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火灾自动报警系统的发展历史及分代
作者:大宝    发布于:2018-05-21 09:48:07    文字:【 】【 】【
   火灾自动报警系统发展历史
二十世纪八十年代至九十年代,随着经济建设和半导体、微电子、光电、计算机和信息等科学技术的迅速发展,国外火灾自动报警技术以市场为导向,以应用高新技术为先导,以减少误报率、提高可靠性、灵敏度和扩大探测范围为根本目的,在开展基础理论和应用技术研究、老产品技术改造、新产品开发、标准和规范制修订、产品质量认证和检验、系统设计安装和维护、扩大应用范围和提高应用效益等方面,都有了很大的发展,出现了许多新产品、新技术,使火灾自动探测报警系统从火灾探测、报警传输、信号处理、报警控制显示到与其他系统联动等一系列功能和可靠性大大提高、完善,大大减少误报率,大大增强人们预防现代化各种火灾的能力,为保卫人类生命,财产防火安全发挥了重要作用,成为现代消防技术中的一种必不可少、具有广阔发展前途的前言消防领先技术和手段。

   火灾自动报警系统分代
火灾自动报警系统的组成形式多种多样,它的发展目前主要可分为六个阶段。其中部分代别并不是升级替换而是同时代技术,目前实际使用中也是多存在代产品共存现象。
   第一代火灾报警系统
初期阶段是用一些简单的分立元件构成的感温火灾自动报警系统。从19世纪四十年代一直延续到20世纪四十年代,这期间感温探测器占主导地位。但由于感温式火灾探测器灵敏度比较低、探测火灾的速度也比较慢,尤其对阴燃火灾往往不响应,因此,它一直无法较好地实现火灾早期报警的要求。
   第二代火灾报警系统
多线制开关量式火灾探测报警系统。这是第二代产品,目前国内外基本已处于被淘汰状态。
在大规模集成电路出现前,出于对火灾探测器体积和质量的限制,探测器本身没有编码器,为了确定现场大量探测器的位置,将每个探测器的引线直接连到控制器,在控制器的连线处标明该探测器的位置,这就实现了火灾报警到部位的功能。早期的探测器有两根电源线、选通线、信号线和自检线各一根,合计5根线。除选通线外,其余4根线可以共用。后来又将一根电源线和信号线、自检线合并成一根,选通线兼作另一根电源线,所以最终的多线制火灾报警控制系统的每个探测器与控制器的连线只有2根。每个探测器有一条信号线与控制器相连,另一根地线可以公用,也连接到火灾报警控制器,所以,n个探测器连到控制器的连线共有n+1根,如图1.1。

图1.1多线制火灾报警系统图

多线型火灾自动报警系统。每个探测器除需提供两根电源线外,还需提供一根报警信号线,探测器电源由报警器提供,探测器的信号线均连接到报警显示盘上,报警时点亮相应的指示灯。如日本"日探"公司生产的CPF火灾报警系统,此类系统的功能一般以报警为主,辅以一些简单的联动功能(也为多线制),如驱动警铃等,其报警器对外围探测器无故障检测功能,只会对电源线的断线做出故障反应,安装此类系统比较繁琐,特别是校线工作量较大。
这种报警系统存在着明显的弊病。首先报警是由探测器控制的,无论是火情还是探测器周围环境的变化,如空气温度、湿度文化、气流大小以及气压高低等,只要探测器探测的信息变化达到了其设定的阀值,就发出报警,误报率高。其次,探测器与控制器之间的联线繁多,使线路出现故障的可能性增大,并且安装和维护十分困难。其三,控制器对信号的处理是靠硬件电路适当连接实现的,故电路复杂,可靠性差,也导致误报率极高。
   第三代火灾报警系统
总线制可寻址开关量式火灾报警系统,这是第三代。这种自动报警系统已采用微处理器控制,其线制一般有四线制、三线制、二线制(如图1.2所示),探测器和模块均采用地址编码形式,通过总线与控制器实现信号传送,其探测器的报警形式为开关量,它的灵敏度在制造时,通过硬件决定,不可调整,此类系统可进行现场编程,并通过各种模块对各联动设备实行较复杂的控制,此类系统已具有系统自检以及对外围器件的故障检验等功能。

图1.2开关量火灾报警系统图

开关量型火灾探测系统主要由智能火灾报警控制器与开关量型探测器(或控制模块)构成,开关量型探测器是一种固定阈值探测器,它的火灾灵敏度不会随着周围环境的变化而自动补偿,当环境变化时会给探测带来影响,如离子探测器在使用过程中,其电离室由于被灰尘附着,造成电离室输出电压发生变化,从而引起探测器的误报或漏报。一般来说开关量探测器都是单一火灾探测方式,如测烟或测温度,具有一定的局限性。再有由于开关量探测器只是通过硬件作简单的门限比较来判断火灾信号的有无,并不对火灾的信息或过程进行处理,没有火灾的算法,因此其对火灾判定的准确性不是很好。
如松江的JB-1501(A)、JB-1502、JB-3101类型即为开关量控制器,目前松江主流的JB-3208也存在开关量型。
   第四代火灾报警系统
模拟量传输式智能火灾报警系统,是第四代产品。目前国内已经从传统的开关量式火灾探测报警技术,跨入具有科技水平的模拟量式智能火灾探测报警技术阶段。
模拟量型探测器是一种内无固定阈值的火灾探测器,其主要的特点是传感器测到的信号的大小被以电压或电流的大小形式传送到控制器,探测器本身并不做判断或处理,所有的处理过程都集中在控制器中,包括对探测环境的自动补偿,火灾信息的保存、处理和判断。探测器仅仅相当于是一只火灾传感器。这就要求火灾控制器有更高性能的微处理器,更大的数据存储量,但整个系统的响应速度会变慢,随着系统内挂接探测器数量的增多,算法越复杂,火灾探测响应速度会越慢。
如安装在保护区的探测器不断的向所监视的现场发出巡检信号,监视现场的烟雾浓度、温度等,并不断反馈给报警控制器,控制器将接到的信号与内存的正常整定值比较、判断确定火灾。当发生火灾的时候,发出声光报警,显示火灾区域或楼层房号的地址编码,并打印报警时间、地址等。同时向火灾现场发出警报提醒,各应急疏散指示灯亮,指明疏散方向,联动相关设备,大致的逻辑如图1.3所示。

图1.3火灾自动报警逻辑

模拟量报警方式与开关量报警方式的根本区别在于:模拟量火灾探测器内部电路不存在报警阀值,探测器将烟雾浓度或环境温度等报警因素转换成为具有一定值的数据信号,即"模拟量信号",这个模拟量信号随着报警因素的变化而变化。火灾报警控制器循环往复地接受这个模拟量信号,并由其内部的单片计算机进行相应的数据处理,计算机程序自动地为每个探测器设定一个初始值和两个阀值--"预火警值"、"火灾报警值"。在火灾发生时,探测区域内的烟雾浓度急剧增加,由探测器发回的模拟量信号也迅速增强,当其数值达到且超过火警值时,火灾报警控制器将发出"预火警"信号。如果烟雾浓度不再继续上升,则停止预火警报警,"预火警"信号消失;若烟雾浓度仍继续上升,并达到火灾报警浓度,则火灾报警控制器立即发出火灾报警信号和一系列灭火联动指令。由此可见,模拟量火灾自动报警系统能够对其所接收到的模拟量信号进行判别和分析,从而提高了系统的稳定性和可靠性,降低了误报率。
   第五代火灾报警系统
智能型火灾火灾自动报警系统为第五代产品,但如今还是存在着多代并存的现象。多线制、模拟量火灾探测系统市场上依然可以看见。其中多线制火灾自动探测系统多存在于国外市场,在国内很少见到多线制火灾自动探测系统。


世界市场占有率最高的第五代智能火灾自动探测系统按智能的分配大致可分为3类,一是探测器智能系统,二是控制器主机智能系统,三是分布智能系统。就目前国内外而言,国内多采用前两种智能系统,相对智能程度还不算太高,与国外仍有差距;而国外有许多品牌是拥有分布智能系统,如安舍、爱德华、西门子等。


   第六代火灾报警系统
城市火灾自动报警监控网络系统通过有线或无线的方式实时监控整个城市中各个消防场所的火灾报警系统,火灾发生时,现场的火灾报警信号到达监控中心的城市火灾报警网络管理系统,通过地理信息系统(GIS)实行事故地点定位,接警中心的电子地图上就会立即自动显示出报警点的准确位置。同时把报警信息、位置信息等传送到处理中心。本监控系统包括:监控中心,一般设在消防部门或指定的第三方,监控中心由多个接警计算机和中心计算机构成,接警计算机负责监控接入系统的各个远程火灾报警系统,并由专人值班操作,对火警进行确认;中心计算机作为后台处理机,提供大容量的数据库并生成消防预案,并为其他系统提供数据服务;远程火灾报警系统为上面提到的火灾报警系统,通过公共电话网(PSTN)、Internet和无线(联通的CDMA、移动的GPRS)等方式接入监控中心。

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