一种2线控制的启停开关电路及终端负载、检测电路和检测方法
【专利摘要】本发明公开了用于火灾报警系统中的一种2线控制的启停开关电路，用于控制消防联动设备的启停，包括24V电源、2个PNP型三极管V101和V104、4个NPN型三极管V102、V103、V105和V106、1个保险丝F101。三极管V101、V102和V106组成了控制2线上正向24V直流电输出和关断输出的开关电路；三极管V103、V104和V105组成2线上反向24V直流电输出和关断输出的开关电路。本发明还提供了与前述开关电路匹配的终端负载、检测电路和检测方法，检测过程中利用了电磁继电器开关闭合惯性的原理。本发明电路利用2线即可直接控制消防联动设备的启停，并能通过并接在联动设备端的终端负载的配合进行2线上的短路、断路和联动设备反馈状态的检测。
【专利说明】
一种2线控制的启停开关电路及终端负载、检测电路和检测方法
技术领域
[0001]本发明涉及火灾报警控制器联动控制技术领域，具体是一种采用2线便能直接控制消防联动设备启停的控制电路，通过在消防联动设备末端并接终端负载便能检测短路、断路和反馈信息。
【背景技术】
[0002]火灾报警控制器的联动控制功能是控制器的一项非常重要的功能。当发生火灾时，控制器在收到探测器发出的火灾报警信号后，在发出报警信号的同时，也要能可靠地启动消防栗、喷淋栗、风机、防火卷帘等消防联动控制设备，为及时地扑灭火灾和人员逃生赢得宝贵的时间。
[0003]而传统的火灾报警控制器的多线联动盘是通过配接多线模块再去控制联动设备的启停，这种方式不仅接线复杂，而且配接的多线模块增加了联动控制的故障率、不可靠性等因素，以及具有工程量大，成本高，且不易维护等缺点。另外传统的多线联动盘的短路、断路和反馈信息检测部分电路原理复杂，出现故障时不易排查和维修。再者，即将实施的新的国家标准也要求火灾报警控制器的多线联动盘要能直接控制消防联动设备的启停，以确保当火灾发生时，消防联动控制的高可靠性。
[0004]因此一种仅采用2线便能控制联动设备启停，并且还能检测短路、断路和反馈的电路，应用于火灾报警控制器的多线联动盘上，无需再配接多线模块。由于其具有能够直接控制联动设备启停、接线简单、工程量小、可靠性高、比较容易维护等优点，另外其短路、断路和反馈状态信息检测部分的电路原理简单、易于排查故障和维修等特点，必将得到越来越多的应用。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种2线控制的启停开关电路，该电路无需再配接多线模块，而且仅采用2线便能直接控制消防联动设备的启停，以及通过电压检测比较电路和并接在消防联动设备末端的一种终端负载的配合，实现对2线上的短路、断路和联动设备反馈状态信息检测的功能。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0007]—种2线控制的启停开关电路，用于控制消防联动设备的启停，包括24V电源、2个PNP型三极管VlOl和V104、4个NPN型三极管V102、V103、V105和V106、l个保险丝F101。其中，保险丝FlOl的一端连接在三极管VlOl的集电极与三极管V103的集电极之间，保险丝FlOl的另一端为正极端子C+;三极管V104的集电极与三极管V106的集电极连接，作为负极端子C-。
[0008]其中，三极管V103和V106的发射极均接地。三极管VlOl的发射极连接24V电源的正极。
[0009]一种与前述2线控制的启停开关电路配合的终端负载，该终端负载的L0AD1/RET1端子连接正极端子C+，终端负载的L0AD2端子经二极管V2连接负极端子C-;电阻Rl和二极管Vl串联连接在正极端子C+与负极端子C-之间；电阻R2连接在RET2端子与负极端子C-之间。
[0010]—种检测电路，配合前述的终端负载，用于检测消防联动设备的短路、断路和反馈状态，该检测电路通过电阻R107并联在24V电源正极与三极管104的发射极之间；该检测电路包括比较器N101A、N101B、N101C、分压电阻R107-113、滤波电容C101、上拉电阻R114-116;电阻R107、R108、C101串联后接地，电阻R109、R110、R111串联后接地，电阻R112、R113串联后接地;R107和R108之间连接三极管104的发射极，R108和ClOl之间分别连接比较器N101A、NlOlB的反相输入端和NlOlC的同相输入端;R112和R113之间连接比较器NlOlA的同相输入端，R109和RllO之间连接比较器NlOlB的同相输入端，RllO和Rlll之间连接比较器NlOlC的反相输入端。
[0011]—种检测消防联动设备的短路、断路和反馈状态的方法，基于前述的检测电路:当无消防联动设备启动时，即2线上无正向24V直流电输出时，三极管VlOl和三极管V106均处于关断时，反向24V直流电可以直接输出，即同时打开三极管V104和三极管V103而在2线上输出反向的24V直流电进行短路、断路和反馈状态的检测；
[0012]当有消防联动设备启动时，三极管VlOl和三极管V106已经处于打开状态时，即控制消防联动设备的2线上已经有正向24V直流电时，需要先关断三极管VlOl和三极管V106极短的时间，使正向24V直流电输出关断，然后打开三极管V104和三极管V103极短的时间，输出反向24V直流电，而后先关断三极管V104和三极管V103，再打开三极管VlOl和三极管V106以恢复正向24V直流电的输出，从而完成2线上的短路、断路和联动设备反馈状态的检测。
[0013]本发明的有益效果是，不仅无需再配接多线模块，而且仅采用2线便可直接控制消防联动设备的启停以及通过终端负载的配合，便可实现对控制消防联动设备的2线进行短路状态、断路状态和消防联动设备反馈状态检测的功能，另外不仅极大地提高了对消防联动设备控制的可靠性、接线少而且简单、工程量小，而且由于短断路和反馈状态信息检测部分电路原理简单而易于排查故障、维修和维护等。
【附图说明】
[0014]下面结合附图对本发明进一步说明:
[0015]图1是本发明中的启停开关电路的电路原理图；
[0016]图2是本发明中的终端负载的电路图；
[0017]图3是本发明检测电路的电路图。
【具体实施方式】
[0018]如图1所示，一种2线控制的启停开关电路，包括24V电源、2个PNP型三极管VlOl和V104、4个NPN型三极管V102、V103、V105和V106、l个保险丝F101。其中，保险丝FlOl的一端连接在三极管VlOl的集电极与三极管V103的集电极之间，保险丝FlOl的另一端为正极端子C+ ;三极管V104的集电极与三极管V106的集电极连接，作为负极端子C-。三极管V103和V106的发射极均接地。图1中，ENl、EN2、EN3和EN4为消防联动设备启停的控制信号。
[0019]如图1所示，三极管VlOl的基极电路包括:三极管V102、R101-102;其中，三极管V102为NPN型三极管，三极管V102的发射极与地连接。三极管V103的基极电路包括:R103。三极管V104的基极电路包括:三极管V105、R104-105;其中，三极管V105为NPN型三极管，三极管V105的发射极与地连接。三极管V106的基极电路包括:R106。以上基极电路的结构如图1所示，各组成元件及工作原理均为本领域技术人员的基本常识，在此不作赘述。
[0020]三极管VlOl和V106组成了控制2线上正向24V直流电输出和关断输出的开关电路。24V电源正极经过三极管V101、保险丝FlOl，然后经过设备(消防联动设备的电磁继电器)和终端负载到达三极管V106，回到24V电源负极(接地)，构成了一个回路。
[0021]当三极管VlOl和三极管V106都同时打开时，该开关电路就会在2线上输出正向24V直流电，启动控制消防联动设备的电磁继电器，从而启动消防联动设备。而当三极管VlOl和三极管V106同时断开的时候，该开关电路就会关断2线上24V直流电的输出，使控制消防联动设备的电磁继电器断开，从而停止消防联动设备。
[0022]三极管V104和三极管V103组成2线上反向24V直流电输出和关断输出的开关电路。该开关电路利用反向输出的24V直流电进行短路、断路和反馈状态的检测。当三极管V104和三极管V103同时打开的时候，24V直流电经过电阻R107、三极管V104、终端负载、保险丝F101、三极管V103回到24V电源负极，构成一个回路。当三极管V104和三极管V103同时打开的时候，该开关电路就会在2线上输出反向的24V直流电。而当三极管V104和三极管V103同时断开的时候，该开关电路就会关断2线上的反向24V直流电的输出。
[0023]如图2和图3所示，本发明还提供了终端负载和检测电路，用以配合完成对消防联动设备短路、断路和反馈状态的检测。
[0024]参见附图2，终端负载与消防联动设备的电磁继电器(负载)并联连接，即终端负载的C+端子连接负载端1(正极端子C+)，终端负载的L0AD2端子连接负载端2，同时L0AD2端子经二极管V2连接负极端子C-。电阻Rl和二极管Vl串联连接在正极端子C+与负极端子C-之间，其中，电阻RI与端子C+连接；二极管VI的正极与二极管V2的负极连接；电阻R2连接在RET2端子与负极端子C-之间。L0AD1/RET1(无源反馈I)与正极端子C+和电阻Rl相连接，RET2(无源反馈2)与电阻R2连接，LOAD I /RETI端和RET2端分别连接消防联动设备的电磁继电器的两组无源触点。
[0025]如附图3所示，本发明的检测电路通过电阻R107并联在24V电源正极与三极管104的发射极之间。该检测电路包括比较器NI OIA、NI OIB、NI OIC、分压电阻Rl 07_113、滤波电容(:101、上拉电阻1?114-116。电阻1?107、1?108、(:101串联后接地，电阻1?109、1?110、1?111串联后接地，电阻1?112、1?113串联后接地。1?107和1?108之间连接三极管￥104的发射极，1?108和(:101之间分别连接比较器N101A、N101B的反相输入端和NlOlC的同相输入端。R112和R113之间连接比较器NlOlA的同相输入端，R109和RllO之间连接比较器NlOlB的同相输入端，RllO和Rlll之间连接比较器NlOlC的反相输入端。
[0026]参见附图1-3:
[0027]正常情况下，反向24V直流电输出端口的等效电阻阻值为R107和Rl之和；
[0028]短路情况下，反向24V直流电输出端口的等效电阻阻值为Rl07;
[0029]断路情况下，反向24V直流电输出端口的等效电阻阻值为无穷大；
[0030]反馈情况下，反向24V直流电输出端口的等效电阻阻值为Rl和R2并联，再加上R107o
[0031]因此，在四种不同的情况下，2线上反向输出的24V直流电的输出端口的等效电阻阻值不同，故电压比较器输入的比较电压Ul在四种状态下各不相同，因此电压比较器输出的短路、断路和反馈的高低电平也不同，从而能够实现对短路、断路和反馈状态检测的功會K。
[0032]当无消防联动设备启动时，S卩2线上无正向24V直流电输出时，三极管VlOl和三极管V106均处于关断时，反向24V直流电可以直接输出，即同时打开三极管V104和三极管V103而在2线上输出反向的24V直流电进行短路、断路和反馈状态的检测。
[0033]而当有消防联动设备启动时，三极管VlOl和三极管V106已经处于打开状态时，SP控制消防联动设备的2线上已经有正向24V直流电时，需要先关断三极管VlOl和三极管V106极短的时间，使正向24V直流电输出关断，然后打开三极管V104和三极管V103极短的时间，输出反向24V直流电，而后先关断三极管V104和三极管V103，再打开三极管VlOl和三极管V106以恢复正向24V直流电的输出。
[0034]该过程中正是利用了电磁继电器开关闭合惯性的原理。故虽然关断正向24V直流电的输出，但是由于时间极短，并且又很快地恢复正向24V直流电的输出，因此启动的消防联动设备不仅仍然一直处于启动的状态，而且还能在消防联动设备启动的情况下，完成短路、断路和反馈状态信息的检测。
[0035]本发明电路利用2线即可直接控制消防联动设备的启停，并能通过并接在联动设备端的终端负载的配合进行短路、断路和反馈状态的检测。其原理是利用三极管组成的开关电路，在控制消防联动设备的2线上，不仅能输出正向的24V直流电，而且还能输出反向的24V直流电。通过输出正向的24V直流电和关断输出正向的24V直流电来控制联动设备的启停;通过输出反向的24V直流电，并通过终端负载配合来进行短路、断路和消防联动控制设备的反馈状态的检测。
[0036]在进行短路、断路和反馈状态检测时，用到了控制联动设备启停的电磁继电器开关的闭合惯性原理，即在2线上输出正向24V直流电使电磁继电器闭合，然后断开正向24V直流电，同时在2线上输出极短时间的反向24V直流电，并且在电磁继电器开关断开之前，先关断2线上反向24V直流电的输出，然后再恢复2线上正向24V直流电的输出，这样虽然断开了使电磁继电器开关闭合的正向24V直流电，但是由于时间极短，并且很快又恢复了正向24V直流电的输出，因此电磁继电器开关仍然会一直处于闭合的状态。故在2线上无正向24V直流电输出时，即无联动设备启动，可以直接在2线上输出反向24V直流电进行短路、断路和反馈状态的检测。
[0037]而当2线上有正向24V直流电输出时，即有联动设备启动，就需要先断开正向24V直流电输出极短的时间，并在这极短的时间内输出反向24V直流电，然后先关断反向24V直流电的输出，再恢复正向24V直流电的输出，不仅联动设备仍然处于启动的状态，而且通过终端负载的配合，使得正常、短路、断路和反馈状态下时，该电路的反向24V直流电输出端口的等效电阻阻值不同，故电压比较器的电路输入的比较基准电压不同，从而能够完成短路、断路和联动设备反馈状态的检测。
[0038]本发明不限于以上对实施例的描述，本领域技术人员根据本发明揭示的内容，在本发明基础上不必经过创造性劳动所进行的改进和修改，都应该在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种2线控制的启停开关电路，用于控制消防联动设备的启停，其特征在于，包括24V电源，2个PNP型三极管VlOl和V104，4个NPN型三极管V102、V103、V105和V106，l个保险丝F1I;其中，保险丝F1I的一端连接在三极管V1I的集电极与三极管V1 3的集电极之间，保险丝FlOl的另一端为正极端子C+;三极管V104的集电极与三极管V106的集电极连接，作为负极端子C-。2.根据权利要求1所述的开关电路，其特征在于，三极管V103和V106的发射极均接地；三极管Vl OI的发射极连接24V电源的正极。3.—种终端负载，用于配合权利要求1所述的开关电路，其特征在于，该终端负载的LOAD1/RET1端子连接正极端子C+，终端负载的LOAD2端子经二极管V2连接负极端子C-;电阻Rl和二极管Vl串联连接在正极端子C+与负极端子C-之间；电阻R2连接在RET2端子与负极端子C-之间。4.一种检测电路，配合权利要求3所述的终端负载，用于检测消防联动设备的短路、断路和反馈状态，其特征在于，该检测电路通过电阻R107并联在24V电源正极与三极管V104的发射极之间；该检测电路包括比较器N101A、N101B、N101C、分压电阻R107-113、滤波电容C101、上拉电阻 R114-116; 其中:电阻1?107、1?108、(:101串联后接地，电阻1?109、1?110、1?111串联后接地，电阻1?112、R113串联后接地;R107和R108之间连接三极管V104的发射极，R108和ClOl之间分别连接比较器N101A、N101B的反相输入端和NlOlC的同相输入端；R112和R113之间连接比较器NlOlA的同相输入端，R109和RllO之间连接比较器NlOlB的同相输入端，RllO和Rlll之间连接比较器NlOlC的反相输入端。5.—种检测消防联动设备的短路、断路和反馈状态的方法，基于权利要求4所述的检测电路，其特征在于， 当无消防联动设备启动时，即2线上无正向24V直流电输出时，三极管Vl OI和三极管V106均处于关断时，反向24V直流电可以直接输出，即同时打开三极管V104和三极管V103而在2线上输出反向的24V直流电进行短路、断路和反馈状态的检测； 当有消防联动设备启动时，三极管VlOl和三极管V106已经处于打开状态时，即控制消防联动设备的2线上已经有正向24V直流电时，需要先关断三极管VlOl和三极管V106极短的时间，使正向24V直流电输出关断，然后打开三极管V104和三极管V103极短的时间，输出反向24V直流电，而后先关断三极管V104和三极管V103，再打开三极管VlOl和三极管V106以恢复正向24V直流电的输出，从而完成短路、断路和联动设备反馈状态的检测，并且使已经启动的联动设备一直处于启动的状态。
【文档编号】A62C37/00GK105963891SQ201610430417
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年6月16日
【发明人】蔡加星, 冯勇, 鲁广斌, 翁斌, 石险峰, 单夫来, 李勇, 张广标, 徐磊
【申请人】蚌埠依爱消防电子有限责任公司