成都市婦女兒童醫(yī)院消防電源監(jiān)控系統(tǒng)的設計與應用

劉丹
安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801；

摘要：本文簡述了消防設備電源的組成原理，分析了消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)在應用中的設計依據(jù)和相關規(guī)范。后通過安科瑞消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)在成都市婦女兒童醫(yī)院項目的實例介紹，闡述了消防設備電源功能的實現(xiàn)及其重要意義。

關鍵詞：消防設備電源；電源監(jiān)控模塊；監(jiān)控系統(tǒng)；AFPM100；成都市婦女兒童醫(yī)院

0  概述 
  AFPM消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)是安科瑞自主研發(fā)的集監(jiān)視、報警、管理于一體的計算機測控系統(tǒng)，該系統(tǒng)可廣泛應用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業(yè)、消防單位以及石油化工、文教衛(wèi)生、金融、電信等領域。
  AFPM100消防設備電源狀態(tài)監(jiān)控器是AFPM消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)的核心，AFPM100監(jiān)控器通過RS485總線與多臺傳感器相連，構成集散式消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)，實時監(jiān)控消防設備主、備電源的工作狀態(tài)。監(jiān)控器采用集中式、模塊化設計，配接傳感器，通過監(jiān)測消防設備電源的電壓、電流、開關狀態(tài)等運行相關信息、報警信息、故障信息等，并存儲、分析、統(tǒng)計，方便用戶進行監(jiān)控和管理；通過人機交互界面，將消防設備電源的數(shù)據(jù)匯總顯示，具有管理、查看、報警、打印等功能。
  本項目位于成都市婦女兒童醫(yī)院，現(xiàn)場共分布AFPM3-2AV消防電源監(jiān)控模塊75只，分別安裝于樓層內強電井消防配電箱內?，F(xiàn)場消防電源監(jiān)控模塊采用總線方式接至消控中心的AFPM100壁掛式消防電源監(jiān)控系統(tǒng)。本設備結構合理、可靠性高、功能較強、維護方便、性價比高，系統(tǒng)界面友好、易學易用。

1  用戶需求

  本項目要求消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)能通過對成都市婦女兒童醫(yī)院消防設備的供電電源的故障和異常狀態(tài)進行監(jiān)控，及時報警提醒相關人員消除這些隱患，防止發(fā)生火災時，消防設備無電可用，設備不能正常投入使用。
  為便于值班監(jiān)控管理，中央主機具有以下主要功能：
  1)按照配電圖紙，對各回路消防設備進行監(jiān)控，掌握消防設備電源的運行情況。
  2)消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)內部能夠實現(xiàn)的監(jiān)控平臺，能夠得到系統(tǒng)內部全部參數(shù)的實時數(shù)據(jù)；對整個消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)的智能化管理，能夠通過檢測消防設備電源的電壓狀態(tài)等相關信息，從而判斷消防設備電源是否有斷路、短路、過壓、欠壓、缺相、錯相等故障信息。
  3)主機對監(jiān)控報警和故障報警事件應具有實時打印事件編號、監(jiān)控部位、事件性質、報警參數(shù)及日期時間等數(shù)據(jù)的功能。報警事件數(shù)據(jù)應專門儲存，有獨立的查詢界面，并不可修改，以供故障責任分析之用。
  4)除以上條款要求外，主機的其它功能和性能尚應符合國標GB 28184-2011 《消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)》的規(guī)定及GB 25506-2010 《消防控制室通用技術要求》的標準。

2  參考標準

  2.1．GB25506-2010《消防控制室通用技術要求》，在條文 5.7 消防電源監(jiān)控器應符合下列要求：
  a)應能顯示消防用電設備的供電電源和備用電源的工作狀態(tài)和故障報警信息。
  b)應能將消防用電設備的供電電源和備用電源的工作狀態(tài)和欠壓報警信息傳輸給消防控制室圖 形顯示裝置。
  2.2．GB 28184-2011 《消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)》
  2.3．GB 50116-2013《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》

3  系統(tǒng)組成

  成都市婦女兒童醫(yī)院消防電源監(jiān)控系統(tǒng)項目由消防設備電源監(jiān)控主機、消防設備電源探測器組成。
  本項目通訊總線共接入3條通訊總線，探測器模塊直接接入壁掛式主機，組成消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)的大動脈。AFPM100消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)采用消防設備電源狀態(tài)監(jiān)控器+電壓傳感器的兩層結構組網(wǎng)模式。整個監(jiān)控系統(tǒng)功能，安全可靠，探測準確，性價比高，系統(tǒng)內部采用RS485網(wǎng)絡通信，對外提供Modbus-RTU通信協(xié)議，以滿足其他標準系統(tǒng)的連接，以上所述組成一套信號穩(wěn)定，精度可靠的消防設備電源監(jiān)測系統(tǒng)。本系統(tǒng)組網(wǎng)共分為三層：
1）站控管理層
  站控管理層針對消防電源監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員，是人機交互的直接窗口，也是系統(tǒng)的上層部分。主要由系統(tǒng)軟件和必要的硬件設備，如觸摸屏、UPS電源等組成。監(jiān)測系統(tǒng)軟件對現(xiàn)場各類數(shù)據(jù)信息計算、分析、處理，并以圖形、數(shù)顯、聲音、指示燈等方式反應現(xiàn)場運情況。
  監(jiān)控主機：用于數(shù)據(jù)采集、處理和數(shù)據(jù)轉發(fā)。為系統(tǒng)內或外部提供數(shù)據(jù)接口，進行系統(tǒng)管理、維護和分析工作。
  UPS：保證計算機監(jiān)測系統(tǒng)的正常供電，在整個系統(tǒng)發(fā)生供電問題時，保證站控管理層設備的正常運行。
  監(jiān)控主機設置在消控室中，采用壁掛安裝。
2）網(wǎng)絡通訊層
  通訊介質：系統(tǒng)主要采用屏蔽雙絞線，以RS485接口，MODBUS通訊協(xié)議實現(xiàn)現(xiàn)場設備與上位機的實時通訊。
3）現(xiàn)場設備層
  現(xiàn)場設備層是數(shù)據(jù)采集終端，主要為AFPM100系列消防設備電源監(jiān)控探測器。
  系統(tǒng)結構拓撲圖如下：

4  消防設備電源設備

4.1、 AFPM100消防設備電源主機

  主要技術參數(shù)：
  電源主電源：AC220V 50Hz（允許85%－110%范圍內變化） 
  備用電源：主電源低電壓或停電時，維持監(jiān)控設備工作時間≥8h 
  監(jiān)控器為連接的模塊（電壓/電流信號傳感器）提供DC24V電源 
  工作制:24小時工作制
  通訊方式:
  Modbus-RTU通信協(xié)議，RS485半雙工總線方式，傳輸距離500m（若超過可通過中繼器延長通訊傳輸距離）。
  操作分級
  ① 日常值班級：實時狀態(tài)監(jiān)視、歷史記錄查詢。
  ② 監(jiān)控操作級：實時狀態(tài)監(jiān)視、歷史記錄查詢、探測器遠程復位。
  ③ 系統(tǒng)管理級：實時狀態(tài)監(jiān)視、歷史記錄查詢、探測器遠程復位、探測器參數(shù)遠程修改、監(jiān)控設備系統(tǒng)參數(shù)設定與修改、操作員添加與刪除。
  使用環(huán)境條件
  ① 工作場所：消防控制室內，或與消防控制臺并列安裝
  ② 工作環(huán)境溫度：-10℃～+55℃
  ③ 工作環(huán)境相對濕度：≤95%不結露
  ④ 海拔高度：≤2500m
  ⑤ 污染等級：Ⅲ級，安裝類別：Ⅲ級
  4.2、AFPM100系列儀表
  4.2.1、實時監(jiān)測兩路三相電壓；
  4.2.2、具有過壓、欠壓、缺相、錯相、過流（具有電流檢測產品）報警；
  4.2.3、提供一路或兩路（監(jiān)控兩路三相交流電壓產品）開關量輸入功能，可監(jiān)測開關狀態(tài)；（詳見模塊選型）
  4.2.4、提供一路繼電器輸出，可連接報警控制回路；
  4.2.5、具有事件存儲功能，報警器能夠記錄報警發(fā)生的時間、類型、參數(shù)，根據(jù)報警記錄可以分析現(xiàn)場情況，為消除故障提供依據(jù)；
  4.2.6、采用現(xiàn)場總線通信技術，上位機管理軟件可以時刻監(jiān)控現(xiàn)場的運行情況，及時發(fā)現(xiàn)報警信息。通過RS485接口，標準MODBUS協(xié)議可以與各種標準系統(tǒng)相連；
  4.2.7、集成度高，網(wǎng)絡化，智能化程度高，動作特性合理

5 系統(tǒng)功能

5.1、監(jiān)控報警功能
被監(jiān)控設備電源回路開關狀態(tài) 
被監(jiān)控設備電源的工作狀態(tài)（電壓、電流及報警狀態(tài)信息） 
報警響應時間：≤100s 
報警聲信號：可手動消除，當再次有報警信號輸入時，能再次啟動 
報警光信號：紅色LED指示燈常亮 
5.2、控制輸出功能
對個別或全部被監(jiān)控設備的報警繼電器進行遠程遙控操作 
監(jiān)控器控制輸出：常開無源觸點，容量：AC250V 3A或DC30V 3A 
5.3、故障報警功能
監(jiān)控器與模塊（電壓/電流信號傳感器）之間的連接線斷路、短路 
監(jiān)控器主電源欠壓（≤80%主電源電壓）或過壓（≥110%主電源電壓） 
監(jiān)控器與其分體電源間連接線斷路、短路 
當監(jiān)控器出現(xiàn)以上故障時，能發(fā)出與監(jiān)控報警信號有明顯區(qū)別的聲光故障報警信號 
故障報警響應時間：≤100s 
故障報警聲信號：手動消除，當再次有報警信號輸入時，能再次啟動 
故障報警光信號：黃色LED指示燈常亮 
故障期間，非故障回路的正常工作不受影響 
5.4、自檢功能
連接檢查：通信線路及分體電源線路的斷路、短路 
設備自檢：手動檢查或系統(tǒng)自檢 
自檢耗時：≤60s 
5.5、報警記錄功能
記錄10000條相關故障報警信息 
報警類型：故障類型、發(fā)生時間、故障描述 
報警事件查詢 
報警記錄打印 
5.6、打印功能
 監(jiān)控系統(tǒng)可漢字打印，可打印報警事件及時間、故障事件及時間。
5.7、消音
  在發(fā)生報警或故障等警報情況下，監(jiān)控設備的揚聲器會發(fā)出相應的報警聲加以提示，按“消音”鍵揚聲器終止發(fā)出警報，報警燈綠燈亮。期間工作人員可以對有關故障進行處理。一切回歸正常，報警燈滅。如有新的故障發(fā)生時，消音指示燈滅，揚聲器將再次發(fā)出警報聲。

6 結束語

  成都市婦女兒童醫(yī)院消防電源監(jiān)控系統(tǒng)由消防設備電源監(jiān)控裝置AFPM100、消防設備電源探測器組成。AFPM消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)是安科瑞自主研發(fā)的集監(jiān)視、報警、管理于一體的計算機測控系統(tǒng)，該系統(tǒng)可廣泛應用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業(yè)、消防單位以及石油化工、文教衛(wèi)生、金融、電信等領域。AFPM100消防設備電源狀態(tài)監(jiān)控器是AFPM消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)的核心，監(jiān)控設備通過RS485總線與多臺傳感器相連，構成集散式消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)，實時監(jiān)控消防設備電源的工作狀態(tài)?？仄鞑捎眉惺健⒛K化設計，配接傳感器，對所監(jiān)測的消防設備電源的運行信息、故障信息、位置信息等參數(shù)進行跟蹤采集、存儲、分析，方便用戶進行管理和監(jiān)控；通過人機交互界面，將消防設備電源的數(shù)據(jù)匯總顯示，具有管理、查看、報警、打印等多項功能。本設備結構合理、可靠性高、功能較強、維護方便、性價比高，系統(tǒng)界面直觀、易用。
 

作者簡介：
劉丹，女，本科  安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能電網(wǎng)供配電