消防联动控制系统构造原理组成.docx

1、消防联动控制系统构造原理组成消防联动控制系统概述消防联动控制系统是火灾自动报警系统中的一个重要组成部分。 通常包括消防联动控制器、 消防控制室图形显示装置、传输设备、消防电气控制装置（防火卷帘控制器等） 、消防设备应急电源、消防电动装置、消防联动模块、消火栓按钮、消防应急广播设备、消防电话等设备和组件。消防联动控制设备的构成如图 2-1 所示。图 2-1 消防联动控制设备的构成框图第一节 消防联动控制器消防联动控制器是消防联动控制设备的核心组件。它通过接收火灾报警控制器发出的火灾报警信息，按预设逻辑对自动消防设备实现联动控制和状态监视。 消防联动控制器可直接发出控制信号， 通过驱动装置控制现场

2、的受控设备。 对于控制逻辑复杂， 在消防联动控制器上不便实现直接控制的情况， 通过消防电气控制装置（如防火卷帘控制器）间接控制受控设备。一、分类消防联动控制器可按结构形式、使用环境和防爆性能进行分类。紫荆花商务中心所用台式消防联动控制器. ；图 2-2 消防联动控制器示例图二、功能和性能1.功能1)消防联动控制器能接收来自火灾报警控制器的火灾报警信号，并发出火灾报警声、光信号。在非延时状态下能在 3s（一般发生动作后会有一段信号传输过程）内向与其连接的各类受控设备发出启动信号，按设定的控制逻辑直接或间接控制该受控设备,同时发出启动光指示信号。消防联动控制器能接收受控设备动作后的反馈信号，并显示

3、相应设备状态。2)消防联动控制器能接收连接的启泵按钮、水流指示器等灭火系统启动按钮相关触发器件发出的报警信号，显示其所在的部位，发出报警声、光信号，将报警信号发送到连接的火灾报警控制器。3)消防联动控制器能以手动或自动两种方式完成所有控制功能并指示状态。在自动方式下， 手动插入操作优先。4)（各分线盘） 消防联动控制器具有直接手动控制单元。直接手动控制单元至少有六组独立的手动控制开关， 每个控制开关对应一个直接控制输出。直接手动控制单元能独立使用时，受控设备的启动、 反馈等各种工作状态均能在手动控制开关旁单独显示。直接手动控制单元不能独立使用时， 受控设备除启动状态外的其他工作状态在手动控制开

4、关旁单独指示，或在联动控制器的共用显示器上显示。5)消防联动控制器能通过手动或通过程序的编写输入启动的逻辑关系，对控制输出有相应的输入“或”逻辑和 / 或“与”逻辑编程功能。6)消防联动控制器可以对特定的控制输出功能设置延时，最长延时时间不超过10min ，延时期间能手动插入并立即启动控制输出。7)具有信息记录功能的消防联动控制器能至少记录999 条相关信息， 在消防联动控制器断电后能保持 14d( 天 ) 。8)消防联动控制器具有故障报警功能，当外部连线和控制器电源有故障信号存在时，能在100s内发出声、光故障信号，任一故障部分均不影响非故障部分的正常工作。9)消防联动控制器具有检查本机功能

5、的自检功能（自检按键 ）。10)消防联动控制器的电源有主电源和备用电源转换装置。当主电源断电时， 能自动转换到备用电源；当主电源恢复时，能自动转换到主电源（主备电的转换 ）。2.性能1)容量 : 消防联动控制器的容量，是指消防联动控制器总线上可连接编址器件数量和专线控制回路数之和。消防联动控制器总线上可连接编址器件数量用“ M”表示。一般给出两个相关的参数，一是消防联动控制器具有的总线回路数，用“ F”表示；另一是每个总线回路的编址器件数量，用“ N”表示，总线容量等于回路数乘以每回路的编址器件数量，即： M= F N。2)工作电压 : 消防联动控制器主电源一般采用220 伏交流电压；备用电源

6、为直流电源，采用电池供电，供电电压一般为 24 32V 伏。 交流供电时，电网电压在额定电压（ 220V）的 85%110%范围内波动，频率为 50Hz1Hz 时，消防联动控制器应能正常工作。 其输出直流电压的电压稳定度和负载稳定度不大于 5。三、组成与工作原理消防联动控制器的组成，如图2-3所示。图 2-3 消防联动控制器的组成框图消防联动控制器的主控单元在系统程序的控制下， 向回路控制单元发出对回路连接的消防联动模块等现场设备的巡检和 / 或动作执行指令，回路控制单元对来自主控单元的任务指令进行解释和调制，并通过现场回路发送出去； 各种现场设备回馈的信息通过回路控制单元的解调转化和预处理，

7、 按照接口规约反馈到主控单元； 主控单元应用其特定软件对通信控制单元、 回路控制单元和直接手动控制单元反馈信息进行分析和判别， 识别消防联动模块、 专线设备和回路网络的各种状态， 接收连接火灾报警控制器发出的火灾报警信号，经确认后，生成报警、 联动信息和异常事件的指示和记录， 各项联动控制任务通过相应的功能单元执行。 对消防联动控制器实施操作时， 可通过显示操作单元，输入操作指令， 显示操作单元对输入的操作指令进行编译， 并将确认有效的指令信息， 传送给主控单元， 由主控单元进行分析和处理，并向各功能单元发出相关的任务操作指令，完成人员对系统的信息查询和操作的执行。1.主控单元主控单元（图 2

8、-4 ）是消防联动控制器的基本部分，用于对消防联动控制器的其他单元的控制和管理，主控单元将消防联动控制器主机的其他电路部分整合成一个有机整体，使各个部分协调统一工作，并集中处理消防联动控制器的信息。图 2-4 主控单元的组成框图2. 回路控制单元回路控制单元是由内部通信接口、 回路控制管理部分、 驱动保护电路和故障检测电路等组成， 用于与主控单元通信， 将主控单元发来的控制信号发送至各单元。 回路控制单元是消防联动控制器与消防联动模块的接口单元， 完成消防联动控制器与现场装置信息交互任务及回路短路、 断路和模块的故障状态监测与控制。3. 显示操作单元显示操作单元是由内部通信接口、 交互管理控制

9、部分和显示操作扩展部分、 显示屏、指示灯、 键盘、打印机和音响等组成， 用于键盘信号的采样， 将键盘信号通过通信单元传递给主控单元， 主控单元对采样信号分析判断后发出相应的控制、查询、设置、自检等指令。同时，主控单元将从回路控制单元、直接手动控制单元、 电源部分采样来的系统信息通过显示操作单元进行显示， 显示操作单元的音响部分将主控制单元发来的控制信号分析， 产生所需的音响信号， 放大后传递给扬声器。 显示操作单元部件是消防联动控制器与操作人员进行人机交互的界面。 消防联动控制器的多样化， 最直观地表现在人机交互的多样化上。 基于不同技术构建的人机交互界面，其外观、 内部结构多种多样。通常的信

10、息显示输出方式有声光指示、 中文文本显示和辅助的图形图像显示等。 信息输入通常利用开关、 按钮按键、 键盘、鼠标、触摸屏等完成。4.直接手动控制单元直接手动控制单元是由内部通信接口、指示电路、 控制保护电路、 键盘或操作按键、直接手动控制管理等部分组成， 接受手动操作指令， 通过多线制连接线或模块直接控制受控设备， 并接收设备的状态信息。该控制方式与主控电路部分相对独立， 但主控部分可接收和显示受控设备及控制输出的状态。 直接手动控制单元即使在主控单元功能失效情况下， 仍然可实现消防联动控制器对消防水泵、 防烟和排烟风机等少数重要消防设备的状态进行监视和控制。5. 通信控制单元通信控制单元是由

11、内部通信接口、 通信管理控制和网络驱动保护及线路故障检测等部分组成， 用于与主控单元通信， 将主控单元发来的命令、 内部信息或所带设备外部信息通过通信控制单元发送给联网的火灾报警控制器或监控设备； 同时，通过通信控制单元接收网络上传输的网络信息， 将其通过通信管理控制部件发送给主控单元，并且通过通信管理控制部件管理整个网络通信。在构建本地化局域网时，通常采用的通信接口技术规约有 RS-232/485 ，CANBUS、LONWORKS、PROFIBUS等现场总线或工业以太网等；在构建远程报警监控网络时， 通常需要连接专用通信设备作为接入中继， 将通信控制单元的输出信息发送到公共电话网或万维网上。

12、6.电源单元消防联动控制器的电源单元是控制器的供电保证环节，包括主电源和备用电源， 用于为消防联动控制器主机部分、 外部模块及部分受控设备供电。电源部分具有主电源和备用电源自动转换装置，能指示主、备电源的工作状态。主电源容量能保证控制器在有关技术标准规定的最大负载条件下，连续工作8h 以上。备用电源容量能保证控制器在监视状态下工作8h 后，在有关技术标准规定的最大负载条件下工作 30min。所以，对于大容量的控制器，其电源输出功率要求相应较大。目前，消防联动控制器的电源设计一般采用线性调节稳压电路（线性电源）和开关型稳压电路（开关电源）两种。线性电源的主要特点是： 采用工频变压器对交流电压进行

13、初步降压，功率器件再进行线性稳压， 功率器件工作在放大状态。线性电源稳定度高、精度好、成本较低，但效率低、笨重、体积较大，适用于中、小功率和对电性能指标要求比较高的场合。开关电源的主要特点是：功率器件工作在开关状态，由于开关频率较高( 几十至几百千赫 ) ，甩掉了工频变压器及低频滤波电感器，从而减小了整机体积重量，提高了工作效率。目前，开关型稳压电源由于转换效率高、输出功率大，已被广泛应用于大容量的消防联动控制器中，并逐渐成为消防联动控制器的首选电源。第二节消防电气控制装置消防电气控制装置用于对建筑消防给水设备、 自动灭火设备、 室内消火栓设备、防排烟设备、 防火卷帘等各类自动消防设施的控制，

14、 具有控制受控设备执行预定动作、 接收受控设备的反馈信号 、监视受控设备状态、与上级监控设备进行信息通信、向使用人员发出声光提示信息等功能。一、消防电气控制装置的分类消防电气控制装置按受控设备的不同，可分为以下几类：1.风机控制装置风机控制装置用于控制排烟风机或防烟风机。 发生火灾时， 根据接收到的控制信号， 排烟风机启动，将火灾产生的烟排放到室外； 防烟风机启动， 将室外的空气送入室内， 从而降低室内烟浓度， 达到排烟、防烟的目的。2. 电动阀控制装置电动阀控制装置用于控制各类电动阀。 常见的电动阀有防烟阀、 排烟阀等。根据接收到的控制信号，这种控制装置能够控制电动阀的开启与关闭。 电动阀开

15、启时可使火灾产生的烟气排放到室外或使室外空气进入室内；电动阀关闭时起到阻止室内外空气流通的作用。3.自动灭火设备控制装置用于控制自动喷水灭火设备、水喷淋灭火设备、室内消火栓设备。 根据接收到的控制信号， 这种控制装置能够通过消防电动装置或直接控制该类受控设备的启动或停止，并接收其状态反馈信号。4.电动消防给水设备控制装置电动消防给水设备控制装置用于控制各类电动消防给水设备。 根据接收到的控制信号，置能够控制电动消防给水设备的启动或停止，并接收其状态反馈信号（水泵的启停） 。5. 防火卷帘控制器这种控制装防火卷帘控制器用于控制建筑内安装的各类防火卷帘。控制防火卷帘的启动或停止，接收其状态反馈信号

16、。6. 消防应急照明指示控制装置根据接收到的控制信号，这种控制装置能够消防应急照明指示控制装置用于控制建筑内安装的消防应急照明灯和消防应急标志灯。的控制信号，这种控制装置能够控制消防应急照明灯和消防应急标志灯的启动或停止。根据接收到二 、消防电气控制装置的功能消防电气控制装置的主要功能包括控制功能、 指示功能和信号传递功能。 控制功能是指控制受控设备执行预定动作； 信号传递功能是指消防联动控制器之间进行信号传递； 指示功能是指指示电源、 控制装置、受控设备的工作状态，以及指示消防电气控制装置和受控设备的故障状态。三 、组成与工作原理消防电气控制装置一般由主电路、 控制电路、 操作和指示部分等基

17、本单元组成。 消防电气控制装置的主电路为控制装置供电。 控制电路对受控设备进行控制， 接收受控设备的反馈信号。 操作和指示部分指示消防电气控制的状态、接收操作人员的操作、设置指令。消防电气控制装置的工作原理如下： 消防电气控制装置接收到现场手动控制信号或消防联动控制器的联动控制信号后， 将此信 号进行处理、 转换，形成下一级控制信号并将该信号向受控设备发送 ；同时控制主电路接通或断开受控设备的电源，从而完成控制受控设备启动 / 停止的功能。此外，消防电气控制装置还能将受控设备的工作状态信息向上一级消防联动控制设备传送， 发出显示控制装置和受控设备状态的指示信号，如：电源信号、控制装置的手动 /

18、 自动工作状态信号、延时信号、受控设备的状态信号等，从而完成信息传送和指示功能。第三节消防设备应急电源消防设备应急电源是以蓄电池为能源的应急电源 , 包括交流输出的消防设备应急电源和直流输出的消防设备应急电源， 其主要功能是在主电源发生故障时， 为各类消防设备供电 。其中交流输出的消防设备应急电源一般为各类消防泵、 各类防排烟风机、 空调等强电设备提供应急电源 ，直流输出的消防设备应急电源一般为各类火灾声和 / 或光警报器、 模块、 各类电动阀 、火灾报警控制器和消防联动控制器等设备提供直流应急电源。消防设备应急电源是在主电源处于非正常情况下， 为消防用电设备供电的一种备用的消防电源，为提高消

19、防电源供电可靠性，保证消防用电设备正常工作而采用的一种重要电源设备。是一、分类与型号编制消防应急电源分为直流输出型和交流输出型两种（重点介绍交流输出型） ，型号编制应满足GB16806消防联动控制系统国家标准的要求。二、功能要求消防应急电源应具有以下功能：1.供电功能1)消防应急电源应能按额定的输出容量为消防用电设备供电，见表2-1 。2)受消防控制中心联动信号控制的消防应急电源，应能在接收到联动信号后按预先设定的联动功能供电。表 2-1 交流消防应急电源的额定输出容量（ KVA）额定输出功率单相交流输出（ 220V）三相交流输出（380V）0.5 103 4002.显示功能1)交流输出型消防

20、应急电源应能显示以下信息：输入电压和输出电压； 输出电流； 主电工作状态；应急工作状态；充电状态；电池组电压。2)直流输出型消防应急电源应能显示以下信息：输出电压；输出电流；主电工作状态；应急工作状态。3.保护功能1) 当消防应急电源在应急输出状态下的回路过载电流大于额定电流的 120时，应能发出声、光故障报警信号；大于额定电流的 150时，应能自动停止输出 , 且应能在过流情况解除后恢复到正常工作状态。2)消防应急电源任一输出回路保护动作不应影响其他输出回路的正常输出和消防应急电源的正常工作 。3)交流三相输出的消防应急电源若仅配接三相负载， 其输出的任一相的缺相应能使三相输出回路自动停止输

21、出，并发出声、光故障报警信号。在故障解除后电源应能恢复到正常工作状态。4)交流三相输出的消防应急电源若配接单相负载，其三相抗不平衡性能应满足有关标准的要求。4.控制功能1)具有手动控制电源输出功能的消防应急电源，应能通过手动启动或停止消防应急电源的输出。2)具有自动控制电源输出功能的消防应急电源， 应能在接收相应控制信号后自动启动和停止消防应急电源的输出。3) 同时具有手动和自动控制功能的消防应急电源， 应设有手动 / 自动转换开关和手动 / 自动状态指示。在自动状态下，应能优先插入手动控制。处于手动状态下，应用密码或钥匙才能转换到自动状态。5.转换功能1)消防应急电源应具有主、备电源自动转换

22、功能。当主电源断电时，自动转换到消防应急电源供电，并发出声音提示信号， 声信号应能手动消除； 当主电源恢复正常时，应自动转换到主电源供电。转化过程不应影响消防应急电源的正常工作。2)主、备电源转换时间不应 大于 5s。3)消防应急电源应在主电源电压低于允许的工作极限条件下转换到消防应急电源，且当主电源电压不低于额定工作电压的85时应能恢复到主电工作状态。6.充电功能消防应急电源应能对其蓄电池进行再次充电。当应急电源蓄电池放电中止后，充电 24h，再次应急工作时间应大于额定应急工作时间的80；当蓄电池放电中止后， 连续充电48h，电池组电压不应小于额定电压，且应急工作时间不应小于额定应急工作时间

23、。7.放电功能1)消防应急电源在满负载的条件下应急工作时间应大于90min, 且不小于额定的应急工作时间。2)配接消防水泵等灭火设备的消防应急电源，其在满负载的条件下应急工作时间应大于3h, 且不小于额定的应急工作时间。3)消防应急电源应有过放电保护，蓄电池放电终止电压不应小于额定电压的90。4) 消防应急电源应有受密码或钥匙控制的强制应急启动装置。作不受过放电保护的影响。该装置启动后， 应急电源的应急工8. 故障报警功能消防应急电源在下述情况下， 应在 100s 内发出声、 光故障报警信号，并指示出故障类型。声故障报警信号能手动消除。 当有新的故障报警信号时， 声故障报警信号应再启动。 光故

24、障信号在故障排除前应保持。手动复位后，应急电源应在 100s 内重新显示下述尚存在的故障：应急状态下，电池组电压低于过放电保护电压值。充电器与电池组之间的连接线断线。输出回路的保护机构动作。电池间连接线的断线。其中类故障还应指示回路的部位。9. 主电工作极限条件消防应急电源在主电源工作极限条件内（即额定主电工作电压的 85 110）应能保持正常主电工作状态，其输出电压和电流应满足有关标准的要求。10. 应急状态的输出特性1) 交流输出消防应急电源的输出特性：处于应急状态的应急电源在其负载发生变化的条件下，出电压不应超出额定输出电压的 85 110；输出频率应在额定输出频率的 5%范围内波动（变

25、频输出的除外）。变频输出特性应符合有关标准的规定。输2)处于应急状态的交流输出消防应急电源的输出应为正弦波形输出。注：负载变化条件为有关标准规定的最大极限变化条件。3)直流输出消防应急电源的输出特性： 当主电工作电压在额定电压 (220V) 的 85 110范围内，频率为 50Hz1Hz 时，其输出直流电压稳定度和负载稳定度应不大于 5。三、组成与工作原理交流消防应急电源的组成见图 2-6 。其中逆变器是核心，它的作用则是将直流电变换成交流电，供给消防用电设备稳定持续的三相交流电力。 整流充电器的作用是将交流电变成直流电并实时对蓄电池充电和向逆变器模块供电。 互投装置是完成在市电与逆变器输出间

26、的切换。 系统控制器对整个装置进行实时监控和工作状态显示， 可以发出告警信号， 同时可通过串行口与计算机， 可实现对供电系统的远程计算机集中监控和管理。市电输整 流蓄电逆变器互投交流消防入充电器池组装置配电负载系统控制器图 2-6 交流消防应急电源的组成框图交流消防应急电源的工作原理如图2-7 所示。当设备处于“自动”运行状态时， 如果市电输入正常，KM1吸合，输出市电，同时，市电经充电器对蓄电池充电，此时逆变器不工作；当市电中断或异常时，控制器启动逆变器，同时控制 KM2、KM3吸合，电池组的直流电经过逆变器变换为交流电供给负载。图 2-7 交流消防应急电源的工作原理图四、主要部件交流消防应

27、急电源中的主要部件，如蓄电池、指示灯、显示器、音响器、熔断器、开关或按键、接线端子、导线及线槽等主要部件应采用符合国家有关标准的定型产品。1)蓄电池： 蓄电池在其寿命极限范围内， 应能保证应急电源的应急工作时间不低于额定应急工作时间。2)指示灯：指示灯应以颜色标识，黄色表示故障信号；绿色表示主电源和应急电源工作正常。指示灯的功能应有中文标注。在 5500Lx 环境光条件下，在正前方 22.5 视角范围内，功能指示灯和电源指示灯应在 3m处清晰可见；其他指示灯应在 0.8m 处清晰可见。采用闪动方式的指示灯（器）每次点亮时间应不小于 0.25s ，故障指示灯（器）闪动频率应不小于 0.2Hz 。

28、3)4)显示器：字母、符号、汉字、数字显示器在 5 500Lx 环境光条件下， 显示字符应在正前方视角内， 0.8m 处可读。音响器件：在正常工作条件下，音响器件在其正前方 1m 处的声压级（ A 计权）应大于小于 115dB。22.5 65dB，5)熔断器：应在靠近熔断器或其他过流保护器件处清楚地标注其参数值。6)开关和按键：应在靠近开关和按键的位置上清楚地标注功能。7)接线端子：每一接线端子上都应清晰、牢固地标注上其编号或符号，相应用途应在有关文件中说明。8) 导线及线槽：消防应急电源内部连接的导线应采用耐温不小于 105的导线，接线应牢固；连接线槽应选用不燃材料或难燃材料制造。五、主要技术参数与特性及主要特点1. 交流消防应急电源的主要技术参数、特性，见表 2-2 。表 2-2交流消防应急电源的主要技术参数、特性额定容量0.5 1000kW （可按用户要求配置）市相数三相四线 +PE电电压380V 20%输频率50Hz 5%入应电压380VAC 5%频率50Hz 0.5Hz急波形正弦波输波形失真THD 5% (0 100%线负载时 )出逆变效率 90%过载能力 120%额定电流正常工作 120%额定电流正常输出约 5s 后停止输出；200%额定电流或负载短路，限流输出约1s 后停止输出