剩余電流式火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與檢測

李嫵

摘要

剩余電流式火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能是在電氣線路中的配電設(shè)備發(fā)生漏電事故或者接地不良等故障并產(chǎn)生一定程度的火災(zāi)隱患時，及時發(fā)出報警信號，提醒用戶及專業(yè)人員前往故障現(xiàn)場排除電氣故障，避免火災(zāi)的發(fā)生，具有很強的電氣防火預(yù)警功能。對其進行科學(xué)而有效地設(shè)計與檢測是很重要的，本文對其進行探究。

【關(guān)鍵詞】剩余電流式火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng) 設(shè)計 檢測

1引言

剩余電流式火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是極為關(guān)鍵的一個設(shè)備，當被檢測的電氣線路發(fā)生故障時，剩余電流式火災(zāi)監(jiān)控探測器能迅速做出響應(yīng)，將線路中的電氣故障參數(shù)通過互感器采集過來并轉(zhuǎn)換為電信號，如果參數(shù)超過了報警限值則發(fā)出報警信號，同時通過無線傳輸設(shè)備把數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)控系統(tǒng)主機上。剩余電流式火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)對接收到的數(shù)據(jù)進行分析判斷，然后顯示出故障的位置信息，記錄探測器報警的時間，同時發(fā)出報警信號告知檢修人員前往故障現(xiàn)場排除電氣故障。本文所涉及的剩余電流式火災(zāi)監(jiān)控探測器只是剩余電流式火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中的一個環(huán)節(jié)，為監(jiān)控系統(tǒng)提供所需要的現(xiàn)場數(shù)據(jù)和報警信息，只有配合監(jiān)控系統(tǒng)的其他各個環(huán)節(jié)，探測器才能真正發(fā)揮其電氣防火預(yù)警的功能。

2剩余電流式火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計

2.1系統(tǒng)主程序設(shè)計

剩余電流式火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)一般是由三個部分組成，第一個是安裝在現(xiàn)場的剩余電流式火災(zāi)監(jiān)控報警設(shè)備，比如說剩余電流互感器、探測器等，起到了現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集、監(jiān)控、報警作用;第二個是數(shù)據(jù)遠程通訊網(wǎng)絡(luò)，也就是數(shù)據(jù)的傳送設(shè)備，起到了把現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳送到監(jiān)控主機的通訊作用;第三個是剩余電流式火災(zāi)監(jiān)控報警中心，起到了對監(jiān)控區(qū)域內(nèi)各探測器數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理和監(jiān)控的作用。

2.2 AD轉(zhuǎn)換程序設(shè)計

本系統(tǒng)中，AD轉(zhuǎn)換主要的作用是把模擬形式的剩余電流信號轉(zhuǎn)化為單片機能處理的數(shù)字信號，并且根據(jù)離散化之后的數(shù)據(jù)計算出剩余電流的有效值供單片機判斷利用。芯片上帶有的數(shù)模轉(zhuǎn)換器分辨率為12位，該AD是種逐次逼近型模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，它有18個通道，各通道的AD轉(zhuǎn)換根據(jù)所需要的功能不同可以設(shè)置為單次、連續(xù)、掃描或間斷這四種不同的執(zhí)行模式。

2.3顯示程序設(shè)計

顯示模塊是本系統(tǒng)中很重要的一部分，既能作為剩余電流信息的直觀體現(xiàn)，也能為探測器提供人機交互界面，方便用戶及安裝人員根據(jù)不同需要設(shè)置不同的報警值。根據(jù)探測器功能的需求，在顯示屏上需要顯示剩余電流的實時測量值、剩余電流的預(yù)設(shè)報警值、DI、DO口的動作情況、剩余電流的波形。這部分程序的設(shè)計思路如下：在系統(tǒng)主程序初始化完成后，打開通訊串口PA9、PA10，隨后顯示屏通過串口從單片機讀取數(shù)據(jù)并在屏幕的指定位置上顯示相應(yīng)的數(shù)據(jù)。同時，屏幕上也提供了預(yù)設(shè)報警值的修改窗口，因此屏幕不僅僅要從單片機讀取數(shù)據(jù)，當預(yù)設(shè)報警值被修改時，屏幕也要通過串口向單片機發(fā)送新修改的預(yù)設(shè)報警值數(shù)據(jù)。

2.4報警程序設(shè)計

報警功能是本設(shè)計最基本的功能之一，當線路發(fā)生漏電、接地不良等電氣故障時探測器應(yīng)準確報警，起到預(yù)防火災(zāi)的作用。探測器報警的條件為AD轉(zhuǎn)換后計算出來的剩余電流有效值大于預(yù)設(shè)的報警值。探測器報警時應(yīng)有兩種動作：

（1）使發(fā)光二極管點亮，

（2）使蜂鳴器發(fā)出報警聲音。

2.5通訊程序設(shè)計

通訊模塊主要用于將實時的剩余電流測量值發(fā)送到主機進行統(tǒng)一監(jiān)控，便于管理員對探測器工作情況以及被保護的線路用電情況。本系統(tǒng)的通訊是使用無線傳輸AS32 TTL 100完成的，數(shù)據(jù)的傳送是通過單片機的通訊串口PA2、PA3完成的。這部分的程序與顯示程序相似，相同點在于都是通過單片機串口讀取剩余電流測量值以及DI、DO口的狀態(tài)數(shù)據(jù)并進行顯示，不同點在于兩者使用的串口不同，而且無線通訊模塊只是單向地從單片機讀取數(shù)據(jù)而不需要往單片機發(fā)送數(shù)據(jù)。在顯示模塊中，單片機作為上位機，顯示屏作為下位機，所以在編寫程序時應(yīng)該是單片機向顯示屏發(fā)出命令以及相應(yīng)的數(shù)據(jù)參數(shù)，顯示屏根據(jù)單片機的命令做出響應(yīng)。但是在通訊模塊中，上位機應(yīng)該是我們的監(jiān)控主機，一般選用PC機，單片機變成了下位機，此時單片機向監(jiān)控主機發(fā)送的只有數(shù)據(jù)參數(shù)而并不包含命令，監(jiān)控主機在接收到單片機發(fā)送過來的數(shù)據(jù)以后根據(jù)數(shù)據(jù)的不同進行識別、判斷，然后再做出響應(yīng)。

3剩余電流式火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用與檢測

剩余電流式火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在實際中的運用越來越廣泛，特別是在大型建筑中，該系統(tǒng)的應(yīng)用能夠減輕安保人員的工作負擔(dān)，增加了建筑物的安全性。考慮到很多建筑房間數(shù)量多，為了不削弱信號，在每一個樓層放置一個中繼器，信號在傳遞的過程中首先總線進入到控制室，然后再和其它的處理終端相連接。為了保證工作人員能準確領(lǐng)會信號的含義及信號的安全性，在不同的終端上都會有權(quán)限密碼，對照其進行滅火、檢測、維修等操作。在智能消防監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用中，應(yīng)該及時檢查CAN總線及各項設(shè)備的完好性，做好相應(yīng)的維護工作，以便在火災(zāi)發(fā)生時能夠正常啟動這些報警裝置，減小火災(zāi)造成的損失。工作人員在接受到火災(zāi)的情況后要保持冷靜，根據(jù)火災(zāi)的具體情況發(fā)出準確的指令，減少工作中的失誤。

出于安全考慮，本設(shè)計在安裝與使用過程中應(yīng)注意檢測以下幾點：

（1）應(yīng)當對其最大供電電壓進行檢測，探測器的最大供電電壓為5V，使用過程中應(yīng)提供大小為4-5V的電源電壓，過大可能會導(dǎo)致探測器中的部分硬件設(shè)備工作異常甚至燒毀，過小可能會導(dǎo)致供電電壓不足，顯示屏、無線傳輸模塊等功率較大的器件無法正常工作;

（2）應(yīng)當對于中性線接地情況進行檢測，在剩余電流互感器安裝時，應(yīng)保證與三相電流一起接入的中性線在用戶側(cè)接地，并且要保證是同向穿過互感器;

（3）應(yīng)當對于剩余電流報警值進行檢測，剩余電流報警設(shè)定值必須大于被測電路的泄漏電流值，可以使用裝置的預(yù)檢功能，檢測被測電路的實際泄漏電流值，通常報警設(shè)定值取值不小于泄漏電流值的兩倍。

4總結(jié)

在火災(zāi)自動報警裝置工作過程之中，因為某些非人為政策、地理、天氣等客觀的不確定的因素而形成的變化會致使其準確率產(chǎn)生意想不到的變化，所以必須在其工作時總結(jié)提出各種可能遇到的問題和因素，然后就是要對所產(chǎn)生的問題進行分析探究，最終找到合理的方法解決問題。

參考文獻

[1]羅朗，公路隧道剩余電流式火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計思考[J].中國交通信息化，2018 （09）：12 9-131.

[2]周易，基于單片機的智能剩余電流 式火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計[J].電子制作，2018 （17）：44-46.

[3]鄭文光，基于ZigBee技術(shù)的煤場煤倉剩余電流式火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計[J].工業(yè)安全與環(huán)保，2018 （09）：68-71.

[4]岳鵬程.高速隧道分布式光纖感溫剩余電流式火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計[J].電子測量技術(shù)，2 018 （17）：70-74.

[5]莫扎帕·臺外庫力，火電廠火災(zāi)報警與消防控制系統(tǒng)的聯(lián)動控制分析[J].消防界（電子版），201 8，4 （16）：48.