智能火灾报警控制系统在电厂中的应用

智能火灾报警控制系统在电厂中的应用

张力（山东电力工程咨询院）

一、概述

山东华能威海电厂二期工程扩建两台300MW机组。两台机组分别于1998年3月8日及1998年11月5日通过"168小时"试运行，一年来运行稳定。机组的控制模式为二机一控，自动控制采用WDPF-II型分散控制系统（DCS），包括DAS、MCS、SCS、FSSS这4种功能。

该工程中所设计的火灾报警系统包括1台主机（布置于集控室），2台分机（热控，电气各1台）。整个系统包括4个回路，每个回路上接智能探测器、感温电缆和相应的探测模块，以及附属报警设备（如警玲、手报、电话插口）。智能探头布置于各个独立房间，分别反映不同探测区域，感温电缆呈正弦波状布置于电缆桥架、隧道及设备上，整个报警采用2总线制。

主机和分机电源为220VAC，5A，模块及探头元件电源为24VDC，3.5A。系统接地电阻≤4Ω，绝缘电阻≥20MΩ。本系统共有2种导线：信号线、音频线为RVVP2x1.5mm2，电源线为BV2x1.5mm2，全部导线采用镀锌管穿成。感温电缆为PHSC-190-EPC高温型和PHSC-155-EPC低温型，电缆桥架及竖井内布置低温型感温电缆，其余部分设备采用高温型感温电缆。

这套火警系统涉及各类探测器、人工火灾报警装置、区域报警控制盘、中央报警控制站、连接电缆及相应辅助设备。

二、设计要求

1、火灾报警控制系统由设在集控室的中央控制站、区域控制盘和设在就地的探测器组成。

2、全套系统的信号传输采用二总线制系统。

3火灾探测系统应设置直流和交流两路电源，当交流电源消失后，该系统应能自动切换到直流事故电源上，直流事故电源装于中央报警控制盘内，容量满足24小时停电要求。

4、火灾探测系统的探测元件引线和连接电缆应采用耐火电缆并外加机械保护。

5、火灾探测系统应在相应的房间和区域设置人工报警按钮。

6、根据防火对象的不同，应分别采用感烟、感温、感光、热敏电缆等探测器，对特别重要的设备，应设两种不同的探头，以防止系统的误动作。

7、报警控制器（包括中央及就地）对所有现场探测、报警部件的电子回路部分和传感部分能连续巡检，自动和手动检测。对于接在同一测点的并接探测器，当其中任一探测器失效时，应能检测出故障信号。中央控制站还应能检测区域控制站的故障。

8、当有火灾或故障时，报警控制器除自动发出声光报警外，并应自动打印报警消防启动时间（日、月、时、分、秒）及探测报警部件的地址编码。

9、报警控制系统应有分区隔离器，当报警线路电源线有接地或短路故障时，能将故障和报警系统隔离开，并有声光信号。

10如故障和火灾同时发生，火警优先；火警解除并经复位后，仍将发出故障报警。

11当任一探测报警部件报警时，报警控制盘应至少有两对输出接点，供外部设备联锁用。

12中央报警控制盘与分散控制系统通过接口相连，以便发生火灾时，DCS能发出警报。

三、系统介绍

1、系统特征

本系统采用爱德华公司IRC-3（CMIN）单线网络智能控制系统。该系统的主机、分机和控制回路卡以及电脑式紧急电话紧急广播器件可采用积木方式随意组合成功能各异的系统。该系统具有以下特点：

（1）可再生网络。

（2）可混合使用智能型或传统型设备。

（3）支持二线制普通探测器。

（4）可根据时间设定智能感烟探测器的灵敏度。

（5）可对每一探测器分别设定报警确认的时间。

（6）CMIN、RMDP-1N可存储600条历史记录。

（7）支持VDU，可存储5000条历史记录。

（8）每个智能回路支持192点。

（9）每个智能设备具有监测本身污染状态的功能。

（10）智能型设备灵敏度列表。

（11）每个探测器的报警确认记录列表。

（12）网络可承受6kV瞬间冲击。

（13）功率限制功能。

（14）支持打印机。

（15）支持多种串行显示器。

（16）数据线可用RS-485，20mA电流环或光缆。

（17）广播系统同时支持1～6条广播通道。

2、系统构成及主要性能

IRC-3系统由网络主机（CM1N），网络分机（CM2N），远程适配器和就地控制盘组成。CM1N是网络的主控制器，它的基本容量为3000地址点，控制器包括一个2行40列的字母-数字LCD显示屏，一个手控键盘，一些LED状态指示灯和手动控制开关。它具有系统数据库，对网络进行管理，控制打印机及系统输出，可通过面板或在PC机上进行人工操作。为了扩大容量，可接入网络分机CM2N。CM2N包括了所有电路，内存记忆、显示和控制等各方面，它包括4个显示数字的7划LED和1个报警消声开关，1个故障消声开关，能不断向主机报告所接前端设备及本身工作状态，同时也能使末端设备执行主机命令。

当主机发生故障时，某台分机自动升级为新的主机，行使网络管理功能。当某台分机发生故障时，网络自动将其隔离，不影响网络中其它分机的正常运行。当网络数据线断开时，系统具有重组网络的功能，自动重组成一些子网络，在子网络之间通过RS-485通讯回路保持完整的通讯，并对输出设备进行操纵。如果这些子网络内含有带开关和命令模式的远程显示器，它们也仍然具有全部功能。（当采用20mA电话线或光缆时，不能支持网络的再生运行。）          CM1N控制器和每个CM2N都具有RS-232口。在CM1N上，RS-232可定义为打印口、多路译码口或通讯口。CM2N的RS-232可定义为打印口、多路译码口或VDU-3显示器接口。如果CM1N的RS-232口被定义为多路译码口，则可支持CGP（彩色图形软件包）或CCA（彩色文本显示器）。这些设备可使用触摸屏或鼠标器来驱动彩色图像，或使用键盘操作彩色文本。使用命令可以产生一些表格，包括每个智能探测器的准确信号值及所有非智能探测区的信号值，每个探测器（区）的报警确认的次数也可同时被列出。

控制主机可以显示智能探测器的警戒区域的名称和地点，并且分别设置不同的灵敏度和不同的报警确认时间。主机不断把每个智能探测器的信号值储存起来，并进行分析，如果该值缓慢单向持续增加，到达某一数值，则产生一个警告信息，以指示需要对该探测器进行清洗，这样就避免了由于探测器的"脏"而引起的误报警。如果信号值迅速上升，主机将启动一个报警确认周期。如果该探测器仍产生新的、足够大的信号，则在主机上产生报警。          系统电源：提供主机、分机、音频放大器和信号回路所需的直流电源，并具有以下特点：

（1）输入交流120V，或220V，输出24V、5V直流。

（2）最多可供3台主机和分机模块。

（3）具有故障检测电路，能向系统报告电源故障。

（4）一路24VDC，0.5A输出，普通感烟探测器回路电源。

（5）二路24VDC，3.5A输出，联动和功放用电源。

（6）带有电池充电器，与备用电池相连，交流掉电时自动转换到电池供电，如电池电压下降过低，电池与电路自动断开，避免电池损坏。

3、探测器

威海二期工程中使用的探测器包括6250B普通离子感烟探测器、291B普通感温探测器及SIGA-PS智能特征光电感烟探测器。以下仅介绍较为先进的SIGA-PS探测器的特点。

（1）分布智能技术

每一探测器含有一个或多个传感器元件来监视周围环境的烟雾和温度情况，探测器内部的微处理器可以自主作出火警决定，而不需与主控制盘比较数据再作出决定。这意味着主控制盘不必再负担可以由前端探测器来完成的简单任务。

（2）更快的通讯速度

分布智能技术允许SIGA系统利用点对点的相互通讯技术，主控制盘仅对报告新情况的设备做出反应，当某个SIGA探测器探测到烟雾或温度超过报警设定值时，产生报警信号屏在0.5秒之内报告到主控制盘。通讯的准确性是分布智能的另一优点。由于回路控制卡与设备之间通讯减少，可以相应减少通讯的波特率，慢一点的数据传输速度意味着通讯准确性的提高。

（3）自动成图和电子编址

每一个SIGA智能设备都有自动成图功能，并能报告自己与回路上其它设备的位置关系。那些在施工和维修中安装位置出错的探测器将自动向回路控制卡报告。电子编址功能淘汰了已往繁琐的二进制拨码和跳线，一旦系统安装完成，回路控制卡将自动完成编址。

（4）基于PC机的有力工具

SIGA智能特征设备具有基于PC机的，支持探测器的有力工具，包括一些互相配合的带图形功能的应用程序，来完成系统安装后的接线图。

（5）周围环境调整功能

对于其它一些需要24小时做环境调整的火灾探测系统，过快的环境变化将导致误报警。SIGA智能设备提供二种类型的环境调整：4小时调整和24小时调整。

（6）自我诊断功能

SIGA控测器具有丰富的内部自我诊断功能。诊断结果保存在探测器内部的存储器中，可以在任何时候利用主控制盘或PC机调出。

（7）消除误报

利用数字传输方式及分散型数据处理形式，具有极强的线路抗干扰和抗电磁干扰能力，再通过报警检测和比较功能使误报率接近零。

四、结论

安全问题是计算机系统设计及应用中首要问题，再生网络的设计体现了风险分散的思想，它是火灾报警控制系统的发展方向之一。