簡(jiǎn)論自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的穩(wěn)定問題

　　在一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)中，整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定是必要條件，這個(gè)必要條件的有無，是決定其能否正常工作的首要問題。就是說一個(gè)自動(dòng)控制工程能否實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定，是能否進(jìn)行正常運(yùn)行的基礎(chǔ)。在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中運(yùn)行好壞顯得特別重要。
　　我們?cè)谙雷詣?dòng)報(bào)警系統(tǒng)的延伸、擴(kuò)展和改造中，出現(xiàn)了一些影響設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的態(tài)勢(shì)，通過對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的測(cè)量、實(shí)驗(yàn)、逐步拆除負(fù)載設(shè)備等工作環(huán)節(jié)，出現(xiàn)了一些具有代表性的情況，發(fā)現(xiàn)了一些問題，通過分析和實(shí)際操作，使問題得到了解決，這些情況我認(rèn)為在弱電控制系統(tǒng)的設(shè)備增加時(shí)，或系統(tǒng)的功能延伸時(shí)，都具有代表性和可借鑒性，通過對(duì)問題的指導(dǎo)和解決，總結(jié)出一些規(guī)律性的東西，與大家共同學(xué)習(xí)討論。討論的問題是：如今新舊建筑群在一個(gè)地區(qū)的情況很多，就其供電接地方式也大致有兩種，原來舊建筑群的方式是3相4線制的TN-C接地系統(tǒng)。現(xiàn)在的新建的方式筑群是3相5線制的TN-S接地系統(tǒng)。如果，一個(gè)弱電系統(tǒng)需要跨接這兩個(gè)供電系統(tǒng)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)什么情況？再則，當(dāng)兩個(gè)系統(tǒng)混合存在時(shí)，又將對(duì)于整個(gè)弱電系統(tǒng)有什么樣的影響？這可能是在新舊供電系統(tǒng)并存的今天，我們的施工人員和安裝單位能夠碰到的帶有普遍性的問題。
　　我們現(xiàn)在使用的消防報(bào)警系統(tǒng)，是采用美國(guó)愛德華(Edwards)公司開發(fā)生產(chǎn)的EST3智能自動(dòng)報(bào)警控制系統(tǒng)，在04年4月通過北京消防局的驗(yàn)收，在幾年的使用中整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定、報(bào)警準(zhǔn)確及時(shí)，較好的完成了安全保障任務(wù)。

1 出現(xiàn)問題
　　08年在區(qū)域內(nèi)建筑面積擴(kuò)充的情況下，相應(yīng)的消防報(bào)警設(shè)備也需要增加，現(xiàn)在正在使用的消防自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)中，需要在另外一處增加第二個(gè)終端包括設(shè)備和功能。具體的方案是：在報(bào)警控制機(jī)環(huán)路上，必須增設(shè)一部EST3報(bào)警控制機(jī)，而且這臺(tái)EST3報(bào)警控制機(jī)，還要連接另外一臺(tái)圖形工作站，作為值班人員人機(jī)對(duì)話的設(shè)備，同時(shí)支持一臺(tái)打印機(jī)，用于整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)各種事件發(fā)生的記錄設(shè)施，而且第一個(gè)終端使用的硬件直接啟動(dòng)大型設(shè)備的控制臺(tái)，及其控制功能也要延伸到第二個(gè)終端的設(shè)備設(shè)施中去，此種配置使得整個(gè)系統(tǒng)里第二終端的功能十分強(qiáng)勁和完善。
　　在10月20日系統(tǒng)內(nèi)增加的設(shè)備安裝調(diào)試完工后，當(dāng)工程人員接入排煙風(fēng)機(jī)、消防水泵的直接啟動(dòng)面板時(shí)，就發(fā)生了整個(gè)系統(tǒng)不穩(wěn)定地報(bào)出接地故障的情況。我們知道此EST3報(bào)警控制機(jī)報(bào)出的這種故障，回路接地時(shí)報(bào)警控制機(jī)一定會(huì)報(bào)出這個(gè)故障，可是如果回路沒有接地的故障但是有干擾時(shí)，也同樣有可能報(bào)出這類故障。事實(shí)上這個(gè)情況在出現(xiàn)不久后就自動(dòng)消失了，我們也不好當(dāng)時(shí)就作為一個(gè)事情去處理，設(shè)備設(shè)施比較正常的運(yùn)行到12月3日，整個(gè)系統(tǒng)就突然出現(xiàn)了有5條回路頻繁報(bào)出接地故障的局面，此次故障不再自行消失，而是一直持久恒定的報(bào)出回路接地的故障。

2 采取措施
　　全面檢查整個(gè)系統(tǒng)，并且斷掉出現(xiàn)了故障的5條回路負(fù)載后，系統(tǒng)恢復(fù)正常，接入負(fù)載時(shí)故障頻發(fā)，使用三用表測(cè)試斷開后攜帶負(fù)載線路時(shí)，發(fā)現(xiàn)存在2～4伏左右不穩(wěn)定的干擾電壓，如果我們一直搭接測(cè)試表筆，則這個(gè)電壓將逐漸減弱，當(dāng)時(shí)的修理人員認(rèn)為，這五條回路中一定有問題，先后選擇了其中的兩條回路反復(fù)查找歷時(shí)兩天，出現(xiàn)的情況是干擾電壓始終有，線路上的問題沒找到，線路上的控制負(fù)載不能接入系統(tǒng)的局面，而此刻維修人員的錯(cuò)誤在于，只注意局部線路和負(fù)載上面的問題，忽略了對(duì)整體供電情況的分析。

3 回顧與記錄
　　在03年9月當(dāng)EST3報(bào)警控制設(shè)備改造到1211氣體滅火系統(tǒng)時(shí)，也出現(xiàn)了類似的情況，當(dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是：由系統(tǒng)內(nèi)的24伏電源接入控制模塊時(shí)（EST3報(bào)警控制設(shè)備的控制電源），則整條回路就報(bào)出這類故障，如果使用電池供電則整條回路就不報(bào)出這類故障。我當(dāng)時(shí)提出了可能與接地情況有關(guān)，于是全面檢查了1211氣體滅火設(shè)備的接地情況，和噴放時(shí)的系統(tǒng)連接情況，發(fā)現(xiàn)1211氣體滅火設(shè)備使用系統(tǒng)內(nèi)的24伏電源控制時(shí)，則整條回路就報(bào)出接地故障，噴放設(shè)備的連接是：電爆管的負(fù)極接系統(tǒng)的地線，正極連接24伏的正極，不噴放時(shí)正極連接的24伏沒有輸出，噴放時(shí)正極連接的24伏有輸出。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)在沒有接電爆管的正極連接頭時(shí)，系統(tǒng)不報(bào)出接地故障，只要一連接正極連接頭，系統(tǒng)在10分鐘到20分鐘之內(nèi)就會(huì)報(bào)出接地故障。當(dāng)時(shí)解決的辦法是；EST3報(bào)警控制系統(tǒng)內(nèi)的電源驅(qū)動(dòng)繼電器，繼電器的外接點(diǎn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)外的另一組電源，保障完成噴放設(shè)備的驅(qū)動(dòng)功能，至此問題得到了圓滿的解決，這樣做我稱之為“驅(qū)動(dòng)電源隔離措施” ，歷史上曾經(jīng)出現(xiàn)過的這個(gè)情況與現(xiàn)在的現(xiàn)象有些類似。

4 想象與問題的分析
　　根據(jù)現(xiàn)象和結(jié)果我考慮到可能與供電的方式有關(guān)。經(jīng)過調(diào)查確定；現(xiàn)在第一終端和四個(gè)EST3報(bào)警控制機(jī)地處在原來地段，使用的供電系統(tǒng)是3相4線制的TN-C接地系統(tǒng)。相線是A、B、C保護(hù)零線是PEN線，這種情況在PEN線上有工作電流通過，PEN線在進(jìn)入用電建筑物處時(shí)要做重復(fù)接地；而且三相四線制就是動(dòng)力負(fù)載和照明負(fù)載共用－根零線。
　　第二終端和第五個(gè)EST3報(bào)警控制機(jī)，是地處在新擴(kuò)展的地段內(nèi)，使用的供電系統(tǒng)是在3相5線制的TN-S接地系統(tǒng),相線A、B、C，零線是N線，保護(hù)接地線是PE線，N線中有工作電流通過，PE線平時(shí)無電流（僅在出現(xiàn)對(duì)地漏電或短路時(shí)有故障電流）。
　　而系統(tǒng)內(nèi)的EST3報(bào)警控制機(jī)是一級(jí)計(jì)算機(jī)控制，多機(jī)系統(tǒng)組網(wǎng)時(shí)，最好要共同使用一個(gè)地線，這樣整個(gè)系統(tǒng)才能夠正常穩(wěn)定的運(yùn)行，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在TN-C接地系統(tǒng)中的EST3報(bào)警控制機(jī)系統(tǒng)內(nèi)，連接使用的圖形工作站，可以直接使用TN-S接地系統(tǒng)內(nèi)的220V電源穩(wěn)定的工作，這個(gè)圖形工作站，是使用232接口與EST3報(bào)警控制機(jī)連接的。上邊提到的改造1211氣體滅火設(shè)備的情況是：原來的老系統(tǒng)CS100消防報(bào)警滅火系統(tǒng)，是由瑞士CERBERUS CO.生產(chǎn)，集防火監(jiān)測(cè)、氣體滅火噴灑功能于一體的專用設(shè)備，其技術(shù)水平是上世紀(jì)80年代的產(chǎn)品，使用的是兩級(jí)計(jì)算機(jī)控制，在第一級(jí)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)使用的是CZ10控制機(jī)，控制點(diǎn)的容量小，共地的要求不嚴(yán)格，而且不存在TN-S接地系統(tǒng)，它負(fù)責(zé)巡檢、采集、處理、控制、傳輸功能，上級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是CS100消防報(bào)警滅火系統(tǒng)，它集連在消防中心，實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控的功能。系統(tǒng)內(nèi)沒有接地故障的報(bào)警條款，只有回路報(bào)警的條款（其他論文中有論述），因此在接入1211氣體滅火設(shè)備的時(shí)候，不需要使用“驅(qū)動(dòng)電源隔離措施”，整個(gè)系統(tǒng)就可以正常工作。此刻我們發(fā)現(xiàn)在兩個(gè)不同的消防自動(dòng)報(bào)警和控制系統(tǒng)內(nèi)，使用不同的控制機(jī)，針對(duì)同一個(gè)控制設(shè)備設(shè)施時(shí)，當(dāng)其系統(tǒng)的接地情況與整個(gè)系統(tǒng)不盡相同時(shí)，就需要采取不同形式的抗干擾穩(wěn)定措施予以應(yīng)對(duì)。
　　現(xiàn)在使用的EST3報(bào)警控制機(jī)的情況與之大不相同，EST3報(bào)警控制機(jī)的功能從某種角度看，已經(jīng)全部代替了CZ10控制機(jī)和CS100的功能，它一臺(tái)報(bào)警控制機(jī)的容量是CZ—10的6.25倍，報(bào)警回路控制線的長(zhǎng)度也增加了不少，監(jiān)控的面積和規(guī)模擴(kuò)大了許多，具備的功能也比較全面，至此整個(gè)系統(tǒng)對(duì)于接地情況要求也比較高。圖形工作站只是人機(jī)對(duì)話功能的擴(kuò)展，因此實(shí)際上現(xiàn)在的EST3報(bào)警控制機(jī)系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)控制加輔助圖形顯示的自動(dòng)報(bào)警控制系統(tǒng)。
　　我全面分析了當(dāng)時(shí)的情況：報(bào)出接地故障5條回路的分布情況是：A棟有2路、G棟有1路、D棟有1路、L棟有1路，A棟安裝有大型的排煙風(fēng)機(jī)6臺(tái)，G棟安裝有大型的排煙風(fēng)機(jī)2臺(tái)，消防水泵等的及其控制線路、報(bào)警線路、PEN線等，都是同路、同槽、同管、同接地敷設(shè)的，或者是借路敷設(shè)的其中D棟的1路和L棟的1路就是借路的情況，這在客觀上就形成了，在第二終端處接入排煙風(fēng)機(jī)、消防水泵的直接啟動(dòng)面板時(shí)，如果造成PEN線和PE線的混接，最近的回路將首先遭受到干擾之局面。
　　對(duì)此這個(gè)EST3報(bào)警控制機(jī)系統(tǒng)在多機(jī)聯(lián)合工作時(shí)需要組成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，事實(shí)上在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的時(shí)刻就考慮最好使用PE線接地，但是在03年消防系統(tǒng)更新改造時(shí)，第一終端及其所轄的地段內(nèi)的供電系統(tǒng)中沒有PE線，只有PEN線，至此當(dāng)時(shí)只能使用PEN線。而現(xiàn)在的第二終端及其所轄的地段內(nèi)的供電系統(tǒng)中沒有PEN線只有PE線，我考慮到施工人員是否將從第一終端EST3報(bào)警控制機(jī)系統(tǒng)，引到第二終端的EST3報(bào)警控制機(jī)的PEN線，與其地段內(nèi)的PE線相互連接，造成了系統(tǒng)內(nèi)的干擾因素，經(jīng)過查找得知，確實(shí)是兩個(gè)接地系統(tǒng)混接了，我們將混接的連接處斷開。又考慮到前面提到的“驅(qū)動(dòng)電源隔離措施”的情況，如果原來是在第二終端附近引入的24伏控制電源屬于TN-S系統(tǒng)內(nèi)的電源，在沒有采取這個(gè)“措施”的情況下，就直接去控制在第一終端及其所轄的地段內(nèi)的TN-C系統(tǒng)的排煙風(fēng)機(jī)、消防水泵等設(shè)備，必然要出現(xiàn)干擾的問題。因此，第一種方法是；將TN-C系統(tǒng)內(nèi)的24伏電源引到第二終端及其所轄的地段內(nèi)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。第二種方法是；也考慮使用“驅(qū)動(dòng)電源隔離措施”，就是將其TN-S系統(tǒng)內(nèi)的電源控制中間繼電器，而繼電器的外接點(diǎn)，控制TN-C系統(tǒng)內(nèi)的24伏電源，由這組TN-C系統(tǒng)內(nèi)的24伏電源，直接啟動(dòng)控制在第一終端及其所轄的地段內(nèi)的TN-C系統(tǒng)的排煙風(fēng)機(jī)、消防水泵等設(shè)備就有可能成功，但是第二種方法我們沒有具體的實(shí)驗(yàn)。
　　總之，如果不是使用同一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的驅(qū)動(dòng)控制電源驅(qū)動(dòng)大型設(shè)備，那么整個(gè)系統(tǒng)就不會(huì)長(zhǎng)期穩(wěn)定的運(yùn)行，我們使用的是前一種方法，工程實(shí)施后則整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了持久穩(wěn)定的運(yùn)行。

5 結(jié)束語(yǔ)
　　消防自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)在擴(kuò)展的時(shí)候，當(dāng)需要跨越不同的供電接地系統(tǒng)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)干擾的問題，我們?cè)跀U(kuò)展施工設(shè)計(jì)時(shí)，就必須要全面考慮到抗干擾的措施，原則就是PEN線和PE線不能混接，PE線和N線不能混接， N線和PEN線不能混接，同時(shí)在連接使用大型設(shè)備設(shè)施的驅(qū)動(dòng)電源問題上，最好執(zhí)行本系統(tǒng)內(nèi)的電源控制本系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備的原則，如果需要跨系統(tǒng)控制時(shí)，要采取“驅(qū)動(dòng)電源隔離措施”的適用法則。
　　針對(duì)消防自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)出現(xiàn)的這些干擾情況，也促使我們進(jìn)一步想到，不僅僅是FAS系統(tǒng)會(huì)存在這個(gè)問題，各個(gè)行業(yè)內(nèi)的專家會(huì)進(jìn)一步的推斷出，當(dāng)SAS系統(tǒng)、BAS系統(tǒng)跨越不同的供電接地系統(tǒng)時(shí)，可能也會(huì)出現(xiàn)這種情況。但是出現(xiàn)的方式、局面和結(jié)果都可能不盡相同，但是根本的原因可能還是這個(gè)問題。
　　推斷如果其他的弱電報(bào)警和控制系統(tǒng)，面臨到類似系統(tǒng)擴(kuò)展、設(shè)備增加、終端擴(kuò)充等工程時(shí)，在涉及到新舊供電系統(tǒng)的具體情況時(shí)，都要充分全面的考慮到這些干擾因素之影響，否則就可能在其自動(dòng)控制系統(tǒng)中造成干擾問題，在報(bào)警系統(tǒng)中也可能出現(xiàn)不穩(wěn)定的問題。
　　我也考慮到當(dāng)?shù)谝唤K端及其所轄地段內(nèi)的供電的形式，如果也改成了3相5線制的TN-S接地系統(tǒng),那么我們的這個(gè)消防自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)又會(huì)出現(xiàn)什么情況，先后不同時(shí)期完成的兩個(gè)TN-S接地系統(tǒng)是否能夠直接連接？連接后又對(duì)弱電報(bào)警和控制系統(tǒng)有什么影響？連接我們現(xiàn)在使用的兩個(gè)供電接地系統(tǒng)，導(dǎo)線截面積的參數(shù)之如何選擇？只有在實(shí)驗(yàn)和實(shí)施取得圓滿成功后才能得知，這是我今后繼續(xù)關(guān)注的問題。