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论文技术总结报告
技术总结报告
项目名称：
电气火灾监控系统
拟制:
审批:
（文件中涉及到的型号可以修改）
北京
年月日
1技术方案概述:
EFP-ACS是Alarmandcontrolsystemforelectricfireprotection的英文缩写，中文名：
电气火灾监控系统。
EFP-ACS/S01电气火灾监控系统是根据我国电气火灾发展的特点，提高整个电气防火系统的安全性,
把可能造成的电气火灾消灭在萌芽状态需求而研制开发的。
EFP-ACS/S01电气火灾监控系统是一种基于电子计算机技术的数字化监控网络系统，采用星形网络结
AC220V/380V）的剩余电流、温度等
构和数字化网络通信、数据采集等技术，实现防范、报警等功能的智能监控防范系统。
它通过与中央计算机网络平台的连接，可以实现集散式分布多机通信。
系统可对电网（
电气火灾危险参数信息多点分布式实时采集。
由工作站EFP-ACS/S01、监控设备EFP-ACU/S01、EFP-AI/S01探测器+传感器组成系统。
系统自成网络，可独立运行，有输出接口（通信接口）。
可与其它数字终端系统联动，能方便地接入火灾自动报警系统，是建设数字化、智能化、集成数字化城市安全管理系统重要应用子系统。
产品主要依据GB14287.1-2005《电气火灾监控系统》、GB50054《低压配电设计规范》、GB50096《住宅设计规范》、JGJ/T16《民用建筑电气设计规范》，并在远程控制能力、抗过冲能力、以及抗干扰稳定等性能上有较大的提高。
屯气火宛利主磊统站一构叽总閤
2、开发内容及有关技术原理
系统结构
PC、
EFP-ACS系列总线型多点数据采集的电气火灾监控系统属分布式控制系统，由监控主机
EFP-ACS系列监控器、EFP-AI系列探测器、系列剩余电流传感器、温度传感器组成，每一被保护回路配
置的高精度剩余电流传感器、温度传感器用来感知对地电气流磁场能量信号及温升信号，把这些信号变成
PC机,
电信号，然后经过探测器内部放大、A/D转换、送入单片机处理后，最后发送到远方的监控器、
这样可实现对被保护电气回路的对地电气流情况进行实时监控，从而向被控单元发出指令，采取相应的动作。
整个系统的框图如下:
［被逹a元
电都分
具体的实现过程
放大部分:
探测器内部采用具有高精度，高增益，良好的电源抑制比，驱动能力强等特点的低噪声高速运算放
CMOS工艺，具有内
大器，用来放大从剩余电流传感器出来的信号，从放大器出来的电信号进入到A/D转换器以形成单片机便
于处理的数字信号。
在该设计中，采用了先进的数字化微处理技术，内部芯片均采用在的采样和保持，采用差分基准电压高阻输入，抗干扰，可按比例量程校准转换范围，总不可调整误差达到（±）1LSBMax（4.8mv），
通信接口:
PC机，以便达到实时
放大的信号经过A/D转换由探测器内部单片机处理后，要传送到远方的监控器、
监控的目的。
使用探测器内部单片机产品集成的串行通信接口，通过接口驱动芯片构成总线型通信网络。
以多台探测器内部单片机为主体构成的分布式数据采集和控制系统，具有电路结构简单，工作可靠性高特点。
为更好帮助用户实现少人或无人值守，为电气电气线路安全运维工作的制度化和科学性奠定基础，引
入了监控计算机-剩余电流式电气火灾集中监控系统，充分发挥PC机综合数据处理平台智能的数据统计和
分析功能，在控制上采用主从式结构模式，即监控
PC机为主机，分布在现场的各个单片机系统为从机,
其结构如下图所示。
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为适应将来应用环境，系统配有标准
RS232、RS485通信接口；可提供远程在线实时监控功能或与其
它监控PC、数据采集系统通信组网。
PC机串行口为标准的RS232口，根据标准规定：
RS232采用负逻辑,
并且传输距离短，一般用于20m以内的通信。
而对于大多数情况下分布式控制系统，通信距离为几十米到
几千米不等，RS232接口不能满足系统的要求，可采用的RS485串行接口。
RS-485串行接口的电气标准
实际上是RS-422的变型，它属于七层OSI（OpenSystemInterconnection，开放系统互连）模型物理层的协
议标准。
RS-485采用平衡发送和差分接收方式来实现通信：
在发送端TXD将串行口的TTL电平信号转换
成差分信号A、B两路输出，经传输后在接收端将差分信号还原成TTL电平信号。
因此有极强的抗共模干
扰的能力，接收灵敏度也相当高。
同时，最大传输速率和最大传输距离也大大提高。
采用
RS-485实现了
18台监控器多点互连，最多可达256台探测器，非常便于多器件的连接。
不仅可以实现半双工通信，而且
可以实现全双工通信。
工作电源（充电器功能）
配备主、备工作电源转换功能；主电源在输入电压范围（交流市电）大于
AC90V时启动，由主工作电
源为监控器供电，同时为监控器内的备用电池充电；当主工作低于
AC17V左右时，备用工作电源无间断
切换并保持连续供电。
备用工作电源充电器自动监控电池工作状态，有过充、放电保护、充电回路短路、
开路等保护。
3、创新点
EFP-ACS/S01电气火灾监控系统基于电子计算机技术的数字化监控网络系统，
采用星形网络结构和数字化网络通信、数据采集等技术，实现防范、报警等功能的智能监控防范系统。
它通过与中央计算机网络平台的连接，可以实现集散式分布多机通信。
系统自成网络，可独立运行，有输出接口（通信接口）。
可与其它数字终端系统联动，能方便地接入火灾自动报警系统，是建设数字化、智能化、集成数字化城市安全管理系统重要应用子系统。
4、工艺流程
5、解决的关键问题及所采取的技术措施、技术指标
技术措施：
由于本项目的最终产品具有高可靠性要求，所以在制定研发方案时没有一味的求新、求高，而是采用了稳妥的借鉴国外成熟产品的先进技术与自主研发相结合的设计方案。
采用先进的微处理器数字控制.采用无主从同步方式，模块间并行通讯，软件设置参数；
硬件设计理念以高可靠性为中心的，电路设计与元器件选择留有充分的冗余度；
LCD屏上。
设计有完善的保护电路与自我诊断功能确保各类故障可以得到保护，在模块实时显示监控变量及声光报警，同时把故障信息送往系统控制器。
并以汉字显示在模块的
设计了辅助电源工作宽范围（AC90~280V）及充电可靠，确保供电的连续性与可靠性；
.为了减轻主控微处理器的工作负担，下位机采用单独处理器，处理大量实时信息；
由于设计方案的冗余度较大，因此采用了可靠性较高的自然冷却方式；技术指标：
O交流输入：
AC220V（AC90V~280V）电流<40mA;
O剩余电流范围：
0~3000mA;步进50mA（可编程设定2极报警阀值）；检测和控制精度：
±1〜3%
O额定温度范围（-40C〜300C）；检测精度±1S2%；
O主、备工作电源无间断切换，电池供电时间长达4小时以上;
O后备电源（免维护铅酸蓄电池）保护：
短路、开路、输入欠/过压、过充电/过放电;
O报警控制输出功能（开关量AC220V/3A;阻性负载）；
O自检功能：
开机自动实时巡检功能部件，可手动测试;
O"黑匣子”功能，记录可保持十年;
O大屏幕液晶全汉字显示屏，声、光报警
O钥匙或密码三级操作;
O硬件设计软件化，极强软硬件三级保护;
O上位机具有自动监控与预警报警系统;
O使用环境：
0~50C；
O功耗：
小于5W;
O外形:
400X275X56mm壁挂式;
O耐压:
50Hz、AC1500V;
O绝缘电阻：
大于100MQ;
量：
约3.5kg;
O巡检路数1~32路探测器（标配）；
O用双绞线实现18台监控设备组网;
O标准RS232、RS485通信接口。
PC
6、研究结论
EFP-ACS电气火灾监控系统实现了把从多路传感器采集来的信号，经过一系列的处理传到监控器、机上，从而构成了由单片机和PC机组成的分布式数据采集和控制系统。
可与各种楼宇系统进行连接，并适合各种建筑结构的特点，只需一根双绞线（总线）即可将每个楼层的探测器联在一起，就可以实现智能控制;布线安装非常灵活，探测器、传感器组成元器件可以安装在各区域的强电配电箱中或任意便于施工及观察的位置，外形尺寸为标准模数化，无须额外增加特殊箱体。
且监控器、探测器、传感器可随时互换，控制功能变更方便、灵活，只需仅做小的程序调整，不须现场重新布线就可以实现。
能在今后的使用中根据用户的要求增加或修改系统的功能，方法是连接计算机重新编程，而无须重新铺设电缆，真正成为灵活的电气安装系统，这是传统的电缆铺设方式所无法做到的。
7、尚存技术问题及解决方案
EFP-ACS电气火灾监控系统属于消防行业设备，应用于低压配电系统。
楼宇现有火灾自动报警系统
火灾监控系统
并可与各类消防设
EFP-ACS/S01电气火灾监控系统是属于火灾自动报警系统中的一个重要组成部分，
施组网联动;探测接收并实时显示被保护线路中的剩余电流、温度等电气火灾危险参数信息;可将各类信息传输到上一级指挥中心;可以完全取代以往分散设置的单个漏电流报警器或传统漏电开关。
或同以往终端设置的传统漏电开关协调配合分级保护，防止人身触电、电气设备损坏及电气火灾。
研发方案的内容及技术原理
系统控制器:
.采用与大屏幕LCD、键盘与面板模型，便于今后的生产;
.为了减轻主控微处理器的工作负担，使用了另一片微处理器单独管理汉字显示屏，处理大量汉字显示
信息;
•多级菜单操作，易于完成对系统各项参数的设置;
.128条事件记录容量，以备用户查询;
•在电路上增加了LCD对比度温度补偿用NTC元件，用以自动补偿因环境温度升高而造成的对比度变
化;
•RS232或RS485通信接口可与上位机通讯，实现远程监控。
系统控制器原理框图
软件的研制：
因系统实时性的要求、报警探测器、系统控制器的主控部分均采用了汇编语言编制程序，而在实时性的要求不高的显示控制程序中使用了C语言编制；
程序结构简洁清晰，易于修改于维护，具有很高的可靠性；
通过识别报警探测器软件的地址码及功率码，可使报警探测器、、系统控制器自动识别当前的报警参数类型，实现不同报警探测器的并联与远程参数下载，为开发后续产品打下了基础；
设计了周密的上电自检及各类故障的监测与保护，进一步提高了可靠性；
预留了一定的资源，便于软件开发与升级；
对软件实行了加密，以保护知识产权；
系统中所有的信息显示均采用中文人机界面，符合中国国情，可更好地满足国内客户的需要；
监控器产品设计软件流程图
探测器产品设计软件流程图
软件的流程图:
数据初始化
有按键按下
按键处理
rN
关液晶背
光
廿"请求数据时间超过0.5s^
像探测器请求数据
V探测器状态发生变化■-二
■Y.
显示变
化，故障
纪录
15s无键按下
N
开始
0.5，环境因子
模块选用的元器件都是国内外著名厂商生产，都有有效的质量保证体系。
故质量系数取
Ge=1，相应的元器件的入b由国军标GJB/Z-229A中查得。
分类计算得出MTBF值:
MTBF值:
名称
数量
每种元器件失效率
MTBF（小
时）
MTBF（年）
电阻
88
1.37E-06
电容
67
2.34E-06
电解电容
18
1.36E-06
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