Приемно-адаптерный прибор пожарной сигнализации

1-  шлейф сигнализации;

2-  выносной элемент;

3-  извещатель;

4-  приемно-контрольный прибор;

5-  узел переключения;

6-  узел контроля состояния шлейфа сигнализации;

7-  узел памяти;

8-  узел обработки сигнала;

9-  узел сигнального (пультового реле);

10-   узел управления звуковым оповещателем;

11-   узел управления световым оповещателем;

12-   устройство объектовое системы передачи извещения или другого ПКП;

13-   звуковой оповещатель;

14-   световой оповещатель;

15-   источник резервного питания;

16-   блок питания;

17-   узел индикации;

18-   выносное индикационное табло;

19-   узел питания извещателя.

Серийно выпускаемые приемно-контрольные приборы, как правило, имеют жесткую структуру, работают лишь с радиальными шлейфами и с не адресуемыми пожарными извещателями, не обеспечивают документирование информации о загораниях и техническом состоянии системы пожарной сигнализации. Практически отсутствуют устройства, в полной мере реализующие весь комплекс функций по управлению АУП.

В этих условиях создание пожарных приемно-контрольных приборов и на их основе систем пожарной сигнализации с высокими эксплуатационными характеристиками является одной из важнейших задач разработчиков.

Современный ПКП должен иметь ярко выраженное интеллектуальное аналитическое ядро системы, обеспечивающее оценку состояния и корректировку аналоговых параметров всех компонентов системы для повышения надежности систем такого класса, что и определило цель моей работы: повышение надежности и эффективности пожарной защиты объекта, сокращение времени идентификации места возгорания, определения к нему путей подъезда и подхода, автоматизация процессов контроля состояния установок автоматического пожаротушения, улучшение социальных условий труда оперативного персонала.

2.     ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ РАННЕГО

ОБНАРУЖЕНИЯ ПОЖАРА

В настоящее время наиболее перспективна адресно-аналоговая система пожарной сигнализации. Пожарный извещатель анализирует состояние контролируемой зоны, передает параметры своего состояния в момент опроса от прибора (активная телеметрия), поддерживая непрерывную связь с приемно-контрольным прибором. Анализируя процессы, приемно-контрольный прибор, как интеллектуальное ядро системы, принимает необходимые решения и реализует запрограммированный алгоритм по взаимодействию с другими компонентами системы (датчиками, модулями, установками пожаротушения) с использованием адресной идентификации. В адресных системах используются специальные типы датчиков, либо блоки адресных шлейфов. Противопожарная система с адресуемыми устройствами контролирует адресуемые входные (датчики пламени, дыма, газа) и управляет выходными (система пожаротушения, сигнализаторы тревоги, системы отключения вентиляции) компонентами. Наличие адреса  у каждого устройства позволяет практически мгновенно получать точную информацию о пожарной сигнализации, неисправности датчика и эффективно осуществлять управлением процессом пожаротушения.

Имеющиеся в составе системы контрольные платы, входные и выходные адресующие устройства позволяют создавать практически любую структуру связи (кольцевую, линейную, древовидную с любым количеством разветвлений), т.е. приспосабливать к системам связи, существующим на предприятии. Использование в системе связи малого количества проводов повышает устойчивость работы системы, этому же служит наличие программного контроля правильности функционирования всех блоков и устройств, включая извещатели. Перспективны также технические средства, выполняющие функции приемно-контрольных приборов и приемно-передающих устройств с возможностью «гибкого» управления алгоритмом работы и изменяемых (настраиваемых) электрических характеристик устройства. Разработанная базовая программа информационного обмена представлена в приложении 1. 

Промышленностью Республики Беларусь адресно-аналоговые извещатели в данный момент не выпускаются, что является существенным барьером в области развития концепции отечественной адресно-аналоговой системы пожарной сигнализации. Хорошей альтернативой им являются блоки адресных шлейфов.

Основными тенденциями развития данных систем являются:

Ø  применение иерархических структур с развитыми устройствами межуровневой связи;

Ø  создание программируемых устройств, адаптируемых к конкретным условиям применения;

Ø  использование кольцевых и комбинированных шлейфов пожарной сигнализации;

Ø  создание адресных извещательных систем, позволяющих однозначно определить место возникновения загорания;

Ø  подключение систем пожарной сигнализации к информационно-измерительной и управляющей системе объекта защиты;

Ø  повышение контролепригодности технических систем пожарной сигнализации;

Ø  применение принципов дистанционного контроля и управления;

Ø  обеспечение возможности документирования информации;

Большие возможности в решении указанных вопросов дает применение микропроцессорной и вычислительной техники. Ее использование позволяет создавать автоматизированные системы пожарной безопасности, строящиеся по иерархическому принципу. На верхнем уровне этой системы решаются задачи распознавания и предотвращения пожарных ситуаций, а на нижней – задачи обнаружения загораний, управления АУП, контроля их работоспособности и предотвращение ложных срабатываний. Примером такой системы является одна из последних разработок - панель охранно-пожарной сигнализации американской фирмы Control Equipment (см. Приложение  2).

Назрела необходимость, в поиске путей для объединения усилий отечественных производителей в области производства систем пожарной сигнализации и автоматики с целью создания надежной (работа даже в случае возникновения неисправностей) высококачественной продукции, которая должна быть доступной для широкого круга отечественных потребителей. Система должна обеспечивать комплексное управление, обеспечивать простоту и экономичность монтажа, точность срабатывания (снижение вероятности ложной тревоги, предоставление достоверной информации, точное указание источника потенциальной опасности), легкость управления, универсальность использования (наличие конфигураций для объектов любой величины и любого назначения). Сегодня обязательно необходимо учитывать при разработке и производстве техники пожарной сигнализации такие важные параметры, как:

-         наличие в приборах пожарной сигнализации аналитического ядра «мозга» приемно-контрольного прибора;

-         использование в шлейфах пожарной сигнализации и установках пожаротушения специальных технических решений для защиты от ложных срабатываний;

-         возможность настройки шлейфов на работу с различными типами пожарных извещателей;

-         возможность универсального использования приемно-контрольного прибора с блокировкой управления технологическим оборудованием, системой аварийного  оповещения и др.;

-         наличие функций для передачи информации на компьютер, удаленные пульты управления модулями автоматики пожаротушения, релейные блоки, устройства концентрации в интегральные системы безопасности, пульты централизованного наблюдения и др.;

-         использование режимов постоянного контроля неисправности (обрыв, короткое замыкание, блокировка и др.);

-         использование совместных протоколов обмена в коммуникационные соединения;

-         простота и удобство обслуживания и эксплуатации;

-         высокая эксплуатационная надежность;

-         возможность применения специального программного обеспечения для повышения информативности в системе МЧС;

Отечественный и зарубежный опыт эксплуатации автоматических систем пожарной сигнализации показывает, что проблема раннего обнаружения пожара в настоящее время не может быть успешно решена с помощью только одного или нескольких типов пожарных извещателей. Для этого требуется создание комплекса средств обнаружения загораний по всем информационным факторам и признакам пожара и поиск новых технических решений в области пожарной сигнализации.

3.     ПРИБОР ПРИЕМНО-АДАПТЕРНЫЙ

ПОЖАРНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ

3.1. Описание адаптера. Принцип работы.

Для передачи состояния пожарного извещателя на расстояние с выводом информации на компьютер необходимо задействовать часть функций приемно-контрольного прибора, при этом появляются новые функции (формирование байтов кодовой посылки и передача сигналов с компьютера на ПКП), т.е. непосредственно с пожарного извещателя через адаптерный прибор осуществить передачу информационного байта нецелесообразно.

Первичное  звено обработки сигнала с пожарного извещателя и опроса состояния шлейфов – это приемно-контрольный прибор; в моей работе – это  ППК-2.

Прибор приемно-контрольный ППК-2 предназначен для приема сигналов тревожных извещаний от автоматических и ручных пожарных извещателей с нормально-замкнутыми и нормально-разомкнутыми контактами, а также от активных пожарных извещателей с бесконтактным выходом (см. рис.2), формирующих сигнал о пожаре в виде дискретного уменьшения электрического сопротивления выходной цепи извещателя до величины, не превышающей 450 Ом при токе 20 мА (например, РИД-6М, ДИП-2, ИПР, ДИП-3).

          Пульт обеспечивает отображение поступающей с охраняемых объектов информации (сигналы ПОЖАР, НЕИСПРАВНОСТЬ) с помощью оптических индикаторов и звукового сигнализатора, трансляцию поступивших сигналов с помощью контактов реле, а также формирование адресных сигналов пуска АСП.

Рис. 2. Схема подключения пожарных извещателей

к сигнальной линии прибора ППК-2.

1 - извещатель с нормально замкнутыми контактами (типа ИП 104-1, ИП 105-2/1 и т.п.);

2 - извещатель ИП 212-2 (ДИП-2);

3 - извещатель ИП 101-2, ИП 212-5 (ДИП-3);

4 - извещатель с нормально разомкнутыми контактами (ПИО-017);

5 - извещатель РИД-6М;

6 - извещатель ИП 329-2 "Аметист";

7 - выносное устройство оптической сигнализации  ВУОС (ТеУ5.142.004); Р1 - резистор МЛТ-0,25-11 кОм ±5%: Р2 - резистор МЛТ-0.25-4.3 кОм ±5 %; УД1-УД2 - диоды полупроводниковые КД521А.

Основные технические данные ППК-2

1. Максимальное количество шлейфов сигнализации, подключаемых

к пульту, шт.                                                                                             60

2. Максимальное количество активных пожарных извещателей, включаемых

    в один шлейф, шт.                                                                                         20

3. Максимальное количество пожарных извещателей, включаемых

в один шлейф, с нормально-замкнутыми и с нормально-разомкнутыми контактами, шт.                                                                                             40

4. Максимальное сопротивление шлейфа, Ом                                                 500

5. Амплитуда переменного напряжения прямоугольной формы в

шлейфе, В                                                                                                       20+4

6. Длительность длинного полутакта напряжения в шлейфе, с              0,7+0,15

7. Длительность короткого полутакта напряжения в шлейфе, с           0,05+0,01

8. Максимально-допустимая величина тока в шлейфе в дежурном режиме

при длинном полутакте напряжения, мА                                                         10

9. Напряжение в линии АСП при включении сигнала пуска АСП, В      24+2

10. Величина тока ограничения в линии АСП, А                                   0,3+0,05

11. Величина времени задержки включения реле ОПОВЕЩЕНИЕ с

момента поступления сигнала ПОЖАР, с                                                       35

12. Максимальный ток, коммутируемый контактами реле ОПОВЕЩЕНИЕ, при напряжении до 250 В, А                                                                         2

13. Максимальная мощность, коммутируемая контактами реле ПОЖАР, НЕИСПРАВНОСТЬ при напряжении до 80 В, Вт                                        10

14. Напряжение источников питания:

 основного – сети переменного тока частотой 50Гц, В                                     220+22

 резервного – источника постоянного тока, В                                         24+2,4

15. Максимальная потребляемая мощность пульта в дежурном режиме от источника питания:

основного, В А                                                                                                40

резервного, Вт                                                                                                 40

16. Минимальное сопротивление изоляции между сетевыми цепями пульта и другими токопроводящими элементами, МОм                                                20

17. Диапазон эксплуатационных температур окружающей среды

  пульта,   0С                                                                                               0  +40

18. Максимальная относительная влажность окружающей среды пульта при

      температуре 350С, %                                                                                  80

19. Максимальная масса пульта на 60 сигнальных линий, кг                                   25            

20. Наработка на отказ пульта (в пересчете на 1 сигнальную линию) должна

      быть ,ч                                                                                                       50         

21. Срок службы пульта, лет                                                                           10

Основной узел взаимодействия ППК-2 и адаптерного прибора – Блок приема и регистрации, включающий в себя два независимых канала обработки сигналов, поступающих с сигнальных линий. С соответствующих контуров: «Пожар», «КЗ», «Обрыв», «АУП» (прямая и обратная связь) логический уровень поступает на регистры приема адаптера, что обеспечивает селективность адаптера по виду сигнала (см. Приложение  3).

Информация с блока приема и регистрации с разъема ПКП поступает на входные регистры формирователя информационного байта связанного с этим  ПКП, затем – на приемо-передающий контроллер, где  с учетом сработавшего направления, формируется и отправляется на компьютер через последовательный порт СОМ2 байт посылки. Компьютер принимает байт (для приема и обработки информации, поступающей на порт СОМ2, в памяти резидентно находится драйвер адаптера), выдает соответствующее сообщение на экран монитора (принтер). Связь с компьютером ПАСО, охраняющего объект осуществляется по индивидуальной кабельной линии, а дальнейшее прохождение информации – по телефонной линии при помощи модема.

Специально разработанное программное обеспечение позволит оператору управлять пуском АУП и состоянием приемно-контрольного прибора того или иного объекта через адаптер от компьютера после набора пароля, при этом предполагается наличие у оператора элементарных навыков работы на компьютере. В процессе функционирования прибора по каждому событию на объекте формируется запись в банк-протокол текущих событий, где информация о событии сформирована по признаку даты (места) и содержит:

         а) время возникновения события;

         б) наименование сигнала;

         в) установившееся состояние сигнала.

Банк протоколов текущих событий можно просмотреть на экране монитора или распечатать в виде суточной сводки.

Структурно адаптер состоит (рис.3) из формирователей байтов, имеющих непосредственную связь с определенным ПКП при помощи кабеля (провода) и разъемов; приемо-передающего контроллера сбора и  обработки информации, передающего сообщение по интерфейсу последовательного типа на IBM-совместимый компьютер для последующей обработки и хранения информации о событиях на контролируемом объекте, а также для адресного восстановления состояния ПКП и запуска АУП по команде оператора ЭВМ.

Электрическую схему приемно-адаптерного прибора можно реализовать на дискретных элементах и ИМС, что позволит выполнить его с небольшими габаритными размерами и высокой безотказностью в работе.

Таким образом, при работе с адаптерным прибором  имеется возможность «гибкого»  управления алгоритмом работы и изменения некоторых его характеристик как за счет регулировки параметров элементной базы, так и с компьютера (программно).

                                                Приемно-адаптерный прибор