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EP0158217A1 - Schaltungsanordnung für eine Gefahrenmeldeanlage - Google Patents

Schaltungsanordnung für eine Gefahrenmeldeanlage Download PDF

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Publication number
EP0158217A1
EP0158217A1 EP85103600A EP85103600A EP0158217A1 EP 0158217 A1 EP0158217 A1 EP 0158217A1 EP 85103600 A EP85103600 A EP 85103600A EP 85103600 A EP85103600 A EP 85103600A EP 0158217 A1 EP0158217 A1 EP 0158217A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
circuit arrangement
detector
evaluation electronics
arrangement according
counter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP85103600A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0158217B1 (de
Inventor
Reiner Künzel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fritz Fuss GmbH and Co
Original Assignee
Fritz Fuss GmbH and Co
FRITZ FUSS KOM GES ELEKTROTECHNISCHE FABRIK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fritz Fuss GmbH and Co, FRITZ FUSS KOM GES ELEKTROTECHNISCHE FABRIK filed Critical Fritz Fuss GmbH and Co
Priority to AT85103600T priority Critical patent/ATE36767T1/de
Publication of EP0158217A1 publication Critical patent/EP0158217A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0158217B1 publication Critical patent/EP0158217B1/de
Expired legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B25/00—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems
    • G08B25/01—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems characterised by the transmission medium
    • G08B25/04—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems characterised by the transmission medium using a single signalling line, e.g. in a closed loop
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B26/00—Alarm systems in which substations are interrogated in succession by a central station
    • G08B26/001—Alarm systems in which substations are interrogated in succession by a central station with individual interrogation of substations connected in parallel
    • G08B26/002—Alarm systems in which substations are interrogated in succession by a central station with individual interrogation of substations connected in parallel only replying the state of the sensor

Definitions

  • the invention relates to a circuit arrangement for a G eHRMeldestrom with several detectors, which are connected via a two-wire detection line to a control center having an evaluation electronics, which assigns certain signals supplied by the detectors each defined states on the detectors.
  • a plurality of detectors are connected in a detection line to a control center, in which evaluation electronics are accommodated, which are able to evaluate the signals supplied by the individual detectors, in particular voltage levels. Sensors that respond to the hazard to be detected can be used as detectors.
  • each detector is connected in series to the control center in a two-wire detection line, whereby each detector is connected between the two wires of the detection line, which in turn is terminated by a line resistance.
  • a circuit arrangement constructed in this way can display two states at the control center, namely alarm and / or fault.
  • the status "alarm" is displayed at the control center, then an observer does not know which detector, for example the thirty detectors in the detection line, is causing this state.
  • An individual identification of the detector causing the alarm state can possibly only be carried out on site, for example by checking which detector a light emitting diode emits light if each detector is assigned such a light emitting diode which is excited in the alarm state.
  • peripheral devices connected to a central unit from industrial control technology and data processing is known per se. In principle, it is also possible to apply this individual identification to a hazard detection system with numerous detectors located in one detection line.
  • a signal level applied to the detector by the evaluation electronics is cyclically reversed is keyed that in the detectors a counter corresponding to this voltage level shift keying counts logical states, that if the counter value is identical with an address value preset for each detector, the detector outputs a signal characterizing its state via the detector line to the evaluation electronics, and that the counters can all be reset by another signal level shift keying or by a reset signal with the same signal level as when counting and with a different pulse width.
  • the circuit arrangement according to the invention is compatible with existing hazard alarm systems, i.e. the detectors provided for in the invention can be retrofitted into already installed hazard alarm systems without any great effort.
  • a two-wire detector line is sufficient, since this detector line not only supplies the individual detectors with the operating voltage, but also handles all data traffic.
  • the outlay for the circuit arrangement according to the invention is very low, which is also expressed in that the space requirement for the circuit arrangement is minimal.
  • Logic signals with the value O or 1 are obtained from these voltage drops, for example by means of comparators in the individual detectors, which signals are then fed to a binary counter as counting pulses.
  • This binary counter counts the logical signals in the individual detectors, for example from 1 to 32. This means that as often as the voltage on the detector line is reduced to the specified voltage value, the counter switches by the value 1.
  • the voltage at the detector line could also be increased, in which case the counter would advance by the value 1 with each increase.
  • the reset signal can also have the same voltage value as the counter pulses and differ from them by the different pulse width.
  • the detector address Only if the counter content of the counter of each detector matches a value set in the detector by means of a coding switch, the so-called detector address, can the detector transmit information back to the control center. This means that if the detector address matches the meter reading, certain signals can be sent to the control center, for example a precisely defined current increase. the status of the relevant detector can be given via the detection line, which is evaluated accordingly by the control center.
  • each addressed detector reports back with a precisely defined current increase if the counter reading is the same as the detector address. If this feedback is not given, a sabotage and / or fault message is sent to the control center.
  • FIG. 1 shows an existing alarm system with a control center 1, to which a two-wire alarm line 2, 3 with individual detectors 4, 5, 6 and an alarm line terminating resistor 7 are connected.
  • a control center 1 For example, 20 or even 32 different detectors 4, 5, 6,... Can be connected to the control center 1 in this way.
  • Each detector 4,5,6 lies between the two wires of the detection line 2,3.
  • a display 8 is provided on the control center 1, in which, for example, an alarm can be reported by means of a light-emitting diode 9 and a fault can be reported by means of a light-emitting diode 10.
  • the light emitting diode 10 lights up, an observer does not know which of the detectors 4, 5, 6 is malfunctioning. A check must therefore be carried out on site, which can be done by assigning a light emitting diode 14, 15, 16 to each detector 4, 5, 6, which emits light if the associated detector 4, 5 or 6 has a fault or an alarm is given. If the light-emitting diode 10 lights up, then it must be checked which of the light-emitting diodes 14, 15, 16 also emits light, which in the case of a large alarm system, for example with 32 different detectors can be extremely complex.
  • FIG. 2 The same reference numerals are used in FIG. 2 for corresponding components as in FIG. 1
  • FIG. 2 shows a block diagram of the circuit arrangement according to the invention. This consists of the control center 1, the detector line 2, 3, the two detectors 4, 5 and the detector line end resistor 7.
  • the detector line end resistor 7 can be omitted in the present exemplary embodiment, since it works with cyclical feedback. Of course, 32 different detectors can also be connected between the detection line 2, 3 in this exemplary embodiment. For better clarity, only the detector 4 is shown in detail, while the detector 5 is only indicated schematically.
  • the control center 1 essentially consists of evaluation electronics 20 having a memory, to which voltage comparators K1, K2 and K3 or a commercially available analog / digital converter are connected, each of which is preceded by an operational amplifier IC1 for "lossless current measurement” (cf. EP- OS 0098326).
  • the operating voltage U B is fed via a line 21 and a resistor 22 to the positive input of the operational amplifier IC1 and is also connected to the negative inputs of the voltage comparators K1, K2 and K3 via resistors 23, 24, 25.
  • the positive inputs of the voltage comparators K1, K2 and K3 are connected to the output of the operational amplifier IC1, the negative input of which is fed back to the output thereof via a resistor R1.
  • the positive input of the operational amplifier IC1 is connected via resistors 26, 27, 28 to the ground wire 3 of the detection line 2, 3, the center bar between the resistors 26 and 27 or between the resistors 27 and 28 being connected to the collector Transistors T1 and T 2 is connected.
  • the emitters of these transistors T1 and T 2 are connected to the wire 3, while the base connections are each connected to the evaluation electronics 20 via resistors 29, 30.
  • a seven-segment display 32 for the detector number On the output side of the evaluation electronics 20 are a seven-segment display 32 for the detector number, a light-emitting diode 33 for the alarm display, a light-emitting diode 34 for the fault display and keys TA1 and TA2 for actuating the detector display 32 or Forwarding of the detector number provided.
  • a voltage UM + ⁇ UM is applied by the control center 1 between the wires 2, 3 of the detection line.
  • the individual detectors 4, 5 report the respective state by increasing the current ⁇ IM, i.e. the current IM flowing in the wire 2 is increased by ⁇ IM when a certain state is detected, for example in the event of a fault.
  • the specific current increases aIM are converted in the control center 1 by the operational amplifier IC1 into a corresponding voltage UA1.
  • the comparator from the three voltage comparators K1, K2 and K3 then evaluates the voltage value UA1 output by the operational amplifier IC1, whereby there is a detector feedback if this voltage value corresponds to a reference voltage U Ref1 , while a detector alarm is given if the voltage UA1 is equal to a reference voltage U Ref2 . Finally, there is a detector fault if the voltage value UA1 is equal to the reference voltage value U Ref3 .
  • the voltage values from the operational amplifier IC1 could also be evaluated by means of a commercially available analog / digital converter, which converts an analog voltage value fed into it into an equivalent digital value, which is then processed in the evaluation electronics 20 in accordance with the criteria "alarm", "fault". and "feedback" is evaluated.
  • the current increase ⁇ IM corresponding to a specific detector state is thus converted by the operational amplifier IC1 into a voltage increase UA1, which in turn is compared with certain reference voltages, so that - depending on the determined voltage increase - an observer from via the displays 32, 33 and 34 can be reported to the evaluation electronics 20, which detector 4 5 which detector state is present.
  • the detector 4 (and likewise the other detectors 5, etc.) consists of detection and evaluation electronics 40 for detecting physical variables, such as smoke, heat, movement, etc. This evaluation electronics 40 supplies appropriate signals for the status of the detector 4, signals for alarm, malfunction, etc.
  • An input demodulator 41 consists of voltage comparators K4 and K5, which generate signals “counting” and “resetting” by comparing the signaling line voltage UM offered in each case with reference values U Ref4 and U Ref5 and a downstream logic 42. These signals can differ in terms of different signal levels and / or pulse widths.
  • a 5-bit BCD counter 43 ähl plausible with outputs Q1 to Q5 und.einer Z "OOOOO" to "11111” is in each case incremented by the signal "Count” by the logic 42 by the value +1 and with the signal “Reset “reset by logic 42 to the value” OOOOO ".
  • the 5-bit BCD counter 43 is connected to a 5-bit comparator 44 via its outputs Q1 to Q5 and supplies it with input signals A. Furthermore, a 5-pin coding switch 45 is located on the 5-bit comparator 44, with which the detector number 1 to 32 can be set for a total of 32 detectors. In this way, the coding switch 45 supplies the 5-bit comparator 44 with an input signal B. If the two input signals A and B are identical, the 5-bit comparator generates a logic 1 as an output signal a transistor output stage 46 is released from resistors 47, 48, 49, 50 and transistors T3 and T4. Ie, if signals A and B are identical, a current increase ⁇ IM is passed on to signaling line 2, 3 through this transistor output stage, this current increase ⁇ IM being dependent on the state of detector 4, which is detected by evaluation electronics 40.
  • the transistor T4 is activated, while when the transistor T3 is activated there is an alarm and an activation of the two transistors T3 and T4 means a fault.
  • the detector 4 also has a voltage regulator 51 between the wire 2 and the evaluation electronics 40, a diode 52 and a capacitor 53 between the two wires 2, 3, resistors 54, 55 and 56 for setting the reference voltage en URef4 and U Ref5 between the output of the controller 51 or the input of the evaluation electronics 40 and the wire 3 and a resistor 57 between the wire 2 and the negative input of the voltage comparators K4 and K5. Finally, there is a logic 58 between the output of the evaluation electronics 40 and the resistors 47, 48 for generating the "fault" and "alarm" signals.
  • the evaluation electronics 20 cyclically control the transistors T1 or T2 via the resistors 29, 30, as a result of which the reference voltage value at the non-inverting input of the operational amplifier IC1 is also changed cyclically.
  • the signal line voltage UM then changes by the same voltage amount.
  • each interrogation cycle of the transistor T 1 is supplied with the time t 1 is driven and conductive, whereby the M elde- line voltage UM drops to a value UM3.
  • the transistor T1 is then blocked and the signal line voltage rises again to its initial value UM1.
  • This voltage value UM1 is maintained for a period of time t 2 .
  • the transistor T2 is conducting, which means that the M eldelinien- voltage UM during the time period t 3 to a value UM2 decreases.
  • the pulses corresponding to the voltage values UM2 are counted by the binary counters 43 of the individual detectors 4, 5 until, for example, the value 32 is reached.
  • the voltage value UM1 finally corresponds to normal operation, i.e. a polling cycle in which the status of the individual detectors 4, 5 is polled by the control center.
  • the voltage values UM1, UM2 and UM3 which are present at the detection line 2, 3 are registered, recorded and evaluated by all connected detectors 4, 5.
  • the voltage comparators K4 and K5 derive from the voltage values whether the counter 43 should continue to count or whether this counter 43 should be reset.
  • a working cycle begins with a reset signal, ie with the signal in which the voltage value UM3 is present during the time period t 1 . Such a signal is shown e in Fig. 3 (B) g.
  • This reset signal causes in all M-fields 4.5, the counter 43, for example, reset to the counter reading "00000".
  • a voltage jump to the voltage value UM2 during the time period t 2 generates a counting pulse, which means that in a hazard detection system with, for example, 30 detectors, the respective counters 43 are counted up cyclically from 1 to 30 ("OOOOO" to "11110"). These signals are in Fi g . 3 (C).
  • the 5-bit comparator 44 now statically compares the BCD value B set with the coding switch 45 with the counter content of the counter 43. If the counter reading of the counter 43 and the detector number set by the coding switch 45, ie the address, the output of the comparator 44 is activated, whereby the transistors T3 and T4 are switched on.
  • a corresponding current increase is carried out at the detection line 2, 3 when the transistors T3 and T4 are switched on. If there is an alarm, transistor T3 is activated and the current increase ⁇ IM is UM / R. In the event of a fault, the transistors T3 and T4 are activated and the current increase AIM is UM / 3R, since the resistor 49 is said to have twice the resistance value as the resistor 50.
  • the defined current increase related to each detector is evaluated in the control center 1 or in the evaluation electronics 20.
  • the output voltage UA1 of the operational amplifier IC1 changes in accordance with the current change ⁇ IM in the detection line 2, 3.
  • the output voltage UA1 of the operational amplifier IC1 is therefore proportional to the current change ⁇ IM.
  • the comparators K1, K2 and K3 are then activated so that the information corresponding to the respectively addressed detector 4, 5 (alarm, fault, feedback) is present at the evaluation electronics 20. This information is evaluated and displayed 32, 33 and 34.
  • the display 32 can be used to show which detector has triggered an alarm and / or a fault.
  • the fault is indicated by the LED 34, while the LED 33 lights up when there is an alarm on one of the detectors.
  • the TA2 key it is possible to successively advance the detector number by the amount +1, i.e. the display 32 is increased by the value +1. Pressing the TA1 key again can finally exit the display mode.
  • FIG. 3 (H), 3 (I) and 3 (J) each show a signal which reports a "feedback", an "alarm” or a "fault” of the evaluation electronics 20.
  • Fig. 3 (K) are ultimately the result of the evaluation by the evaluation unit 20 on: it is there namely, a feedback of the second detector the signal line 2.3, an alarm of the fourth M elders the detection line 2.3 and disturbance of the sixth M elders of the reporting line 2.3 shown.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für eine Gefahrenmeldeanlage mit mehreren Meldern, die über eine zweiadrige Meldelinie an eine Zentrale angeschlossen sind. Jeder Melder hat einen Zähler der einer Spannungspegel-Umtastung durch die Zentrale entsprechende logische Zustände zählt. Bei Gleichheit des Zählerwertes mit einem jeweils an jedem Melder voreingestellten Adressenwert wird vom Melder ein seinen Zustand charakterisierendes Signal über die Meldelinie an die Zentrale abgegeben. Mittels einer weiteren Signalpegel-Umtastung sind alle Zähler rückstellbar.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für eine Gefahrenmeldeanlage mit mehreren Meldern, die über eine zweiadrige Meldelinie an eine eine Auswerteelektronik aufweisende Zentrale angeschlossen sind, die bestimmten, von den Meldern gelieferten Signalen jeweils definierte Zustände an den Meldern zuordnet.
  • Bekanntlich sind bei Gefahrenmeldeanlagen im allgemeinen mehrere Melder in einer Meldelinie mit einer Zentrale verbunden, in der eine Auswerteelektronik untergebracht ist, die die von den einzelnen Meldern gelieferten Signale, insbesondere Spannungspegel, auszuwerten vermag. Als Melder können dabei Sensoren verwendet werden, die auf die zu erfassende Gefahr ansprechen.
  • In Einbruchmeldeanlagen und in Brandmeldeanlagen sind auf diese Weise 20 bzw. 30 einzelne Melder in einer zweiadrigen Meldelinie in Reihe mit der Zentrale verbunden, wobei jeder Melder zwischen den beiden Adern der Meldelinie geschaltet ist, die ihrerseits durch einen Meldelinien-Endwiderstand abgeschlossen ist.
  • Eine derart aufgebaute Schaltungsanordnung kann an der Zentrale zwei Zustände anzeigen, nämlich Alarm und/oder Störung.
  • Wenn nun beispielsweise an der Zentrale der Zustand "Alarm" angezeigt wird, dann weiß ein Beobachter nicht, von welchem Melder der beispielsweise insgesamt dreißig Melder der Meldelinie dieser Zustand hervorgerufen wird. Eine Einzelidentifikation des den Alarm-Zustand hervorrufenden Melders kann gegebenenfalls nur vor Ort vorgenommen werden, indem beispielsweise überprüft wird, bei welchem Melder eine Leuchtdiode Licht aussendet, wenn jedem Melder eine solche Leuchtdiode zugeordnet wird, die im Alarm-Zustand erregt ist.
  • Es liegt auf der Hand, daß der Betreiber einer Gefahrenmeldeanlage aus der Zentrale die Information gewinnen möchte, welcher Melder einer Meldelinie einen bestimmten Zustand anzeigt, d.h., die Einzelidentifikation der Melder sollte an der Zentrale möglich sein.
  • An sich ist die Einzelidentifikation von an eine Zentrale angeschlossenen Peripheriegeräten aus der industriellen Steuerungstechnik und der Datenverarbeitung bekannt. Es ist prinzipiell auch möglich, diese Einzelidentifikation auf eine Gefahrenmeldeanlage mit zahlreichen, in einer Meldelinie liegenden Meldern anzuwenden.
  • In der Praxis hat sich aber gezeigt, daß ein derartiges Vorgehen unzweckmäßig ist, da die dann für die Gefahrenmeldeanlage notwendige Schaltungsanordnung technisch äußerst aufwendig wird, so daß ein wirtschaftlicher Einsatz nicht möglich ist.
  • Auch können bestehende Gefahrenmeldeanlagen ohne Einzelidentifikation der Melder an der Zentrale praktisch nicht umgerüstet werden, da die beiden Adern der Meldelinie für die Einzelidentifikation an der Zentrale bisher nicht ausreichen sind.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Schaltungsanordnung für eine Gefahrenmeldeanlage mit mehreren Meldern zu schaffen, die bei einer nur zweiadrigen Meldelinie eine Einzelidentifikation der Melder an der Zentrale erlaubt, die weiterhin mit bestehenden Gefahrenmeldeanlagen kompatibel ist und die schließlich nur einen geringen Aufwand erfordert.
  • Diese Aufgabe wird bei einer Schaltungsanordnung nach dem oberbegriff des Patentanspruches 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein über die Meldelinie von der Auswerteelektronik an die Melder gelegter Signalpegel zyklisch umgetastet wird, daß in den Meldern jeweils ein Zähler dieser Spannungspegel-Umtastung entsprechende logische Zustände zählt, daß bei Gleichheit des Zählerwertes mit einem jeweils an jedem Melder voreingestellten Adressenwert vom Melder ein seinen Zustand charakterisierendes Signal über die Meldelinie an die Auswerteelektronik abgegeben wird, und daß die Zähler alle durch eine weitere Signalpegel-Umtastung oder durch ein Rückstellsignal mit dem gleichen Signalpegel wie beim Zählen und mit anderer Impulsbreite rückstellbar sind.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich insbesondere aus den Unteransprüchen.
  • Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist mit bestehenden Gefahrenmeldeanlagen kompatibel, d.h., die bei der Erfindung vorgesehenen Melder können in bereits eingebaute Gefahrenmeldeanlagen ohne besonders großen Aufwand nachgerüstet werden. Eine zweiadrige Meldelinie ist ausreichend, da über diese Meldelinie sowohl den einzelnen Meldern die Betriebsspannung zugeführt als auch der gesamte Datenverkehr abgewickelt werden kann. Schließlich ist der Aufwand für die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung sehr gering, was auch dadurch zum Ausdruck kommt, daß der Platzbedarf für die Schaltungsanordnung minimal ist.
  • Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird von der Auswerteelektronik der Signal- bzw. Spannungspegel an der Meldelinie und damit an den einzelnen Meldern zyklisch umgetastet bzw. verringert. Aus diesen Spannungsabsenkungen werden beispielsweise mittels Vergleichern in den einzelnen Meldern logische Signale mit dem Wert O oder 1 gewonnen, die dann als Zählimpulse einem Binärzähler zugeführt werden. Dieser Binärzähler zählt in den einzelnen Meldern die logischen Signale, beispielsweise von 1 bis 32. D.h., so oft die Spannung an der Meldelinie auf den bestimmten Spannungswert abgesenkt wird, schaltet der Zähler um den Wert 1 weiter. Die Spannung an der Meldelinie könnte auch angehoben werden, wobei dann der Zähler bei jeder Anhebung um den Wert 1 weiterschalten würde.
  • Sobald ein bestimmter Zählerstand in den einzelnen Zählern erreicht ist, beispielsweise der Zählerstand 32, werden alle Zähler auf den Wert 0 rückgesetzt, indem eine andere, von der obengenannten Spannungsabsenkung verschiedene Spannungsabsenkung an der Meldelinie vorgenommen wird, wobei diese andere Spannungsabsenkung durch den Vergleicher als Rücksetzsignal ausgewertet wird. Anstelle dieser anderen Spannungsabsenkung kann auch ein Rücksetzsignal verwendet werden, das den gleichen Spannungspegel wie die Zählerimpulse besitzt und sich von diesen durch eine größere oder kleinere Impulsbreite unterscheidet.
  • Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung können also die Zähler in allen Meldern durch die beiden Steuersignale "Zählen" (=Umtasten mit einem ersten Spannungswert während einer ersten Zeitdauer) und "Rücksetzen" (=Umtasten mit einem zweiten, vom ersten Spannungswert verschiedenen Spannungswert während einer zweiten, von der ersten Zeitdauer verschiedenen Zeitdauer) zyklisch hochgezählt und gemeinsam rückgesetzt werden. Anstelle der unterschiedlichen Spannungswerte kann das Rücksetzsignal aber auch den gleichen Spannungswert wie die Zählerimpulse haben und sich von diesen durch die unterschiedliche Impulsbreite unterscheiden.
  • Nur dann, wenn der Zählerinhalt des Zählers jedes Melders mit einem im Melder mittels eines Kodierschalters eingestellten Wert, der sogenannten Melderadresse, übereinstimmt, kann vom Melder eine Informationsübertragung zurück zur Zentrale erfolgen. D.h., wenn die Melderadresse mit dem Zählerstand übereinstimmt, kann an die Zentrale mittels bestimmter Signale, beispielsweise einer genau definierten Stromerhöhung. über die Meldelinie der Zustand des betreffenden Melders abgegeben werden, was durch die Zentrale entsprechend ausgewertet wird.
  • Damit auch die Funktion der Melder sowie der Meldelinie immer überwacht ist, meldet sich jeder angesprochene Melder mit einer genau definierten Stromerhöhung bei Gleichheit des Zählerstandes mit der Melderadresse zurück. Erfolgt diese Rückmeldung nicht, dann wird an der Zentrale eine Sabotage- und/oder Störungsmeldung abgegeben.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 ein Blockschaltbild einer bestehenden Gefahrenmeldeanlage,
    • Fig. 2 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung und
    • Fig. 3 Signaldiagramme zur Erläuterung des Betriebs der Schaltungsanordnung von Fig. 2.
  • Fig. 1 zeigt eine bestehende Gefahrenmeldeanlage mit einer Zentrale 1, an die eine zweiadrige Meldelinie 2,3 mit einzelnen Meldern 4,5,6 und einem Meldelinien-Endwiderstand 7 angeschlossen sind. Beispielsweise können auf diese Weise 20 oder aber auch 32 verschiedene Melder 4,5,6,... mit der Zentrale 1 verbunden sein. Jeder Melder 4,5,6 liegt dabei zwischen den beiden Adern der Meldelinie 2,3.
  • An der Zentrale 1 ist eine Anzeige 8 vorgesehen, bei der beispielsweise mittels einer Leuchtdiode 9 ein Alarm und mittels einer Leuchtdiode 10 eine Störung gemeldet werden kann.
  • Wenn beispielsweise die Leuchtdiode 10 aufleuchtet, dann weiß ein Beobachter aber nicht, bei welchem der Melder 4,5,6 eine Störung vorliegt. Es muß also eine Überprüfung vor Ort vorgenommen werden, was dadurch geschehen kann, daß jedem Melder 4,5,6 eine Leuchtdiode 14,15,16 zugeordnet ist, die Licht abgibt, wenn bei dem zugehörigen Melder 4,5 oder 6 eine Störung bzw. ein Alarm gegeben ist. Leuchtet also die Leuchtdiode 10 auf, dann muß überprüft werden, welche der Leuchtdioden 14,15,16 ebenfalls Licht aussendet, was bei einer großen Gefahrenmeldeanlage mit beispielsweise 32 verschiedenen Meldern äußerst aufwendig sein kann.
  • In Fig. 2 sind für einander entsprechende Bauteile die gleichen Bezugszeichen verwendet wie in Fig. 1
  • Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung. Diese besteht aus der Zentrale 1, der Meldelinie 2,3, den beiden Meldern 4,5 und dem Meldelinien-Endwiderstand 7. Der Meldelinien-Endwiderstand 7 kann beim vorliegenden Ausführungsbeispiel weggelassen werden, da dieses mit zyklischer Rückmeldung arbeitet. Selbstverständlich können auch bei diesem Ausführungsbeispiel beispielsweise 32 verschiedene Melder zwischen die Meldelinie 2,3 geschaltet sein. Zur besseren Übersichtlichkeit ist lediglich der Melder 4 in Einzelheiten gezeigt, während der Melder 5 nur schematisch angedeutet ist.
  • Die Zentrale 1 besteht im wesentlichen aus einer einen Speicher aufweisenden Auswerteelektronik 20, an die Spannungskomparatoren K1,K2 und K3 oder ein handelsüblicher Analog/Digital-Wandler angeschlossen sind, denen jeweils ein Operationsverstärker IC1 zur "verlustlosen Strommessung" vorgeschaltet ist (vgl. EP-OS 0098326).
  • Die Betriebsspannung UB wird über eine Leitung 21 und einen Widerstand 22 dem positiven Eingang des Operationsverstärkers IC1 zugeführt und liegt außerdem über Widerstände 23,24, 25 an den negativen Eingängen der Spannungskomparatoren K1, K2 bzw. K3. Die positiven Eingänge der Spannungskomparatoren K1, K2 und K3 sind mit dem Ausgang des Operationsverstärkers IC1 verbunden, dessen negativer Eingang über einen Widerstand R1 mit dessen Ausgang gegengekoppelt ist.
  • Dra positive Eingang des Operationsverstärkers IC1 ist über Widerstände 26,27,28 mit der auf Masse lieqenden Ader 3 der Meldelinie 2,3 verbunden, wobei jeweils der Mittenabariff zwischen den Widerständen 26 und 27 bzw. zwischen den Widerständen 27 und 28 an den Kollektor eines Transistors T1 bzw. T2 angeschlossen ist. Die Emitter dieser Transistoren T1 und T2 sind mit der Ader 3 verbunden, während die Basisanschlüsse jeweils über Widerstände 29,30 mit der Auswerteelektronik 20 verbunden sind.
  • Zwischen dem negativen Eingang des Spannungskomparators K1 und der Ader 3 der Meldelinie 2,3 liegt schließlich noch ein Widerstand 31.
  • Auf der Ausgangsseite der Auswerteelektronik 20 sind eine Sieben-Segment-Anzeige 32 für die Melder-Nummer, eine Leuchtdiode 33 zur Alarm-Anzeige, eine Leuchtdiode 34 zur Störung-Anzeige und Tasten TA1 sowie TA2 zur Betätigung der Melder-Anzeige 32 bzw. zum Weiterschalten der Melder-Nummer vorgesehen.
  • Zwischen die Adern 2,3 der Meldelinie wird von der Zentrale 1 eine Spannung UM + ΔUM gelegt. Die einzelnen Melder 4,5 melden den jeweiligen Zustand durch eine Stromerhöhung △IM, d.h., der in der Ader 2 fließende Strom IM wird bei der Erfassung _ eines bestimmten Zustandes, also beispielsweise bei einer Störung, um △IM erhöht.
  • Die spezifischen Stromerhöhungen äIM werden in der Zentrale 1 durch den Operationsverstärker IC1 in eine entsprechende Spannung UA1 umgewandelt.
  • Der Vergleicher aus den drei Spannungskomparatoren K1,K2 und K3 wertet sodann den vom Operationsverstärker IC1 abgegebenen Spannungswert UA1 aus, wobei eine Melder-Rückmeldung vorliegt, wenn dieser Spannungswert einer Bezugsspannung URef1 entspricht, während ein Melder-Alarm gegeben ist, wenn die Spannung UA1 einer Bezugsspannung URef2 gleich ist. Eine Melder-Störung ist schließlich gegeben, wenn der Spannungswert UA1 dem Bezugsspannungswert URef3 gleich ist. Die Auswertung der vom Operationsverstärker IC1 anliegenden Spannungswerte könnte auch mittels eines handelsüblichen Analog/Digital-Wandlers vorgenommen werden, der einen in ihrer eingespeisten analogen Spannungswert in einen äquivalenten Digitalwert umgewandelt, welcher dann in der Auswerteelektronik 20 entsprechend den Kriterien "Alarm", "Störung" und "Rückmeldung" ausgewertet wird.
  • Die einem bestimmten Melder-Zustand entsprechende Stromerhöhung △IM wird also durch den Operationsverstärker IC1 in eine Spannungserhöhung UA1 umgewandelt, die ihrerseits mit bestimmten Bezugsspannungen verglichen wird, so daß - abhängig von der ermittelten Spannungserhöhung - über die Anzeigen 32,33 und 34 einem Beobachter von der Auswerteelektronik 20 gemeldet werden kann, bei welchem Melder 4,5 welcher Melder-Zustand vorliegt.
  • Der Melder 4 (und ebenso die anderen Melder 5 usw.) besteht aus einer Erfassungs- und Auswerteelektronik 40 zur Erfassung physikalischer Größen, wie beispielsweise Rauch, Wärme, Bewegung, usw.. Diese Auswerteelektronik 40 liefert entsprechende Signale für den Zustand des Melders 4, also Signale für Alarm, Störung usw..
  • Ein Eingangs-Demodulator 41 besteht aus Spannungskomparatoren K4 und K5, die durch Vergleich der jeweils angebotenen Meldelinien-Spannung UM mit Bezugswerten URef4 und URef5 und einer nachgeschalteten Logik 42 Signale "Zählen" und "Rücksetzen" erzeugen. Diese Signale können sich durch verschiedene Signalpegel und/oder Impulsbreiten unterscheiden.
  • Ein 5-Bit-BCD-Zähler 43 mit Ausgängen Q1 bis Q5 und.einer Zählfolge "OOOOO" bis "11111" wird mit dem Signal "Zählen" von der Logik 42 jeweils um den Wert +1 hochgezählt und mit dem Signal "Rücksetzen" von der Logik 42 auf den Wert "OOOOO" zurückgesetzt.
  • Der 5-Bit-BCD-Zähler 43 ist mit einem 5-Bit-Komparator 44 über seine Ausgänge Q1 bis Q5 verbunden und führt diesem Eingangssignale A zu. Weiterhin liegt am 5-Bit-Komparator 44 ein 5-poliger Kodierschalter 45, mit dem die Melder-Nummer 1 bis 32 bei insgesamt 32 Meldern eingestellt werden kann. Auf diese Weise führt der Kodierschalter 45 dem 5-Bit-Komparator 44 ein Eingangssignal B zu. Liegt Gleichheit der beiden Eingangssignale A und B vor, dann erzeugt der 5-Bit-Komparator als Ausganqssignal eine logische 1, durch die eine Transistor-Endstufe 46 aus Widerständen 47,48,49,50 und Transistoren T3 und T4 freigegeben wird. D.h., bei Gleichheit der Signale A und B wird durch diese Transistor-Endstufe eine Stromerhöhung △IM an die Meldelinie 2,3 weitergegeben, wobei diese Stromerhöhung △IM von dem Zustand des Melders 4 abhängig ist, der durch die Auswerteelektronik 40 erfaßt wird.
  • Bei einer Melder-Rückmeldung wird dabei der Transistor T4 aktiviert, während bei Aktivierung des Transistors T3 ein Alarm vorliegt und eine Aktivierung der beiden Transistoren T3 und T4 eine Störung bedeutet.
  • Der Melder 4 weist außerdem einen Spannungsregler 51 zwischen der Ader 2 und der Auswerteelektronik 40, eine Diode 52 und einen Kondensator 53 zwischen den beiden Adern 2,3, Widerstände 54,55 und 56 zur Einstellung der Bezugsspannungen URef4 und U Ref5 zwischen dem Ausgang des Reglers 51 bzw. dem Eingang der Auswerteelektronik 40 und der Ader 3 und einen Widerstand 57 zwischen der Ader 2 und dem negativen Eingang der Spannungskomparatoren K4 und K5 auf. Schließlich liegt noch eine Logik 58 zwischen dem Ausgang der Auswerteelektronik 40 und den Widerständen 47,48 zur Erzeugung der Signale "Störung" und "Alarm".
  • Durch die Auswerteelektronik 20 werden zyklisch über die Widerstände 29,30 die Transistoren T1 oder T2 angesteuert, wodurch der Bezugsspannungswert am nicht-invertierenden Eingang des Operationsverstärkers IC1 ebenfalls zyklisch verändert wird. Infolge der durch den Widerstand R1 gegebenen Gegenkopplung des Operationsverstärkers IC1 ändert sich dann um den gleichen Spannungsbetrag die Meldelinienspannung UM.
  • D.h., zu Beginn jedes Abfragezyklus wird der Transistor T1 mit der Zeit t1 angesteuert und leitend, wodurch die Melde- linienspannung UM auf einen Wert UM3 absinkt. Anschließend wird der Transistor T1 gesperrt, und die Meldelinienspannung steigt wieder auf ihren Anfangswert UM1 an. Dieser Spannungswert UM1 wird für eine Zeitdauer t2 beibehalten. Sodann wird der Transistor T2 leitend, was bedeutet, daß die Meldelinien- spannung UM während der Zeitdauer t3 auf einen Wert UM2 absinkt.
  • In Fig. 3 (A) sind diese Spannungswerte UM1, UM2 und UM3 gezeigt.
  • Die Spannungsumtastungen auf die Spannungswerte UM1, UM2 und UM3 bedeuten die folgenden Zustände der Melder:
    • Bei der Spannung UM3 werden die Zähler 43 der einzelnen Melder 4,5 rückgestellt.
  • Die den Spannungswerten UM2 entsprechenden Impulse werden durch die Binärzähler 43 der einzelnen Melder 4,5 gezählt, bis beispielsweise der Wert 32 erreicht ist.
  • Der Spannungswert UM1 entspricht schließlich einem Normalbetrieb, d.h. einem Abfragezyklus, bei dem von der Zentrale der Zustand der einzelnen Melder 4,5 abgefragt wird.
  • Die an der Meldelinie 2,3 anstehenden Spannungswerte UM1, UM2 und UM3 werden von allen angeschlossenen Meldern 4,5 registriert, erfaßt und ausgewertet. Dabei leiten die Spannungskomparatoren K4 und K5 aus den Spannungswerten ab, ob durch den Zähler 43 weitergezählt werden soll oder ob dieser Zähler 43 rückzustellen ist. Ein Arbeitszyklus beginnt mit einem Rückstellsignal, d.h., mit dem Signal, bei dem der Spannungswert UM3 während der Zeitdauer t1 vorliegt. Ein solches Signal ist in Fig. 3(B) ge-zeigt. Durch dieses Rückstellsignal wird bewirkt, daß in allen Meldern 4,5 die Zähler 43 beispielsweise auf den Zählerstand "00000" zurückgesetzt werden.
  • Ein Spannungssprung auf den Spannungswert UM2 während der Zeitdauer t2 erzeugt einen Zählimpuls, was bedeutet, daß bei einer Gefahrenmeldeanlage mit beispielsweise 30 Meldern die jeweiligen Zähler 43 zyklisch von 1 bis 30 ("OOOOO" bis "11110") hochgezählt werden. Diese Signale sind in Fig. 3(C) dargestellt.
  • Der 5-Bit-Komparator 44 vergleicht nun statisch den mit dem Kodierschalter 45 eingestellten BCD-Wert B mit dem Zählerinhalt des Zählers 43. Bei Gleichheit zwischen dem Zählerstand des Zählers 43 und der durch den Kodierschalter 45 eingestellten Melder-Nummer, also der Adresse, wird der Ausgang des Komparators 44 aktiviert, wodurch die Transistoren T3 und T4 eingeschaltet werden.
  • Abhängig von dem durch die Auswerteelektronik 40 erfaßten Zustand des Melders 4 wird bei eingeschalteten Transistoren T3 und T4 eine entsprechende Stromerhöhung an der Meldelinie 2,3 vorgenommen. Liegt ein Alarm vor, dann wird der Transistor T3 aktiviert, und die Stromerhöhung △IM beträgt UM/R. Bei Vorliegen einer Störung werden die Transistoren T3 und T4 aktiviert, und die Stromerhöhung AIM beträgt UM/3R, da der Widerstand 49 den doppelten Widerstandswert wie der Widerstand 50 haben soll.
  • Die Fig. 3(D), 3(E) und 3(F) zeigen jeweils die Ausgangssignale des Komparators 44 (Voraussetzung: A = B) für den zweiten bzw. vierten bzw. sechsten Melder einer Meldelinie (vgl. hierzu Fig. 3(C)).
  • In Fig. 3(G) sind die entsprechenden Signale dargestellt, die der Zentrale 1 melden, welcher Zustand (Melder-Rückmeldung oder Alarm oder Störung) vorliegt.
  • Um auch die Funktion der einzelnen Melder und der Meldelinie 2,3 überprüfen zu können, muß sich jeder Melder während seiner angesprochenen Zeit t3 mit einer definierten Stromerhöhung △IM = UM/2R zurückmelden. Bleibt eine solche Rückmeldung aus, dann wird an der Zentrale 1 eine Störung oder eine Sabotage angezeigt.
  • Die auf jeden Melder bezogene, definierte Stromerhöhung wird in der Zentrale 1 bzw. in der Auswerteelektronik 20 ausgewertet.
  • Wie bereits eingangs erläutert wurde, verändert sich dabei die Ausgangsspannung UA1 des Operationsverstärkers IC1 entsprechend der Stromänderung △IM in der Meldelinie 2,3. Die Ausgangsspannung UA1 des Operationsverstärkers IC1 ist also proportional zur Stromänderung △IM.
  • Abhängig von der Höhe der Ausgangsspannung UA1 des Operationsverstärkers IC1 werden sodann die Komparatoren Kl,K2 und K3 aktiviert, so daß an der Auswerteelektronik 20 die dem jeweils adressierten Melder 4,5 entsprechende Information (Alarm, Störung, Rückmeldung) ansteht. Diese Information wird ausgewertet und in den Anzeigen 32,33 und 34 zur Anzeige gebracht.
  • Durch Betätigen der Taste TA1 kann mittels der Anzeige 32 angezeigt werden, welcher Melder einen Alarm und/oder eine Störung ausgelöst hat. Die Störung wird dabei durch die Leuchtdiode 34 angezeigt, während die Leuchtdiode 33 aufleuchtet, wenn ein Alarm an einem der Melder vorliegt.
  • Mittels der Taste TA2 ist es möglich, nacheinander die Melder-Nummer jeweils um den Betrag +1 weiterzuschalten, d.h., die Anzeige 32 wird jeweils um den Wert +1 erhöht. Durch nochmaliges Drücken der Taste TA1 kann schließlich der Anzeigebetrieb verlassen werden.
  • In Fig. 3(H), 3(I) und 3(J) ist jeweils ein Signal gezeigt, das eine "Rückmeldung", einen "Alarm" bzw. eine "Störung" der Auswerteelektronik 20 meldet. Fig. 3(K) gibt schließlich das Ergebnis der Auswertung durch die Auswerteelektronik 20 an: es ist dort nämlich eine Rückmeldung des zweiten Melders der Meldelinie 2,3, ein Alarm des vierten Melders der Meldelinie 2,3 und eine Störung des sechsten Melders der Meldelinie 2,3 gezeigt.

Claims (12)

1. Schaltungsanordnung für eine Gefahrenmeldeanlage mit mehreren Meldern (4,5), die über eine zweiadrige Meldelinie (2,3) an eine eine Auswerteelektronik (20) aufweisende Zentrale (1) angeschlossen sind, die bestimmten, von den Meldern (4,5) gelieferten Signalen jeweils definierte Zustände an den Meldern (4,5) zuordnet,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein über die Meldelinie (2,3) von der Auswerteelektronik (20) an die Melder (4,5) gelegter Signalpegel zyklisch umgetastet wird,
daß in den Meldern (4,5) jeweils ein Zähler (43) dieser Signalpegel-Umtastung entsprechende logische Zustände zählt, daß bei Gleichheit des Zählerwertes mit einem jeweils an jedem Melder (4,5) voreingestellten Adressenwert vom Melder (4,5) ein seinen Zustand charakterisierendes Signal über die Meldelinie (2,3) an die Auswerteelektronik (20) abgegeben wird, und
daß die Zähler (4,5) alle durch eine weitere Signalpegel-Umtastung oder durch ein Rückstellsignal mit dem gleichen Signalpegel wie beim Zählen und mit anderer Impulsbreite rückstellbar sind.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auswerteelektronik (20) Spannungskomparatoren (K1,K2,K3) oder Analog/Digital-Wandler vorgeschaltet sind, die die der Auswerteelektronik (20) zugeführten Eingangssignale jeweils mit einem Bezugsspannungswert vergleichen.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zentrale (1) zwischen dem Eingang der Meldelinie (2,3) und den Spannungskomparatoren (K1,K2,K3) ein Operationsverstärker (IC1) liegt.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise der Operationsverstärker (IC1) über einen Widerstand (R1) gegenqekoppelt ist.
5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Auswerteelektronik (20) über eine Transistorstufe (Tl,T2) und in Reihe geschaltete Widerstände (26,27,28) an die Meldelinie (2,3) definierte Spannungspegel (UM) legt.
6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Adressenwert an jedem Melder (4,5) mittels eines Kodierschalters (45) eingebbar ist.
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen dem Kodierschalter (45) und dem Zähler (43) ein Komparator (44) vorgesehen ist.
8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß jeder Melder (4,5) mit einer Auswerteelektronik (40) für die zu erfassenden physikalischen Größen ausgestattet ist.
9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß der Auswerteelektronik (40) eine Logik (58) und eine Transistorstufe (T3,T4) nachgeschaltet ist.
10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Transistoren der Transistorstufe (T3,T4) bei Gleichheit des Zählerwertes im Zähler (43) mit dem jeweils an jedem Melder (4,5) vom Kodierschalter (45) voreingestellten Adressenwert freigegeben sind.
11. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch einen dem Zähler (43) vorgeschalteten Vergleicher (41) aus zwei Komparatoren (K4,K5), die die von der Zentrale (1) an die Meldelinie (2,3) gelegten Signale auswerten.
12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine Logik (42) zwischen den Komparatoren (K4,K5) und dem Zähler (43).
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