设备电源监控系统

浅谈消防设备电源监控系统的设计与应用  安科瑞鲍静君

0　引言

(1)繁杂的消防设施

现代大体量建筑、公众聚集场所建筑和一类高层建筑中，设置了大量的消防产品:自动报普系统、自动喷洒系统、消防事故广播l电话、防排烟系统、电气火灾监控系统、气体灭火系统、消火性系统、应急照明系统、消防电梯、卷帘门等。

(2)电源失控的隐患

消防安全很大程度上取决于消防设备的好坏，火灾报替系统及相关的消防联动设备能否正常工作义取决于其供电电源的工作状态。

一直以来，因设备电源失控造成消防设备失灵，致使火灾蔓延的事情屡有发生，特别是在社会供电紧张、设备质量不佳、安全意识淡薄的时期。这一问题更显得尤为突出。

主要适合应用于一些大型的公共建筑，人员密集场所：

1)大型病医院(病房楼、门诊楼)、影剧院、会馆、礼堂、体育馆百货楼、商场；

2)展览楼、旅馆、财贸金融楼、电信楼、办公楼；

3)地下铁道、火车站、隧道、汽车站、电影院、礼堂等民用建筑。

 

1　系统结构

AFPM100 消防设备电源监控系统采用：用电设备+监控模块+系统主机三层结构组网模式，从而简化了系统结构设计。整个监控系统功能，安全可靠，探测准确，性价比高，系统内部采用RS485网络通信，对外提供Modbus-RTU通信协议，以满足其他标准系统的连接。

2　系统功能

（1）监控报警

被监控设备电源回路开关状态

被监控设备电源的工作状态（电压、电流及报警状态信息）

报警响应时间：≤30s

报警声信号：可手动消除，当再次有报警信号输入时，能再次启动

报警光信号：红色LED指示灯常亮

（2）故障报警

监控器与模块（电压/电流信号传感器）之间的连接线断路、短路

监控器主电源欠压（≤80%主电源电压）或过压（≥110%主电源电压）

监控器与其分体电源间连接线断路、短路

当监控器出现以上故障时，能发出与监控报警信号有明显区别的声光故障报警信号

故障报警响应时间：≤100s

故障报警声信号：手动消除，当再次有报警信号输入时，能再次启动

故障报警光信号：黄色LED指示灯常亮

故障期间，非故障回路的正常工作不受影响

（3）控制输出

对个别或全部被监控设备的报警继电器进行远程遥控操作

监控器报警控制输出：常开无源触点，容量：AC250V 3A或DC30V 3A

监控器控制输出：常开无源触点，容量：AC250V 3A或DC30V 3A

（4）自检

连接检查：通信线路及分体电源线路的断路、短路

设备自检：手动检查或系统自检

自检耗时：≤60s

（5）报警记录

记录1000条相关故障报警信息

报警类型：故障类型、发生时间、故障描述

报警事件查询

报警记录打印

（6）操作分级

日常值班级：可进入软件界面查看实时监测情况、消除报警声音和查询报警记录

监控操作级：可操作除针对系统本身的信息维护外的其他操作

系统管理级：可操作系统的任何一个功能模块

 

3　设计案例

3.1系统接线示意图

（1）中小型监控系统网络拓扑结构图

          模块AFPM-□为传感器（监控模块）。监控器（主机）能接收并显示被监控消防设备电源的工作状态和中继器的工作状态。

 传输距离大于500m时，需加中继器，1合中继器占用1个传感器（监控模块）地址，中继器的AC220V电源线采用3*1.5mm^2，由现场消防电源或消防监控室监控器（主机）提供。

 传输方式为RS485总线，图中以A/B表示，其电缆屏蔽层应与监控器（主机）的保护接地可靠连接。

 每一种传感器（监控模块）通过编码开关设定与监控器（主机）的通信地址。

 根据工程需要在通信线上*远端传感器（监控模块）处宜连接120Ω-10KΩ/1W匹配电阻，提高通信稳定性。

 一般电源监控器（主机）有4个输出回路，每个回路可连接32个传感器（监控模块）。特殊情况下可扩展更多回路。

（2）大型监控系统网络拓扑结构图

 此系统用于建筑群或现场设备较多，需要分为多个区域的情况。

 每个区域监控器（主机）可采集128个传感器（监控模块），特殊情况可扩展。

 监控器（主机）供电主要电器AC220V，备用电源可自带，也可现场提供。

 

3.2设计注意事项

(1)电源、通信电缆说明

①监控主机与探测器的通信线路采用总线型(手拉手)连接方式;

②主机和模块之间的通信线线径不宜小于2x1.0mm电缆;

③探测器电源线不小于2x 1.5mm.

(2)安装位置说明

1)监控主机

①监控主机安装在消防控制室;

②其专用于消防设备电源监控并独立安装，不能兼用其它功能的监控，不与其它系统共用设备，以保证本系统的稳定安全;

③主机专用电源由消防电源提供AC220V.

2)探测器

安装在被监侧消防设备供电电源附近的专用柜(箱)内。在特殊情况下。可安装在所监测的消防设备供电电源的配电箱内。

(3)探测器的配置

1)探测器的设置应采用末端设置，探侧器监控的消防设备电源应包括下表中的消防设施；

2)系统的电压传感器和电流传感器的设置应保证整个消防系统的供电电源工作状态均能在监控器上或消防控制室内实时显示。宜设置在下述部位；建筑内为消防设备供电的主电源和消防电源的配电柜输出端；消防电气控制装置(包括水泵控制器、风机控制器等)的双路电源输人端与输出端；设置在各防火分区内的消防设备电源装置(给各消防设备供电的直流电源)的输出端；为消防设备供电配电箱的输出端；消防设备应急电源的愉人端与输出端；应急照明配电箱的输出端；集中电源型消防应急灯具专用应急电源的输入端与输出端；多路主电源供电的设备应监控其各主供电回路输人端。

3)设置在消防控制室以外的，独立供电的下述消防设备的工作状态如在火灾报瞥控制器或消防联动控制器上没有显示，应在其供电电源的输出端设置电压传感器或电流传感器。

电气火灾监控设备;可燃气体控制器；防火卷帘控制器；气体灭火控制器；线型光纤感温火灾探测器；空气采样式感烟火灾探测报瞥器；传输设备；火灾显示盘；其它消防设备。

 

4　设备清单

5　结束语

贯彻实施《消防控制室通用技术要求》和《消防电源监控系统》两项国家标准，推广应用“消防设备电源监控系统”，符合《**关于加强和改进消防工作的意见》以及公安部消防局“推进大城市制定更加严格的消防安全标准”。执行更加严格的消防安全标准的精神。不仅为公安消防部门的执法监督和设计施工单位的实际应用提供了技术依据，更为率先实现有效降低消防设备发生率和建筑火灾隐患、**人民生命和国家财产安全产生积极的作用。该系统实现了消防控制室内有效的实时监测，并显示各个消防用电设备供电电源和备用电源工作状态的各项技术要求，适用于新建、扩建和改建的工业与民用建筑。该系统对于确保建筑消防设施运行状态完好，提高各单位消防安全管理水平和及时发现消防设备故障，预防和减少火灾危害具有非常重要的作用。

AFPM100消防设备电源监控系统  安科瑞鲍静君

摘要：本文简述了消防设备电源的组成原理，分析了消防设备电源监控系统在应用中的设计依据和相关规范。最后通过安科瑞消防设备电源监控系统在陕西锦世达置业有限公司万达高新项目的实例介绍，阐述了消防设备电源功能的实现及其重要意义。

关键词：消防设备电源；电源监控模块；监控系统；AFPM100

0  概述

AFPM消防设备电源监控系统是安科瑞自主研发的集监视、报警、管理于一体的计算机测控系统，该系统可广泛应用于智能楼宇、高层公寓、宾馆、饭店、商厦、工矿企业、国家消防单位以及石油化工、文教卫生、金融、电信等领域。

AFPM100消防设备电源状态监控器是AFPM消防设备电源监控系统的核心，AFPM100监控器通过RS485总线与多台传感器相连，构成集散式消防设备电源监控系统，实时监控消防设备主、备电源的工作状态。

监控器采用集中式、模块化设计，配接传感器，通过监测消防设备电源的电压、电流、开关状态等运行相关信息、报警信息、故障信息等，并存储、分析、统计，方便用户进行监控和管理；通过人机交互界面，将消防设备电源的数据汇总显示，具有管理、查看、报警、打印等功能。

本项目为陕西锦世达置业有限公司万达高新项目，现场共分布AFPM3-2AV消防电源监控模块24只，分别安装于楼层内强电井消防配电箱内。现场消防电源监控模块采用总线方式接至消控中心的AFPM100壁挂式消防电源监控系统。本设备结构合理、可靠性高、功能较强、维护方便、性价比高，系统界面友好、易学易用。

1  用户需求

     本项目要求消防设备电源监控系统能通过对陕西锦世达置业有限公司万达高新项目消防设备的供电电源的故障和异常状态进行监控，及时报警提醒相关人员消除这些隐患，防止发生火灾时，消防设备无电可用，设备不能正常投入使用。

     为便于值班监控管理，*主机具有以下主要功能：

     1)按照配电图纸，对各回路消防设备进行监控，掌握消防设备电源的运行情况。

     2)消防设备电源监控系统内部能够实现统一的监控平台，能够得到系统内部全部参数的实时数据；对整个消防设备电源监控系统的智能化管理，能够通过检测消防设备电源的电压状态等相关信息，从而判断消防设备电源是否有断路、短路、过压、欠压、缺相、错相等故障信息。

     3)主机对监控报警和故障报警事件应具有实时打印事件编号、监控部位、事件性质、报警参数及日期时间等数据的功能。报警事件数据应专门储存，有独立的查询界面，并不可修改，以供故障责任分析之用。

     4)除以上条款要求外，主机的其它功能和性能尚应符合国标GB 28184-2011 《消防设备电源监控系统》的规定及GB 25506-2010 《消防控制室通用技术要求》的标准。

2  参考标准

2.1．GB25506-2010《消防控制室通用技术要求》，在条文 5.7 消防电源监控器应符合下列要求：

a)应能显示消防用电设备的供电电源和备用电源的工作状态和故障报警信息。

b)应能将消防用电设备的供电电源和备用电源的工作状态和欠压报警信息传输给消防控制室图 形显示装置。

2.2．GB 28184-2011 《消防设备电源监控系统》

2.3．GB 50116-2013《火灾自动报警系统设计规范》

3  系统组成

陕西锦世达置业有限公司万达高新项目消防设备电源监控系统项目由消防设备电源监控主机、消防设备电源探测器组成。

本项目通讯总线共接入2条通讯总线，探测器模块接入壁挂式主机。AFPM100消防设备电源监控系统采用消防设备电源状态监控器+电压/电流传感器的两层结构组网模式。整个监控系统功能，安全可靠，探测准确，性价比高，系统内部采用RS485网络通信，对外提供Modbus-RTU通信协议，以满足其他标准系统的连接，以上所述组成一套信号稳定，精度可靠的消防设备电源监测系统。本系统组网共分为三层：

1）站控管理层

站控管理层针对消防电源监控系统的管理人员，是人机交互的直接窗口，也是系统的*上层部分。主要由系统软件和必要的硬件设备，如触摸屏、UPS电源等组成。监测系统软件对现场各类数据信息计算、分析、处理，并以图形、数显、声音、指示灯等方式反应现场运情况。

监控主机：用于数据采集、处理和数据转发。为系统内或外部提供数据接口，进行系统管理、维护和分析工作。

UPS：保证计算机监测系统的正常供电，在整个系统发生供电问题时，保证站控管理层设备的正常运行。

监控主机设置在消控室中，采用壁挂安装。

2）网络通讯层

通讯介质：系统主要采用屏蔽双绞线，以RS485接口，MODBUS通讯协议实现现场设备与上位机的实时通讯。

3）现场设备层

现场设备层是数据采集终端，主要为AFPM100系列消防设备电源监控探测器。

系统结构拓扑图如下：

4  消防设备电源设备

4.1、 AFPM100消防设备电源主机

主要技术参数：

电源主电源：AC220V 50Hz（允许85%－110%范围内变化）

备用电源：主电源低电压或停电时，维持监控设备工作时间≥8h

监控器为连接的模块（电压/电流信号传感器）提供DC24V电源

工作制:24小时工作制

通讯方式:

Modbus-RTU通信协议，RS485半双工总线方式，传输距离500m（若超过可通过中继器延长通讯传输距离）。

操作分级

① 日常值班级：实时状态监视、历史记录查询。

② 监控操作级：实时状态监视、历史记录查询、探测器远程复位。

③ 系统管理级：实时状态监视、历史记录查询、探测器远程复位、探测器参数远程修改、监控设备系统参数设定与修改、操作员添加与删除。

使用环境条件

① 工作场所：消防控制室内，或与消防控制台并列安装

② 工作环境温度：-10℃～+55℃

③ 工作环境相对湿度：≤95%不结露

④ 海拔高度：≤2500m

⑤ 污染等级：Ⅲ级，安装类别：Ⅲ级

4.2、AFPM100系列仪表

4.2.1、实时监测两路三相电压；

4.2.2、具有过压、欠压、缺相、错相、过流（具有电流检测产品）报警；

4.2.3、提供一路或两路（监控两路三相交流电压产品）开关量输入功能，可监测开关状态；（详见模块选型）

4.2.4、提供一路继电器输出，可连接报警控制回路；

4.2.5、具有事件存储功能，报警器能够记录报警发生的时间、类型、参数，根据报警记录可以分析现场情况，为消除故障提供依据；

4.2.6、采用现场总线通信技术，上位机管理软件可以时刻监控现场的运行情况，及时发现报警信息。通过RS485接口，标准MODBUS协议可以与各种标准系统相连；

4.2.7、集成度高，网络化，智能化程度高，动作特性合理

5 系统功能

5.1、监控报警功能

被监控设备电源回路开关状态

被监控设备电源的工作状态（电压、电流及报警状态信息）

报警响应时间：≤100s

报警声信号：可手动消除，当再次有报警信号输入时，能再次启动

报警光信号：红色LED指示灯常亮

5.2、控制输出功能

对个别或全部被监控设备的报警继电器进行远程遥控操作

监控器控制输出：常开无源触点，容量：AC250V 3A或DC30V 3A

5.3、故障报警功能

监控器与模块（电压/电流信号传感器）之间的连接线断路、短路

监控器主电源欠压（≤80%主电源电压）或过压（≥110%主电源电压）

监控器与其分体电源间连接线断路、短路

当监控器出现以上故障时，能发出与监控报警信号有明显区别的声光故障报警信号

故障报警响应时间：≤100s

故障报警声信号：手动消除，当再次有报警信号输入时，能再次启动

故障报警光信号：黄色LED指示灯常亮

故障期间，非故障回路的正常工作不受影响

5.4、自检功能

连接检查：通信线路及分体电源线路的断路、短路

设备自检：手动检查或系统自检

自检耗时：≤60s

5.5、报警记录功能

记录10000条相关故障报警信息

报警类型：故障类型、发生时间、故障描述

报警事件查询

报警记录打印

5.6、打印功能

 监控系统可汉字打印，可打印报警事件及时间、故障事件及时间。

5.7、消音

     在发生报警或故障等警报情况下，监控设备的扬声器会发出相应的报警声加以提示，按“消音”键扬声器终止发出警报，报警灯绿灯亮。期间工作人员可以对有关故障进行处理。一切回归正常，报警灯灭。如有新的故障发生时，消音指示灯灭，扬声器将再次发出警报声。

6 结束语

陕西锦世达置业有限公司万达高新项目消防设备电源监控系统由消防设备电源监控装置AFPM100、消防设备电源探测器组成。AFPM消防设备电源监控系统是安科瑞自主研发的集监视、报警、管理于一体的计算机测控系统，该系统可广泛应用于智能楼宇、高层公寓、宾馆、饭店、商厦、工矿企业、国家消防单位以及石油化工、文教卫生、金融、电信等领域。AFPM100消防设备电源状态监控器是AFPM消防设备电源监控系统的核心，监控设备通过RS485总线与多台传感器相连，构成集散式消防设备电源监控系统，实时监控消防设备电源的工作状态。控器采用集中式、模块化设计，配接传感器，对所监测的消防设备电源的运行信息、故障信息、位置信息等参数进行跟踪采集、存储、分析，方便用户进行管理和监控；通过人机交互界面，将消防设备电源的数据汇总显示，具有管理、查看、报警、打印等多项功能。本设备结构合理、可靠性高、功能较强、维护方便、性价比高，系统界面直观、易用。