Verfahren und Anordung zur Identifizierung eines alarmauslösenden Melders in einer Gefahrenmeldeanlage

Abstract

 Die über eine Zweidraht-Meldeleitung (ML) an der Zentrale angeschlossenen Melder (M) weisen eine Codiereinrichtung (COD), die zentrale Auswerteeinrichtung weist eine Decodiereinrichtung auf. Ein alarmauslösender Melder bewirkt einen Spannungseinbruch der Linienspannung so daß die Zentrale einen Alarm auf der betreffenden Meldeleitung (ML) erkennt und den Linienstrom von einem Ruhestromgrenzwert auf einen Alarmstromgrenzwert erhöht. Die dadurch bewirkte Überschreitung einer Ansprechschwelle einer im Melder angeordneten Strombegrenzungsschaltung (MSB) aktiviert die Codiereinrichtung (COD) des alarmauslösenden Melders (M), so daß die einstellbare Melderadresse mittels binärcodierter Impulse (IP) zur Zentrale übertragen wird. Dort wird das Impulstelegramm mittels einer Auswertescheltung und einer Decodier- und Anzeigelogik decodiert und der alarmauslösende Melder angezeigt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Identifizierung eines alarmauslösenden Melders in einer Gefahrenmeldeanlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und auf eine Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens.

[0002] In Gefahrenmeldeanlagen werden üblicher weise mehrere Sensoren bzw. Melder an einer Zweidrahtleitung, der Meldeleitung, betrieben. Beim Ansprechen eines Sensors verringert sich dessen Innenwiderstand, wobei wegen der zentralseitigen Strombegrenzung der Meldeleitung die Linienspannung absinkt, was in der Zentrale als Alarmkriterium ausgewertet wird. In vielen Fällen erscheint es wünschenswert, den Melder zu identifizieren, der Alarm ausgelöst hat.

[0003] Es gibt hierfür einige Verfahren, die im wesentlichen darauf beruhen, daß von der Zentrale her durch Modulation der Linienspannung diese Sensoren einer Meldeleitung der Reihe nach auf ihren Zustand bzw. Meßwert abgefragt werden. In der DE-OS 25 33 382 ist beispiels- weise ein derartiges Verfahren beschrieben. Ein solches modernes Gefahrenmeldesystem, wie die dort beschriebene Pulsmeldetechnik, löst die Einzelidentifizierung der Melder mit speziellen Meldern und einer entsprechend ausgebildeten Zentrale. Bei solchen Verfahren können wegen des ständigen Datenflusses auf der Meldelinie leicht Störungen auftreten. Außerdem führt dieses Verfahren zu einem höheren Stromverbrauch. Bestehende Gefahrenmeldeanlagen würden eine völlige Umrüstung, die mit hohen Kosten verbunden ist, verlangen.

[0004] Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Anordnung zur Durchführung hierfür anzugeben, mit dem bei bestehenden Gefahrenmeldeanlagen mit verhältnismäßig geringem Schaltungsaufwand ein alarmauslösender Melder einer Meldeleitung identifiziert und angezeigt werden kann.

[0005] Diese Aufgabe wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Bezüglich der Anordnung wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 3 gelöst.

[0006] Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Melderschaltung nur im Alarmfall von der Zentrale aus aktiviert. Diese überträgt dann die Nummer des alarmierenden Sensors zur Zentrale. Dabei wird im Alarmfall der Meldeleitung in der Zentrale der Linienstrom von seinem Ruhestromgrenzwert auf einen Alarmstromgrenzwert angehoben. Eine im Melder angeordnete Strombegrenzungsschaltung aktiviert die dort angeordnete Codiereinrichtung, weil der Stromwert der Ansprechschwelle überschritten wurde. Die im Melder eingestellte Codierung wird mittels binärcodlerten Impulsen zur Zentrale übertragen. In der Zentrale werden in der Auswerteeinrichtung die binär codierten Impulse decodiert und der alarmauslösende Melder wird angezeigt. Die Ubertragung der Meldercodierung kann zweckmäßigerweise mittels einer Impulsbreitenmodulation erfolgen. Dazu weist die Codiereinrichtung im Melder einen codierbaren dekadischen Zähler auf, dem ein Rechteckgenerator, der beispielsweise von einem Operationsverstärker gebildet sein kann, nachgeschaltet ist. In der Zentrale ist entsprechend eine umschaltbare Strombegrenzungsschaltung vorgesehen, die bei Ruhe den Linienstrom auf einen Ruhestromgrenzwert begrenzt und im Falle eines Alarms den Linienstrom auf einen Alarmstromgrenzwert erhöht. Der Strombegrenzungsschaltung in der Zentrale Ist eine Auswerteschaltung nachgeordnet, die die Signalzustände der Meldeleitung überwacht und mit vorgebbaren Referenzspannungen vergleicht und entsprechend der jeweiligen Signalzustände eine nachgeordnete Decodier-Anzeigelogik ansteuert, die im Alarmfall einerseits die umschaltbare Strombegrenzungsschaltung zur Erhöhung des Linienstroms ansteuert und andererseits die Anzeigeeinrichtung zur Anzeige des alarmauslösenden Melders ansteuert.

[0007] Weitere Einzelheiten und Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen .

[0008] Anhand der Zeichnung wird an einem Ausführungsbeispiel die Erfindung näher erläutert. Dabei zeigen die

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild eines Melders,

Fig.-2a und 2b den zeitlichen Spannungs- und Stromverlauf am Beispiel eines Melders mit der Nummer 10 (binär 1010), und

Fig. 3 ein mögliches Schaltbeispiel der Auswerteeinrichtung der Zentrale.

[0009] In Fig. 1 ist die Prinzipschaltung eines Melders M dargestellt, dem über die Leiter a und b die Linienspannung U zugeführt wird. In Reihe zum Sensor S, der im Ruhezustand hochohmig ist und der im Alarmfall die Charakteristik einer Z-Diode annimmt, liegt die Strombegrenzungsschaltung MSB. Bei Strömen, die unterhalb der durch den Widerstand Rl definierten Ansprechschwelle IS liegen, ist der Transistor Tl gesperrt, während der Transistor T2 leitend ist. Der Widerstand R1 ist so dimensioniert, daß der zentralseitig eingestellte Ruhestromgrenzwert IRG unterhalb dem Stromwert der Ansprechschwelle IS der Strombegrenzungsschaltung MSB liegt.

[0010] Im Ruhezustand liegt am Melder M die Linienspannung U mit dem Ruhespannungswert UR, während im Melder ein vernachlässigbar kleiner Melderstrom und in der ruhestromüberwachten Meldeleitung ein sehr geringer Ruhestrom IR fließen. Im Alarmfall (ab dem Zeitpunkt tl gemäß der Fig. 2) fließt über den dann niederohmigen Sensor S zunächst der zentralseitig auf den Ruhestromgrenzwert IRG begrenzter Linienstrom I, so daß die Linienspannung U mit dem Ruhespannungswert UR auf den Alarmspannungswert UAL absinkt. Sobald dies von der Zentrale (Z) als Alarm erkannt worden ist, wird zum Zeitpunkt t2 gemäß der Fig. 2 die Linienstrombegrenzung USB in der Zentrale (Z) vom Ruhestromgrenzwert IRG auf einen höheren Alarmstromgrenzwert IAL umgeschaltet.

[0011] Die umschaltbare Strombegrenzungsschaltung USB in der Zentrale (Z) und die Auswerteschaltung AWS ist in Fig. 3 dargestellt und wird später noch ausführlicher erläutert. Die Erhöhung des Linienstroms I auf den Alarmstromgrenzwert IAL hat zur Folge, daß im Melder die Strombegrenzungsschaltung MSB aktiviert wird, die zunächst den Melderstrom auf den Stromwert der Ansprechschwelle IS begrenzt hat. Mit dem erhöhten Stromwert auf der Meldeleitung wird nun der Transistor Tl leitend und versorgt über einen Spannungsregler RS die Codiereinrichtung COD, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Impulsformerstufe aufweist. Die Codiereinrichtung COD besteht aus einem dekadischen Zähler DZ und einem als Rechteckgenerator geschalteten Operationsverstärker OV, der mit der Speisespannung US vom Spannungsregler SR versorgt wird. Beim Einschalten des Transistors Tl erhält der dekadische Zähler DZ über die RC-Kombination Cl, R2 einen Resetimpuls am Reseteingang R des dekadischen Zählers DZ. Dadurch werden alle Ausgänge Ql bis Q (n+1) des dekadischen Zählers DZ LOW. Die vom Operationsverstärker OV erzeugen Rechteckimpulse bewirken mit jeder fallenden Flanke am Takteingang CL des dekadischen Zählers DZ an den Ausgängen Ql bis Q (n+1), daß der Reihe nach, jeweils nur ein Ausgang HIGH ist. Jeder LOW-Zustand des Operationsverstärkers OV hat über den Widerstand R3 eine Melderstromerhöhung auf den Stromwert IP zur Folge. Dies ist der Stromwert der binär codierten Meldersignale, die als Stromimpulse in der Zentrale empfangen werden. Ein HIGH-Pegel am Summenpunkt SP verlängert die Dauer des Stromimpulses. Die Länge eines Stromimpulses wird mit den Codierschaltern Sl bis Sn eingestellt, wobei ein geschlossener Schalter einen langen Impuls, entsprechend einer logischen Eins, und ein offener Schalter einen kurzen Impuls entsprechend einer logischen Null ergibt. Auf diese Weise entsteht ein n Bit langes serielles Impulstelegramm, das neben der binär codierten Meldernummer noch weitere Informationen enthalten kann. Dieses Impulstelegramm kann in der Zentrale mit der später beschriebenen Auswerteschaltung decodiert werden und die entsprechende . Meldernummer kann angezeigt werden.

[0012] Dieses Impulstelegramm ist in Fig. 2b für den Melder mit der binären Nummer 1010 dargestellt. Fig. 2a zeigt den zeitlichen Spannungsverlauf. Nach den letzten Codedeimpuls zum Zeitpunkt t3 in Fig. 2b wird der Ausgang Q (n+1) des dekadischen Zählers DZ HIGH und stoppt über die Diode D den Taktgeber OV, dessen Ausgang bis zum Ende der zentralseitigen Linienstromerhöhung (zum Zeitpunkt t4 in Fig. 2b) im LOW-Zustand bleibt und über den Widerstand R3 die Melderanzeige MA ansteuert.

[0013] In Fig. 3 ist ein mögliches Ausführungsbeispiel für die Auswertung der Meldenummer in der Zentrale Z gezeigt. An der Meldeleitung ML mit den beiden Adern a und b liegt die Linienspannung U. In der umschaltbaren Strombegrenzungsschaltung USB wird mit dem Widerstand R4 der Ruhestromgrenzwert IR, bei durchgeschaltetem Transistor T4 mit der Parallelschaltung der Widerstände R4 und R5 der Alarmstromgrenzwert IAL festgelegt. Der umschaltbaren Strombegrenzungsschaltung USB ist eine Auswerteschaltung AWS nachgeschaltet. Diese weist drei Komparatoren Kl bis K3 und ein Zeitglied R6, C2 auf. Der Komparator Kl schaltet beim Auftreten des Alarmkriteriums (Alarmspannungswert UAL) auf der Meldelinie ML. Dazu ist der Komparator K1 an der b-Ader der Meldelinie ML angeschlossen. Am zweiten Eingang des Komparators Kl liegt eine Referenzspannung Ul an. Der Ausgang des Komparators Kl führt zur Decodier-und Anzeigelogik DAL. Der zweite Komparator K2 ist mit seinem ersten Eingang an der umschaltbaren Strombegrenzungsschaltung USB angeschlossen. Am zweiten Eingang liegt eine Referenzspannung U2. Die dem Linienstrom I proportionale Spannung U an den Widerständen R4 und R5 der umschaltbaren Strombegrenzungsschaltung USB wird dem zweiten Komparator K2 zugeführt, der bei den vom Melder (M) gesendeten codierten Stromimpulsen IP schaltet. Das Ausgangssignal des Komparators K2 gelangt über das Integrierglied R6 C2 an den Eingang des dritten Komparators K3. Am zweiten Eingang des Komparators K3 liegt die Referenzspannung U3 an. Die Referenzspannung U3 und die Zeitkonstante des Integriergliedes R6, C2 sind so bemessen, daß der Komparator K3 beim Eintreffen eines langen Impulses IP (binäre Eins) schaltet, beim Eintreffen eines kurzen Impulses IP (binäre Null) jedoch nicht. Der jeweilige Ausgang der Komparatoren K1 bis K3 ist auf den jeweiligen Eingang E1 bis E3 der Decodier- und Anzeige- logik DAL geführt, die beispielsweise von einem Microprozessor gebildet ist. Die Decodier- und Anzeige-Logik DAL erkennt über den Eingang E1 den Alarmzustand (Alarmspannungswert UAL) der Meldelinie ML und steuert über den Ausgang Al die umschaltbare Strombegrenzungsschaltung USB an, die den Linienstrom I vom Ruhestromgrenzwert IRG auf den Alarmstromgrenzwert IAL erhöht. Uber die Eingänge E2 und E3 empfängt die Decodier- und Anzeigelogik DAL das Meldertelegramm in Form der binärcodierten Stromimpulse (IP), decodiert es und zeigt über den Ausgang A2 die Meldernummer auf der Anzeigeeinrichtung ANZ an, die beispielsweise eine Sieben-Segment-Anzeige sein kann.

Bezugszelchenliste

[0014] 

ANZ Anzeigeeinrichtung

AWE Auswerteeinrichtung

AWS Auswerteschaltung

COD Codiereinrichtung

DAL Decodier- und Anzeige-Logik

DZ dekadischer Zähler

I Linienstrom

IAL Alarmstromgrenzwert

IR Ruhestrom

IRG Ruhestromgrenzwert

IS Stromwert der Ansprechschwelle

IP Stromwert der binärcodierten Meldersignale (Stromimpulse)

K Komparator

MA Melderanzeige (z.B. LED)

MSB Strombegrenzungsschaltung im Melder

M Melder

ML Meldeleitung

OV Operationsverstärker

S Sensor

S1 bis Sn Codierschalter

SR Spannungsregler im Melder

SP Summenpunkt

T Transistor

U Linienspannung

ULA Alarmspannungswert

UR Ruhespannungswert

US Speisespannung

USB umschaltbare Strombegrenzungsschaltung in der Zentrale

Ul bis U3 Referenzspannungen

Z Zentrale

Ansprüche

1. Verfahren zur Identifizierung eines alarmauslösenden Melders in einer Gefahrenmeldeanlage mit mehreren an einer Zentrale (Z) angeschlossenen Meldeleitungen (ML), mit jeweils mehreren an jede einzelne Meldeleitung (ML) angeschlossenen Meldern (M), die jeweils eine einstellbare Codiereinrichtung (COD) aufweisen, mit einer Decodiereinrichtung in einer Auswerteeinrichtung (AWE), die in der Zentrale (Z) angeordnet ist, wobei der Alarm auslösende Melder (M) einen Spannungseinbruch der Linienspannung (U) der Meldeleitung (ML) von einem Ruhespannungswert (UR) auf einen Alarmspannungswert (UAL) bewirkt und die Zentrale eine Alarmmeldung der betreffenden Meldelinie (ML) erkennt,
dadurch gekennzeichnet, daß im Alarmfall in der Zentrale (Z) der Linienstrom (I) der Meldeleitung (ML) von einem Ruhestromgrenzwert (IRG) auf einen Alarmstromgrenzwert (IAL) erhöht wird,
daß dadurch eine Ansprechschwelle (IS) einer im Melder (M) angeordneten S.trombegrenzungsschaltung (MSB) überschritten wird, so daß die Codiereinrichtung (C0D) des alarmauslösenden Melders (M) aktiviert und die eingestellte Meldercodierung mittels binärcodierter Impulse (IP) zur Zentrale (Z) übertragen wird,
und daß in der Auswerteeinrichtung (AWE) die binärcodierten Impulse (IP) decodiert werden und der alarmauslösende Melder angezeigt (ANZ) wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung des Meldercodes mittels einer Impulsbreitenmodulation erfolgt.

3. Anordnung zur Durchführung des Verfahrerns nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß jeder Melder einen im Ruhezustand hochohmigen Sensor (S) aufweist, der in Reihe mit einer Strombegrenzungsschaltung (MSB) an der Meldeleitung (ML) angeschlossen ist, daß der Strombegrenzungsschaltung (MSB) die Codiereinrichtung (COD) nachgeschaltet ist, die von einem codierbaren (Sl bis Sn) dekadischen Zähler ( DZ) und einem diesen nachgeschalteten Rechteckgenerator (OV) gebildet ist, der entsprechend der eingestellten Meldercodierung Stromimpulse unterschiedlicher Länge (IP) auf der Meldeleitung (ML) erzeugt,
daß die Auswerteeinrichtung (AWE) der Zentrale (Z) eine umschaltbare Strombegrenzungsschaltung (USB) aufweist, die den Linienstrom (I) auf den Ruhestromgrenzwert (IRG) bzw. im Alarmfall auf den höheren Alarmstromgrenzwert (IAL) begrenzt,
daß der umschaltbaren Strombegrenzungsschaltung (USB) eine Auswerteschaltung (ASW) für die Signalzustände der Meldeleitung (ML).nachgeschaltet ist, die eine nachgeordnete Decodier- und Anzeige-Logik (DAL) ansteuert, und daß im Alarmfall die Decodier- und Anzeige-Logik (DAL) einerseits die umschaltbare Strombegrenzungsschaltung (USB) und andererseits eine Anzeigeeinrichtung (ANZ) ansteuert.

4. Anordnung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (AWS) zwei der umschaltbaren Strombegrenzungsschaltung (USB) nachgeschaltete Komperatoren (K1 und K2) aufweist, wobei der erste Komparator (K1) bei Auftreten der Alarmspannung (UAL) auf der Meldeleitung (ML) und der zweite Komparator (K2) bei Auftreten der vom Melder gesendeten codierten Stromimpulse (IP) ein Ausgangssignal abgeben, daß die Auswerteschaltung (AWS) einen dritten Komparator (K3) aufweist, der über ein Integrierglied (R6, C2) dem zweiten Komparator (K2) nachgeschaltet ist, wobei nur bei langen Stromimpulsen (IP) der dritte Komparator (K3) ein Ausgangssignal abgibt, und daß der jeweilige Ausgang der drei Komparatoren auf einen Eingang (E1 bis E3) der Decodier- und Anzeige-Logik (DAL) führt, die im Alarmfall die umschaltbare Strombegrenzungsschaltung (USB) ansteuert und die Stromimpulse (IP) des Melders decodiert und den alarmgebenden Melder an der Anzeigeeinrichtung (ANZ) anzeigt.

5. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Rechteckgenerator von einem Operationsverstärker (OV) gebildet ist.

6. Anordnung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß dem Operationsverstärker (OV) die Reihenschaltung eines Widerstandes (R3) und einer Leuchtdiode (MA) nachgeschaltet ist, durch die der vom Rechteckgenerator erzeugte Strom (IP) fließt.

7. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Strombegrenzungsschaltung (MSB) des Melders und der Codiereinrichtung (COD) ein Spannungsregler (SR) vorgesehen ist.

8. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Decodier- und Anzeige-Logik (DAL) von einem Mikroprozessor gebildet ist.

Zeichnung