上海金都投資集團電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的設計與應用

要：介紹上海金都投資集團有限公司，采用安科瑞剩余電流式電氣火災探測器，就地組網(wǎng)方式，通過現(xiàn)場總線通訊遠傳至后臺，從而實現(xiàn)剩余電流式電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的搭建，完成對現(xiàn)場配電回路的實時漏電流的監(jiān)測。

關鍵詞： 電氣火災；剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器；監(jiān)控系統(tǒng)；Acrel-6000/B；上海金都投資集團有限公司。

0 概述

　　上海金都投資集團有限公司總建筑面積80261.16平方米，地上建筑面積64240.98平方米，地下建筑面積16020.19平方米。本項目包含綜合樓（物流平臺）、車間和輔助用房三個建筑單體。綜合樓（物流平臺）和車間地下室由地下車庫連為一體。綜合樓（物流平臺）建筑層數(shù)：地下一層，地上十七層。車間建筑層數(shù)：地上五層。輔助用房建筑層數(shù)：地下一層，地上三層，多層公共建筑。

　　本項目承接其電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)，在消防控制室都放置兩臺Acrel-6000/B電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)主機，分別接入商業(yè)及酒店部分火災探測器，通過對區(qū)域所分布的ARCM200BL型火災探測器的數(shù)據(jù)采集，完成在Acrel-6000/B主機的漏電數(shù)據(jù)的實時顯示、報警。

1 應用介紹

　　Acrel-6000/B電氣火災監(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)適用于大型商場、生活小區(qū)、工礦企業(yè)、辦公大樓、商場、酒店等區(qū)域電氣防火的集中監(jiān)控管理。

　　Acrel-6000/B型電氣火災監(jiān)控設備是Acrel-6000電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的核心，監(jiān)控設備通過RS485總線與多臺電氣火災監(jiān)控探測器相連，構成集散式電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)，實時監(jiān)控電氣線路的工作狀態(tài)。

　　監(jiān)控設備能實時接收處理各路探測器發(fā)送的剩余電流、溫度信號，同時在液晶屏幕上顯示，當出現(xiàn)剩余電流、運行溫度超限及電源或通訊發(fā)生故障時，監(jiān)控設備能發(fā)出聲、光報警信號，在屏幕上顯示報警類型、故障位置等信息，具有數(shù)據(jù)存儲、查詢、報警、控制輸出等功能，并支持對探測器的遠程復位控制功能。

　　本設備結構合理、體積小，可靠性高、功能強，維護方便、性價比高，系統(tǒng)界面友好直觀、易學易用。

2 參考標準

本設備符合標準：

GB14287.1-2014 《電氣火災監(jiān)控系統(tǒng) 第1部分：電氣火災監(jiān)控設備》

GB14287.2-2014 《電氣火災監(jiān)控系統(tǒng) 第2部分：剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器》

GB14287.3-2014 《電氣火災監(jiān)控系統(tǒng) 第3部分：測溫式電氣火災監(jiān)控探測器》

GB50016-2014 《建筑設計防火規(guī)范》

JGJ 16-2008 《民用建筑電氣設計規(guī)范》

GB50116-2013 《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》

GB50054-2011 《低壓配電設計規(guī)范》

GB13955-2005 《剩余電流動作保護裝置的安裝和運行》

GB50055-2011 《通用用電設備配電設計規(guī)范》

GB50217-2007 《電力工程電纜設計規(guī)范》

3 系統(tǒng)組成

　　剩余電流式電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結構，由站控管理層、網(wǎng)絡通訊層和現(xiàn)場設備層組成。各電氣火災監(jiān)控探測器通過阻燃屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線型連接接入壁掛式主機。

系統(tǒng)組網(wǎng)結構

1）站控管理層

　　站控管理層針對電氣火災監(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)的最上層部分。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(zhuǎn)發(fā)。為系統(tǒng)內(nèi)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。

后臺監(jiān)控設備設置在消控中心。

2）網(wǎng)絡通訊層

　　通訊介質(zhì)：系統(tǒng)主要采用阻燃屏蔽雙絞線，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ARCM200BL剩余式電氣火災監(jiān)控探測器。ARCM200BL型剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器，是針對 0.4kV 以下的TT、TN 系統(tǒng)設計的，通過對配電回路的剩余電流、導線溫度、過電流、過電壓等火災危險參數(shù)實施監(jiān)控和管理，從而預防電氣火災的發(fā)生。產(chǎn)品采用先進的微控制器技術，集成度高，體積小巧，安裝方便，集智能化，數(shù)字化，網(wǎng)絡化于一身，是建筑電氣火災預防監(jiān)控、系統(tǒng)絕緣老化預估等的理想選擇。產(chǎn)品符合標準GB14287.1-2014 《電氣火災監(jiān)控系統(tǒng) 第1部分：電氣火災監(jiān)控設備》 的標準要求。

　　現(xiàn)場總線連接的分布式I/O控制器構成數(shù)據(jù)采集終端，向數(shù)據(jù)中心上傳采集的數(shù)據(jù)。測量探測器擔負著最基層的數(shù)據(jù)采集任務，其監(jiān)測的數(shù)據(jù)必須完整、準確并實時傳送至監(jiān)控主機。便于運行人員監(jiān)控現(xiàn)場設備運行狀態(tài)，故障報警等情況，有效預防火災事故發(fā)生。

4）項目組網(wǎng)情況

　　本項目商業(yè)部分現(xiàn)場分布的ARCM200BL型火災探測器48臺，酒店部分現(xiàn)場分布的ARCM200BL型火災探測器66臺，采用手拉手方式就地組網(wǎng)，上傳至消防控制中心。

4 系統(tǒng)功能

4.1監(jiān)控報警功能

　　監(jiān)控設備能接收多臺探測器的剩余電流、溫度信息，報警時發(fā)出聲、光報警信號，同時設備上紅色“報警”指示燈亮，顯示屏指示報警部位及報警類型，記錄報警時間，聲光報警一直保持，直至按設備的“復位”按鈕或觸摸屏的“復位”按鍵遠程對探測器實現(xiàn)復位。對于聲音報警信號也可以使用觸摸屏“消聲”按鍵手動消除。

4.2控制輸出功能

　　當被監(jiān)測回路報警時，控制輸出繼電器閉合，用于控制被保護電路或其他設備，當報警消除后，控制輸出繼電器釋放。

4.3故障報警功能

　　通訊故障報警：當監(jiān)控設備與所接的任一臺探測器之間發(fā)生通訊故障或探測器本身發(fā)生故障時，監(jiān)控畫面中相應的探測器顯示故障提示，同時設備上的黃色“故障”指示燈亮，并發(fā)出故障報警聲音。

　　電源故障報警：當主電源或備用電源發(fā)生故障時，監(jiān)控設備也發(fā)出聲光報警信號并顯示故障信息，可進入相應的界面查看詳細信息并可解除報警聲響。

4.4自檢功能

　　檢查設備中所有狀態(tài)指示燈、顯示屏、喇叭是否正常。

4.5報警記錄存儲查詢功能

　　當發(fā)生剩余電流、超溫報警或通訊、電源故障時，將報警部位、故障信息、報警時間等信息存儲在數(shù)據(jù)庫中，當報警解除、排除故障時，同樣予以記錄。歷史數(shù)據(jù)提供多種便捷、快速的查詢方法。

4.6電源功能

　　當主電源發(fā)生停電、欠壓等故障時，監(jiān)控設備可自動切換到備用電源工作，當主電源恢復正常供電時，自動切回到主電源，切換過程中保證監(jiān)控設備連續(xù)平穩(wěn)運行。

4.7對探測器控制功能

　　通過監(jiān)控軟件操作，可對連接到本設備的所有探測器進行遠程復位控制。

4.8權限控制功能

　　為確保監(jiān)控系統(tǒng)的安全運行，監(jiān)控設備軟件操作權限分為三級，不同級別的操作員具有不同的操作權限。

5 主要技術參數(shù)

5.1電源

①額定工作電壓AC220V（85% ～ 110%）。

②備用電源：主電源欠壓或停電時，維持監(jiān)控設備工作時間 ≥4小時。

5.2工作制

24小時工作制。

5.3通訊方式

RS485總線通訊，Modbus-RTU通信協(xié)議，傳輸距離1km，可通過中繼器延長通訊傳輸距離。

5.4監(jiān)控容量

①監(jiān)控設備最高可監(jiān)控512個監(jiān)控單元（探測器）；

②可配接ARCM系列監(jiān)控探測器。

5.5監(jiān)控報警項目

①剩余電流故障（漏電）：故障單元屬性（部位、類型）；

②溫度報警（超溫）： 故障單元屬性（部位、類型）；

③電流故障（過流）： 故障單元屬性（部位、類型）；

④監(jiān)控報警響應時間： ≤10s；

⑤監(jiān)控報警聲壓級（A計權）：≥70dB／1m；

⑥監(jiān)控報警光顯示：紅色LED指示燈，紅色光報警信號應保持，直至手動復位；

⑦監(jiān)控報警聲信號：可手動消除，當再次有報警信號輸入時，能再次啟動。

5.6故障報警項目

①監(jiān)控設備與探測器之間的通訊連接線發(fā)生斷路或短路；

②探測器與剩余電流傳感器、溫度傳感器之間連接線發(fā)生短路或短路；

③監(jiān)控設備主電源欠壓或斷電；

④給電池充電的充電器與電池之間的連接線發(fā)生斷路或短路；

⑤故障報警響應時間：≤100s；

⑥監(jiān)控報警聲壓級（A計權）：≥70dB／1m；

⑦監(jiān)控報警光顯示：黃色LED指示燈，黃色光報警信號應保持至故障排除；

⑧故障報警聲信號：可手動消除，當再次有報警信號輸入時，能再次啟動；

⑨故障期間，非故障回路的正常工作不受影響。

5.7控制輸出

報警控制輸出：1組常開無源觸點；容量：AC250V 3A或DC30V 3A.

5.8自檢項目

①指示燈檢查：報警、故障、運行、主電源、備用電源指示燈 ；

②顯示屏檢查；

③音響器件檢查；

④自檢耗時 ≤60s

5.9事件記錄

①記錄內(nèi)容：記錄類型、發(fā)生時間、探測器編號、區(qū)域、故障描述，可存儲記錄不少于2萬條；

②記錄查詢：根據(jù)記錄的日期、類型等條件查詢。

5.10操作權限分級

①日常值班級：實時狀態(tài)監(jiān)視、事件記錄查詢；

②監(jiān)控操作級：實時狀態(tài)監(jiān)視、事件記錄查詢、探測器遠程復位、設備自檢；

③系統(tǒng)管理級：實時狀態(tài)監(jiān)視、事件記錄查詢、探測器遠程復位、設備自檢，監(jiān)控設備系統(tǒng)參數(shù)查詢、

監(jiān)控設備各模塊單獨檢測、操作員添加與刪除。

5.11使用環(huán)境條件

①工作場所：消防控制室內(nèi)、有人值班的變配電所（配電室）、有人值班的房間內(nèi)墻壁上；

②工作環(huán)境溫度：-10℃～50℃；

③工作環(huán)境相對濕度：5%～95%RH；

④海拔高度：≤2500m。

6 設備組成部件

6.1主要參數(shù)及組成部件

①主控單元：工業(yè)級平板電腦，配有觸摸顯示屏，WinXP操作系統(tǒng)；

②輸入輸出：內(nèi)置公司開發(fā)的智能DCMOD模塊，具有多路輸入輸出；

③聲光報警器：內(nèi)置喇叭、LED指示燈；

④備用電源： 2節(jié)12V/7.2Ah的免維護蓄電池.

6.2面板元件布置及功能說明

Acrel-6000/B電氣火災監(jiān)控設備面板布置如圖1所示：

圖1  監(jiān)控設備面板示意圖

報警指示燈（紅色）：設備接收到探測器發(fā)出的報警信號時，報警指示燈常亮；

故障指示燈（黃色）：當本系統(tǒng)發(fā)生故障時（如通訊故障、電源故障等），故障指示燈常亮；

運行指示燈（綠色）：設備正常運行時，指示燈常亮；

消音指示燈（綠色）：軟件消音時，指示燈常亮；

復位按鈕（紅色）：對系統(tǒng)進行復位操作；

微型打印機：用于打印實時報警、故障、事件信息。   

該系統(tǒng)自投運以來，運行良好，在預防電氣火災方面發(fā)揮了重要作用，獲得了客戶對產(chǎn)品和公司的認可與信賴。