火灾报警系统控制器的选用

火灾报警控制器是火灾自动报警系统的心脏，是消防系统的指挥中心，控制器可为火灾探测器供电，接收、处理和传递探测点的故障及火警信号，并能发出声、光报警信号，同时显示并记录火灾发生的部位和时间，并能向联动控制器发出联动通知信号的报警控制装置。

2.4.1　火灾报警控制器的分类及功能

一、火灾报警控制器的分类

火灾报警控制器种类繁多，从不同角度有不同分类，具体分类如图2-83所示。外形如图2-84所示。

图2-83　火灾报警控制器的分类

图2-84　壁挂式、立柜式报警控制器外形图

二、火灾报警控制器的基本功能

1.电源功能

控制器的电源部分应具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；主电源恢复时，能自动转换到主电源；应有主备电源工作状态指示，主电源应有过流保护措施，主、备电源的转换不应使控制器产生误动作。

2.火灾报警

当接收到探测器、手动报警开关、消火栓报警开关及输入模块所配接的设备发来的火警信号时，均可在报警器中报警，火灾指示灯亮并发出火灾变调音响，同时显示首次报警地址号及总数。

3.故障报警

系统在正常运行时，主控单元能对现场所有的设备（如探测器、手动报警开关、消火栓报警开关等）、控制器内部的关键电路及电源进行监视，一有异常立即报警。报警时，故障灯亮并发出长音故障音响，同时显示报警地址号及类型号。

4.时钟锁定，记录着火时间

系统中时钟走时是软件编程实现的，有年、月、时、分。当有火警或故障时，时钟显示锁定，但内部能正常走时，火警或故障旦恢复，时钟将显示实际时间。

5.火警优先

在系统存在故障的情况下出现火警，则报警器能由报故障自动转变为报火警，而当火警被清除后又自动恢复报原有故障。当系统存在某些故障而又未被修复时，会影响火警优先功能，如下列情况下：a.电源故障；b.当本部位探测器损坏时本部位出现火警；c.总线部分故障（如信号线对地短路、总线开路与短路等）均会影响火警优先。

6.调显火警

当火灾报警时，数码管显示首次火警地址，通过键盘操作可以调显其他的火警地址。

7.自动巡检

报警系统长期处于监控状态，为提高报警的可靠性，控制器设置了检查键，供用户定期或不定期进行电模拟火警检查。处于检查状态时，凡是运行正常的部位均能向控制器发回火警信号。只要控制器能收到现场发回来的信号并有反应而报警，则说明系统处于正常的运行状态。

8.自动打印

当有火警、部位故障或有联动时，打印机将自动打印记录火警、故障或联动的地址号。此地址号同显示地址号一致，并打印出故障、火警、联动的月、日、时、分。当对系统进行手动检查时，如果控制正常，则打印机自动打印正常。

9.测试

控制器可以对现场设备信号电压、总线电压、内部电源电压进行测试。通过测试电压值，判断现场部件、总线、电源等的正常与否。

10.部位的开放及关闭

部位的开放及关闭有以下几种情况：

1）子系统中空置不用的部位（不装现场部件），在控制器软件制作中即被永久关闭。如需开放新部位应与制造厂联系；

2）系统中暂时空置不用的部位，在控制器第一次开机时需要手动关闭；

3）系统运行过程中，已被开放的部位其部件发生损坏后，在更新部件之前应暂时关闭，在更新部件之后将其开放。

11.显示被关闭的部位

在系统运行过程中，已开放的部位在其部件出现故障后，为了维持整个系统正常运行，应将该部位关闭。但应能显示出被关闭的部位，以便人工监视该部位的火情并及时更换部件。操作相应的功能键，控制器便顺序显示所有在运行中被关闭的部位。当部位是多部件部位时，这些部件中只要有一个是关闭的、它的部位号就能被显示出来。

12.输出

1）控制器中有V端子，VG端子间输出DC24V、2A，向本控制器所监视的某些现场部件和控制接口提供24V电源。

2）控制器有端子L1、L2，可用双绞线将多台控制器连通以组成多区域集中报警系统，系统中有一台作为集中报警控制器，其他作为区域报警控制器。

3）控制器有GTRC端子，用来同CRT联机，其输出信号是标准RS232信号。

13.联动控制

可分“自动”联动和“手动”启动两种方式，但都是总线联动控制方式。在联动方式时，先按E键与自动键，“自动”灯亮，使系统处于自动联动状态，当现场主动型设备（包括探测器）发生动作时，满足既定逻辑关系的被动型设备将自动被联动，联动逻辑因工程而异，出厂时己存贮于控制器中。手动启动在“手动允许”时才能实施，手动启动操作应按操作顺序运行。

无论是自动联动还是手动启动，应该动作的设备编号均应在控制面板上显示，同时启动灯亮。已经发生动作的设备的编号也在此显示，同时回答灯亮。启动与回答能交替显示。

14.阈值设定

报警阈值（即提前设定的报警动作值）对于不同类型的探测器其大小不一，日前报警阈值是在控制器的软件中设定。这样控制器不仅具有智能化，高可靠的火灾报警，而且可以按各探测部位所在应用场所的实际情况不同，灵活方便地设定其报警阈值，以便更加可靠地报警。

三、型号

火灾报警产品型号是按照《中华人民共和国专业标准》（ZBC81002—84编制的，其型号意义如下：

图2-85

1）J（警）—一消防产品中的分类代号（火灾报警设备）；

2）B（报）——火灾报警控制器代号；

3）应用范围特征代号，B（爆）——防爆型；C（船）——船用型；

4）控制器分类特征代号，D（单）——单路；Q（区）——区域型；

J（集）——集中型；T（通）——通用型（既可作区域报警又可作集中报警）；

5）控制器结构特征代号，B（壁）——壁挂式；G（柜）——柜式；T（台）——台式；

6）主参数，一般表示报警器的路数。例如40，表示40路。

型号举例：

JB—TB8—2700/063B：8路通用火灾报警控制器。

JB—JG—60—2700/065：60路柜式集中报警控制器。

JB—QB—40：40路壁挂式区域报警控制器。

2.4.2　火灾报警控制器的构造及工作原理

一、火灾报警控制器的构造

火灾报警控制器已完成了模拟化向数字化的转变，下面以二总线火灾报警控制器为例介绍其构造。

二总线火灾报警控制器集先进的微电子技术、微处理技术于一体，性能完善，控制方便、灵活。硬件结构包括微处理机（CPU）、电源、只读存储器（ROM）、随机存储器（RAM）及显示、音响、打印机、总线、扩展槽等接口电路。JB—QT—GST5000型汉字液晶显示火灾报警控制器的外形结构为琴台式，如图2-84第3个图形所示。

1.JB—QT—GST5000型控制器特点

1）控制器采用琴台式结构，各信号总线回路板采用拔插设计方便。

2）采用大屏幕汉字液晶显示器，各种报警状态信息均可以直观的以汉字方式显示在屏幕上，便于用户操作使用。

3）控制器设计高度智能化，与智能探测器一起可组成分布智能式火灾自动报警系统，大大降低误报，提高系统可靠性。

4）火灾报警及消防联动控制可按多机分体分总线回路设计，也可以单机共总线回路设计，同时控制器设计了具有短线、断线检测及设备故障报警功能的多线制控制输出点，专门用于控制风机、水泵等重要设备，可以满足各种设计要求。

5）控制器可完成自动及手动控制外接消防被控设备，其中手动控制方式具备直接手动操作键控制输出及编码组合键手动控制输出两种方式，系统内的任一地址编码点既可由各种编码探测器占用，也可由各类编码模块占用，设计灵活方便。考虑到控制器自身电源系统容量较低，当控制器接有被控设备时，需另外设置DC24V电源系统。

6）控制器具有极强的现场编程能力，各回路设备间的交叉联动、各种汉字信息注释、总线制设备与多线制控制设备之间的相互联动等均可以现场编程设定。

7）控制器可外接火灾报警显示盘及彩色CRT显示系统等设备，满足各种系统配置要求。

8）进一步加强了控制器的消防联动控制功能，可配置多块64路手动消防启动盘，完成对总线制外控设备的手动控制，并可配置多块14路多线制控制盘，完成对消防控制系统中重要设备的控制。

9）控制器可加配联动控制用电源系统，标准化电源盘可提供DC24V、6A电源二总线。

10）控制器容量内的任一地址编码点，可由编码火灾探测器占用，也可由编码模块占用。

11）控制器可扩充消防广播控制盘和消防电话控制盘，组成消防广播和消防电话系统。

2.接线端子及布线要求

接线端子如图2-86所示。

图2-86　JB—QT—GST5000型控制器接线端子示意图

其中：

A、B：连接其他各类控制器及火灾显示盘的通讯总线端子；

ZN—1、ZN—2（N＝1～18）：无极性信号二总线；

OUT1、OUT2：火灾报警输出端子（无源常开控制点、报警时闭合）；

RXD、TXD、GND：连接彩色CRT系统的接线端子；

CN＋、CN—（N＝1～14）：多线制控制输出端子；

＋24V、GND、DC24V、6A：供电电源输出端子；

L、G、N：交流220V接线端子及机柜保护接地线端子。

布线要求：DC24V、6A供电电源线在竖井内采用BV线，截面面积大于或等于4.0mm2；在平面采用BV线，截面面积大于或等于2.5mm2。

3.火灾报警控制器的工作原理

正常无火灾状态下，液晶显示CPU内部软件电子时钟的时间，控制器为探测器供24V直流电。探测器二线并联是通过输出接口控制探测器的电源电路发出探测器编码信号和接收探测器回答信号而实现的。

火灾时，控制器接收到探测器发来的火警信号后，液晶显示火灾部位、电子钟停在首次火灾发生的时刻，同时控制器发出声光报警信号，打印机打印出火灾发生的时间和部位。当探测器编码电路故障，例如短路、线路断路、探头脱落等，控制器发出故障声、光报警，显示故障部位并打印。

2.4.3　区域报警控制器与集中报警控制器的区别

一、区域报警控制器

区域报警控制器由输入回路、光报警单元、声报警单元、自动监控单元、手动检查试验单元、输出回路和稳压电源及备用电源等组成，如图2-87所示。

从图可看出，输入回路接收各火灾探测器送来的火灾报警信号或故障信号，由声光报警单元，发出声响报警信号和显示其发生的部位，并通过输出回路控制有关的消防设备，向集中火灾报警控制器传送报警信号。自动监控单元起着监控各类故障的作用。通过手动检查试验单元，可以检查整个火灾报警系统是否处于正常工作状态。

图2-87　区域报警控制器电路原理方框图

区域火灾报警控制器主要功能如下：

（1）供电功能：供给火灾探测器稳定的工作电源，一般为DC24V，以保证火灾探测器稳定可靠地工作。

（2）火警记忆功能：接受火灾探测器测到火灾参数后发来的火灾报警信号，迅速准确地进行转换处理，以声光形式报警，指示火灾发生的具体部位，并满足下列要求：火灾报警控制器一接收到火灾探测器发出的火灾报警信号后，应立即予以记忆或打印，以防止随信号来源的消失（如感温火灾探测器自行复原、火势大后烧毁火灾探测器或烧断传输线等）而消失。

在火灾探测器的供电电源线被烧结短路时，亦不应丢失已有的火灾信息，并能继续接受其他回路中的手动按钮或机械火灾探测器送来的火灾报警信号。

（3）消声后再声响功能：在接收某一回路火灾探测器发来的火灾报警信号，发出声报警信号后，可通过火灾控制器上的手动按钮人为消声。如果火灾报警控制器此时又接收到其他回路火灾探测器发来的火灾报警信号时，它仍能产生声光报警，以及时引起值班人员的注意。

（4）输出控制功能：具有一对以上的输出控制接点，供火警时切断空调通风设备的电源，关闭防火门或启动自动消防施救设备，以阻止火灾的进一步蔓延。

（5）监视传输线切断功能：监控连接火灾探测器的传输导线，一旦发生断线情况，立即以区别于火警的声光形式发出故障报警信号，并指示故障发生的具体部位，以便及时维修。

6.主备电源自动转换功能：火灾报警控制器使用的主电源是交流220V市电，其直流备用电源一般为镍镉电池或铅酸维护电池。当市电停电或出现故障时能自动地转换到备用直流电源工作。当备用直流电源电压偏低时，能及时发出电源故障报警。

7.熔丝烧断报警功能：火灾报警控制器中任何一根熔丝烧断时，能及时以各种形式发出故障报警。

8.火警优先功能：火灾报警控制器接收到火灾报警信号时，能自动切除原先可能存在的其他故障报警信号，只进行火灾报警，以免引起值班人员的混淆。只有当火情排除后，人工将火灾报警控制器复位时，若故障仍存在，才再次发出故障报警信号。

9.手动检查功能：自动火灾报警系统对火警和各类故障均进行自动监视。但平时该系统处于监视状态，在无火警、无故障时，使用人员无法知道这些自动监视功能是否完好，所以在火灾报警控制器上都设置了手动检查试验装置，可随时或定期检查系统各部分、各环节的电路和元器件是否完好无损，系统各种自动监控功能是否正常，以保证自动火灾报警系统处于正常工作状态。手动检查试验后，能自动或手动复原。

二、集中报警控制器

集中报警控制器由输入回路、光报警单元、声报警单元、自动监控单元、手动检查试验单元和稳压电源、备用电源等电源组成，如图2-88所示。

集中火灾报警控制器的电路除输入单元和显示单元的构成和要求与区域火灾报警控制器有所不同外，其基本组成部分与区域火灾报警控制器大同小异。

输入单元的构成和要求，是与信号采集及传递方式密切相关的。目前国内火灾报警控制器的信号传输方式主要有以下四种：

图2-88　集中火灾报警控制器电路原理方框图

1.对应的有线传输方式

这种方式简单可靠。但在探测报警的回路数多时，传输线的数量也相应增多，就带来工程投资大、施工布线工程工作量大等问题，故只适用于范围较小的报警系统使用。当集中报警控制器采用这种传输方式时，它只能显示区域号，而不能显示探测部位号。

2.分时巡回检测方式

采用脉冲分配器，将振荡器产生的连续方波转换成有先后时序的选通信号，按顺序逐个选通每一报警回路的探测器，选通信号的数量等于巡检的点数，从总的信号线上接受被选通探测器送来的火警信号。这种方式减少了部分传输线路，但由于采用数码显示火警部位号，在几个火灾探测回路同时送来火警信号时，其部位的显示就不能一目了然了，而且需要配接微型机或复示器来弥补无记忆功能的不足。

3.混合传输方式

这种传输方式可分为两种形式：

1）区域火灾报警控制器采用一一对应的有线传输方式，所有区域火灾报警控制器的部位号与输出信号并联在一起，与各区域火灾报警控制器的选通线，全部连接到集中火灾报警控制器上；而集中火灾报警控制器采用分时巡回检测方式，逐个选通各区域火灾报警控制器的输出信号。这种形式，信号传输原理较为清晰，线路适中，在报警速度和可靠方面能得到较好的保证。

2）区域火灾报警控制器采用分时巡回检测方式，采用区域选通线加几根总线的总线断续传输方法。这种形式，使区域火灾报警控制器到集中火灾报警控制器的集中传输线大大减少。

4.总线制编码传输方式

总线制地址编码传输方式的火灾报警控制器，其信号传输方式的最大优点是大大减少了火灾报警控制器和各火灾探测器的传输线。区域火灾报警控制器到所有火灾探测器的连线总共只有2～4根，连接上百只火灾探测器，能辨别是哪一个火灾探测器处于火灾报警状态或故障报警状态。

这种传输方式使火灾报警控制器在接受某个火灾探测器的状态信号前，先发出该火灾探测器的串行地址编码。该火灾探测器将当时所处的工作状态（正常监视、火灾报警或故障报警）信号发回，由火灾报警控制器进行判别、报警显示等。

在区域火灾报警控制器和集中火灾报警控制器信号传输上，采用数据总线方式或RS—232、RS—424等标准串行接口，用几根线就满足了所有区域火灾报警控制器到集中火灾报警控制器的信号传输。

这个传输方式使传输线数量大大减少，给整个火灾自动报警系统的施工安装带来了方便，降低了传输线路的投资费用和安装费用。

集中报警控制器可分为主要功能和辅助功能，主要功能分两类：

一类集中火灾报警控制器仅反映某一区域火灾报警控制器所监护的范围内有无火警或故障，具体是哪一个部位号不显示。这类集中火灾报警控制器实际功能与区域火灾报警控制器相同，只是使用级别不同而已。采用这种集中火灾报警控制器构成的火灾自动报警系统，线路较少，维护方便，但不能知道具体是哪一个部位有火警。

另一类集中报警控制器，不但能反应区域号，还能显示部位号。这类集中火灾报警控制器一般不能直接连接探测器，不提供火灾探测器使用的工作电源，而只能与相应配套的区域火灾报警控制器连接。集中报警控制器能对它与各区域火灾报警控制器之间的传输线进行断线故障监视。其他功能与区域报警器相同。

辅助功能有以下四个方面：

1）记时：记录探测器发来的第一个火灾报警信号时间，为公安消防部门调查火因提供准确的时间依据。

2）打印：为了查阅文字记录，采用打印机将火灾或故障发生的时间、部位及性质打印出来。

3）事故广播：发生火灾时，为减少二次灾害，仅接通火灾层及上、下各一层，以便于指挥人员疏散和扑救。

4）电话：火灾时，控制器能自动接通专用电话线路，以尽快组织扑救，减少损失。

2.4.4　火灾报警控制器的线制

接线形式根据不同产品有不同线制，如三线制、四线制、两线制、全总线制及二总线制等，这里仅介绍传统的两线制及现代的全总线制两种。

一、两线制

两线制的接线计算方法因不同厂家的产品有所区别，以下介绍的计算方法具有一般性。

区域报警器的输入线数等于n＋1根，n为报警部位数。

区域报警器的输出线数等于是10＋n/10＋4，式中：n为区域报警器所监视的部位数；10为部位显示器的个数；n/10为巡检分组的线数；4包括：地线一根、层号线一根、故障线一根、总检线一根。

集中报警器的输入线数为10＋n/10＋S＋3，式中：S为集中报警器所控制区域报警器的台数；3为故障线一根，总检线一根，地线一根。

【例2-8】　某高层建筑的层数为50层，每层一台区域报警器，每台区域报警器带50个报警点，每个报警点有一只探测器，试计算报警器的线数并画出布线图。

解区域报警器的输入线数为50＋1＝51根；区域报警器的输出线数为10＋50/10＋4＝19根；

集中报警器的输入线数为10＋50/10＋50＋3＝68根。

两线制接线如图2-89所示，这种接线大多在小系统中应用，目前已很少使用。

二、地址编码全总线火灾自动报警系统接线

这种接线方式在大系统中显示出其明显的优势，接线非常简单，给设计和施工带来了较大的方便，大大减少了施工工期。

区域报警器输入线为5根，即P、S、T、G及V线，即电源线、信号线、巡检控制线、回路地线及DC24V线。

区域报警器输出线数等于集中报警器接出的六条总线，即P0、S0、T0、G0、C0、D0，C0为同步线，D0为数据线。所以称之为四全总线（或称总线）是因为该系统中所使用的探测器、手动报警按钮等设备均采用P、S、T、G四根出线引至区域报警器上。其布线如图2-90所示。

图2-89　两线制接线

图2-90　采用四（全）总线的接线示意图

三、地址编码二总线火灾自动报警系统接线

因为是无极性二总线安装接线，因此这种接线方式使用更加简便，需要24V电源的部位可引入无极性24V电源总线即可。因为整个火灾报警系统中主要以报警设备为主，所以在施工布线中一般只敷设一对电线即可。其布线大致如图2-91所示。

图2-91　采用二总线布线的接线示意图