Автоматические системы управления противопожарной защитой.

Общий принцип построения автоматических и автоматизированных систем управления противопожарной защиты основывается на теории управления и регулирования техническими системами и на основных понятиях и определениях измерительной техники. Создание таких систем стало возможным благодаря развитию инженерных систем пожарной автоматики и систем пожаротушения.

Современные автоматические системы управления противопожарной защитой представляют собой технические сложные системы и комплексы, в состав которых входят автоматические системы пожарной сигнализации, системы речевого оповещения и управления эвакуацией, системы пожаротушения и системы противодымной защиты.*

Существует три типа структур, на базе которых строятся системы противопожарной защиты (рис. 5.15):

- распределенные;

- централизованные;

- древовидные.

 

Распределенная система как правило строится на базе сетевой связи и может объединять в сеть как разные по своему назначению системы (автоматическую систему пожарной сигнализации, охранную систему, систему управления контролем доступа и др.), так и однотипное оборудование одной системы, например несколько адресно-аналоговых станций пожарной сигнализации с централизованным управлением.

Каждая техническая система в таком объединении работает автономно и может обмениваться информацией с другими системами через их единое программное поле. При выходе из строя любой отдельной технической системы или главного сервера оставшиеся технические системы распределенной структуры остаются работоспособными и выполняют свои прямые функции в соответствии с заложенной в них индивидуальной рабочей программой.

Централизованные (сосредоточенные) структуры, как правило, используются при построении станций пожарной сигнализации, которые должны иметь единый центр управления своими многочисленными шлейфа- ми сигнализации и оповещения. Автоматическая станция пожарной сигнализации, построенная на базе современноймикропроцессорной техники с большим объемом памяти и возможностью программирования любой логики работы своих периферийных устройств, должна обеспечивать сверхнадежную работу своим адресным шлейфам сигнализации в едином информационном поле станции.

Рис. 5.15. Три типа структур, на базе которых строятся системы противопожарной защиты

Древовидная структура объединяет две выше описанные структуры. Она позволяет добиться максимальной надежности в управлении комплексной системой пожарной безопасности.

Древовидная структура состоит из множества автономно работающих подсистем, информационно замкнутых на единый центр сбора информации и второй контур централизованного управления.

В состав автоматических и автоматизированных систем управления активной противопожарной защиты входят:

1) средства для получения информации - устройства сбора информации ;

2) средства для передачи информации - линии (каналы) связи ;

3) средства для приема, обработки информации и выдачи управляющих сигналов нижнего уровня - локальные приемные электротехнические устройства, приборы и станции;

4) средства для использования ин формации — автоматические регуляторы и исполнительные механизмы ;

5) средства отображения и обработки информации, а также автоматизированного управления верхнего уровня - центральный пульт управления или автоматизированное рабочее место оператора.

Устройства сбора информацииили первичные преобразователи и сенсоры это:

- автоматические пожарные дымовые и тепловые точечные извещатели, линейные оптические и линейные кабельные пожарные извещатели, аспирационные пожарные извещатели и датчики открытого пламени;

- газоанализаторы (на метан, пропан, СО и СО ₂ и др.);

- телевизионные камеры разного назначения и спектральной чувствительности;

- сенсоры (датчики) контроля и сигнализации силы, давления, массы, расхода, уровня и др.

Первичный преобразователь (сенсор) непосредственно или косвенно воспринимает измеряемую величину и формирует информативный параметр измерительного сигнала. Первичные преобразователи могут быть активны ми или пассивными элементами измерительной системы. Активные первичные преобразователи требуют дополнительных источников энергии.

Линии (каналы) связи - это физическая среда, по которой передаются сигналы. Системы для передачи информации в зависимости от использования той или иной линии связи (среды передачи) могут делиться на системы, использующие:

-проводные линии связи;

- беспроводные линии связи (радиосвязь);

- оптические линии связи (оптоволоконные).

Локальные приемные электротехнические устройства, приборы и станции - это безадресные, адресные и адресно-аналоговые станции, приборы и устройства пожарной сигнализации. Элементной базой, на которой строятся современные приемные устройства автоматической пожарной сигнализации, является микроэлектроника и микропроцессорная техника. Информационные сигналы, идущие по линиям (каналам) связи от первичных преобразователей к автоматическим приемным устройствам пожарной сигнализации, могут иметь аналоговые величины или дискретную (цифровую) форму.

Аналоговые сигналы могут принимать в заданных границах любые значения. Дискретные сигналы в заданных границах могут принимать лишь некоторое конечное число значений (квантование по уровню или по времени). Цифровые сигналы представляют собой частный случай дискретных сигналов, каждому значению которых соответствуют определенные комбинации символов некоторого кода (например, двоичной системы).

Аналоговые сигналы обмена информацией между первичными преобразователями (датчиками) и приемной станцией используются, в основном, в безадресных системах пожарной сигнализации. В адресных и адресно-аналоговых системах пожарной сигнализации аналоговый сигнал первичного преобразователя (датчика) преобразуется в цифровой сигнал или код (специализированный протокол обмена) с помощью наиболее распространенных способов преобразования (кодирования) - широтноимпульсной или время- импульсной модуляции.

Функциональные задачи адресно-аналоговой станции пожарной сигнализации:

• активизация процессов измерения;

• автоматическая проверка измерительных систем;

• самодиагностика;

• автоматическое проведение циклов измерений;

• приведение в действие дисплеев, печатающих устройств и т.д.;

• запоминание и хранение результатов измерения;

• передача данных центральной ЭВМ;

• определение отклонений от предписанных значений;

• включение тревожной сигнализации;

• проверка достоверности;

• осуществление управления исполнительными механизмами по заранее заданному математическому алгоритму;

• гибкое программирование параметров работы.

Устройствами ввода базы данных (адресов пожарных извещателей и адресных блоков контроля и управления) может быть клавиатура прибора или специализированная программа.

Автоматические регуляторы и исполнительные механизмы - это управляемые технические устройства систем пожаротушения и инженерных систем пожарной автоматики и диспетчеризации.

Центральный пульт управления (ЦПУ), или автоматизированное рабочее место оператора - это центр контроля и управления верхнего уровня на базе персонального компьютера, который имеет три режима работы:

- автоматический;

- ручной (дистанционный);

- дежурный (тестовый режим).

Функциональные задачи ЦПУ:

• объединение охранных систем объекта в единую сеть с одним программным полем;

• объединение территориально рассредоточенных контролируемых объектов;

• дистанционный сбор информации;

• удобное отображение датчиков и извещателей в виде графических объектов;

• регистрация, архивирование тревожных сигналов;

• управление и контроль состояния оборудования;

• формирование сигналов управления оборудованием в ручном и автоматическом режимах;

• реализация алгоритмов автоматического управления;

• самодиагностика;

• возможность использования различных каналов связи.

В некоторых случаях, при участии человека (оператора) в управлении работой инженерными системами или процессом пожаротушения с применением камер телевизионного наблюдения, которые позволяют видеть и контролировать происходящие события, имеется возможность отказаться от части информационных сигналов, контролирующих работоспособность системы.

Чем больше информации получает система контроля и управления на базе адресно-аналоговой станции пожарной сигнализации отехническом состоянии исполнительных механизмов инженерных систем в дежурном режиме или при чрезвычайной ситуации, тем надежнее и эффективнее система противопожарной защиты объекта. Будущие поколения систем АСУ противопожарной защиты будут высоко интеллектуальными, легко адаптирующимися к любым условиям эксплуатации и режимам работы. Первичные преобразователи (сенсоры, датчики) будут с распознаванием образов и возможностью анализа состава вещества. Объем информации об окружающей обстановке, поступающий от сенсоров в систему управления по каналам связи АСУ, перейдет из количественной составляющей в качественную.

В качестве примера автоматической системы, в которой есть все элементы автоматического управления, контроля и самодиагностики, можно привести аспирационные пожарные извещатели типа «VESDA», в состав которых входит механическая и электронная части (см. рис.5.16. ). Приемными устройствами аспирационных установок являются пластмассовые трубы длиной до 100 метров с просверленными в них в определенном порядке небольшими заборными отверстиями. В трубах с помощью роторного двигателя создается разряженное пространство для забора внешнего воздуха с целью анализа на дым. Ведется контроль скорости движения потока воздуха для определения закупорки отверстий при загрязнении. Отобранный воздух проходит фильтрацию на пыль и другие примеси, и только малая часть попадает в лазерный анализатор контрольного прибора, где сравнивается с эталоном чистого воздуха. Установка контролирует и компенсирует пылевой фон атмосферы. Данные установки, как аспирационные дымовые пожарные извещатели, хорошо зарекомендовали себя в качестве систем пожарной сигнализации в условиях сильной запыленности защищаемого объекта, а также при защите помещений с высокими потолками, где обслуживание на большой высоте обыкновенных дымовых пожарных извещателей не представляется возможным.

 

Рис.5.16. Аспирационные пожарные извещатели.

 

 

Все большее распространение в скором времени получат роботизированные комплексы систем пожаротушения, и не только там, где в силу определенных условий жизни человека угрожает опасность.

Чем качественней и современней оборудование пожарной сигнализации, тем меньше затрат на его эксплуатацию и меньше вероятность отказа техники при пожароопасных ситуациях.