用于报警系统的线末端模块、控制器及控制方法技术方案

本发明专利技术提供了一种用于报警系统的线末端模块，该线末端模块包括：第一接线末端和第二接线末端（T1、T2）；串联在所述第一、第二接线末端（T1、T2）之间的开关单元（S11）和电阻器(R1、R11)；耦合在所述第一、第二接线末端（T1、T2）之间的电压极性感测电路（P），用于感测第一、第二接线末端之间的电压的极性，并且在所感测到的极性表示所述报警系统处于监测模式时，控制所述开关单元的导通，而在所感测到的极性表示所述报警系统处于报警模式时，控制所述开关单元关断。

【技术实现步骤摘要】
用于报警系统的线末端模块、控制器及控制方法
本专利技术涉及一种用于报警系统的线末端（EOL，EndofLine）模块，尤其涉及一种采用电阻器的EOL模块。
技术介绍
报警系统是一种与社会生产、生活密不可分的产品，通常以声音、光等形式来提醒或警示人们采取某种行动，经常应用于系统故障、安全防范、交通运输、医疗救护、应急救灾、感应检测等领域。例如生活中常见的火警报警系统、瓦斯气体报警系统等。报警系统通常包括现场侧和控制侧。现场侧中的传感器用于感测危险信号是否存在，例如感测烟雾、瓦斯气体等。一旦感测到危险信号的存在，传感器立即向控制侧发出信号。控制侧在收到该信号后，向现场侧的警示装置提供电能使其以声音、光等形式报警。现场侧和控制侧之间通常间隔有一段距离。例如对于火警报警系统而言，控制侧通常位于建筑物的中控室，而现场侧则位于建筑物内的各个房间。控制侧和现场侧之间通常通过线缆等传输线路连接，于二者之间进行信号和电能的传输。该传输线路也被称为“现场线（fieldwire）”。现场线担负着信号和电能传输的功能，因此在未报警阶段，控制侧会持续地监测现场线是否开路或短路，以确保报警系统在报警阶段能够正常工作。但是除了开路和短路故障之外，现场线还有可能处于“部分开路（creepingopen）”或“部分短路（creepingshort）”的状态。部分开路是指现场线电阻增大但尚未完全开路的状态，部分短路是指两根或多根现场线之间的电隔离性退化但尚未完全短路的状态。另外，完全开路和完全短路可以被认为是部分开路和部分短路的极端特例情况。有很多环境因素以及人为因素会导致部分开路和部分短路的发生。例如在高湿度环境中，现场线与报警系统连接的节点处的触点容易锈蚀，使节点电阻增大，导致部分开路状态。又例如建筑物中的钻孔施工等，容易破坏现场线的结构，使其处于虚搭接状态，导致部分开路或部分短路状态。这种“部分开路”或“部分短路”状态对于现场线的工作的影响很大，尤其是向警示装置提供电能的现场线的影响更大，因此可能会导致报警系统失灵。警示装置，例如扬声器等，需要一定的电能才能够启动，若报警系统的线路中存在部分开路的现象，则部分开路的位置处会消耗较大的电压，导致扬声器无法获得足够的电压，在需要报警时无法正常启动。若报警系统中存在部分短路的现象，则会导致扬声器无法获得足够的电流，同样地会导致报警故障。因此，需要在完全短路或完全开路之前，也即在部分开路或部分短路的阶段就检测出故障的发生，从而避免报警失灵现象的发生。目前，报警系统通常采用线末端（EOL，EndofLine）模块来检测部分开路和部分短路故障的发生。图1示出了一种具有EOL模块的火警报警系统的基本结构，其中该EOL模块由电阻器构成，通过T1和T2引脚连接到报警系统电路中。该火警报警系统包括控制侧C和现场侧F。如图1所示，EOL模块与扬声器h、i、j并联，并与电阻器R2和R3串联，且串联后被提供有电压V2。此时EOL模块中的电流方向为由T2流向T1，扬声器h、i、j由于与电压V2极性相反而处于非工作状态，不消耗电流。开关SW1的控制端口MON_CTRL用于通过控制开关SW1进而控制施加到EOL模块两端的电压。当SW1导通时，EOL模块两端的电压为V2，当SW1断开时，EOL模块两端的电压为V2-VREF1。图1中的报警系统电路处于监测模式，此时控制侧C通过监测现场侧F电阻的大小而监测是否有部分开路或部分短路故障的发生。当部分短路时，现场侧的电阻会减小，当部分开路时，现场侧的电阻会增大。具体而言，如图1所示，控制侧通过测量提取电阻器R2两端的电压VREF1和VREF2而测量现场侧的电阻RF，其换算关系为RF=[(V2-VREF1)/(VREF1-VREF2)]*R2。当传感器（图1中未示出）感测到火警警情后，会向控制侧C的双刀双掷开关N1的控制端口DIR_CTRL发出信号，从而使双刀双掷开关N1切换。这时图1中的电路将变成如图2所示的结构，此时该火警报警系统处于报警模式，EOL模块与扬声器h、i、j由V1提供电压，EOL中的电流方向为由T1流向T2，扬声器发出声音报警。由于报警时扬声器与EOL模块并联，因此要求EOL模块中的电阻器的阻值很高（通常需要不小于1kΩ），以避免对扬声器造成分流，防止扬声器因电流不足而无法启动的现象的发生。但是对于高阻值的电阻器来说，其阻值的容差较大。例如对于1kΩ的电阻器，其阻值容差范围通常在±1%，即±10Ω。因此，若部分开路和部分短路所造成的阻值变化较小，则容易被“淹没”在EOL模块中的电阻器的阻值容差范围内，导致无法检测出部分开路和部分短路故障。所以，利用阻值过高的电阻器作为EOL模块难以精确地检测出部分开路和部分短路故障的发生，而往往是在部分开路和部分短路故障已经恶化到一定程度之后才能检测出来。另外，由于高阻值电阻器的阻值容差较大，若利用其作为EOL模块，需要在安装前校准。即使是校准后，由于温度等漂移造成的阻值漂移也很大，仍然无法满足精确检测的需要。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种用于报警系统的EOL模块，能够在部分开路或部分短路故障刚开始发生时即可精确地将其检测出来。本专利技术提供了一种用于报警系统的线末端模块，包括：第一接线末端和第二接线末端；串联在所述第一、第二接线末端之间的开关单元和电阻器；耦合在所述第一、第二接线末端之间的电压极性感测电路，用于感测第一、第二接线末端之间的电压的极性，并且在所感测到的极性表示所述报警系统处于监测模式时，控制所述开关单元的导通，而在所感测到的极性表示所述报警系统处于报警模式时，控制所述开关单元关断。这种EOL模块中的电阻器的阻值可以被设置得更小。因此部分开路和部分短路在发生的初期所造成的微小阻值浮动即可被检测出来，而不会被淹没在电阻器的阻值浮动范围内，从而能够实现对现场线更精确的检测，在部分开路或部分短路故障刚开始发生时即可精确地将其检测出来。根据本专利技术提供的线末端模块，所述电压极性感测电路包括第一切换装置和控制单元，所述开关单元包括第二切换装置，其中所述第一、第二切换装置以联动的方式在所述控制单元的控制下发生切换。根据本专利技术提供的线末端模块，其中，所述电压极性感测电路中的控制单元根据流过该控制单元的电流方向来确定其所感测到的所述电压极性。根据本专利技术提供的线末端模块，其中所述电压极性感测电路还包括第一单向导通元件和第二单向导通元件，其中所述第一切换装置能够使第一、第二单向导通元件之一与所述控制单元串联在所述第一、第二接线末端之间，且所述第一、第二单向导通元件的方向相反。根据本专利技术提供的线末端模块，其中，所述第一单向导通元件和第二单向导通元件中的任一个为二极管。根据本专利技术提供的线末端模块，其中，所述第一单向导通元件与所述控制单元之间具有与所述第一切换装置并联的第一电荷存储装置，所述第二单向导通元件与所述控制单元之间具有与所述第一切换装置并联的第二电荷存储装置。根据本专利技术提供的线末端模块，其中，所述第一电荷存储装置和第二电荷存储装置中的任一个为电容器。根据本专利技术提供的线末端模块，其中，所述第一、第二切换装置以及所述控制单元由锁存继电器实现。根据本专利技术提供的线末端模块，其中，所述锁存继电器为电磁式锁存继电器，所述控制单元为励本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于报警系统的线末端模块（EOL），包括：第一接线末端和第二接线末端（T1、T2）；串联在所述第一、第二接线末端（T1、T2）之间的开关单元（S11）和电阻器(R1、R11)；耦合在所述第一、第二接线末端（T1、T2）之间的电压极性感测电路（P），用于感测第一、第二接线末端之间的电压的极性，并且在所感测到的极性表示所述报警系统处于监测模式时，控制所述开关单元的导通，而在所感测到的极性表示所述报警系统处于报警模式时，控制所述开关单元关断。

【技术特征摘要】
1.一种用于报警系统的线末端模块(EOL)，包括：第一接线末端和第二接线末端(T1、T2)；串联在所述第一、第二接线末端(T1、T2)之间的开关单元(S11)和电阻器(R1)；耦合在所述第一、第二接线末端(T1、T2)之间的电压极性感测电路(P)，用于感测第一、第二接线末端之间的电压极性，并且在所感测到的极性表示所述报警系统处于监测模式时，控制所述开关单元的导通，而在所感测到的极性表示所述报警系统处于报警模式时，控制所述开关单元关断；其中，所述电压极性感测电路(P)包括第一切换装置(2、3、4)和控制单元(1、8)，所述开关单元(S11)包括第二切换装置(5、6、7)，其中所述第一、第二切换装置以联动的方式在所述控制单元(1、8)的控制下发生切换；其中，所述电压极性感测电路(P)中的控制单元(1、8)根据流过该控制单元的电流方向来确定其所感测到的所述电压极性；其中，所述电压极性感测电路(P)还包括第一单向导通元件(V12)和第二单向导通元件(V13)，其中所述第一切换装置能够使第一、第二单向导通元件之一与所述控制单元(1、8)串联在所述第一、第二接线末端(T1、T2)之间，且所述第一、第二单向导通元件(V12、V13)的方向相反。2.根据权利要求1所述的线末端模块(EOL)，其中，所述第一单向导通元件(V12)和第二单向导通元件(V13)中的任一个为二极管。3.根据权利要求1所述的线末端模块(EOL)，其中，所述第一单向导通元件(V12)与所述控制单元(1、8)之间具有与所述第一切换装置(2、3、4)并联的第一电荷存储装置(C11)，所述第二单向导通元件(V13)与所述控制单元(1、8)之间具有与所述第一切换装置(2、3、4)并联的第二电荷存储装置(C12)。4.根据权利要求3所述的线末端模块(EOL)，其中，所述第一电荷存储装置(C11)和第二电荷存储装置(C12)中的任一个为电容器。5.根据权利要求1所述的线末端模块(EOL)，其中，所述第一、第二切换装置以及所述控制单元由锁存继电器(K11)实现。6.根据权利要求5所述的线末端模块(EOL)，其中，所述锁存继电器(K11)为电磁式锁存继电器，所述控制单元(1、8)为励磁线圈。7.根据权利要求5所述的线末端模块(EOL)，其中所述锁存继电器为双刀双掷继电器。8.根据权利要求6所述的线末端模块(EOL)，其中，所述锁存继电器(K11)的励磁线圈工作的阈值电压低于所述报警系统在报警模式下第一接线末端和第二接线末端之间的工作电压。9.根据权利要求8所述的线末端模块(EOL)，其中，所述报警系统在监测模式下的监测电压低于所述锁存继电器(K11)的励磁线圈工作的阈值电压。10.一种用于报警系统的控制方法，其中，一个或多个警示装置(h、i、j)并联在从所述报警系统的控制侧引出的两条线路上，且在所述两条线路的远端连接有一个线末端模块(EOL)，所述控制方法包括：在所述报警系统处于报警模式下时，向所述线路施加第一电压，以驱动所述警示装置动作，同时断开所述线末端模块(EOL)与所述线路的连接；在所述报警系统处于监测模式下时，向所述线路施加第二电压，以使得所述线末端模块(EOL)耦合到包括所述线路在内的监测回路中；在所述报警系统处于监测模式下且所述线末端模块(EOL)已耦合到所述监...

【专利技术属性】
技术研发人员：宜帆，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE