一种二总线型的气体灭火控制系统的制作方法

本实用新型涉及消防灭火控制系统，尤其涉及一种二总线型的气体灭火控制系统。

背景技术：

火灾是世界性的安全问题，随着现代化城市的建设，有很多不能用水来灭火的区域，如档案室、机房等。同时，在人们发现火情时再采取灭火措施，由于发现不及时导致火势太大往往难以控制火情。于是，一种及时有效的发现火情以及快速将其扑灭的气体灭火控制系统应运而生。

常用的气体灭火控制系统为多线型。由于连接设备往往都相隔较远，多线型的气体灭火系统用的连接线比较多，这就增加了布线难度，同时增加了线缆和施工成本。且多线性系统设计复杂，一旦施工布线好，难以再对其进行拓展，如增加探测器设备或拓展具有不同功能的新的终端设备等。综上所述，现有的气体灭火控制系统具有以下缺点：

1.布线较多，施工难度大，线缆和施工成本高，难以维护；

2.固定的受控设备终端数量，无法扩展系统。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对上述现有技术存在的缺陷，提供一种二总线型的气体灭火控制系统。

本实用新型提出的二总线型的气体灭火控制系统包括：气体灭火控制器、至少一个探测器、至少一个输入/输出模块和至少一个报警器，其特征在于，所述气体灭火控制器与探测器、输入/输出模块和报警器之间通过二总线传输电能和通讯信号，所述气体灭火控制器通过第一接口电路与二总线传输电能和通讯信号，所述二总线的另一端通过第二接口电路与探测器、输入/输出模块和报警器传输电能和通讯信号，所述第一接口电路包括分别连接在所述气体灭火控制器和二总线之间的第一收发码电路和第一反馈电路，所述第二接口电路包括串接后耦合连接二总线的第二收发码电路和第二反馈电路，其中第一和第二收发码电路编译通讯方波向二总线发送和接收所述通讯信号，第一和第二反馈电路应答所述通讯信号。

所述第一接口电路还包括连接所述气体灭火控制其和二总线起过流保护的限流电路，连接二总线及外部AD检测电路起短路保护的第一接口保护电路。

所述第二接口电路还包括串联后连接二总线的用于过压保护的第二接口保护电路、对所述通讯方波进行滤波整流的极性转换电路、对极性转换电路输出电压进行降压的DC-DC转换电路，所述第二收发码电路和第二反馈电路串联后连接所述极性转换电路的输出端。

所述第一接口电路还包括串联在二总线正负极之间的指示灯电路，用于指示二总线是否短路。

所述系统还包括通过二总线与所述气体灭火控制器连接的至少一个紧急启停按钮、强制手动按钮和放气勿入指示灯。

所述二总线的布线方式包括线型、星型、鱼骨型或树形。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.采用二总线实现气体灭火控制器与各受控设备之间的供电与通讯，供电和通讯共用一个总线，布线少，节省了施工和线缆成本，易于现场施工和后期维护；

2.采用输入/输出模块传输采集消防联动装置的开关量信号，并传输给气体灭火控制器，使复杂的电路模块简单化，易于系统的拓展，可根据现场需求方便的通过输入/输出模块拓展系统；

3.采用专用的通讯协议，报警速度快，数据传送即时，系统设计模块简单化，节约成本，拓展性强。

附图说明

图1为本实用新型系统结构图；

图2为本实用新型第一接口电路的电路图；

图3为本实用新型第二接口电路的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的说明。

如图1所示，本实用新型提出的二总线型的气体灭火控制系统包括：气体灭火控制器和至少一个探测器、输入/输出模块、声光报警器、紧急启停按钮、强制手动按钮和放气勿入指示灯等受控设备。

气体灭火控制器通过第一接口电路与二总线传输电能和通讯信号，二总线的另一端通过第二接口电路与探测器、输入/输出模块、声光报警器、紧急启停按钮、强制手动按钮和放气勿入指示灯等传输电能和通讯信号。其中，输入/输出模块用于连接外部消防联动装置如排烟阀、风机等设备。二总线的布线方式包括有线型、星型、鱼骨型或树形。

探测器探测到火情，通过二总线上报给气体灭火控制器，气体灭火控制器通过输入/输出模块控制防火区内的排烟阀、风机等设备进行灭火，并控制声光报警给出报警通讯信号。紧急启停按钮安装于气体防火区的出口或消防中心，当值班人员确认火情，可及时按下紧急启动按钮，给控制器提供启动钢瓶的通讯信号，通过控制器启动灭火装置；在气体喷放前按下紧急停止按钮可终止喷放。当保护区内气体开始喷放时控制器通过二总线控制放气勿入指示灯点亮，提示相关人员禁止进入保护区域，以免造成伤害。当保护区内需要检修时，按下强制手动按钮使气体灭火控制器强制手动按钮，防止在检修时发生气体喷放造成的安全事故。

第一接口电路包括分别连接在所述气体灭火控制器和二总线之间的第一收发码电路和第一反馈电路，第二接口电路包括串接后耦合连接二总线的第二收发码电路和第二反馈电路，其中第一和第二收发码电路编译通讯方波向二总线发送和接收通讯信号，第一和第二反馈电路应答接收到的通讯信号。

在一实施例中，连接气体灭火控制器和二总线的第一接口电路如图2所示，第一接口电路包括：第一收发码电路、第一反馈电路、限流电路、第一接口保护电路和指示灯电路。

第一收发码电路与气体灭火控制器的CPU单元及二总线连接，用于通过二总线根据气体灭火控制器下达的指令、向连接在二总线上的探测器、输入/输出模块、声光报警器、紧急启停按钮、强制手动按钮和放气勿入指示灯等受控设备传输控制命令等通讯信号，同时接收受控设备发出的通讯信号。

第一收发码电路包括：24V控制电路、5V控制电路和0V控制电路。

24V控制电路包括：电阻R1、R2、R32、R33、R35、R42、R43、R61、R62，NPN型三极管Q6、Q8、Q9，PNP型三极管Q7、Q22，二极管D11；

电阻R42与电阻R43并联后连接到气体灭火控制器的CPU单元控制口线F24V1，电阻R42的另一端与三极管Q8的基极连接，三极管Q8的发射极接地，集电极通过电阻R2接地，电阻R43的另一端通过电阻R32与三极管Q8的集电极连接，同时，三极管Q8的集电极与三极管Q6的基极连接，电阻R42与三极管Q8的连接线之间连接一电阻R1后接地，电阻R43与电阻R32之间连接一5V的输入电压，三极管Q6的集电极通过串联的电阻R35与三极管Q7的基极以及三极管Q22的集电极连接，三极管Q22的发射极与24V的直流电源连接，且三极管Q22的发射极与集电极之间连有一电阻R33，三极管Q22的发射极与基极之间连有一电阻R61，三极管Q22的基极与三极管Q7的发射极和三极管Q9的集电极连接，三极管Q7的集电极与三极管Q9的基极连接后通过一电阻R62与二极管D11的正极连接，三极管Q9的发射极连接在电阻R62与二极管D11的连接线之间，二极管D11的负极连接在总线正L+上。

5V控制电路212包括：电阻R27、R34、R41、R44、R46、R47、R48、R73，NPN型三极管Q13、Q14、Q16，PNP型三极管Q15，二极管D13、D14、D15，稳压管ZD2；

三极管Q13的基极通过一串联的电阻R34连接到气体灭火控制器的CPU单元控制口线F5V1，发射极与三极管Q14的发射极连接后接地，集电极与三极管Q14的基极连接后通过串联的电阻R48和电阻R41连接到控制口线F5V1，电阻R48和R41的连接线之间输入5V的直流电压，三极管Q14的集电极通过串联的电阻R47与三极管Q15的基极连接；三极管Q14的基极还通过一电阻R46与其发射极连接，且发射极与24V直流电压连接，集电极分成两路，一路与一二极管D13的正极连接后串联一电阻R27后与三极管Q16的基极连接，另一路通过一电阻R44与二极管D14的正极连接后与稳压管ZD2的负极连接，稳压管ZD2的正极与三极管Q16的集电极连接，三极管Q16的发射极与总线负L-连接；三极管Q16的发射极与基极之间连接一电阻R73，稳压管ZD2的负极与二极管D15的负极连接，二极管D15的负极连接在总线正L+上。

0V控制电路包括：电阻R54、R55、R57、R58、R59、R67、R68、R69、R70、R71、R74、R75，三极管Q20、Q21、Q24、Q25；

三极管Q24的基极通过电阻R54连接到气体灭火控制器的CPU单元控制口线F0V1，三极管Q24的发射极接地，集电极通过电阻R57连接一5V的直流输入电压，5V直流输入电压与控制口线F0V1之间连接一电阻R68，三极管Q24的集电极与三极管Q25的基极连接，三极管Q25的发射极接地，集电极通过电阻R55与三极管Q20的基极连接，三极管Q20的基极通过一电阻R69与发射极连接后连接在5V的直流输入电压端，三极管Q20的集电极分成两路，一路通一电阻R74接地，另一路通过一电阻R67与二极管D12的正极连接，二极管D12的负极与三极管Q21的基极连接，三极管Q21的基极通过一电阻R75与其发射极连接后连接在总线负L-上，三极管Q21的集电极连接在并联的电阻R71与R57的一端，并联的电阻R71和R57的另一端与并联的电阻R70、R58连接后连接在总线正L+上。

第一反馈电路与气体灭火控制器的CPU单元和二总线耦合连接，用于通过二总线向二总线上的各受控设备发送反馈信号应答受控设备发送的通讯信号。

第一反馈电路包括：电阻R15、R45、R53、R63、R64、R65、R66、R72、RJ6，压敏电阻DZ3，NPN型三极管Q17，PNP型三极管Q23，运算放大器U2-A；

三极管Q17的发射极与二极管D16的正极连接，二极管D16的负极连接在总线正L+上，三极管Q17的基极与5V控制电路中的二极管D14的正极连接，三极管Q17的集电极连接一电阻R53后分成两路，一路连接一电阻R64后与三极管Q23的基极连接，一路通过一电阻R45与三极管Q23的发射极连接后与24V的直流输入电源连接，三极管Q23的发射极还通过电阻R15与运算放大器U2-A的反相输入端连接后通过电阻RJ6接地，三极管Q23的集电极通过电阻R66与运算放大器U2-A的同相输入端连接后通过并联的电阻R65和电容C19接地；运算放大器U2-A的输出端分成两路，一路通过一电阻R63与5V直流电压输入端连接，另一路连接一电阻R72后分成三路，一路通过一压敏电阻DZ3接地，一路与二极管D3的正极连接，二极管D3的负极连接在5V直流电压输入端，一路与气体灭火控制器的CPU单元I/O口FK1连接，接收二总线上的受控设备或输入/输出模块的反馈信号。

限流电路与气体灭火控制器的CPU单元和二总线连接，作为过流保护，当检测到总线短路时，控制总线关闭。

限流电路包括：电阻R3、R49、R50、R51、R52、R76，电容C2、C23，NPN型三极管Q18、Q19，二极管D10，P沟道MOS管Q12，稳压管ZD1；

三极管Q18的基极通过电阻R51分成两路，一路与气体灭火控制器的CPU单元控制口线GNDC1连接，一路通过一电阻R52连接一5V的直流输入电压端，三极管Q18的基极还通过并联的电阻R3和电容C2接地，三极管Q18的发射极接地，集电极通过电阻R50与24V的直流电源连接，三极管Q18的发射极和集电极之间还连接有并联的电容C23和稳压管ZD1，稳压管ZD1的正极与发射极连接，三极管Q18的的发射极同时还与三极管Q19的发射极连接后通过电阻R49与MOS管Q12的源极连接，三极管Q18的集电极同时还与三极管Q19的集电极连接后与MOS管的栅极连接，三极管Q19的基极通过一电阻R76与MOS管Q12的源极连接，MOS管Q12的漏极与二极管D10的负极连接，二极管D10的正极与总线负L-连接。

第一接口保护电路与二总线及外部AD检测电路连接，检测总线是否短路，进行短路保护。

第一接口保护电路包括：电阻RJ1、RJ2、RJ3、RJ4，电容C21、C22，稳压管RV1、RV2，瞬态抑制二极管ZD4、ZD5、ZD6；

电阻RJ1的一端与总线正L+连接，另一端分成两路，一路通过并联的电阻RJ2、电容C22、稳压管RV1接地，另一路与外部AD检测电路的端口L1ADC1连接；电阻RJ2的一端与总线负L-连接，另一端分成两路，一路通过并联的电阻RJ4、电容C21、稳压管RV2接地，另一路与与外部AD检测电路的端口L1ADC0连接；瞬态抑制二极管ZD4和ZD5串联后与ZD3并联在总线正L+和总线负L-之间，瞬态抑制二极管ZD4和ZD5之间的连接线接地。

指示灯电路串联在二总线正负极之间，用于指示二总线是否短路。

指示灯电路包括：电阻R60和发光二极管LED2；电阻R60和发光二极管LED2串联后连接在总线正L+与总线负L-之间。

其中，F24V1、F5V1、F0V1为气体灭火控制器的CPU单元的控制口线，通过不同的组合逻辑按照总线协议控制电路输出不同波形，从而完成气体灭火控制器的收发码控制，以控制与总线连接的其他设备。

图3是第二接口电路的电路图，第二接口电路包括：第二反馈电路、第二收发码电路、DC-DC转换电路、极性转换电路、第二接口保护电路和0V检测电路。

第二反馈电路与探测器、输入/输出模块、声光报警器、紧急启停按钮、强制手动按钮和放气勿入指示灯等受控设备电连接，第二收发码电路与第二反馈电路串联耦合连接后与DC-DC转换电路、极性转换电路和0V检测电路连接，第二接口保护电路连接在二总线上，极性转换电路与第二接口保护电路串联后与DC-DC转换电路和第二反馈电路及第二收发码电路连接。第二收发码电路通过二总线向气体灭火控制器传输通讯信号，接收到气体灭火控制器的通讯信号后，第二反馈电路应答气体灭火控制器的通讯信号并通过二总线发送出反馈信号。极性转换电路对第二收发码电路及第二反馈电路发出的通讯信号和反馈信号的信号方波进行滤波整流。DC-DC转换电路对二总线上经第二接口保护和极性转换电路后的电压进行降压。

第二接口保护电路用于过压保护，包括：电阻R1、R2、R3和稳压管DZ1；电阻R1、R2和稳压管DZ1串联后连接在总线正L+和总线负L-之间。

极性转换电路包括：电容C1、C2和一个整流桥；整流桥包括四个二极管D51、D52、D53、D54，二极管D51、D52串联后与串联的二极管D53、D54并联，且二极管D51的正极与二极管D54的正极连接，二极管D52的负极与二极管D53的负极连接；二极管D51和D52之间的连接线与总线正L+连接，二极管D53和D54之间的连接线分成两路，一路通过电容C2接地，另一路与总线负L-连接，二极管D51与D54之间的连接线分成两路，一路接地，另一路通过电容C1与总线正L+连接，二极管D52和D53之间的连接线分成三路，一路通过一电阻R3接地，一路与DC-DC转换电路连接，一路与第二反馈电路及第二收发码电路连接。

DC-DC转换电路包括：电阻R3、R4，电容C5、C6、C7、C8，二极管D5、D6，低压差线性稳压器U1；

二极管D6的负极与二极管D5的正极连接，且二者之间的连接线与极性转换电路的二极管D52和D53之间的连接线连接，二极管D5的负极通过一电阻R4后分成两路，一路与稳压器U1的输入端VI连接，一路通过并联的电容C5和C6接地，稳压器U1的输出端VOUT连接一3.3V的输入电压，同时通过并联的电容C7、C8接地，稳压器的GND端接地；二极管D6的正极与0V检测电路连接。

第二反馈电路包括：电阻R9、R11、R12，NPN型三极管Q1、Q4，电容C4、C12、C13，二极管D7；

电容C12与电阻R11并联后，一端与反馈信号接入端FK端口连接，接收受控设备给出的反馈信号，另一端与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的集电极与极性转换电路的二极管D52、D53之间的连接线连接，发射极分成两路，一路通过电阻R9接地，另一路通过电阻R12与三极管Q4的基极连接，三极管Q4的基极通过电容C4接地，三极管Q4的发射极接地，集电极与三极管Q1的基极连接后与二极管D7的正极连接，二极管D7的负极通过电容C13接地。

第二收发码电路包括：电阻R5、R6、R7、R8，NPN型三极管Q2，电容C11、C14，稳压管ZD1；

三极管Q2的集电极与第二反馈电路的二极管D7的负极连接，同时通过电阻R8与一3.3V的直流输入电压连接，三极管Q2的发射极接地，基极通过一电阻R7后分成两路，一路通过并联的电容C14和电阻R6接地，一路与稳压管ZD1的正极连接，稳压管ZD1的负极通过并联的电阻R5和电容C11后与极性转换电路的二极管D52和D53之间的连接线连接。

0V检测电路包括:电阻R21、R22、R24，PNP型三极管Q5，电容C24；

三极管Q5的基极分成两路，一路通过并联的电阻R21和电容C24与3.3V的直流输入电压连接，一路与DC-DC转换电路的二极管D6的正极连接，三极管Q5的发射极与3.3V的直流输入电压连接，集电极分成两路，一路通过电阻R24接地，一路通过电阻R22与端口R0V连接。

气体灭火控制器的CPU单元通过第一接口电路和二总线、以及第二接口电路与各受控设备连接，通过反馈电路和收发码电路互相通讯，达到探测火情控制气体灭火的功能。

气体灭火控制器通过主控模块对第一接口电路进行控制，使总线接口产生三个电平，分别为24V、5V、0V，通过三种电平逻辑组合，二总线上将产生序列的通讯波形。第一接口保护电路与外部AD检测电路连接，检测总线正L+和总线负L-之间是否短路，若检测到短路，CPU单元将通过GNDC1端发送相应通讯信号关闭总线，从而达到保护总线的目的。探测器的DC-DC转换电路将总线中的24V电压转换成探测器工作电压3.3V，给探测器供电。

本实用新型采用二总线实现气体灭火控制器与各受控设备之间的供电与通讯，供电和通讯共用一个总线，布线少，节省了施工和线缆成本，给现场施工和后期维护带来了极大的便利，同时采用输入/输出模块传输采集消防联动装置的开关量信号，并传输给气体灭火控制器，更易于系统的拓展，本领域技术人员可根据现场需求方便的通过输入/输出模块拓展系统功能。本系统采用专用的通讯协议，报警速度快，数据传送即时，系统设计模块简单化，节约成本，拓展性强。

上述实施例仅用于说明本实用新型的具体实施方式。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和变化，这些变形和变化都应属于本实用新型的保护范围。