火灾自动报警和消防控制系统的主要设备
火灾自动报警系统和消防控制系统由火灾探测器、火灾报警控制器及其他设备组成。
7.1.1火灾探测器
火灾探测器是系统的“感觉器官”，它的作用是监视环境中是否有火灾发生。一旦有火情，火灾探测器就将其特征物理量，如温度、烟雾、气体和辐射光强等转换成电信号，并向火灾报警控制器发送报警信号。对于易燃易爆场合，火灾探测器主要探测其周围空间的气体浓度，在浓度达到爆炸下限以前报警。在个别场合下，火灾探测器也可探测压力和声波。
7.1.1.1火灾探测器的分类和原理
火灾探测器的分类比较复杂。实用的分类方法有探测区域分类法、探测火灾参数分类法和使用环境分类法等。
1.探测区域分类法
按火灾探测器的探测范围分类，可以分成线型和点型两大类。
（1）线型火灾探测器
这是一种探测某一连续线路周围的火灾参数的火灾探测器，其连续线路可以是“硬”的，也可以是“软”的。如空气管线型差温火灾探测器，是由一条细长的铜管或不锈钢管构成“硬”
的连续线路。又如红外光束线型感烟火灾探测器，是由发射器和接受器二者中间的红外光束构成“软”的连续线路。
（2）点型探测器
它是探测某一点周围火灾参数的火灾探测器，大多数火灾探测器属于点型火灾探测器。
根据火灾探测器探测火灾参数的不同，可以划分为感温、感烟、感光、气体和复合式等几大类。
（1）感温火灾探测器
这是一种响应异常温度、温升速率和温差的火灾探测器。又可分为定温火灾探测器（温度达到或超过预定值时响应的火灾探测器）、差温火灾探测器（升温速率超过预定值时响应的感温火灾探测器）、差温&定温火灾探测器（兼有差温、定温两种功能的感温火灾探测器）。感温火灾探测器采用不同的敏感元件，如热敏电阻、热电偶、双金属片、易熔金属、膜盒和半导体等，按照感温元件又可派生出各种感温火灾探测器。
（2）感烟火灾探测器
感烟火灾探测器是一种响应燃烧或热解产生的固体或液体微粒的火灾探测器。由于它能探测物质燃烧初期所产生的气溶胶或烟雾粒子浓度，因此，有的国家称感烟火灾探测器为“早期发现”探测器。气溶胶或烟雾粒子可以改变光强、减小电离室的离子电流以及改变空气电容器的介电常数、半导体的某些性质等。由此，感烟火灾探测器又可分为离子型、光电型、电容式和半导体型等几种。其中光电感烟火灾探测器，按其动作原理的不同，还可以分为减光型（应用烟雾粒子对光路遮挡原理）和散光型（应用烟雾粒子对光散射原理）两种。
①离子感烟探测器
它在内外电离室里面有放射源辑241。电离产生的正、负离子在电场的作用下分别向正负电极移动。在正常的情况下，内外电离室的电流、电压都是稳定的。一旦有烟雾窜逃至电离室，干扰了带电粒子的正常运动，使电流、电压有所改变，破坏了内外电离室之间的平衡，于是探测器就发出警报信号。
②光电感应探测器
光电感应探测器有一个发光元件和一个光敏元件，平常光源发出的光，通过透镜射到光敏元件上，电路维持正常，如果有烟雾从中阻隔，到达光敏元件上的光就显著减弱，于是光敏元件就把光强的变化变成电的变化，通过放大电路报警。
（3）感光火灾探测器
感光火灾探测器又称为火焰探测器。这是一种响应火焰辐射出的红外、紫外、可见光的火灾探测器，主要有红外火焰型和紫外火焰型两种。
（4）气体火灾探测器
这是一种响应燃烧或热解产生的气体的火灾探测器。在易燃易爆场合中主要探测气体（粉尘）的浓度，一般调整在爆炸下限浓度的1/5~1/6时报警。用做气体火灾探测器探测气体（粉尘）浓度的传感元件主要有铂丝、铂钯（黑白元件）和金属氧化物半导体（如金属氧化物、钙钛晶体和尖晶石）等几种。
（5）复合式火灾探测器
这是一种响应两种以上火灾参数的火灾探测器。主要有感温感烟火灾探测器、感光感烟火灾探测器、感光感温火灾探测器等。
（6）管道抽吸式感烟探测器
它的工作原理与光电感应探测器中散射型探测器的原理相似，通过烟雾的反射或散射产生光敏电流，主要用在船舶上。
（7）其他火灾探测器
除了前面所说的几种探测器之外，还有通过探测泄漏电流大小的漏电流感应型火灾探测
要求探测极其灵敏、动作极为迅速，以至要求探测爆炸声产生的某些参数的变化（如压力的变化）信号，来抑制消灭爆炸事故发生的微差压型火灾探测器；以及利用超声原理探测火灾的超声波火灾探测器等。近年来还出现了激光感烟探测器，它也是利用光电感应原理，不同的是光源改用激光束，探测器采用半导体器件，体积小、价格低、耐震动、寿命长，发展前景广阔。
3.使用环境分类法
（1）陆用型
一般用于内陆、无腐蚀性气体的环境，其使用温度范围为-10℃~+50℃，相对湿度在85%以下。在现有产品中，凡没有注明使用环境的都为陆用型。
（2）船用型
船用型火灾探测器主要用于舰船上，也可用于其他高温、高湿的场所，其特点是耐高温、高湿，在50℃以上的高温和90%~100%的高湿环境中，可以长期正常工作。
（3）耐寒型
这种火灾探测器特点是耐低温。它能在-40℃以下的高寒环境中长期正常工作。它适用于北方无采暖的仓库和冬季平均温底低于-10℃的地区。
（4）耐酸型
该火灾探测器不受酸性气体的腐蚀，适用于空间经常停滞有较重含酸性气体的工厂区。
（5）耐碱型
该火灾探测器不受碱性气体的腐蚀，适用于空间经常停滞有较重碱性气体的场合。
（6）防爆型
该火灾探测器适用于易燃易爆的场合，其结构符合国家防爆有关规定。
4.输出信号类型或信号处理方式分类法
（1）开关量火灾探测器
这种类型的探测器在内部的电路设计中设定一个报警阈值，当火情（烟雾浓度、环境温度）达到一定值时，探测器的内部电路翻转，探测器进入报警状态。这种探测器的阀值一旦设定，便不能调节，报警完全由探测器决定，然后将报警信号送出到报警控制器。这种探测器不易适应变化大的场所，并且对环境的变化也很难适应，所以现在基本很少使用。有时候也把这种探测器称做传统型探测器，以便于和现在的智能模拟量探测器区别。
（2）模拟量探测器
这种探测器本身通过内部电路将环境情况（烟雾浓度、环境温度）通过通信方式传送给火灾报警控制器，通过在控制器上设置报警阀值来决定是否报警。这样在工程应用上比较灵活，可以根据现场的环境调节报警阀值，大大降低了误报警的几率。
（3）智能火灾探测器
一般把内置微处理器MCU的探测器称为智能火灾探测器，通过内置的火灾模型分析程序对于现场的环境进行了初步的分析，极大地降低了火灾误报的几率。
（4）编码火灾探测器
报警控制器需要在两根回路总线上连接多个探测器，便需要对每个探测器设置一个地址，以便于控制器识别，这样的探测器称做编码探测器。现在大多数的探测器都是编码探测器，编码的形式各式各样，通过双位十进制的拨轮开关进行探测器编码的设置，其优点是直观简洁，缺点是编号最大为99，另外不太适应潮湿的环境，开关容易使误码失效。也有通过内置的FLASH芯片存储编码地址的，编码必须通过专用的编码器设置，调试起来比较烦琐，但是可靠、稳定。
5.其他分类法
火灾探测器按探测到火灾后的动作，可划分为延时型和非延时型两种。
目前国产的火灾探测器大多为延时型探测器，延时范围为3~10s。火灾探测器按安装方式可分为外露型和埋入型两种。一般场所采用外露型，在内部装饰讲究的场所采用埋入型。
7.1.1.2火灾探测器型号代码编制
在《GA/T227-1999》行业标准——火灾探测器产品型号编制方法中，对我国火灾探测器的型号代码编制方法有明确的统一规定。
图7.1给出了火灾探测器产品型号代码编制格式与表示方法。
图7.1火灾探测器的型号代码编制分类规则各个位置上字母的具体内容如下。
第1位：J（警）一消防产品中火灾报警设备分类代号。
第2位：T（探）一火灾探测器代号。
第3位：火灾探测器类型分组代号，具体表示方法如下。
Y（烟）一感烟火灾探测器；W（温）一感温火灾探测器；G（光）一感光或火灾探测器；Q（气）一气体敏感火灾探测器；T（图）一图像摄像方式火灾探测器；S（声）一感声火灾探测器；F（复）一复合式火灾探测器。第4位：应用范围特征表示法。
B（爆）—防爆型（型号中无“B”代号即为非防爆型，其名称亦无须指出“非防爆型”）。
第5位：应用范围特征表示法。
C（船）一船用型（型号中无“C”代号即为陆用型，其名称中亦无须指出“陆用型”）。
第6位：传感器特征表示法。
》感烟火灾探测器传感器特征表示法。
L（离）一离子；G（光）一光电；H（红）一红外光束；LX一吸气型离子感烟火灾探测器；GX一吸气型光电感烟火灾探测器。
》感温火灾探测器传感器特征表示法：感温传感器特征由两个字母表示，前一个字母为敏感元件特征代号，后一个字母为敏感方式特征代号。
元件特征代号表示法如下。
M（膜）一膜盒；S（双）一双金属；Q（球）一玻璃球；G（管）一空气管；L（缆）一热敏电缆：
O（偶）一热电偶，热电堆；B（半）一半导体；Y（银）一水银接点；Z（阻）一热敏电阻；R（熔）一易熔材料；
x（纤）一光纤。
方式特征代号表示法如下。
D（定）一定温；C（差）一差温；
0一差定温。
>感光火灾探测器传感器特征表示法如下。
Z（紫）一紫外；H（红）一红外；U一多波段。
>气体敏感火灾探测器传感器特征表示法如下。
B（半）一气敏半导体；C（催）一催化。
图像摄像方式火灾探测器、感声火灾探测器传感器特征可省略。
》复合式火灾探测器传感器特征表示法：复合式火灾探测器是对两种或两种以上火灾参数响应的火灾探测器。复合式火灾探测器的传感器特征用组合在一起的火灾探测器类型分组代号或传感器特征代号表示。列出传感器特征的火灾探测器用其传感器特征表示，其他用火灾探测器类型分组代号表示，感温火灾探测器用其敏感方式特征代号表示。
图7.2CA2001分布智能光电感烟探测器外形图
2.工作原理
CA2001分布智能型光电感烟探测器根据红外散射原理来判断环境的烟雾变化，可实现火情的早期探测及报警。该探测器采用现代工艺SMT技术，内置微处理器及存储器，通过内部固化的运算程序，可自动完成对外界环境参数变化的补偿，根据存储环境参数变化的特征曲线进行类比分析，作出火警、故障的判断，提高了探测器工作的准确性，降低了误报率；采用数字化传输方式，提高了探测器的抗电磁辐射能力。该探测器灵敏度高，耗电少，性能稳定可靠，光学腔迷宫结构设计独特，内置防虫网，防尘防虫，抗外界光线，干扰性良好。其光学腔罩可现场取下，无环境污染，便于清洗维护。该探测器利用火灾报警控制器的编程端子或电子编码器进行数字编码，减少了因拨码错误或拨码开关本身老化带来的不可靠因素。主要用于火灾形成过程中有烟雾产生的环境，例如：宾馆、饭店、博物馆、图书馆、档案馆、电影院、办公楼、医院、车站、通信机房、会议中心等；有大量粉尘、水雾、油烟的场所要慎用，例如：洗衣房、厨房、面粉厂、停车场等。
3.主要技术指标
工作电压：DC17V~DC33V（脉冲直流）。
工作电流：监视状态：<300μA。
报警状态：<4mA。
灵敏度：可调。
使用环境：温度：-10℃~+50℃。
相对湿度：≤95%RH（40℃±2℃）。
指示灯：监视状态：慢速闪亮（绿灯）。
报警状态：快速闪亮（红灯）。
外形尺寸：直径105mm×高50mm（含底座）。
线制：回路二总线，无极性。配套底座：DZ2000。
执行标准：GB4715-93。
4.保护面积
对一般保护场所而言，空间高度为6~12m时，一个CA2001探测器的保护面积为80m2；空间高度为6m以下时，保护面积为60m2。具体参数应以《火灾自动报警系统设计规范》
（GB50116-98）为准。
5.安装与布线
安装方式及接线示意图如图7.3所示（图中单位：mm），配套底座接线示意如图7.4所示。
图7.3JTY-GD-CA2001安装方式示意图
图7.5CA2005差定温感温探测器外形
2.工作原理
电子差定温探测器采用现代工艺SMT技术，内置微处理器，固化高可靠火灾判断程序，利用热敏元件来检测环境的温度变化，实现差定温度报警，工作性能稳定、可靠。既能响应温度的变化，也能按固定温度进行报警。常用于感烟探测器不适合的场所，如经常产生粉尘的场所、车库、厨房、锅炉房、吸烟室、会议室、产生烟雾的化学实验室、烘干车间、发电机房等。利用火灾报警控制器的编程端子或电子编码器进行数字编码，减少了拨码错误或拨码开关本身老化带来的不可靠因素。采用数字化传输方式，提高了探测器的抗电磁辐射能力。
3.主要技术指标
工作电压：DC17V~DC33V（脉冲直流）。
工作电流：监视状态：<300uA。
报警状态：<4mA。
灵敏度：可调。
使用环境：温度：-10℃~+50℃。
相对湿度：≤95%RH（40℃±2℃）。
指示灯：监视状态：慢速闪亮（绿灯）。
报警状态：快速闪亮（红灯）。
外形尺寸：直径100mm×高58mm（含底座）。
线制：二总线，无极性。配套底座：DZ2000。
执行标准：GB4716-93。
4.保护面积
当空间高度不超过8m时，一般建筑的保护面积为30m2，具体参数应以《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-98）为准。
7.1.1.5分布智能烟温复合型火灾探测器以JTF-GO-CA2002为例说明分布智能烟温复合型火灾探测器的原理、特点。
1.外形图
外形如图7.6所示（图中单位：mm）。
图7.6CA2002烟温复合探测器外形图
2.工作原理
CA2002型分布智能烟温复合探测器能同时满足GB4715-93、GB4716-93双重标准的检测。根据光的散射原理来判断环境的烟雾变化，实现火情的早期探测及报警；利用热敏元件来检测环境的温度变化，实现差定温报警。采用现代工艺SMT技术，内置微处理器及存储器，通过内部固化的运算程序，可自动完成对外界环境参数变化的补偿，根据存储环境参数变化的特征曲线进行类比分析，作出火警、故障的判断，提高了探测器工作的准确性，降低了误报率；采用数字化传输方式，提高了探测器的抗电磁辐射能力。
3.主要技术指标
工作电压：DC17V~DC33V（脉冲直流）。
工作电流：监视状态：<300uA。
报警状态：<4mA。
灵敏度：可调。
使用环境：温度：-10℃~+50℃。
相对湿度：≤95%RH（40℃±2℃）。
指示灯：监视状态：慢速闪亮（绿灯）。
报警状态：快速闪亮（红灯）。
外形尺寸：直径103mm×高60mm（含底座）。
线制：二总线，无极性。
配套底座：DZ2000/2执行标准：GB4715-93，GB4716-93。
4.保护面积
对一般保护场所而言，空间高度为6~12m时，一个CA2002探测器的感烟保护面积为80m2；空间高度为6m以下时，感烟保护面积为60m2；当空间高度不超过8m时，感温保护面积为30m2。具体参数应以《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-98）为准。
5.安装与布线
配套底座接线示意图如图7.7所示。
7.1.1.6智能线型红外光束感烟探测器
以JTY-HS-G2型为例，智能线型红外光束感烟探测器内置单片机，具备强大的分析判断能力，通过探测器内部固化的运算程序，可自动完成对外界环境参数变化的补偿及火警、故障的判断，提高了整个系统探测火灾的实时性和准确性。该探测器与控制器配套使用，可组成火灾报警控制系统，特别适用于高层建筑群、文物保护建筑设施、厅堂馆所、仓库群及隧道工程等，凡是在火灾形成前有烟雾出现的场所均可使用本产品。
该探测器调试方法简单，调试过程中，利用火警灯与故障灯组合确认（亮或灭），及控制器的“定点调试”功能，可以连续监视接收端光强的变化趋势，便于探测器对正调试，解决了非智能红外光束探测器高空对正调试难及作业安全问题。
主要技术指标如下。
工作电压：发射端工作电压为DC24V，接收端总线为24V。
接收器：监视电流≤1.8mA，报警电流≤2.5mA。
发射器：监视电流≤2.5mA（与24V电源相连接，不分极性）。
报警确认灯：红色；故障指示灯：黄色。
使用环境：温度为-10℃~+50℃；相对湿度≤95%，不结露。
编码方式：十进制电子编码。
外形尺寸：直径为100mm，高为94mm（不带底座）。
保护面积：有效保护一矩形区域，其最大保护区域面积为100m×14m。
7.1.1.7防爆型探火灾探测器
对于一些特殊场所，如石油、化工、天然气、制药等易燃危险场所，所使用的探测器等消防产品防爆性能必须符合GB3836.1-83《爆炸性环境用防爆电气设备通用要求》及GB3836.2-83《爆炸性环境用防爆电气设备隔爆型电气设备》标准要求。
1.本质安全防爆概念
本质安全防爆实质上是系统防爆，其防爆性能不仅与在危险区内工作的现场仪表有关，而且与危险区内所用的连接导线、危险区和安全区之间的安全栅有关。它的基本工作原理是通过安全栅将提供给危险区内现场仪表和连接导线的电能限制在既不能产生足以引爆的火花，又不能产生足以引爆的仪表表面温升的安全范围内，从而消除引爆源。因此本质安全防爆技术能确保对现场仪表进行带电拆装、检查和维修时的防爆安全。它是最可靠的防爆方法被允许用在最危险的场合。下面针对一种本质安全性探测器加以分析和介绍。
2.本质安全型光电感烟火灾探测器
以JTYB-GM-HST8110Ex本质安全型点型光电感烟火灾探测器为例，说明这类探测器的特点与基本功能。
>采用本质安全防爆技术，可以在所有爆炸性危险场合使用。
>采用专利烟雾探测结构，对烟雾的自然波动有一定的平滑作用，使光电信号稳定，同时对水雾有一定的吸附作用，降低了水雾对探测的影响。
>对阴燃火自动提高探测灵敏度。
>工作电压：24VDC，允许范围18~30VDC。
>工作电流：监视状态平均100μA，报警状态小于600uA。
》灵敏度：I级0.23dB/m，Ⅱ级0.38dB/m，Ⅲ级0.55dB/m。
>确认灯：红光LED，报警时每秒闪亮1次。
>外壳防护等级：IP42。
>工作环境：-10℃~+50℃，≤95%RH不结露。
>采用标准：GB4715-1993，GB3836.4-2000，GB3836.1-2000。
3.安全栅
防爆型探测器必须通过安全栅接入火灾报警控制器，才能保证现场探测器的防爆性能。
火灾自动报警系统常用的安全栅为齐纳安全栅，使用时要注意以下几点：
>齐纳安全栅应安装在安全区内；
>建议使用厂家提供的配套标准安装导轨的接线箱；
>要有良好的接地，接地电阻小于1Ω。
>要使用指定型号的安全栅，若选用其他型号安全栅，必须经防爆检验机构认可。
7.1.2火灾探测器的选择原则
根据现场环境和探测器的工作原理，选择合适的火灾探测器显得相当重要，在强制性国家标准《火灾自动报警系统设计规范》GB5011698中有详细的规定。
7.1.2.1一般规定
对火灾初期有阴燃阶段，产生大量的烟和少量的热，很少或没有火陷辐射的场所，应选择感烟探测器。
对火灾发展迅速，可产生大量热、烟和火焰辐射的场所，可选择感温探测器、感烟探测器、火焰探测器或其组合。
对火灾发展迅速，有强烈的火焰辐射和少量烟、热的场所，应选择火焰探测器。
对火灾形成特征不可预料的场所，可根据模拟实验的结果选择探测器。
对使用、生产或聚集可燃气体或可燃液体蒸汽的场所，应选择可燃气体探测器。
7.1.2.2火灾探测器的选择原则
表7.1详细列出了点型火灾探测器选择的一些基本原则，表7.2详细列出了线性火灾探测器选型的一些基本原则。
表7.1点型火灾探测器的选择
表7.2线型火灾探测器的选择
7.1.3火灾报警控制器
对于火灾自动报警系统来说，火灾报警控制器是火灾自动报警系统中的核心单元，负责监视和收集现场的火灾探测器的信号以及一些需要监视的设备的状态信号。另外，火灾报警器还需要联动一些控制装置。
对于连网的系统，火灾报警控制器还要将报警信息传送给上一级的报警管理中心。
7.1.3.1火灾报警控制器型号代码编制方法中华人民共和国公共安全行业标准GA/T228-1999《火灾报警控制器产品型号编制方法》对于火灾报警控制器的型号代码编制有详细的规定，详见图7.8。
图7.8火灾报警控制器型号代码编制方法
各个位置上字母的具体内容如下：
第1位：J（警）——消防产品中火灾报警设备分类代号。
第2位：B（报）——火灾报警控制器产品代号。
第3位：应用范围特征代号表示。
应用范围特征代号是指火灾报警控制器的适用场所，适用于爆炸危险场所的为防爆型，否则为非防爆型；适用于船上使用的为船用型，适合于陆上使用的为陆用型。其具体表示方式是：
B（爆）——防爆型（型号中无“B”代号即为非防爆型，其名称亦无须指出“非防爆型”）；C（船）——船用型（型号中无“C”代号即为陆用型，其名称中亦无须指出“陆用型”）。
第4位：分类特征代号及参数。
Q（区）——区域火灾报警控制器；J（集）——集中火灾报警控制器；T（通）——通用火灾报警控制器。
分类特征参数用一或二位阿拉伯数字表示。集中或通用火灾报警控制器的分类特征参数表示其可连接的火灾报警控制器数。区域火灾报警控制器的分类特征参数可省略。
第5位：结构特征代号表示法。
G（柜）——柜式；了（台）—台式；B（壁）——壁挂式。
第6位：传输方式特征代号表示法。
D（多）——多线制；Z（总）——总线制；W（无）——无线制；H（混）——总线无线混合制或多线无线混合制。
传输方式特征参数用一位阿拉伯数字表示。对于传输方式特征代号为总线制或总线无线混合制的火灾报警控制器，传输方式特征参数表示其总线数。对于传输方式特征代号为多线制、无线制、多线无线混合制的火灾报警控制器，其传输方式特征参数可省略。
第7位：联动功能特征代号表示法。
L（联）——火灾报警控制器（联动型）。
对于不具有联动功能的火灾报警控制器，其联动功能特征代号可省略。
第8位：厂家及产品代号表示法。
厂家及产品代号为四到六位，前两位或三位用厂家名称中具有代表性的汉语拼音字母或英文字母表示厂家代号，其后用阿拉伯数字表示产品系列号。
第9位：分型产品型号。
火灾报警控制器分型产品的型号用英文字母或罗马数字表示，加在产品型号尾部以示区别。
7.1.3.2火灾报警控制器的功能
火灾报警控制器作为火灾自动报警系统的核心装置，主要有以下功能：
>为火灾探测器供电，也可为其连接的其他部件供电。消防系统不同于楼宇自控其他子系统，探测器需要由报警控制器集中供电。
》直接或间接地接收来自火灾探测器及其他火灾报警触发器件的火灾报警信号，发出声、光报警信号，指示火灾发生部位，并予保持；光报警信号在火灾报警控制器复位之前应不能手动消除；声报警信号应能手动消除，但再次有火灾报警信号输入时，应能再启动。
>当火灾报警控制器内部，火灾报警控制器与火灾探测器、火灾报警控制器与起传输火灾报警信号作用的部件间发生故障时，应能在100s内发出与火灾报警信号有明显区别的声、光故障信号。
》火灾报警控制器应有本机检查功能（以下称自检）。火灾报警控制器在执行自检功能时，应切断受其控制的外接设备。如火灾报警控制器进行每次自检所需时间超过1min或其不能自动停止自检功能，自检期间，如非自检回路有火灾报警信号输入，火灾报警控制器应能发出火灾报警声、光信号。
》火灾报警控制器应具有显示或记录火灾报警时间的计时装置，其日计时误差不超过30s；仅使用打印机记录火灾报警时间时，应打印出月、日、时、分等信息。
>关于详细的功能和要求，可参考《火灾报警控制器通用技术条件》（GB4717-93）。
7.1.3.3工程上常用的火灾报警控制器
本节从工程应用的角度，讨论几种常用的火灾报警控制器，使读者对目前火灾报警器的应用有进一步的了解。
1.单回路火灾报警控制器
对于一些小型场所，需要布置火灾探测器的数量相对比较少，一般不超过100点。而且不需要复杂的控制器联网。在仓库、酒吧、网吧、饭馆、银行等小型工程中应用广泛。
下面针对单回路火灾报警控制器JB-LB-GEC2000SZ为例进行分析。
（1）设备简介
JB-LB-GEC2000SZ分布智能火灾报警控制器与探测器及各种模块组成自动监测系统，监测现场的火灾情况，利用智能算法判断其状态（火警或故障或反馈），完成火灾自动报警和联动功能。该控制器可实现全总线通信，集报警、监视、控制于同一回路总线。硬件电路采用单片微机控制，模块化结构，布局简洁紧凑，便于系统安装和扩展。控制器外型为壁挂式结构，全中文液晶显示，外形新颖美观，是一种高性能、高可靠性的智能火灾报警控制器。
（2）主要技术指标
>电源：AC220V（-15%~+10%），50Hz。
>备用电源：DC24V（密封式蓄电池2节：2×12Vx4Ah）。
>控制器容量：单回路可达127点。
>回路容量：127个编码地址。
>控制输出：2组双触点继电器输出（火警输出、故障输出）；
2组手动控制输出继电器；每对触点容量为1A/220VAC或2A/27VDC。
>电源输出：24V/1A。
>使用环境：温度-10℃~+50℃。
湿度≤95%。
>执行标准：GB4717-93火灾报警控制器通用技术条件；GB16806-97消防联动控制设备通用技术条件。
（3）系统组成
GEC2000SZ智能火灾报警控制器（联动型）由控制主板和多线联动操作控制板组成。通过全汉字液晶和键盘操作，实现信息的显示和人机对话。
（4）主要功能
①系统参数设置功能
系统安装完毕后，控制器第一次开机时将默认无编码，正常巡检，系统显示一切正常，必须进行编程设置，才能监视编码地址。
②火灾报警功能
当控制器检测并判断某一探测器处于火警状态时，控制器点亮火警指示灯，响起火警报警声，并在液晶屏显示出具体的报警地址、时间、描述信息等。按“消音”键可消除音响，若有多个报警，则按“△V”键可以查看多个报警的部位。
③故障报警功能
控制器能自动检测交、直流电源、探测器、模块等工作状况。机器在正常巡检过程中发现某个编码地址发生异常，经过多次确认后（约1min）报出故障部位所在的地址号，点亮“故障”指示灯，响起故障音响，按“消声”键可消除音响。若有多个报警，按“A”或“V”
键可以查看多个报警的部位。当交流电源（AC220V）未接或欠压时，报“主电故障”，备用电池（DC24V）未接或欠压时，报“备电故障”，电池充电回路短路或充电电流过大时，报
“充电故障”，故障指示灯点亮，同时发出故障报警音响。多线联动设备发生断线或短路故障时，多线联动区故障指示灯点亮。故障恢复后，相应的故障信息显示同时消失。
④自检功能
为了验证控制器的运行状态，可对控制器进行自检。自检时，控制器将对显示器、指示灯、声响电路、按键、内存、回路依次检查。
⑤查询编码
在主菜单下选择“2”进入“2部件查询”菜单，选择“2部件查询”显示回路部件当前设置状态表格，按“A”或“V”查询更多信息。
⑥密码锁
控制器设置两级密码，即用户密码和安装密码。使用用户密码可查询部件信息，查询事件记录、探测器编码、时间设置等。使用安装密码还可对系统进行各种编程。
⑦联动功能
GEC2000SZ具有总线联动和多线联动两种联动控制方式。总线联动控制：通过“总线联动模块”可实现对现场的各种消防设备的自动控制。总线联动通过现场编程，可实现多种逻辑关系的自动控制。当系统设置为“自动允许”时可实现总线联动的自动控制。多线联动控制：任何时候都可以人工直接启动或停止多线联动设备，或通过联动编程自动启动或停止多线联动设备。注意：当多线联动控制报故障时（断线或短路）或“输出控制”设置为“禁止”
时，不能启动对应设备。
③手/自动设置
控制器可设置“自动”允许或禁止，系统设置为自动允许时，系统可实现自动控制；自动禁止时，系统不能自动控制。
@自动状态的设置
在主菜单下进入“操作设置”菜单进行手/自动设置，在液晶显示屏上将显示其相应的手/自动状态。
①多线联动控制设置
通过电子锁设置允许和禁止，设置时，对应的指示灯点亮。在允许时，系统可以启动或停止多线联动设备。在禁止时，系统禁止启动多线联动设备。
2.分布智能火灾报警控制器
对于大型的小区和智能大厦，需要先进的火灾自动报警控制系统，分布智能型火灾自动报警系统是一种适合于现代智能建筑集成的先进控制系统。
以JB-LB-GEC2000型分布智能火灾报警控制系统为例，说明这类系统的工作原理与特点。该系统是新一代的火灾报警控制系统，吸收了国内外多家火灾报警产品生产厂家的产品特点，并注重未来系统的发展方向。
（1）功能
>采用分布智能技术，即每只探测器均内置微处理器，能对各种火灾特征信号进行复杂的数字分析，区别真假火灾信号，去掉环境因素的干扰，将结果直接传给火灾报警控制器，降低了数据传输时间，提高了系统的报警速度；采用集中智能技术，即控制器将探测器传过来的结果通过与历史信号相比较，对不同的环境灵敏度自动调整、对不同环境引起的工作漂移自动补偿、对报警进行多种方式确认和多次分析，以作出准确无误的判断，提高了报警准确性，减少了误报率。能对昼、夜和节假日
的报警灵敏度预置。
>总线报警及总线联动，全系统最大配置内可任意挂接报警点或联动设备，联动地址不受限制。通过现场编程，联动软件包方便地解决了建筑物所需的各种（同层或竖向）2级联动关系。控制器及模块满足GB4717-93和GB16806-97双重标准的检测。系统可采用报警联动汇总式布线，也可采用报警总线和联动多线式布线，适用于目前各种报警系统的布线方式，兼容性和扩展性非常强，彻底解决了变更产品设计带来的原设计图纸改动的问题。
>控制器连接探测器及模块的回路总线上，所有信息采用国际标准的数字化信号传输协议，国家标准化委员会第六分委员会的情报与信息组曾多次推荐，该传输方式减少了失真，并具有查错及纠错功能，增强系统抗干扰能力，对传输线材及走线方式要求低，可在较差环境准确地传输信号。系统可在3000m的距离以内使用散线准确传输信号。探测器与控制器采用无极性二总线技术，整个报警系统的布线极大简化，便于安装、线路维修及降低了工程造价。
回路接口采用美国UL国际标准信号处理模式，可实现开闭环连接、过压保护、短路保护及EMC滤波，保护控制器免受外界环境的破坏和干扰。
>模块化设计系统功能单元，系统总容量64回路，可达8128点；系统可扩展多组总线制和多线制联动控制盘，使系统方便实现各种消防联动设备（风机、水泵、电磁阀、警报、广播、强切及弱切）的手动和自动控制；系统可扩展多组分布智能电源，实现系统供电的集中控制，并且与主机进行信息交换，以便联动命令能够可靠地执行；所有系统功能模块可组装在单一的各种结构（壁挂式、柜式及台式）内，也可分别安装在现场的各个防火分区。通过网络连接，可以连接16台控制器，满足更大容量的要求。
>友好的用户界面，大屏幕中文汉字信息显示及简捷快速的编程方法，信息采用分类逐条显示，直观、方便查找；编程菜单采用层层提示及侧拉式方式，简单易懂，方便现场编程。基于Windows的PC离线编程及计算机图文系统提供了更优越的综合信息处理能力，可对控制系统进行计算机快速编程，也可提供建筑物的分区图形报警显示、存储及打印。系统配有各种接口，可将信息传达到城市消防调度网、远程维修中心、楼宇自控系统。
完善的系统诊断能力、检查功能及可记录2000条事件记录，为火灾事故的事后分析提供依据。控制器可自动记录报警类型、器件型号、器件地址、报警时间及报警部位的描述等，便于核查。报警控制器配有时钟及打印机（可选配），记录、拷贝方便。>工程安装、调试简单方便。设有自动登录功能，可以自动识别和记录回路上的所有模块、探测器的地址和类型，无须人工输入，提高了施工效率；回路探测器和模块数量统计功能，可以自动统计每个回路各种类型探测器和模块的数量；回路动态监测功能，可以对整个回路的所有模块和探测器跟踪检测，便于及时发现和处理回路中异常的模块和探测器；火警跟踪功能，可以自动跟踪报火警的探测器，可记录该探测器90min的数据，便于对火警的分析和判断。另外，分布智能技术的探测器、各类模块可用电子编码器进行数字编码，方便安装、调试，能减少由开关设置错误和开关本身老化带来的不可靠因素。
>系统产品种类齐全，拥有控制器、系统显示终端、系统扩展模块、分布智能探测器
及模块等具有不同结构及功能的多种产品，多达4类70余种。许多产品具有分型产品，其中控制器就有10多种分型，选型方便，可满足不同档次、不同规模建筑物的需求，能有效减少系统综合造价。
（2）系统组成
GEC2000系统采用模块化结构，可以方便地实现系统的组合和扩展。GEC2000系统模块主要包括CA2201回路模块、CA2202联动模块、CA2203显示模块和CA2204智能电源模块。根据工程需要，每种系统模块均可扩展到8块。系统模块可以安装在控制器中（壁挂、柜机、琴台等），也可以安装在现场的模块箱中。每个模块与系统主板之间只需要系统总线即可实现连接，系统总线为RS-485总线，采用2线半双工方式，系统组合和扩展简单方便。
7.1.3.4消防联动控制设备
随着微处理器的广泛应用，火灾报警控制器技术及其功能得到飞速的发展，现在的火灾报警控制器除了能够完成基本的报警功能外，还具有消防联动控制功能，对联动的消防设备进行控制。
联动控制功能可以通过火灾报警控制器的控制信号输出实现，也可以通过配置相应的消防联动控制设备（联动控制器或联动模块）实现对消防设备的联动控制。国标GB16806-1997
《消防联动控制设备通用技术条件》对火灾报警控制器有详细的描述和规定。
消防联动控制设备的主要功能如下。
①消防联动控制设备的直流工作电压应符合GB156的规定，优先采用直流24V。
②消防联动控制设备可为与其直接相连的设备或其部件供电。
③消防联动控制设备能直接或通过控制部件间接启动受其控制的设备。
④消防联动控制设备能直接或间接地接收来自火灾报警控制器或火灾触发器件的相关火灾报警信号，并发出声光报警信号。声报警信号能手动消除，光报警信号在消防联动控制设备复位前应予以保持。
⑤消防联动控制设备在接收到火灾报警信号后，应在3s内发出联动控制信号。特殊情况需要设置延时时间时，最大延时时间不应超过10min，如有关标准、规范另有规定，应按有关标准、规定执行。
⑥消防联动控制设备在接收到火灾报警信号后，应按有关标准所规定的逻辑关系和要求输出和显示相应控制信号，完成下列功能：
>输出切断火灾发生区域的正常供电电源，接通消防电源的控制信号。
>输出能控制室内消火栓系统消防水泵的启动和停止的控制信号，接收反馈信号并显示状态。应能显示启泵按钮所处的位置。
>输出能控制自动喷水和水喷雾灭火系统的启动和停止的控制信号，接收反馈信号并显示其状态。应能显示水流指示器、报警阀以及其他有关阀门所处状态。
>能在管网气体灭火系统的报警、喷洒各阶段发出相应的声、光警报信号，声信号能手动消除；在延时阶段应能关闭防火门、窗，停止空调通风系统，关闭有关部位的防火阀的控制信号，接收反馈信号并显示其状态。
>输出能控制泡沫灭火系统的泡沫泵和消防水泵的启动和停止的控制信号，接收反馈信号并显示其状态。
>能输出干粉灭火系统启动和停止的控制信号，接收反馈信号并显示其状态。
>输出能控制防火卷帘门的半降、全降的控制信号，接收反馈信号并显示其状态。
>输出能控制平开防火门的控制信号，接收反馈信号并显示其状态。
>输出能停止有关部位的空调通风、关闭电动防火阀的控制信号，接收反馈信号并显示其状态。
>输出能启动有关部位的防烟、排烟风机和捧烟阀等的控制信号，接收反馈信号并显示其状态。
>输出能控制常用电梯，使其自动降至首层的控制信号，接收反馈信号并显示其状态。
>输出能使受其控制的火灾应急广播投入工作的控制信号。输出能使受其控制的应急照明系统投入工作的控制信号。
>输出能使受其控制的疏散、诱导指示设备投入工作的控制信号。
》输出能使受其控制的警报装置投入工作的控制信号。
⑦消防联动控制设备应能以手动或自动两种方式完成上条所规定的各项功能，能指示手动或自动操作方式的工作状态。在自动方式操作过程中，手动插入操作优先。处于手动操作方式时，如要进行操作，必须用密码或钥匙才能进行操作。③消防联动控制设备应具有对单路受控设备的手动控制功能。
@当消防联动控制设备发生下述故障时，应能在100s内发出与火灾报警信号有明显区别的声光故障信号。
>与火灾报警控制器或火灾触发器件之间的连接线断路（断路报火警除外）；
>与输入/输出模块间的连线断路、短路；
>消防联动控制设备主电源欠压；
>给消防联动控制设备备用电源充电的充电器与备用电源之间的连接线断路、短路；消防联动控制设备与为其供电的备用电源之间的连接线断路、短路；
>在备用电源单独供电时，其电压不足以保证消防联动控制设备正常工作。
对于①、②类故障，应能指示出部位，对于③、④、⑤、⑥类故障应能指示出类型。声故障信号应能手动消除并有消音指示，当有新故障信号时，声故障信号应能再次启动；光故障信号在故障排除之前应能保持。故障期间，非故障回路的正常工作应不受影响。
@消防联动控制设备采用总线控制方式时，还应至少设有六组直接输出接点。
7.1.4火灾报警控制系统功能模块
为了组成一个完整的火灾报警控制系统，除了火灾探测器完成火灾的自动探测外，还需要一些功能模块，如手动报警按钮、联动控制模块、声光报警器、警铃、信号输入模块、总线隔离模块等。
7.1.4.1手动报警按钮
手动报警按钮安装在公共场所，如建筑物走道的墙壁上、宾馆楼层服务台附近等比较醒目的地方。当确认火灾发生后，按下按钮上的有机玻璃片，可向控制器发出火灾报警信号，控制器接收到报警信号后，显示出报警按钮的编码或位置并发出报警音响。报警时有一组无源常开触点输出，可同时驱动声光报警器或其他报警器件。
此外，带电话插孔的手动报警按钮还可用做消火栓报警按钮，既具有报警功能，又可以直接启动消防泵。消防泵启动后，其启动状态可以在消火栓报警按钮上指示。
每个防火分区至少要设置一个手动报警按钮或消火栓，且分区内任何一个位置到手动报警按钮或消火栓按钮的位置均不能超过30m。具体设置以《火灾自动报警系统设计规范》
GB50116-98为准。
7.1.4.2联动控制模块
为了满足消防联动控制标准，总线联动模块通过接收火灾报警控制器的指令，可以对现场的消防联动设备（如警铃、排烟阀、送风阀、防火卷帘门、消防泵、风机等）进行控制，还可以将消防联动设备动作的信号反馈回火灾报警控制器。
通过控制器设置，控制模块的输出可为连续输出或脉冲输出，可向现场消防联动设备提供一个常开/常闭继电器无源触点（1A/DC24V），另外还接收设备动作状态的反馈信号。
图7.9为典型的控制模块接线图，需要联动设备的驱动线圈连接在控制模块的继电器常开节点上，当控制模块动作后，消防联动设备动作，并且将动作后的状态返回到控制模块。
终端电阻提供一个电流回路给消防设备和控制模块的连接线路，用于监视是否断线。
图7.9控制模块接线示意图
7.1.4.3信号输入模块
输入模块主要用于接收外部各种开关量信号，如：水流指示器、压力开关、带输出的防盗报警器等设备输出的无源开关量信号。设备动作后，常开点变为常闭点，由输入模块向火灾报警控制器发出报警信号；同时，火灾报警控制器显示对应位置或编码，并联动相关设备。图7.10为典型的输入模块接线图，外部设备的常开无源触点连接在输入模块上。输入模块通过终端电阻对连接线路形成一个电流回路，正常状态下，可以监视连接线是否断开。
图7.10输入模块接线示意图
7.1.4.4总线接口模块
总线接口模块将各种开关量火灾探测器或其他探测器（防盗、燃气泄漏等）接入智能总线报警控制系统。典型应用在走廊、大厅等大面积环境中，连接多只开关量探测器，扩大了监视面积，节省造价及系统中地址资源。总线联动模块与火灾报警控制器间连线除了回路总线外，应增加电源总线（DC24V）。
一般总线接口模块最多可以并联25只开关量探测器，所有并联接入同一接口模块的开关量探测器共用同一地址。有的厂家也称做传统探测器接口模块。图7.11是总线接口模块接线示意图。
图7.11总线接口模块接线示意图
7.1.4.5声光报警器
声光报警器一般用于火灾报警系统的楼层或防火分区内，在发生火灾时，提醒楼层或防火分区内的人员。由于一般声光报警器的功耗比较大，和控制器间连线除了回路总线外，应增加电源总线（DC24V）。图7.12是CA2011总线声光报警器接线示意图，与其他声光报警器接线方式也基本相同。
图7.12CA2011总线声光报警器接线示意图
7.1.4.6总线隔离模块
总线隔离模块能对回路总线中的短路故障作出隔离响应，广泛应用在火灾报警系统中。
安装在系统中每个分支回路的前端（系统中，一般每25个地址单元使用一个），当其后的回路发生短路时，总线隔离模块可将该部分回路与总线隔离，保证系统内其余部分能正常工作。当故障排除后，总线隔离模块自动恢复正常，与总线隔离的部分自动恢复工作。总线隔离模块不占回路总线的地址。
图7.13总线隔离模块接线示意图
7.1.4.7火灾报警显示盘
火灾报警显示盘是安装在楼层或独立防火区内的火灾报警显示装置，也称做复示器。本身不连接任何探测器和模块等联动装置，只是将火灾故障等信息显示出来，并有声音提示或报警声。它通过总线与火灾报警控制器相连，处理并显示控制器传送过来的数据。发生火灾时，消防控制中心的火灾报警控制器产生报警，同时把报警信号传输到失火区的火灾显示盘上。显示盘将报警的探测器编号及相关信息显示出来，同时发出报警信号，以通知失火区人员。
当用一台报警控制器同时监控数个楼层或防火分区时，可在每个楼层或防火分区设置火灾显示盘以取代区域报警控制器。一般在宾馆、公寓等场所广泛使用。
显示盘有造价低廉的数码管显示方式，显示报警区域、探测器等的编号；还有LCD液晶显示方式，直观方便，可以显示报警点的详细描述，比如房间编号等。还有专门根据建筑物平面图定制的用LED发光管显示的模拟盘，这种显示盘为非标产品，需按工程实际要求，并根据火灾显示盘所显示报警区域的平面图定制。
