國(guó)家圖書(shū)館二期電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

◎ 中鐵建工集團(tuán)北京分公司 黃國(guó)建

前言

國(guó)家圖書(shū)館二期暨國(guó)家數(shù)字圖書(shū)館工程建成后是我國(guó)最大的中外文文獻(xiàn)收藏基地，承擔(dān)著國(guó)家總書(shū)庫(kù)和為中央國(guó)家機(jī)關(guān)、重點(diǎn)科研教育生產(chǎn)單位、社會(huì)公眾服務(wù)的職能，是建設(shè)和傳播先進(jìn)文化的重要基礎(chǔ)設(shè)施。

本項(xiàng)目的建設(shè)適應(yīng)了全面建設(shè)小康社會(huì)對(duì)文化事業(yè)的必然要求，將在建設(shè)與傳播先進(jìn)文化，"形成全民學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)型社會(huì)"中發(fā)揮重要作用，滿(mǎn)足人民群眾不斷增長(zhǎng)的精神文化生活需求，促進(jìn)全民族科學(xué)文化素質(zhì)的提高，使中華文化通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)走向世界，全面提升中華優(yōu)秀文化在二十一世紀(jì)對(duì)世界文明的影響力，維護(hù)我國(guó)的文化主權(quán)。

作為我國(guó)最大的藏書(shū)基地和文化交流和傳播的公共場(chǎng)所，電氣防火顯得尤為重要，因此在國(guó)家圖書(shū)館二期工程中使用電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是非常必要的。

一、國(guó)家圖書(shū)館二期工程電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)簡(jiǎn)介

在正常照明、應(yīng)急照明配電箱（柜），動(dòng)力、消防動(dòng)力柜內(nèi)全部設(shè)置智能型剩余電流探測(cè)器及溫度探測(cè)器，從而把整個(gè)配電系統(tǒng)得以監(jiān)控。

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控主機(jī)安裝在地下一層消防控制室內(nèi)，設(shè)備主機(jī)自帶24V應(yīng)急電源。

二、國(guó)家圖書(shū)館二期工程電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

1、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的可靠性，實(shí)時(shí)性

該系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)采用直線(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，多主從方式的串行通訊傳輸總線(xiàn)，使用普通的雙絞線(xiàn)作為傳輸介質(zhì)。單條網(wǎng)絡(luò)連接點(diǎn)可達(dá)110個(gè)。傳輸速率最高為1Mbit/s。網(wǎng)絡(luò)總長(zhǎng)度最長(zhǎng)可達(dá)10000米。硬件自動(dòng)完成收發(fā)數(shù)據(jù)的檢錯(cuò)功能，支持網(wǎng)絡(luò)硬件節(jié)點(diǎn)的即插即用。故障節(jié)點(diǎn)可以自動(dòng)關(guān)閉保護(hù)，不影響其它網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的正常運(yùn)行，減少了總線(xiàn)隔離器。從而保證網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的可靠性，實(shí)時(shí)性。

2、采用高靈敏度智能型電氣火災(zāi)探測(cè)器

高靈敏度智能型電氣火災(zāi)探測(cè)器與普通剩余電流探測(cè)器相比，減少了與每個(gè)探測(cè)器相匹配控制模塊及總線(xiàn)隔離器。內(nèi)置高性能的MCU微處理器，性能可靠，功能強(qiáng)大，安裝靈活，使用方便，有效減少了系統(tǒng)成本。且該探測(cè)器采用全數(shù)字處理技術(shù)，有效的避免了系統(tǒng)漏報(bào)、誤報(bào)等情況的發(fā)生。同時(shí)，該探測(cè)器采取了抗干擾設(shè)計(jì)，使得與電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息更加準(zhǔn)確可靠。

3、操作系統(tǒng)的通用性

系統(tǒng)采用緊湊的、高效的Windows操作系統(tǒng)。其平臺(tái)界面風(fēng)格與我們熟悉的Windows一致，用戶(hù)對(duì)系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，方便用戶(hù)的維護(hù)和管理。

三、電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的組成及原理方框圖

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)主要由以下設(shè)備組成：

嵌入式主板，15英寸TFT液晶顯示屏，觸摸屏，微型打印機(jī)，不間斷電源，電池組，音頻功放器，鍵盤(pán)，鼠標(biāo)，CF存儲(chǔ)卡，機(jī)柜。

原理方框圖如下圖

四、電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的功能

1、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)分為兩個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)域。其中一個(gè)區(qū)域用于存儲(chǔ)漏電故障報(bào)警記錄、斷電操作記錄、狀態(tài)改變記錄等。存儲(chǔ)容量為4M，此存儲(chǔ)區(qū)域?yàn)橛脩?hù)只讀區(qū)域，只有系統(tǒng)管理員可以對(duì)其數(shù)據(jù)拷貝備份。第二個(gè)存儲(chǔ)區(qū)域用于對(duì)實(shí)時(shí)測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，此設(shè)備為外接CF存儲(chǔ)卡或可移動(dòng)硬盤(pán)。用戶(hù)需根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行配置存儲(chǔ)設(shè)備容量，設(shè)置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)間隔時(shí)間，默認(rèn)存儲(chǔ)容量為 128M。

2、設(shè)備自檢功能

系統(tǒng)開(kāi)機(jī)后對(duì)系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行自檢，包括設(shè)備主板、顯示器、系統(tǒng)監(jiān)控程序、報(bào)警指示燈、打印機(jī)、音頻輸出、供電主備電源，然后進(jìn)入狀態(tài)監(jiān)控界面。

3、故障報(bào)警功能

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的控制面板設(shè)有市電指示、備電指示、通訊指示、報(bào)警指示、主備電欠壓指示。監(jiān)控界面實(shí)時(shí)顯示各監(jiān)控點(diǎn)的工作狀態(tài)，根據(jù)故障類(lèi)型產(chǎn)生相應(yīng)的聲光報(bào)警信號(hào)。

4、狀態(tài)顯示功能

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)可以對(duì)系統(tǒng)上所有監(jiān)控點(diǎn)的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，用五種不同的顏色（黃、桔黃、綠、紅、灰）分別表示該探測(cè)器處于（不在線(xiàn)或通訊故障、溫度探頭線(xiàn)路故障、正常工作狀態(tài)、漏電報(bào)警或溫度報(bào)警狀態(tài)、回路斷電狀態(tài)）五種不同的狀態(tài)。如下圖所示：

5、記錄查詢(xún)功能

用戶(hù)可以對(duì)監(jiān)控點(diǎn)的歷史監(jiān)控記錄、狀態(tài)改變記錄、故障報(bào)警記錄進(jìn)行查詢(xún)。

6、數(shù)據(jù)打印功能

系統(tǒng)配置的微型打印機(jī)可打印監(jiān)控節(jié)點(diǎn)的詳細(xì)信息，包括監(jiān)控點(diǎn)的狀態(tài)改變信息、斷電操作信息、線(xiàn)路故障信息。剩余電流、溫度報(bào)警信息、報(bào)警時(shí)間及報(bào)警詳細(xì)地址等信息。

7、系統(tǒng)擴(kuò)展功能

該系統(tǒng)具有標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)接口，可實(shí)現(xiàn)與樓宇監(jiān)控等系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)。

8、系統(tǒng)的升級(jí)功能

系統(tǒng)通過(guò)以太網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離對(duì)系統(tǒng)維護(hù)及升級(jí)。

五、電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控模式

1、狀態(tài)監(jiān)控模式

監(jiān)測(cè)界面如下圖

主界面功能介紹：

監(jiān)測(cè)界面分以下幾個(gè)功能區(qū)域

區(qū)域1：顯示所有監(jiān)測(cè)回路探測(cè)器的工作狀態(tài)。用五種不同的顏色（黃、桔黃、綠、紅、灰）分別表示該探測(cè)器處于（不在線(xiàn)或通訊故障、溫度探頭線(xiàn)路故障、正常工作狀態(tài)、漏電報(bào)警或溫度報(bào)警狀態(tài)、回路斷電狀態(tài)）五種不同的狀態(tài)。

四位數(shù)字表示電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器的地址編號(hào)。第一位表示該探測(cè)器所在總線(xiàn)回路的通道號(hào)，第二、第三、第四該探測(cè)器所在回路的地址編號(hào)。

當(dāng)系統(tǒng)工作于主從聯(lián)網(wǎng)方式時(shí)：后三位數(shù)據(jù)表示探測(cè)器地址編號(hào)，倒數(shù)第四位或第五位表示從機(jī)的設(shè)備號(hào)。

例1：1002表示第一通道總線(xiàn)上掛接的地址編號(hào)為002的探測(cè)器。（單機(jī)監(jiān)控）

例2： 12002表示本系統(tǒng)中設(shè)備號(hào)為12的從監(jiān)控設(shè)備中地址編號(hào)為002的電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器。（多機(jī)主從監(jiān)控）

如需要了解某一點(diǎn)詳細(xì)信息單擊該監(jiān)控點(diǎn)彈出對(duì)話(huà)框如圖

在此界面不但可以了解探測(cè)器的安裝配置信息還可以實(shí)時(shí)顯示該監(jiān)控點(diǎn)的測(cè)量參數(shù)，也可以對(duì)該監(jiān)控回路進(jìn)行斷電操作。

點(diǎn)擊斷電操作按鈕后，系統(tǒng)會(huì)彈出斷電密碼輸入對(duì)話(huà)框如圖

系統(tǒng)對(duì)操作者的身份驗(yàn)證完成后，對(duì)該點(diǎn)發(fā)出斷電信號(hào)，并監(jiān)測(cè)和提示斷電是否成功。如果為網(wǎng)絡(luò)聯(lián)機(jī)方式會(huì)在驗(yàn)證操作者的身份后彈出下圖，要求用戶(hù)選擇需要斷電的監(jiān)控回路地址（全部斷電或選擇其中的1-3臺(tái)設(shè)備上的指定地址監(jiān)控點(diǎn)同時(shí)斷電）。

區(qū)域2：顯示當(dāng)前監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中探測(cè)器的報(bào)警點(diǎn)數(shù)量和地址編號(hào)。

區(qū)域3：紀(jì)錄查詢(xún)區(qū)域。可以實(shí)現(xiàn)對(duì)探測(cè)器的狀態(tài)改變記錄，主備電源的報(bào)警記錄進(jìn)行查詢(xún)。（可查閱最近儲(chǔ)存的200條記錄）

區(qū)域4：功能按鈕區(qū)域

○ 自檢按鈕：?jiǎn)螕粼摪粹o，監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)面板上的狀態(tài)指示燈進(jìn)行逐個(gè)點(diǎn)亮和熄滅操作，發(fā)出報(bào)警音頻信號(hào)。當(dāng)設(shè)備有故障時(shí)，顯示器提示故障項(xiàng)。

○ 消音按鈕：監(jiān)控系統(tǒng)處于報(bào)警狀態(tài)時(shí)單擊該按鈕可以消除報(bào)警音頻信號(hào)。當(dāng)有新的報(bào)警信號(hào)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)重新產(chǎn)生報(bào)警音頻信號(hào)，需要再次消音操作。

○ 全部斷電按鈕：此按鈕主要用于對(duì)系統(tǒng)的調(diào)試。點(diǎn)擊該按鈕，操作人員須輸入密碼，當(dāng)系統(tǒng)對(duì)操作者的身份驗(yàn)證完成后， 對(duì)所有監(jiān)控回路發(fā)出斷電信號(hào)。執(zhí)行斷電的過(guò)程中可隨時(shí)終止或繼續(xù)斷電。

○ 調(diào)整布局按鈕：在狀態(tài)監(jiān)控模式下單擊該按鈕可以進(jìn)行調(diào)整，一屏所顯示的監(jiān)控點(diǎn)數(shù)量或比例尺寸。單擊該按鈕彈出布局設(shè)置對(duì)話(huà)框如下圖所示。

○ 下翻頁(yè)按鈕：點(diǎn)擊此按鈕系統(tǒng)顯示下一頁(yè)的內(nèi)容。

○ 上翻頁(yè)按鈕：點(diǎn)擊此按鈕系統(tǒng)顯示上一頁(yè)的內(nèi)容

○ 設(shè)置按鈕：點(diǎn)擊此按鈕系統(tǒng)彈出密碼輸入對(duì)話(huà)框，當(dāng)系統(tǒng)對(duì)操作者的身份驗(yàn)證成功后會(huì)自動(dòng)彈出參數(shù)設(shè)置對(duì)話(huà)框，用戶(hù)可以根據(jù)使用要求對(duì)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置方法請(qǐng)參照監(jiān)控設(shè)備系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置說(shuō)明。

○ 查詢(xún)按鈕：?jiǎn)螕舸税粹o系統(tǒng)彈出以下對(duì)話(huà)框。

可對(duì)監(jiān)控點(diǎn)狀態(tài)改變及斷電操作的歷史記錄進(jìn)行查詢(xún)。

可分別按時(shí)間、監(jiān)控點(diǎn)地址號(hào)及操作類(lèi)型進(jìn)行操作記錄查詢(xún)。

可分別按時(shí)間、監(jiān)控點(diǎn)地址號(hào)及監(jiān)控點(diǎn)的改變類(lèi)型進(jìn)行狀態(tài)改變記錄查詢(xún)。查詢(xún)結(jié)果顯示在列表中。

可將選中某條查詢(xún)結(jié)果將其打印出來(lái)。

○ 本機(jī)狀態(tài)按鈕：在此界面中用戶(hù)可以查詢(xún)主備電的工作狀態(tài)，系統(tǒng)版本號(hào)，系統(tǒng)存儲(chǔ)設(shè)備的總?cè)萘恳约巴ㄐ哦偩€(xiàn)端口的工作狀態(tài)。

○ 平面圖按鈕：此按鈕用于三種監(jiān)控模式之間的切換操作，點(diǎn)擊此按鈕系統(tǒng)顯示當(dāng)前的監(jiān)控模式。

○ 復(fù)位按鈕：當(dāng)監(jiān)控設(shè)備接收到探測(cè)器報(bào)警信息后顯示報(bào)警狀態(tài)，并進(jìn)行保持。按下復(fù)位按鈕可復(fù)位報(bào)警監(jiān)控點(diǎn)的報(bào)警狀態(tài)，并在記錄查詢(xún)區(qū)域框中顯示已復(fù)位的探測(cè)器信息

○ 退出按鈕：此按鈕可以方便調(diào)試人員對(duì)設(shè)備的維修與系統(tǒng)升級(jí)，單擊退出操作按鈕，系統(tǒng)會(huì)彈出管理員權(quán)限密碼輸入對(duì)話(huà)框。系統(tǒng)對(duì)操作人確認(rèn)成功后方可退出監(jiān)控程序。

2、平面圖監(jiān)控模式

單擊平面圖按鈕系統(tǒng)顯示切換為平面圖監(jiān)控模式。在此監(jiān)控模式下系統(tǒng)顯示了電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器所在樓層平面布置情況，網(wǎng)絡(luò)總線(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，工作狀態(tài)等信息?？梢酝ㄟ^(guò)上下翻頁(yè)按鈕查看其它樓層監(jiān)控點(diǎn)的狀態(tài)信息。

3、實(shí)時(shí)監(jiān)控模式

單擊實(shí)時(shí)顯示按鈕系統(tǒng)顯示切換為實(shí)時(shí)監(jiān)控模式。在此監(jiān)控模式下系統(tǒng)顯示了部分電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器的實(shí)時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)，可以通過(guò)翻頁(yè)按鈕切換顯示其它監(jiān)控點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)用黃、綠、紅三種不同顏色分別表示了該監(jiān)控點(diǎn)的三種工作狀態(tài)（正常，故障，報(bào)警）。右側(cè)圖形可以實(shí)時(shí)顯示某一監(jiān)控點(diǎn)（圖中為監(jiān)控點(diǎn)1002）最近1000s之內(nèi)的剩余電流和溫度檢測(cè)曲線(xiàn)。選中左側(cè)列表中某一監(jiān)控點(diǎn)，單擊右側(cè)的刷新按鈕即可切換顯示此監(jiān)控點(diǎn)的剩余電流和溫度檢測(cè)曲線(xiàn)。