СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛОВ (ВАРИАНТЫ)
METHOD TO TRANSFER SIGNAL (VERSIONS)

Изобретение относится к автоматической пожарной сигнализации, в частности к способу передачи сигналов от линейного устройства пожарному приемно-контрольному прибору по линии связи, например от пожарного извещателя или управляющего модуля, и может быть использовано для передачи дополнительного сигнала, например сигнала о запыленности извещателя.
Известен способ передачи сигналов в цифровом коде от линейного устройства приемно-контрольному прибору по двухпроводной линии связи, включающий передачу основного сигнала, например, для пожарного извещателя - пожарной тревоги (см., например, www.systemsensor.it). В цифровом коде передают также дополнительные сигналы от линейного устройства по той же линии связи.
Передача дополнительного сигнала позволяет, например, для пожарного извещателя, реализовывать функции, увеличивающие достоверность определения пожара, повышающие его надежность за счет автоматической диагностики; для управляющего модуля позволяет передавать информацию об исправности цепи управления и т.п. Так, например, передача сигнала о запыленности оптической камеры помогает предотвратить ложные срабатывания извещателя, способствует организации своевременной очистки от пыли, выявлению и замене неисправных извещателей.
Недостатком известного способа передачи сигналов является высокая стоимость объектового оборудования, обеспечивающего цифровую связь, что не позволяет использовать его на небольших объектах, где применяют более дешевое шлейфовое (аналоговое) оборудование.
Известен также способ передачи аналогового сигнала от линейного устройства пожарному приемно-контрольному прибору по двухпроводной линии связи, с возможностью контроля приемно-контрольным прибором линии связи на обрыв и замыкание (см., например, www.notifier.com).
Известный способ передачи информации прост в реализации, однако не позволяет помимо основного аналогового сигнала передавать по той же линии связи дополнительные сигналы от линейного устройства. Применение же описанных выше дополнительных функций линейных устройств, таких как самодиагностика и проч., без передачи информации на приемно-контрольный прибор не имеет смысла.
По этой причине имеется потребность в разработке способа передачи сигналов, обеспечивающего передачу двух аналоговых сигналов, несущих разную информацию от линейного устройства к приемно-контрольному прибору по одной и той же линии связи.
Задачей настоящего изобретения является повышение надежности работы и функциональной насыщенности линейных устройств на небольших объектах за счет способности обеспечения функций самодиагностики недорогих неадресных (шлейфовых) линейных устройств: контроля запыленности пожарных извещателей, контроля исправности цепи управления релейных модулей и т.п. Ранее эти функции были доступны только дорогим цифровым (адресным) системам связи.
Поставленная задача настоящего изобретения реализуется в вариантах реализации способа передачи дополнительного сигнала, касающихся случаев постоянного и знакопеременного питания линии связи.
В одном варианте реализации способа передачи сигналов от линейного устройства пожарному приемно-контрольному прибору по одной двухпроводной линии связи, в котором основной сигнал передают в виде аналогового сигнала, с возможностью контроля приемно-контрольным прибором линии связи на обрыв и замыкание, передают дополнительный сигнал по той же линии связи, для чего линейное устройство дополнительно снабжают нормально-замкнутым ключом, включенным последовательно в разрыв линии связи, при этом дополнительный сигнал передают путем периодического размыкания ключа на время 0,1 мсек - 1,5 сек, либо линейное устройство дополнительно снабжают нормально-разомкнутым ключом, включенным параллельно в линию связи, а дополнительный сигнал передают путем периодического замыкания ключа на время 0,1 мсек - 1,5 сек.
При этом изменение состояния ключа на время менее 0,1 мсек затрудняет обнаружение такого короткого импульса приемно-контрольным прибором, особенно при работе с длинной линией связи.
Изменение состояния ключа на время более 1,5 сек воспринимается линейными устройствами как команда отмены тревоги от приемно-контрольного прибора.
В другом варианте реализации способа передачи сигналов от линейного устройства пожарному приемно-контрольному прибору по одной двухпроводной линии связи, в котором основной сигнал передают в виде аналогового сигнала, с возможностью контроля приемно-контрольным прибором линии связи на обрыв и замыкание, формируют с помощью приемно-контрольного прибора знакопеременное питание линии связи и передают дополнительный сигнал по той же линии связи, для чего линейное устройство либо дополнительно снабжают нормально-замкнутым ключом, включенным последовательно в разрыв линии связи и шунтированным прямо включенным диодом, при этом дополнительный сигнал передают путем размыкания ключа, либо линейное устройство дополнительно снабжают соединенными последовательно нормально-разомкнутым ключом и обратно включенным диодом, подключенными параллельно к линии связи, при этом дополнительный сигнал передают путем замыкания ключа.
Сущность вариантов реализации способа передачи сигналов от линейного устройства пожарному приемно-контрольному прибору по одной линии связи, который передают в виде аналогового сигнала, с возможностью контроля приемно-контрольным прибором линии связи на обрыв и замыкание, состоит в передаче дополнительного сигнала по той же линии связи путем ее обрыва или замыкания в прямой либо обратной полярности с помощью ключа.
Передача дополнительного сигнала от линейного устройства при работе в знакопеременной линии связи более предпочтительна, так как передачу дополнительного сигнала производят на обратной полярности, что не нарушает питание линейных устройств и не препятствует передаче основного сигнала на прямой полярности.
Предпочтительно передачу дополнительного сигнала от линейного устройства путем размыкания ключа блокировать при напряжении в линии связи менее 3-16 В.
Если обрыв линии связи путем размыкания ключа производят в прямой полярности, то для сохранения работоспособности линейного устройства необходимо обеспечить его питание, которое осуществляется от приемно-контрольного прибора по той же линии связи. Для этого обрыв линии связи производят между линейным устройством и концевым элементом (резистором или конденсатором), сохраняя связь линейного устройства с прибором, и в то же время обеспечивая для прибора возможность определения факта обрыва линии связи.
В случае реально возникшего короткого замыкания линии связи на участке между линейным устройством и концевым элементом в линии связи может возникнуть неустойчивое поведение - колебательный процесс. Так как напряжение в линии в результате замыкания падает, питание линейного устройства прекращается, оно передает сигнал неисправности, размыкает ключ и формирует обрыв линии связи. В результате короткозамкнутый участок линии отключается, линия связи восстанавливается, восстанавливается также и питание линейного устройства. Ожившее линейное устройство подключает короткозамкнутый участок линии связи, вновь возникает замыкание, и этот процесс подключения-отключения короткозамкнутого участка линии связи начинает периодически повторяться.
Для предотвращения такого колебательного процесса в неисправной (короткозамкнутой) линии передачу дополнительного сигнала от линейного устройства путем обрыва линии связи блокируют (запрещают) при напряжении в линии связи в прямой полярности менее некоторого значения, выбираемого из диапазона 3-16 В.
Нижняя граница диапазона определяется тем, что работа линейного устройства, и в том числе обеспечение им функции блокировки, невозможна при напряжениях ниже 3 В.
При номинальном напряжении питания линейного устройства 24 В в дежурном режиме он должен сохранять работоспособность при снижении напряжения питания до 17-18 В. При этих напряжениях, т.е. выше 16 В, линейное устройство должно иметь возможность передавать дополнительный сигнал. Напряжения 16 В и ниже соответствуют уровням пожарной тревоги или короткого замыкания. В обоих этих случаях передача дополнительного сигнала нецелесообразна или невозможна, а при коротком замыкании может приводить к описанному выше колебательному процессу. В связи с этим блокировка дополнительного сигнала недопустима при напряжениях выше 16 В в линии связи, которые соответствуют нормальной работе.
Сущность способа передачи сигналов от линейного устройства по одной и той же линии связи (по шлейфу сигнализации), по которой производится передача основного сигнала и осуществляется питание линейного устройства, поясняется неограничивающими примерами его реализации.
Пример 1
Для реализации данного способа передачи сигналов линейное устройство в виде релейного модуля управления подключают с помощью одной двухпроводной линии связи с концевым элементом в виде резистора к пожарному приемно-контрольному прибору, способному контролировать линию связи в прямой полярности при передаче аналогового сигнала, а также контролировать линию связи на обрыв и замыкание с помощью концевого резистора. К контактам реле модуля подключают исполнительные устройства, например сирены, питающиеся от внешнего источника напряжения. В линию связи, помимо модуля, включают пожарные извещатели для определения очага пожара.
При этом модуль дополнительно снабжают нормально-замкнутым ключом, который включают последовательно в разрыв линии связи, реализуя трехточечное включение модуля в линию связи.
При формировании пожарным извещателем основного сигнала о пожаре его передают на приемно-контрольный прибор в виде аналогового сигнала путем изменения выходного сопротивления извещателя в линии связи, например, аналогично www.notifier.com. При этом управляющий модуль также воспринимает данный сигнал и с помощью реле включает сирены.
В дежурном режиме контролируют исправность цепи управления сиренами, подключенной к контактам реле модуля, и наличие внешнего напряжения питания сирен. При обнаружении неисправности цепи управления, либо отсутствии внешнего напряжения питания, передают на приемно-контрольный прибор дополнительный сигнал «Неисправность цепи управления» в виде аналогового сигнала путем периодического размыкания ключа на время 0,3 сек с периодом повторения 1 сек. Сигнал воспринимается приемно-контрольным прибором и индицируется им как «Обрыв линии».
При этом на приборе удерживают состояние «Обрыв линии» в течение 1 сек, а так как состояние периодически подтверждается модулем, то на приборе оно индицируется непрерывно.
Пример 2
Пример согласно Примеру 1, в котором передачу дополнительного сигнала от модуля блокируют (запрещают) при напряжении в линии связи менее 7 вольт.
При аварии - замыкании концевого резистора - напряжение на клеммах приемно-контрольного прибора падает до значений не выше 6 В (напряжение может достигать 6 В при длинной линии, имеющей большое сопротивление), и прибор индицирует состояние «Замыкание линии». При этом устойчивость данного состояния обеспечивается тем, что модуль, несмотря на то, что он не в состоянии поддерживать свою работоспособность при таких низких напряжениях, блокирует размыкание ключа и обеспечивает целостность линии связи, сохраняя в ней состояние короткого замыкания и предотвращая колебательный процесс, описанный выше.
Пример 3
Для реализации данного способа передачи сигналов линейное устройство в виде пожарного дымового извещателя подключают с помощью двухпроводной линии связи с концевым элементом в виде резистора к пожарному приемно-контрольному прибору, способному контролировать линию связи в прямой полярности при передаче аналогового сигнала, а также контролировать линию связи на обрыв и замыкание с помощью концевого резистора.
При этом извещатель дополнительно снабжают нормально-разомкнутым ключом, включенным параллельно в линию связи.
При формировании извещателем основного сигнала о пожаре его передают на приемно-контрольный прибор в виде аналогового сигнала путем изменения выходного сопротивления извещателя в линии связи, например, аналогично www.notifier.com.
В дежурном режиме контролируют исправность извещателя, и при обнаружении неисправности какого-либо узла, либо выхода контролируемых параметров извещателя за допустимые пределы, передают на приемно-контрольный прибор дополнительный сигнал «Неисправность извещателя» в виде аналогового сигнала путем периодического замыкания ключа на время 0,3 сек с периодом повторения 1 сек. Сигнал воспринимается приемно-контрольным прибором и индицируется им как «Замыкание линии».
При этом на приборе удерживают состояние «Замыкание линии» в течение 1 сек, а так как состояние периодически подтверждается извещателем, то на приборе оно индицируется непрерывно. В паузах между передачами сигнала приемно-контрольный прибор в состоянии принять основной сигнал о пожаре от других извещателей в линии, разумеется, если в линии содержится небольшое количество неисправных извещателей.
Пример 4
Для реализации данного способа передачи сигналов линейное устройство в виде пожарного дымового извещателя подключают с помощью двухпроводной линии связи с концевым элементом в виде резистора к пожарному приемно-контрольному прибору, способному формировать знакопеременное питание линии связи и контролировать ее в прямой и обратной полярности при передаче аналогового сигнала, а также с помощью концевого резистора контролировать линию связи на обрыв и замыкание раздельно в прямой и обратной полярности.
При этом извещатель дополнительно снабжают нормально-замкнутым ключом, включенным последовательно в разрыв линии связи и шунтированным прямо включенным диодом, реализуя трехточечное включение извещателя в линию связи.
При формировании извещателем основного сигнала о пожаре его передают на приемно-контрольный прибор в виде аналогового сигнала путем изменения выходного сопротивления извещателя в линии связи, например, аналогично www.notifier.com.
В дежурном режиме контролируют исправность извещателя, и при обнаружении неисправности какого-либо узла, либо выхода контролируемых параметров извещателя за допустимые пределы, передают на приемно-контрольный прибор дополнительный сигнал «Неисправность извещателя» в виде аналогового сигнала путем размыкания ключа. При этом возникает обрыв линии связи в обратной полярности, причем в прямой полярности линия сохраняет целостность благодаря прямо включенному диоду, шунтирующему ключ.
Сигнал воспринимается приемно-контрольным прибором и индицируется им как «Неисправность извещателя», в отличие от действительного обрыва линии связи, который индицируется прибором как «Обрыв шлейфа» и происходит одновременно в обеих полярностях.
Способ позволяет сохранить целостность линии в прямой полярности, что обеспечивает полноценное питание других линейных устройств, подключенных к линии связи, а также передачу на приемно-контрольный прибор основного сигнала от них, который, как указывалось, передается в прямой полярности.
Пример 5
Для реализации данного способа передачи сигналов линейное устройство в виде пожарного дымового извещателя подключают с помощью двухпроводной линии связи с концевым элементом в виде резистора к пожарному приемно-контрольному прибору, способному формировать знакопеременное питание линии связи и контролировать ее в прямой и обратной полярности при передаче аналогового сигнала, а также с помощью концевого резистора контролировать линию связи на обрыв и замыкание раздельно в прямой и обратной полярности.
При этом извещатель дополнительно снабжают соединенными последовательно нормально-разомкнутым ключом и обратно включенным диодом, подключенными параллельно к линии связи.
При формировании извещателем основного сигнала о пожаре его передают на приемно-контрольный прибор в виде аналогового сигнала путем изменения выходного сопротивления извещателя в линии связи, например, аналогично www.notifier.com.
В дежурном режиме контролируют исправность извещателя, и при обнаружении неисправности какого-либо узла, либо выхода контролируемых параметров извещателя за допустимые пределы, передают на приемно-контрольный прибор дополнительный сигнал «Неисправность извещателя» в виде аналогового сигнала путем замыкания ключа. При этом возникает замыкание линии связи в обратной полярности, причем в прямой полярности замыкание отсутствует благодаря обратно включенному диоду, соединенному последовательно с ключом.
Сигнал воспринимается приемно-контрольным прибором и индицируется им как «Неисправность извещателя», в отличие от действительного замыкания линии связи, которое индицируется прибором как «Замыкание шлейфа» и происходит одновременно в обеих полярностях. При этом питание данного извещателя и других извещателей в линии связи не нарушается, так как оно осуществляется на прямой полярности, поэтому все извещатели при замыкании линии связи в обратной полярности сохраняют работоспособность. Кроме того, обеспечивается возможность передачи на приемно-контрольный прибор основного сигнала от извещателей, который, как указывалось, передается в прямой полярности.
Преимущества вариантов данного способа передачи сигналов, состоящие в повышении надежности работы линейных устройств на небольших объектах с недорогим шлейфовым (аналоговым) оборудованием, за счет автоматической диагностики (например, для пожарных извещателей за счет повышения достоверности определения пожара при контроле запыленности, для управляющих модулей за счет контроля исправности цепи управления и т.п.), обеспечиваются тем, что линейное устройство передает дополнительный сигнал «Неисправность» по одной и той же двухпроводной линии связи (по шлейфу сигнализации), по которой производится передача основного сигнала от линейных устройств.