成都市婦女兒童醫院消防電源監控系統的設計與應用

劉丹
安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801；

摘要：本文簡述了消防設備電源的組成原理，分析了消防設備電源監控系統在應用中的設計依據和相關規范。后通過安科瑞消防設備電源監控系統在成都市婦女兒童醫院項目的實例介紹，闡述了消防設備電源功能的實現及其重要意義。

關鍵詞：消防設備電源；電源監控模塊；監控系統；AFPM100；成都市婦女兒童醫院

0  概述 
  AFPM消防設備電源監控系統是安科瑞自主研發的集監視、報警、管理于一體的計算機測控系統，該系統可廣泛應用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業、消防單位以及石油化工、文教衛生、金融、電信等領域。
  AFPM100消防設備電源狀態監控器是AFPM消防設備電源監控系統的核心，AFPM100監控器通過RS485總線與多臺傳感器相連，構成集散式消防設備電源監控系統，實時監控消防設備主、備電源的工作狀態。監控器采用集中式、模塊化設計，配接傳感器，通過監測消防設備電源的電壓、電流、開關狀態等運行相關信息、報警信息、故障信息等，并存儲、分析、統計，方便用戶進行監控和管理；通過人機交互界面，將消防設備電源的數據匯總顯示，具有管理、查看、報警、打印等功能。
  本項目位于成都市婦女兒童醫院，現場共分布AFPM3-2AV消防電源監控模塊75只，分別安裝于樓層內強電井消防配電箱內。現場消防電源監控模塊采用總線方式接至消控中心的AFPM100壁掛式消防電源監控系統。本設備結構合理、可靠性高、功能較強、維護方便、性價比高，系統界面友好、易學易用。

1  用戶需求

  本項目要求消防設備電源監控系統能通過對成都市婦女兒童醫院消防設備的供電電源的故障和異常狀態進行監控，及時報警提醒相關人員消除這些隱患，防止發生火災時，消防設備無電可用，設備不能正常投入使用。
  為便于值班監控管理，中央主機具有以下主要功能：
  1)按照配電圖紙，對各回路消防設備進行監控，掌握消防設備電源的運行情況。
  2)消防設備電源監控系統內部能夠實現的監控平臺，能夠得到系統內部全部參數的實時數據；對整個消防設備電源監控系統的智能化管理，能夠通過檢測消防設備電源的電壓狀態等相關信息，從而判斷消防設備電源是否有斷路、短路、過壓、欠壓、缺相、錯相等故障信息。
  3)主機對監控報警和故障報警事件應具有實時打印事件編號、監控部位、事件性質、報警參數及日期時間等數據的功能。報警事件數據應專門儲存，有獨立的查詢界面，并不可修改，以供故障責任分析之用。
  4)除以上條款要求外，主機的其它功能和性能尚應符合國標GB 28184-2011 《消防設備電源監控系統》的規定及GB 25506-2010 《消防控制室通用技術要求》的標準。

2  參考標準

  2.1．GB25506-2010《消防控制室通用技術要求》，在條文 5.7 消防電源監控器應符合下列要求：
  a)應能顯示消防用電設備的供電電源和備用電源的工作狀態和故障報警信息。
  b)應能將消防用電設備的供電電源和備用電源的工作狀態和欠壓報警信息傳輸給消防控制室圖 形顯示裝置。
  2.2．GB 28184-2011 《消防設備電源監控系統》
  2.3．GB 50116-2013《火災自動報警系統設計規范》

3  系統組成

  成都市婦女兒童醫院消防電源監控系統項目由消防設備電源監控主機、消防設備電源探測器組成。
  本項目通訊總線共接入3條通訊總線，探測器模塊直接接入壁掛式主機，組成消防設備電源監控系統的大動脈。AFPM100消防設備電源監控系統采用消防設備電源狀態監控器+電壓傳感器的兩層結構組網模式。整個監控系統功能，安全可靠，探測準確，性價比高，系統內部采用RS485網絡通信，對外提供Modbus-RTU通信協議，以滿足其他標準系統的連接，以上所述組成一套信號穩定，精度可靠的消防設備電源監測系統。本系統組網共分為三層：
1）站控管理層
  站控管理層針對消防電源監控系統的管理人員，是人機交互的直接窗口，也是系統的上層部分。主要由系統軟件和必要的硬件設備，如觸摸屏、UPS電源等組成。監測系統軟件對現場各類數據信息計算、分析、處理，并以圖形、數顯、聲音、指示燈等方式反應現場運情況。
  監控主機：用于數據采集、處理和數據轉發。為系統內或外部提供數據接口，進行系統管理、維護和分析工作。
  UPS：保證計算機監測系統的正常供電，在整個系統發生供電問題時，保證站控管理層設備的正常運行。
  監控主機設置在消控室中，采用壁掛安裝。
2）網絡通訊層
  通訊介質：系統主要采用屏蔽雙絞線，以RS485接口，MODBUS通訊協議實現現場設備與上位機的實時通訊。
3）現場設備層
  現場設備層是數據采集終端，主要為AFPM100系列消防設備電源監控探測器。
  系統結構拓撲圖如下：

4  消防設備電源設備

4.1、 AFPM100消防設備電源主機

             
 

  主要技術參數：
  電源主電源：AC220V 50Hz（允許85%－110%范圍內變化） 
  備用電源：主電源低電壓或停電時，維持監控設備工作時間≥8h 
  監控器為連接的模塊（電壓/電流信號傳感器）提供DC24V電源 
  工作制:24小時工作制
  通訊方式:
  Modbus-RTU通信協議，RS485半雙工總線方式，傳輸距離500m（若超過可通過中繼器延長通訊傳輸距離）。
  操作分級
  ① 日常值班級：實時狀態監視、歷史記錄查詢。
  ② 監控操作級：實時狀態監視、歷史記錄查詢、探測器遠程復位。
  ③ 系統管理級：實時狀態監視、歷史記錄查詢、探測器遠程復位、探測器參數遠程修改、監控設備系統參數設定與修改、操作員添加與刪除。
  使用環境條件
  ① 工作場所：消防控制室內，或與消防控制臺并列安裝
  ② 工作環境溫度：-10℃～+55℃
  ③ 工作環境相對濕度：≤95%不結露
  ④ 海拔高度：≤2500m
  ⑤ 污染等級：Ⅲ級，安裝類別：Ⅲ級
  4.2、AFPM100系列儀表
  4.2.1、實時監測兩路三相電壓；
  4.2.2、具有過壓、欠壓、缺相、錯相、過流（具有電流檢測產品）報警；
  4.2.3、提供一路或兩路（監控兩路三相交流電壓產品）開關量輸入功能，可監測開關狀態；（詳見模塊選型）
  4.2.4、提供一路繼電器輸出，可連接報警控制回路；
  4.2.5、具有事件存儲功能，報警器能夠記錄報警發生的時間、類型、參數，根據報警記錄可以分析現場情況，為消除故障提供依據；
  4.2.6、采用現場總線通信技術，上位機管理軟件可以時刻監控現場的運行情況，及時發現報警信息。通過RS485接口，標準MODBUS協議可以與各種標準系統相連；
  4.2.7、集成度高，網絡化，智能化程度高，動作特性合理

5 系統功能

5.1、監控報警功能
被監控設備電源回路開關狀態 
被監控設備電源的工作狀態（電壓、電流及報警狀態信息） 
報警響應時間：≤100s 
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 
報警光信號：紅色LED指示燈常亮 
5.2、控制輸出功能
對個別或全部被監控設備的報警繼電器進行遠程遙控操作 
監控器控制輸出：常開無源觸點，容量：AC250V 3A或DC30V 3A 
5.3、故障報警功能
監控器與模塊（電壓/電流信號傳感器）之間的連接線斷路、短路 
監控器主電源欠壓（≤80%主電源電壓）或過壓（≥110%主電源電壓） 
監控器與其分體電源間連接線斷路、短路 
當監控器出現以上故障時，能發出與監控報警信號有明顯區別的聲光故障報警信號 
故障報警響應時間：≤100s 
故障報警聲信號：手動消除，當再次有報警信號輸入時，能再次啟動 
故障報警光信號：黃色LED指示燈常亮 
故障期間，非故障回路的正常工作不受影響 
5.4、自檢功能
連接檢查：通信線路及分體電源線路的斷路、短路 
設備自檢：手動檢查或系統自檢 
自檢耗時：≤60s 
5.5、報警記錄功能
記錄10000條相關故障報警信息 
報警類型：故障類型、發生時間、故障描述 
報警事件查詢 
報警記錄打印 
5.6、打印功能
 監控系統可漢字打印，可打印報警事件及時間、故障事件及時間。
5.7、消音
  在發生報警或故障等警報情況下，監控設備的揚聲器會發出相應的報警聲加以提示，按“消音”鍵揚聲器終止發出警報，報警燈綠燈亮。期間工作人員可以對有關故障進行處理。一切回歸正常，報警燈滅。如有新的故障發生時，消音指示燈滅，揚聲器將再次發出警報聲。

6 結束語

  成都市婦女兒童醫院消防電源監控系統由消防設備電源監控裝置AFPM100、消防設備電源探測器組成。AFPM消防設備電源監控系統是安科瑞自主研發的集監視、報警、管理于一體的計算機測控系統，該系統可廣泛應用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業、消防單位以及石油化工、文教衛生、金融、電信等領域。AFPM100消防設備電源狀態監控器是AFPM消防設備電源監控系統的核心，監控設備通過RS485總線與多臺傳感器相連，構成集散式消防設備電源監控系統，實時監控消防設備電源的工作狀態。控器采用集中式、模塊化設計，配接傳感器，對所監測的消防設備電源的運行信息、故障信息、位置信息等參數進行跟蹤采集、存儲、分析，方便用戶進行管理和監控；通過人機交互界面，將消防設備電源的數據匯總顯示，具有管理、查看、報警、打印等多項功能。本設備結構合理、可靠性高、功能較強、維護方便、性價比高，系統界面直觀、易用。
 

作者簡介：
劉丹，女，本科  安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能電網供配電