
，開kai關guan電dian源yuan給gei主zhu機ji線xian路lu板ban提ti供gong電dian源yuan
，並bing通tong過guo線xian路lu板ban轉zhuan換huan，給gei傳chuan感gan器qi、顯示板及打印機供電。主芯片自行檢測主備電的工作狀態，如主電欠壓
、備電斷路、備電短路、備電欠壓等。

    主機部分由單片機
、程序存儲器、數據存儲器、接口電路組成。主機采用STM32F係列單片機為核心MCU，人機交互部分主要由MCU芯片完成。監控主機中的電壓、電流、開關量

、AD 轉換
、運算
、校準均由MCU完成。芯片在電源電壓為2.7V～3.6V之間均可正常工作
，更好的保證了主機運行的可靠性。主機液晶屏顯示及按鍵麵板操作通過MCU實現一係列的交互功能。

    通訊接口電路由RS485專用通訊接口芯片實現，與傳感器通過RS485總線進行信息交互
，監控主機實時對傳感器按地址進行巡檢接收信號。通訊部分通過MCU的SCI端口傳遞儀表信息，通過光耦隔離信號，利用專用RS485芯片將傳遞出來的數字信息轉換為差分信號傳播的485通信信號,通訊協議為MODBUS規約。

2.3 單/三相（電流/電壓）交/直流監控模塊傳感器

    單/三相（電流/電壓）交/直流監控模塊傳感器可實時監測單相或三相電量，具有過壓、欠壓、過流等報警功能
；提供一路或兩路開關量輸入功能
，可監測開關狀態；提供一路繼電器輸出，可連接報警控製回路
；具有事件存儲功能，報警器能夠記錄報警發生事件的時間、類型

、參數，根據報警記錄可以分析現場情況
，為消除故障提供依據
；采用現場總通信技術，上位機管理軟件可以時刻監控現場的運行情況，及時發現報警信息。

    RS485總線的從站專用通信接口芯片具有可供電、無極性
，兩線製通信機製，標準通信協議可以與各種標準係統相連；具有集成度高，網絡化
、智能化程度高、動作特性合理等優點
；同時把故障信息上傳給消防設備電源監控係統，以便信息的集中顯示。該監控模塊具有數字化、智能化
、網絡化、自動化和連續監控的特性。

2.4 係統監測、保護和信息上傳等多種功能於一體實現

    單/三相（電流/電壓）交/直流監控模塊傳感器實時監測單相或三相電量

，具有過壓、欠壓
、過流等報警功能；通過實時監測的運行數據和消防電源設備的運行狀態，實現消防電源設備故障的預報警功能；並通過RS485總線通信上傳到監控主機，監控主機可以判斷電源電壓的狀態，包括過壓、欠壓、中zhong斷duan供gong電dian等deng電dian源yuan狀zhuang態tai，主zhu機ji分fen析xi處chu理li後hou指zhi示shi電dian源yuan故gu障zhang類lei型xing，並bing發fa出chu聲sheng光guang報bao警jing信xin號hao。上shang位wei機ji管guan理li軟ruan件jian可ke以yi時shi刻ke監jian控kong現xian場chang的de運yun行xing情qing況kuang，及ji時shi發fa現xian報bao警jing信xin息xi，並bing準zhun確que記ji錄lu報bao警jing發fa生sheng的de時shi間jian、參數、類型，根據報警記錄可以分析現場情況，為消除電源設備故障提供依據。

3 產品應用

    消防設備電源監控係統監控係統的應用采用消防電源分層分布式設計思想
，實施“3+2”分層分布設計
，主要將消防用電設備運行的各項數據傳向一體化監控係統中，有效保障消防設備電源運行的穩定性、可靠性，對建築消防設施實施有效監管。

    消防設備電源主回路監控電路圖如圖4所示。

圖4 消防設備電源主回路監控電路圖

    xiaofangshebeidianyuanjiankongxitongjiankongxitongzaiyingyongshejishangyinggenjudianqixianlufushehexiaofangyongdianshebeijutiqingkuang
，quedingxiaofangshebeidianyuanjiankongmokuaichuanganqijichuanganqidexingshiyuguige；對於單體建築且監控點數小於512點的係統，至少應由一台消防設備電源監控係統監控設備及若幹台電源監控模塊傳感器等設備組成。

    消防設備電源監控係統監控係統應用領域如表1所示。

表1  消防設備電源監控係統監控係統應用領域

    大da型xing建jian築zhu或huo建jian築zhu群qun宜yi采cai用yong分fen散san與yu集ji中zhong相xiang結jie合he的de控kong製zhi方fang式shi
，即ji在zai各ge消xiao防fang控kong製zhi室shi或huo有you人ren值zhi班ban場chang所suo應ying用yong消xiao防fang設she備bei電dian源yuan監jian控kong係xi統tong監jian控kong係xi統tong，將jiang各ge消xiao防fang設she備bei電dian源yuan狀zhuang態tai及ji報bao警jing信xin息xi傳chuan回hui至zhi消xiao防fang控kong製zhi中zhong心xin的de上shang位wei機ji
，統tong一yi管guan理li、監測、顯示信息，形成消防設備電源一體化安全監控。

4 結語

    一(yi)直(zhi)以(yi)來(lai)，因(yin)消(xiao)防(fang)設(she)備(bei)電(dian)源(yuan)失(shi)控(kong)造(zao)成(cheng)的(de)消(xiao)防(fang)設(she)備(bei)失(shi)靈(ling)
，致(zhi)使(shi)活(huo)在(zai)蔓(man)延(yan)的(de)事(shi)情(qing)屢(lv)有(you)發(fa)生(sheng)。如(ru)果(guo)沒(mei)有(you)可(ke)靠(kao)的(de)電(dian)源(yuan)保(bao)障(zhang)
，大(da)量(liang)的(de)消(xiao)防(fang)設(she)施(shi)在(zai)火(huo)災(zai)發(fa)生(sheng)時(shi)形(xing)同(tong)虛(xu)設(she)。要(yao)確(que)保(bao)消(xiao)防(fang)設(she)備(bei)電(dian)源(yuan)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)
，就(jiu)必(bi)須(xu)重(zhong)視(shi)消(xiao)防(fang)設(she)備(bei)供(gong)電(dian)安(an)全(quan)。消(xiao)防(fang)設(she)備(bei)電(dian)源(yuan)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)的(de)設(she)計(ji)，通(tong)過(guo)監(jian)控(kong)消(xiao)防(fang)設(she)備(bei)電(dian)源(yuan)的(de)工(gong)作(zuo)狀(zhuang)態(tai)
，提(ti)前(qian)發(fa)現(xian)可(ke)能(neng)出(chu)現(xian)的(de)消(xiao)防(fang)設(she)備(bei)問(wen)題(ti)
，屬(shu)於(yu)“事前報警，避免損失”

，為消防設備的配電安全提供可靠的保障，能在火災情況下為人員疏散和營救起到積極作用。

參考文獻

[1] GB28184-2011 消防設備電源監控係統[S]

[2] GB25506-2010 消防控製室通用技術要求[S]

[3] 安科瑞電氣股份有限公司產品選型手冊2014.11版.

[4] 安科瑞消防設備電源監控係統設計與應用圖集2014.5版.

作者簡介：

趙斌，男，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為電氣安全。技術交流：021-69158305 手機： 郵箱：