火災自動報警系統一體化教學實訓裝置開發與應用研究

摘要：

本文結合廣州市機電技師學院消防火災自動報警實訓裝置的設計開發，探討如何利用本設備采用項目驅動法，將理論和技能結合，提高課堂效率和質量。

關鍵詞：火災自動報警；實訓裝置；項目教學

引言

近年來，隨著物聯網、云計算、大數據、人工智能等新一代信息技術的不斷涌現和應用，火災報警系統正逐步實現智能化。智能建筑及火災自動報警系統均呈現出快速發展的態勢。數據顯示，我國智能建筑市場規模在2023年已達到2781.4億元，具有廣闊的市場前景和重要的應用價值[1]。我校緊密結合珠江三角區域的產業發展需求，開設消防工程技術專業，培養具備消防設施操作、檢測與維護等技能的人才，為消防行業發展輸送新鮮血液。根據產業發展需求，實現專業動態調整，通過一體化課程開發技術路徑，進行企業專家訪談，并參照《全國技工院校專業目錄（2018年修訂版）》構建了消防工程技術專業（高級工）課程體系。為適應專業教學的改革和創新，在消防工程技術教學過程中采用一體化教學模式，將實訓教學與產業實際相結合，提升教師的專業素質和實踐經驗等，有助于培養學生的創新能力和實踐能力，提高消防專業教學質量和效果。

一、火災自動報警系統一體化教學實訓裝置系統設計

（一）火災自動報警系統概述

火災報警系統是一個綜合性的自動消防設施，主要由觸發器件、火災報警裝置、火災警報裝置以及其他輔助功能裝置構成。它的主要功能是實現火災的早期探測與報警，并向各類消防設備發送控制指令，同時接收這些設備的反饋信號，從而確保預定的消防功能得以實現。其消防系統結構原理如圖1所示。

（二）設計思路

由圖1可知，火災自動報警系統及其聯動控制系統包含了大量控制器、顯示裝置、觸發器件、按鈕、電源和龐雜的受控設備（如消防水泵、防排煙設備、防火分隔設施等），要把所有設備完全堆砌在一個實訓室中顯然不切實際。因此，本實訓裝置對消防七大系統進行了教學化處理，保留了火災報警控制器、觸發器件以及模塊，舍棄了模塊對應的受控設備，把輸入輸出模塊的TO0、TO1端口改接指示燈，替代體積比較大的受控設備，指示燈亮，火災自動報警控制器上有相應的聯動反饋信息，說明對應的受控設備被成功啟動，從而習得相應的技能。利用小型旋鈕開關手動模擬管網水壓信號（壓力開關）[2]，壓力開關作為無源的開關量，還需要通過輸入模塊將開關量轉為控制器可接收的編碼信號，最終傳入主機內識別應用。

（三）實訓臺搭建

火災自動報警系統一體化教學實訓裝置系統結構如圖2所示，由JB-QBL-MN/310火災報警控制器（聯動型）及其配套的探測器、模塊、打印機、火災顯示盤，靈活配置組成報警聯動一體化控制系統，系統接線如圖3所示。

1.火災報警控制器

火災自動報警系統一體化教學實訓裝置的核心部件采用了深圳市泛海三江電子有限公司推出的新一代火災報警控制器。為滿足實訓課程的需要，本控制器兼有聯動控制功能?？刂破鞑捎脽o極性二總線智能報警聯動模式，最大324個智能探測器或智能模塊，模塊探測器地址可混編；支持255臺JB-QBL-MN/310控制器互聯，組網后系統最大容量：255×324=82620報警點；單機聯動控制單元最大容量為10點；具有系統運行歷史記錄功能，能查詢歷史火警、歷史請求、歷史反饋、歷史故障、歷史操作各1000條；可自定義設備類型，方便系統集成；具備模塊的手動單點啟動／停止功能，方便現場調試測試；具備探測器／模塊的單點測試功能，探測器工作狀態與測試數據一目了然；標配專用微型打印機，即時打印系統各種工作狀態；可接入區域顯示盤、樓棟顯示盤或樓層顯示盤，將控制器顯示信息延伸至樓道等位置。

2.系統配套設備

如圖2所示，除了火災報警控制器外，該系統還配備了相應的輔助設備。主控單元：主控板作為系統的“大腦”，負責接收、處理系統中其他組件傳輸的數據信息，并基于這些數據分析結果，向其他組件發出指令，指揮其執行相應的操作。供電模塊：電源模塊為整個系統內部設備提供電力支持。本系統主電源是交流220V的市電，備用電源是一塊24V的蓄電池。當市電停電或出現故障時，它能自動轉換到備用電源上工作。具備主電故障、備電故障、備電欠壓、備電充電等多種報警或反饋功能，同時具備良好的抗干擾性能[3]。通信總線：總線模塊負責探測器/模塊總線的驅動，能夠驅動智能探測器或智能模塊，并支持連接總線顯示盤，實現信息的有效傳輸和顯示?；馂奶綔y器：本系統兼容并蓄，能接入多種智能化感煙、感溫以及復合類型的火災探測器，作為火災自動報警系統中自動激活的傳感元件。總線手動控制盤：配備有9個手動控制按鈕，這些按鈕不占用總線地址。在手動控制被允許的情況下，只需按下相應的按鈕，即可實現對輸入輸出模塊的手動啟動或停止操作。多線聯動單元：單個DX900-05A多線聯動單元配備有5個控制節點，能夠對5臺關鍵設備進行直接操控，如消防水泵等。此外，通過組合（即2個該單元），可支持多達10個多線聯動點的安裝與配置?；馂娘@示盤：在本平臺中功能得到了擴展。它既可以作為樓棟顯示盤使用，也能作為樓層顯示盤，實現了更加靈活的應用。

3.系統產品技術參數

（1）電源供應情況。主電源可采用AC220V±20%/50Hz交流電或者DC24V直流電；備用電源選用免維護的DC24V蓄電池，具體型號為BAT12V/5AH。

（2）系統運行環境要求。系統的工作環境溫度范圍為-10℃至+55℃，同時要求環境濕度不超過95%（在40℃±2℃的條件下，確保無凝露現象）。

4.注意事項

（1）各主機間的聯網配置已完成，務必避免將有源信號線連接到CANH、CANL、485A、485B等端口。若不慎將有源信號接入這些聯網配置端口，可能會損壞主機內部電路板，輕則導致聯網功能無法正常運作，重則引發主機全面故障。

（2）在連接設備供電線路時，務必仔細核對導線與電纜的連接、絕緣性能、接地電阻等情況是否符合規范要求。嚴禁將24V電源線與GND接地線直接短接，否則可能會導致保險絲熔斷，嚴重時甚至損壞主機的電路板[4]。

二、基于火災自動報警系統一體化教學設備的教學設計

（一）學習任務描述

某消防設備工程有限公司接到某三甲綜合醫院的委托，對該醫院的火災自動報警系統、消防供水設施、消火栓系統、自動噴水滅火系統、氣體滅火系統、防煙、排煙系統等消防設施進行全面排查，在不影響醫院正常運轉的情況下，對存在的問題及時處理，確保消防系統設備正常運行。

（二）學習目標

課前目標：通過觀看微課視頻，查閱相關規范，初步制定火災自動報警系統檢測計劃。課中目標：正確應用火災探測器試驗器對現場設備實施測試，并規范填寫檢測記錄；對檢測過程中發現的設備丟失、設備重碼、回路故障等不合格項進行現場整改，使項目復檢合格；用書面語言規范擬寫項目檢測報告。

（三）工作流程

1.制定計劃（課前）

按小組完成工作計劃，包括項目情況分析、工作任務和要求、工作方法、步驟和措施。

2.測試記錄

小組合作完成火災自動報警系統觸發器件的測試并記錄下表，同時將測試記錄拍照上傳至“消防E管家”。

3.維修復檢

判斷故障原因并對設備進行維修或更換，同時將維修復檢結果記錄拍照上傳至“消防E管家”。

4.恢復現場

清點人數和工具，恢復現場。

5.出具報告

應根據檢測現場情況，保證完整性、真實性、有效性，得出明確結論，并對檢測質量和檢測結果負終身責任[5]。

結語

目前，本教學實訓裝置已全面投入日常教學中，通過本實訓平臺，采用翻轉課堂、線上線下混合式的學習方式，可以促進學生學習效果的提升。學習素材采用企業真實的生產任務，促進學生綜合職業能力的提高。采用企業的評價標準，對學生的工作進行全方位立體式評價，激發學生學習興趣，增強學生的服務意識和質量意識。另外，在學院主辦的多項對外培訓業務中，本實訓平臺也扮演了重要的角色，如香港機電工程署樓宇設備工程技術培訓等，為粵港澳大灣區建設和發展作出了積極貢獻。

參考文獻

[1]觀研天下.中國智慧建筑行業現狀深度研究與發展前景分析報告（2023-2030年）[R].北京：觀研天下，2023.

[2]羅曉梅，孟憲章.消防電氣技術[M].北京：中國電力出版社，2008.

[3]蘆乙蓬.火災報警及消防聯動系統安裝與維護[M].北京：機械工業出版社，2017.

[4]李冬梅.建筑消防設施運行與維護管理[M].北京：氣象出版社，2012.

[5]侯洪濤.建筑安全消防檢測技術[M].北京：化學工業出版社，2012.

作者簡介：

黃文欣（1992— ），女，漢族，廣西桂平人，本科，助理講師，研究方向：職業教育教學。