网站原创摘 要 本文通过对某高校新建校园火灾自动报警系统联网的工程实例分析,总结了高校校园火灾自动报警系统的联网的特点,并给出了以光纤为传输介质的可靠联网方案.
关 键 词 火灾；自动报警；集中型火灾报警控制器；区域型火灾报警器；消防中心；RS485总线；串口光纤转换器；单模光纤
中图分类号：TU892 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）021-095-02
近年来,随着我国教育体制的改革,国内的一些高校开始走大型化、综合性发展的道路.为适应这种发展趋势的要求,一些原来居于城市中心的高校为了突破校园面积、周边环境的发展瓶颈,纷纷向城市转移,在城市的周边地区形成了独具特色的现代化大学校园.这些现代化的大学具有占地面积大,校园内建筑物多,单体建筑面积大,各建筑物间的距离较远,所以整个校园的火灾报警系统只能采用集中-区域式火灾报警系统的设计方案,即在校园的某个重要建筑中设置一个消防中心,中心内安装一台集中型火灾报警控制器（以下简称集中机）,监视和控制本建筑内的火灾报警和消防联动设备并接收区域式火灾报警器的信息；在其他单体建筑中各安装一台区域型火灾报警器（以下简称区域机）,监视和控制各自建筑内的火灾报警和消防联动设备并将本机的报警和联动信息上传给集中式火灾报警器.由于校园内各建筑间距离较远,集中机与区域机间的联网必然涉及到长距离的室外管网布线和施工,如何保证联网通讯的可靠性就成了系统面临的主要问题.
1.某新建综合性大学火灾自动报警系统概况
1.1 校园内建筑概况
新建校园内建筑的显著特点是单体建筑多,建筑间的距离远.根据国家建筑防火设计规范和火灾报警系统设计规范,这些单体建筑必须独立设计和安装火灾自动报警系统设备.由于各单体建筑的火灾报警设备通常不设专人看守,仅在校园总消防中心设专职看守人员,这就要求各单体建筑的火灾报警系统能实时将报警信息上传到总消防中心,以便消防中心人员快速对火情进行应急处理.所以,一个高度可靠的校园火灾报警系统监控网络对校园的防火安全是至关重要的.
1.2 校园内火灾报警系统联网方案
图1是我们按照火灾报警设备厂家提供的设计手册为该校园设计的一个火灾报警系统联网方案.该方案采用集中—区域式系统组成方式,在教学区设备用房内的消防中心设置集中机,在其他单体建筑中各设置一台区域机,集中机与区域机之间直接采用RS485总线通讯.考虑到通讯总线在室外施工穿线要求较高,我们还为甲方提供了《校园消防系统外管网设计施工方案》,对导线、布线方法、导线接头绝缘处理、管路防水等做出规定,要求外管网施工单位严格按要求进行施工.该方案完成后甲方顺利通过了消防验收.然而运行一年多后,系统通讯开始出现问题,无法稳定运行.如运行中的集中机会报某个区域机通讯故障,报完后又恢复,或一遇阴天下雨集中机会报某个或几个区域机故障等.分析原因,不外乎两点,一是串行通讯总线在外管网中受到其他电磁信号的干扰,这些干扰信号可能使通讯无法正常进行；二是通讯线在外网电井中的接头或电缆线在施工过程中有微弱破损,长久在潮湿环境下绝缘程度下降,最终也会导致通讯失败.在随后对系统的维护过程中,我们采取了更换部分线路、加强绝缘、增加485中继器等多项措施,但仍没有收到令人满意的效果.
2.采用光纤进行联网通讯
从本工程实例我们可以看出,串行485总线的噪声抑制能力、数据传输速率、电缆长度及可靠性虽然是其他标准无法比拟的,然而在实际应用中,往往分散控制单元数量较多、分布较远、现场存在各种干扰,使得通信的可靠性不高.
提高通讯的可靠性有很多种方法,这些方法的实质都是如何消除信号传输过程受到的各种干扰,都是被动的解决措施,对处于复杂工作环境和长距离室外布线的系统因无法确定干扰源,改善效果及其有限.
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串口光纤转换器（以下简称光端机）是一款可以将RS232/485/422的串口信号转换到光纤来传输的光电转换器,由于采用光纤传输,在光纤中传输的是光信号,不存在导电性,因而具有很强的抗干扰能力,也不会受到高压电及雷电的影响[2],所以在复杂工作环境和野外长距离联网通讯的系统中得到了广泛应用.图2是我们采用光纤对校园火灾报警网进行联网改造的布线方案示意图,该方案中的光端机采用opt22[S],光纤采用普通单模4芯光纤,组成环状光纤网来实现RS-485的多机通信.由于OPT22[S]同时可以接两个光纤环网,当其中一个环网的光纤断线,另外一个光纤环网继续以单环光纤网通信,这样大大增加了串口光纤通信的可靠性.采用该方案改造后,系统已安全运行了近两年,没有发生任何通讯故障,取得了令人满意的效果.
3.结束语
大学校园内的集中-区域式火灾报警系统的联网可靠性对整个校园的防火安全至关重要,所以在方案设计选择时必须以通讯的可靠性为首要前提.我们初略计算了一下,采用光纤方案与采用特殊写作的双绞电缆方案相比,成本并不高,但可靠性两者无法比拟.所以,在大学校园或与大学校园相似的处于复杂工作环境的火灾报警系统的联网中,采用光纤进行联网通讯是一种既经济又可靠的方案,建议广泛采用.