襄州區人民醫院電氣火災系統的研究與應用

        摘要：介紹襄州區人民醫院項目，采用安科瑞剩余電流式電氣火災探測器，就地組網(wǎng)方式，通過(guò)現場(chǎng)總線(xiàn)通訊遠傳至后臺，從而實(shí)現剩余電流式電氣火災監控系統的搭建，完成對現場(chǎng)配電回路的實(shí)時(shí)漏電流的監測。

　　0 概述

　　 湖北省襄陽(yáng)市襄州區人民醫院始建于1950年10月，該項目新院區位于襄州區航空路以南、區黨校以東，規劃面積150畝，總建筑面積16萬(wàn)平方米。

　　本公司承接其電氣火災監控系統，通過(guò)對其樓層分布的334塊ARCM200BL型,火災探測器數據采集，完成在A(yíng)crel-6000/B主機的漏電數據的實(shí)時(shí)顯示、報警。

　　1 應用介紹

　　Acrel-6000/B電氣火災監控系統是安科瑞自主研發(fā)的集監視、報警、管理于一體的計算機測控系統，該系統適用于大型商場(chǎng)、生活小區、工礦企業(yè)、辦公大樓、商場(chǎng)、酒店等區域電氣防火的集中監控管理。

　　Acrel-6000/B型電氣火災監控設備是Acrel-6000電氣火災監控系統的核心，監控設備通過(guò)RS485總線(xiàn)與多臺電氣火災監控探測器相連，構成集散式電氣火災監控系統，實(shí)時(shí)監控電氣線(xiàn)路的工作狀態(tài)。

　　監控設備能實(shí)時(shí)接收處理各路探測器發(fā)送的剩余電流、溫度信號，同時(shí)在液晶屏幕上顯示，當出現剩余電流、運行溫度超限及電源或通訊發(fā)生故障時(shí)，監控設備能發(fā)出聲、光報警信號，在屏幕上顯示報警類(lèi)型、故障位置等信息，具有數據存儲、查詢(xún)、報警、控制輸出等功能，并支持對探測器的遠程復位控制功能。

　　本設備結構合理、體積小，可靠性高、功能強，維護方便、性?xún)r(jià)比高，系統界面友好直觀(guān)、易學(xué)易用。

　　2 參考標準

　　  本設備符合國家標準

　　  GB14287.1-2014 《電氣火災監控系統 第1部分：電氣火災監控設備》

　　  GB25506-2010《消防控制室通用技術(shù)要求》

　　  GB50116-2013《火災自動(dòng)報警系統設計規范》

　　3 系統組成

　　剩余電流式電氣火災監控系統采用分層分布式結構，由站控管理層、網(wǎng)絡(luò )通訊層和現場(chǎng)設備層組成。各電氣火災監控探測器通過(guò)阻燃屏蔽雙絞線(xiàn)RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線(xiàn)型連接接入壁掛式主機。

　　系統組網(wǎng)結構

　　1)站控管理層

　　站控管理層針對電氣火災監控系統的管理人員，是人機交互的直接窗口，也是系統的上層部分。主要由系統軟件和必要的硬件設備，如觸摸屏、UPS電源等組成。監測系統軟件對現場(chǎng)各類(lèi)數據信息計算、分析、處理，并以圖形、數顯、聲音、指示燈等方式反應現場(chǎng)運情況。

　　監控主機：用于數據采集、處理和數據轉發(fā)。為系統內或外部提供數據接口，進(jìn)行系統管理、維護和分析工作。

　　UPS：保證計算機監測系統的正常供電，在整個(gè)系統發(fā)生供電問(wèn)題時(shí)，保證站控管理層設備的正常運行。

　　后臺監控設備設置在消控中心。

　　2)網(wǎng)絡(luò )通訊層

　　通訊介質(zhì)：系統主要采用阻燃屏蔽雙絞線(xiàn)，以RS485接口，MODBUS通訊協(xié)議實(shí)現現場(chǎng)設備與上位機的實(shí)時(shí)通訊。

　　3)現場(chǎng)設備層

　　現場(chǎng)設備層是數據采集終端，主要為ARCM200BL-J1剩余式電氣火災監控探測器。ARCM200型剩余電流式電氣火災監控探測器，是針對 0.4kV 以下的TT、TN 系統設計的，通過(guò)對配電回路的剩余電流、導線(xiàn)溫度、過(guò)電流、過(guò)電壓等火災危險參數實(shí)施監控和管理，從而預防電氣火災的發(fā)生。產(chǎn)品采用先進(jìn)的微控制器技術(shù)，集成度高，體積小巧，安裝方便，集智能化，數字化，網(wǎng)絡(luò )化于一身，是建筑電氣火災預防監控、系統絕緣老化預估等的理想選擇。產(chǎn)品符合國家標準GB14287.1-2014 《電氣火災監控系統第1部分：電氣火災監控設備》的標準要求。

　　  現場(chǎng)總線(xiàn)連接的分布式I/O控制器構成數據采集終端，向數據中心上傳采集的數據。測量探測器擔負著(zhù)基層的數據采集任務(wù)，其監測的數據完整、準確并實(shí)時(shí)傳送至監控主機。便于運行人員監控現場(chǎng)設備運行狀態(tài)，故障報警等情況，有效預防火災事故發(fā)生。

　　4)項目組網(wǎng)情況

　　本項目樓層共分布60塊ARCM200BL-J1型火災探測器，部分分布于強電井內，部分分布于電井外，采用手拉手方式就地組網(wǎng)，本項目共計鋪設通訊線(xiàn)纜4條，每條通訊線(xiàn)纜接入數量在10~20不等，通訊距離小于200米。

　　4系統功能

　　4.1 監控報警功能

　　監控設備能接收多臺探測器的剩余電流、溫度信息，報警時(shí)發(fā)出聲、光報警信號，同時(shí)設備上紅色“報警”指示燈亮，顯示屏指示報警部位及報警類(lèi)型，記錄報警時(shí)間，聲光報警一直保持，直至按設備的“復位”按鈕或觸摸屏的“復位”按鍵遠程對探測器實(shí)現復位。對于聲音報警信號也可以使用觸摸屏“消聲”按鍵手動(dòng)消除。

　　4.2 控制輸出功能

　　被監測回路報警時(shí)，控制輸出繼電器閉合，用于控制被保護電路或其他設備，當報警消除后，控制輸出繼電器釋放。

　　4.3 故障報警功能

　　通訊故障報警：當監控設備與所接的任一臺探測器之間發(fā)生通訊故障或探測器本身發(fā)生故障時(shí)，監控畫(huà)面中相應的探測器顯示故障提示，同時(shí)設備上的黃色“故障”指示燈亮，并發(fā)出故障報警聲音。

　　電源故障報警：當主電源或備用電源發(fā)生故障時(shí)，監控設備也發(fā)出聲光報警信號并顯示故障信息，可進(jìn)入相應的界面查看詳細信息并可解除報警聲響。

　　4.4 自檢功能

　　 檢查設備中所有狀態(tài)指示燈、顯示屏、喇叭是否正常。

　　4.5 報警記錄存儲查詢(xún)功能

　　當發(fā)生剩余電流、超溫報警或通訊、電源故障時(shí)，將報警部位、故障信息、報警時(shí)間等信息存儲在數據庫中，當報警解除、排除故障時(shí)，同樣予以記錄。歷史數據提供多種便捷、快速的查詢(xún)方法。

　　4.6 電源功能

　　當主電源發(fā)生停電、欠壓等故障時(shí)，監控設備可自動(dòng)切換到備用電源工作，當主電源恢復正常供電時(shí)，自動(dòng)切回到主電源，切換過(guò)程中保證監控設備連續平穩運行。

　　4.7 對探測器控制功能

　　通過(guò)監控軟件操作，可對連接到本設備的所有探測器進(jìn)行遠程復位控制。

　　4.8 權限控制功能

　　為確保監控系統的安全運行，監控設備軟件操作權限分為三級，不同級別的操作員具有不同的操作權限。

　　5 主要技術(shù)參數

　　5.1 電源

　　  o 額定工作電壓AC220V(85% ～ 110%)。

　　  o 備用電源：主電源欠壓或停電時(shí)，維持監控設備工作時(shí)間 ≥4小時(shí)。

　　5.2 工作制

　　  24小時(shí)工作制。

　　5.3 通訊方式

　　  RS485總線(xiàn)通訊，Modbus-RTU通信協(xié)議，傳輸距離1km，可通過(guò)中繼器延長(cháng)通訊傳輸距離。

　　5.4 監控容量

　　  o 監控設備可監控512個(gè)監控單元(探測器);

　　  o 可配接ARCM系列監控探測器。

　　5.5 監控報警項目

　　  o 剩余電流故障(漏電)：故障單元屬性(部位、類(lèi)型);

　　  o 溫度報警(超溫)：故障單元屬性(部位、類(lèi)型);

　　  o 電流故障(過(guò)流)：故障單元屬性(部位、類(lèi)型);

　　  o 監控報警響應時(shí)間： ≤10s;

　　  o 監控報警聲壓級(A計權)：≥70dB/1m;

　　  o 監控報警光顯示：紅色LED指示燈，紅色光報警信號應保持，直至手動(dòng)復位;

　　  o 監控報警聲信號：可手動(dòng)消除，當再次有報警信號輸入時(shí)，能再次啟動(dòng)。

　　5.6 故障報警項目

　　  o 監控設備與探測器之間的通訊連接線(xiàn)發(fā)生斷路或短路;

　　  o 探測器與剩余電流傳感器、溫度傳感器之間連接線(xiàn)發(fā)生短路或短路;

　　  o 監控設備主電源欠壓或斷電;

　　  o 給電池充電的充電器與電池之間的連接線(xiàn)發(fā)生斷路或短路;

　　  o 故障報警響應時(shí)間：≤100s;

　　  o 監控報警聲壓級(A計權)：≥70dB/1m;

　　  o 監控報警光顯示：黃色LED指示燈，黃色光報警信號應保持至故障排除;

　　  o 故障報警聲信號：可手動(dòng)消除，當再次有報警信號輸入時(shí)，能再次啟動(dòng);

　　  o 故障期間，非故障回路的正常工作不受影響。

　　5.7 控制輸出

　　  報警控制輸出：1組常開(kāi)無(wú)源觸點(diǎn);容量：AC250V 3A或DC30V 3A.

　　5.8 自檢項目

　　  o 指示燈檢查：報警、故障、運行、主電源、備用電源指示燈;

　　  o 顯示屏檢查;

　　  o 音響器件檢查;

　　  o 自檢耗時(shí) ≤60s

　　5.9 事件記錄

　　  o 記錄內容：記錄類(lèi)型、發(fā)生時(shí)間、探測器編號、區域、故障描述，可存儲記錄不少于2萬(wàn)條;

　　  o 記錄查詢(xún)：根據記錄的日期、類(lèi)型等條件查詢(xún)。

　　5.10 操作權限分級

　　  o 日常值班級：實(shí)時(shí)狀態(tài)監視、事件記錄查詢(xún);

　　  o 監控操作級：實(shí)時(shí)狀態(tài)監視、事件記錄查詢(xún)、探測器遠程復位、設備自檢;

　　  o 系統管理級：實(shí)時(shí)狀態(tài)監視、事件記錄查詢(xún)、探測器遠程復位、設備自檢，監控設備系統參數查詢(xún)、

　　  監控設備各模塊單獨檢測、操作員添加與刪除。

　　5.11 使用環(huán)境條件

　　  o 工作場(chǎng)所：消防控制室內、有人值班的變配電所(配電室)、有人值班的房間內墻壁上;

　　  o 工作環(huán)境溫度：-10℃～50℃;

　　  o 工作環(huán)境相對濕度：5%～95%RH;

　　o 海拔高度：≤2500m。

　　6 設備組成部件

　　6. 1 主要參數及組成部件

　　  主控單元：工業(yè)級平板電腦，配有觸摸顯示屏，WinXP操作系統;

　　  o 輸入輸出：內置公司開(kāi)發(fā)的智能DCMOD模塊，具有多路輸入輸出;

　　  o 聲光報警器：內置喇叭、LED指示燈;

　　  o 備用電源： 2節12V/7.2Ah的免維護蓄電池.

　　6.2 面板元件布置及功能說(shuō)明

　　  Acrel-6000/B電氣火災監控設備面板布置如圖1所示：

　　圖1 監控設備面板示意圖

　　  報警指示燈(紅色)：設備接收到探測器發(fā)出的報警信號時(shí)，報警指示燈常亮;

　　  故障指示燈(黃色)：當本系統發(fā)生故障時(shí)(如通訊故障、電源故障等)，故障指示燈常亮;

　　  運行指示燈(綠色)：設備正常運行時(shí)，指示燈常亮;

　　  消音指示燈(綠色)：軟件消音時(shí)，指示燈常亮;

　　  復位按鈕(紅色)：對系統進(jìn)行復位操作;

　　  微型打印機：用于打印實(shí)時(shí)報警、故障、事件信息。

　　  該系統自投運以來(lái)，運行良好，在預防電氣火災方面發(fā)揮了重要作用，獲得了客戶(hù)對產(chǎn)品和公司的認可與信賴(lài)。

　　參考文獻

　　[1].任致程周中. 電力電測數字儀表原理與應用指南[M]. 北京. 中國電力出版社. 2007. 4

　　[2].周中.電力儀表在大型公共建筑電能分項計量中的應用[J].現代建筑電氣 2010. 6