Кафедра «Техносферная безопасность»

Кафедра «Техносферная безопасность»

Основы производственной и пожарной автоматики

Курс лекций

 

Часть 1 Производственная автоматика

Содержание

Введение

1. Предмет курса «Основы производственной и пожарной автоматики». Приборы контроля параметров технологических процессов.

2. История развития автоматики.

3. Место и роль производственной автоматики.

4. Приборы, систем управления технологическим процессом и автоматической противопожарной защиты (АППЗ) в общей системе пожарной безопасности объектов.

4. Принципы работы и характеристики основных приборов контроля параметров технологических процессов: температуры, давления, расхода, уровня.

Типы и область применения приборов.

Вопрос 1. Содержание дисциплины. Термины определения. Литература.

 

Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единиц, 108 часов

Аудиторные занятия (всего)	54	54
Лекции	18	18
Практические занятия (ПЗ)	36	36
Самостоятельная работа (всего)	54	54
Вид промежуточной аттестации	экзамен	экзамен

Для заочной формы обучения

Аудиторные занятия (всего)	14	14
Лекции	8	8
Практические занятия (ПЗ)	6	6
Самостоятельная работа (всего)	94	94
Контрольная работа	20	20
Самостоятельное изучение разделов и тем дисциплины, подготовка к ПЗ, экзамену	38	38
Вид промежуточной аттестации	экзамен	экзамен

Сокращения

ПБ – пожарная безопасность

СОПБ – система обеспечения пожарной безопасности

СПЗ – система противопожарной защиты

СПП – система предотвращения пожара

ФГПН – федеральный государственный пожарный надзор

ГПН - государственный пожарный надзор

ФГПС – федеральная государственная противопожарная служба

МЧС – министерство по чрезвычайным ситуациям

ОП – огнетушитель порошковый

ОУ – огнетушитель углекислотный

ОВП – огнетушитель воздушно-пенный

АПС – автоматическая пожарная сигнализация

ПС – пожарная сигнализация

УПТ – установка пожаротушения

АУПТ – автоматическая установка пожаротушения

ИП – извещатель пожарный

ИПР- извещатель пожарный ручной

ЧС – чрезвычайная ситуация

ГО – гражданская оборона

ПЛАС –план ликвидации аварийных ситуаций

ОПО – опасный производственный объект

ОФП – опасные факторы пожара

ОТВ – огнетушащее вещество

Термины определения

Автоматика - отрасль науки и техники, охватывающая теорию автоматического управления, принципы построения автоматических систем и образующих их технических средств.

  Автоматическое управление – это управление технологическим процессом с использованием средств и элементов контроля и автоматики, вычислительной техники и управляемых ими исполнительных устройств без участия человека.

Автоматизированное управление – управление с использованием средств и элементов контроля и автоматики, вычислительной техники и управляемых ими исполнительных устройств при непосредственном участии человека.

Технологический объект управления (ТОУ) - совокупность технологического оборудования и реализованного на нем по соответствующим регламентам (режимам) технологического процесса.

Автоматическая установка пожаротушения: Установка пожаротушения, автоматически срабатывающая при превышении контролируемым фактором (факторами) пожара установленных пороговых значений в защищаемой зоне.

Автоматический пожарный извещатель: Пожарный извещатель, реагирующий на факторы, сопутствующие пожару.

Автономный пожарный извещатель: Пожарный извещатель, реагирующий на определенный уровень концентрации аэрозольных продуктов горения (пиролиза) веществ и материалов и, возможно, других факторов пожара, в корпусе которого конструктивно объединены автономный источник питания и все компоненты, необходимые для обнаружения пожара и непосредственного оповещения о нем.

       Адресный пожарный извещатель: Пожарный извещатель, который передает на адресный приемно-контрольный прибор код своего адреса с извещением о пожаре.

Огнетушащее вещество: Вещество, обладающее физико-химическими свойствами, позволяющими создать условия для прекращения горения.

     Пожарный извещатель: Устройство для формирования сигнала о пожаре.

Прибор пожарный управления: Устройство, предназначенное для формирования сигналов управления автоматическими средствами пожаротушения, контроля их состояния, управления световыми и звуковыми оповещателями, а также различными информационными табло и мнемосхемами.

Прибор приемно-контрольный пожарный: Устройство, предназначенное для приема сигналов от пожарных извещателей, обеспечения электропитанием активных (токопотребляющих) пожарных извещателей, выдачи информации на световые, звуковые оповещатели и пульты централизованного наблюдения, а также формирования стартового
импульса запуска прибора пожарного управления.

Ручной пожарный извещатель: Устройство, предназначенное для ручного включения сигнала пожарной тревоги в системах пожарной сигнализации и пожаротушения.

     Система пожарной сигнализации: Совокупность установок пожарной сигнализации, смонтированных на одном объекте и контролируемых с общего пожарного поста.

     Установка пожарной сигнализации: Совокупность технических
средств для обнаружения пожара, обработки, представления в заданном виде
извещения о пожаре, специальной информации и/или выдачи команд на
включение автоматических установок пожаротушения и технические
устройства.

     Ш лейф пожарной сигнализации: Соединительные линии, прокладываемые от пожарных извещателей до распределительной коробки или ПКПП.

Литература

1. Федеральный закон от 22.07.2008 года № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».

2. Собурь С.В. Установки пожаротушения автоматические. Учебно-справочное пособие. – 6 издание перераб. /Сост. С.В. Собурь. – М.: ПожКнига, 2011, - 320с.

3. СП 3.13130.2009. Системы противопожарной защиты. Система оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре. Требования пожарной безопасности.

4. СП 5.13130.2009. Системы противопожарной защиты. Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические. Нормы и правила проектирования. Изменения № 1 к СП 5.13130.2009.

5. Синилов, В. Г. Системы охранной, пожарной и охранно-пожарной сигнализации: учебник для образовательных учреждений, реализующих программы начального профессионального образования, 6-е изд. / В. Г. Синилов. - М.: Академия, 2011. - 512 с.: ил. - ISBN 978-5-7695-8394-0.

6. Анашечкин А.Д. Производственная и пожарная автоматика. Технические средства автоматической пожарной сигнализации: Учебное пособие. Под общей ред. В.С. Артамонова - СПб.: Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России. 2011. – 155 с.

7. Навацкий А.А. Производственная и пожарная автоматика. Часть 1. Производственная автоматика для предупреждения пожаров и взрывов. Пожарная сигнализация.Учебник./Сост. А.А. Навацкий и др. - М: Академия ГПС МЧС РФ, 2005. -190с.

Введение

Вопрос 2

Поплавковые уровнемеры.

Гидростатические уровнемеры

Электрические уровнемеры.

ПРОЦЕССОВ

Вопрос 6 Особенности управления пожаро- и взрывоопасными

Технологическими процессами

       Среди технологических процессов можно выделить группу пожаро- и взрывоопасных, которые при определённых условиях, возникающих вследствие нарушения требований регламента, выходят в аварийные режимы с последующими взрывами и пожарами. Такие технологические процессы являются пожаро- и взрывоопасными и могут протекать в двух различных режимах:

 

- I – нормальном функционировании;

- II – предаварийном состоянии.

 

       В режиме нормального функционирования технологического процесса различают три состояния:

- нормальное протекание процесса, когда все определяющие параметры соответствуют заданным (рис. 7.1; Iб);

- отклонение определяющих параметров в сторону уменьшения опасности (рис. 7.1; Iа;);

- отклонение определяющих параметров в сторону увеличения опасности (рис. 7.1; Iв).

       Все отклонения в режиме I находятся в заданных пределах,

обусловленных необходимой точностью поддержания определяющих параметров. При нарушении технологического режима процесс переходит в предаварийное состояние (II), характеризующееся значительными отклонениями параметров от заданных пределов в сторону увеличения опасности.

       В предаварийном состоянии, характерном для процессов, можно выделить две фазы: в первой фазе -  возможен возврат процесса к

нормальному режиму, во второй - развитие аварийной ситуации становится необратимым

       Для обеспечения управления технологическими процессами в предаварийном режиме АСУТП должны включать, кроме систем автоматического контроля (АСК), регулирования (АСР), систем сигнализации (АСС), системы автоматической защиты (АСЗ)

 

       В предаварийном режиме, который наступает, когда АСР не может справиться с возвратом процесса к нормальному режиму или вследствие отказа АСР, процесс управляется АСЗ. Она должна обеспечить безаварийное ведение процесса либо путём его возврата в нормальный режим 1, либо путём его остановки 2. Если входные параметры АСР выбираются исходя из условий оптимизации производства, то входные параметры АСЗ (параметры защиты) должны характеризовать нахождение объекта в предаварийном режиме.

И ПОДАВЛЕНИЯ ВЗРЫВОВ

Вопрос Основные понятия (Статья 2 Фз 123).

  пожарная сигнализация - совокупность технических средств, предназначенных для обнаружения пожара, обработки, передачи в заданном виде извещения о пожаре, специальной информации и (или) выдачи команд на включение автоматических установок пожаротушения и включение исполнительных установок систем противодымной защиты, технологического и инженерного оборудования, а также других устройств противопожарной защиты;

  система пожарной сигнализации - совокупность установок пожарной сигнализации, смонтированных на одном объекте и контролируемых с общего пожарного поста;

пожарный извещатель - техническое средство, предназначенное для формирования сигнала о пожаре;

пожарный оповещатель - техническое средство, предназначенное для оповещения людей о пожаре;

прибор приемно-контрольный пожарный - техническое средство, предназначенное для приема сигналов от пожарных извещателей, осуществления контроля целостности шлейфа пожарной сигнализации, световой индикации и звуковой сигнализации событий, формирования стартового импульса запуска прибора управления пожарного;

  прибор управления пожарный - техническое средство, предназначенное для передачи сигналов управления автоматическим установкам пожаротушения, и (или) включения исполнительных установок систем противодымной защиты, и (или) оповещения людей о пожаре, а также для передачи сигналов управления другим устройствам противопожарной защиты;

система передачи извещений о пожаре - совокупность совместно действующих технических средств, предназначенных для передачи по каналам связи и приема в пункте централизованного наблюдения извещений о пожаре на охраняемом объекте, служебных и контрольно-диагностических извещений, а также (при наличии обратного канала) для передачи и приема команд телеуправления;

  технические средства оповещения и управления эвакуацией - совокупность технических средств (приборов управления оповещателями, пожарных оповещателей), предназначенных для оповещения людей о пожаре;

установки пожарной сигнализации - с овокупность технических средств для обнаружения пожара, обработки, представления в заданном виде извещения о пожаре, специальной информации и/или выдачи команд на включение автоматических установок пожаротушения и технические устройства (Нормы и правила проектирования"-01*).

 

Основные понятия (Ст.  3 СП 5).

На ср.

 

Вопрос 2 Классификация систем АПС и СОУЭ. Основные термины определения.

 

Системы пожарной сигнализации - предназначены для обнаружения в начальной стадии пожара, передачи тревожных извещений о месте и времени его возникновения и при необходимости введения в действие автоматических систем пожаротушения и дымоудаления согласно ГОСТ 12.4.009 [31] и ГОСТ 26342 [22].

       Они могут быть:

       - пожарные (реагирующие на первоначальные признаки пожара (дым, тепло, пламя);

       -охранно-пожарные, совмещающие охранные и пожарные функции (срабатывают на вскрытие дверей, окон и т.п.).

       Установки пожарной сигнализации бывают на базе:

       - ручных пожарных извещателей (ПИ);

       - автоматических (дымовых, тепловых, комбинированных и др.) ПИ;

       - автоматических и ручных ПИ.

Система оповещения и управления эвакуацией людей (СОУЭ) - Комплекс организационных мероприятий и технических средств, предназначенный для своевременного сообщения людям инфор­мации о возникновении пожара, необходимости эвакуироваться, путях и очередности эвакуации.

 

Согласно СП 3.13130-2009, СОУЭ разделяется по типам, всего типов – пять. Типы СОУЭ разделяются по способам оповещения и представляют собой следующее:

тип системы оповещения СОУЭ 1 – обязательно – звуковой (сирена, тонированный сигнал), допускается– установка световых мигающих оповещателей и световых оповещателей «Выход»;

тип системы оповещения СОУЭ 2 – обязательно – звуковой (сирена, тонированный сигнал), установка световых оповещателей «Выход», допускается – установка световых мигающих оповещателей и эвакуационных знаков пожарной безопасности, указывающие направление движения;

тип системы оповещения СОУЭ 3 – обязательно – речевое оповещение (передача специальных текстов), установка световых оповещателей «Выход», допускается – звуковые сирены, световые мигающие оповещатели, установка эвакуационных знаков пожарной безопасности, указывающие направление движения, разделение здания на зоны пожарного оповещения, обратная связь зон пожарного оповещения с помещением пожарного поста-диспетчерской;

тип системы оповещения СОУЭ 4 – обязательно – речевое оповещение (передача специальных текстов), установка световых оповещателей «Выход», эвакуационные знаки пожарной безопасности, указывающие направление движения, разделение здания на зоны пожарного оповещения, обратная связь зон пожарного оповещения с помещением пожарного поста-диспетчерской. Допускается – звуковые сирены, световые мигающие оповещатели, световые оповещатели, указывающие направление движения людей, с изменяющимся смысловым значением, возможность реализации нескольких вариантов эвакуации из каждой зоны пожарного оповещения;

тип системы оповещения СОУЭ 5 – обязательно – речевое оповещение (передача специальных текстов), установка световых оповещателей «Выход», световые оповещатели, указывающие направление движения людей, с изменяющимся смысловым значением, разделение здания на зоны пожарного оповещения, обратная связь зон пожарного оповещения с помещением пожарного поста-диспетчерской, возможность реализации нескольких вариантов эвакуации из каждой зоны пожарного оповещения, координированное управление из одного пожарного поста-диспетчерской всеми системами здания, связанными с обеспечением безопасности людей при пожаре. Допускается – звуковые сирены, световые мигающие оповещатели.

 

Выбор типа оповещения СОУЭ. Для этого следует руководствоваться СП3.13130-2009, разделом 7, таблицей 2.

 

 

Вопрос 2. Требования к системам автоматического пожаротушения и системам пожарной сигнализации (ст 83 ФЗ 123).

       1. Автоматические установки пожарной сигнализации должны монтироваться в зданиях, в соответствии с проектной документацией и должны:

- обеспечивать автоматическое обнаружение пожара, подачу управляющих сигналов на технические средства оповещения людей о пожаре и управления эвакуацией людей, приборы управления установками пожаротушения, технические средства управления системой противодымной защиты, инженерным и технологическим оборудованием.

- обеспечивать информирование дежурного персонала об обнаружении неисправности линий связи и технических средств оповещения людей о пожаре и управления эвакуацией людей, управления системами противопожарной защиты, приборами управления установками пожаротушения.

- обеспечивать подачу светового и звукового сигналов о возникновении пожара на приемно-контрольное устройство в помещении дежурного персонала или на специальные выносные устройства оповещения.

       2. Пожарные приемно-контрольные приборы, должны устанавливаться в помещениях с круглосуточным пребыванием дежурного персонала. Допускается установка этих приборов в помещениях без персонала, ведущего круглосуточное дежурство, при обеспечении раздельной передачи извещений о пожаре и о неисправности в помещение с персоналом, ведущим круглосуточное дежурство, и обеспечении контроля каналов передачи извещений.

       3. Ручные пожарные извещатели должны устанавливаться на путях эвакуации в местах, доступных для их включения при возникновении пожара.

 

Вопрос Требования пожарной безопасности к системам оповещения людей о пожаре и управления эвакуацией людей в зданиях, сооружениях и строениях (Статья 84).

1. Оповещение людей о пожаре, управление эвакуацией людей и обеспечение их безопасной эвакуации при пожаре в зданиях, сооружениях и строениях должны осуществляться одним из следующих способов или комбинацией следующих способов:

1) подача световых, звуковых и (или) речевых сигналов во все помещения с постоянным или временным пребыванием людей;

2) трансляция специально разработанных текстов о необходимости эвакуации, путях эвакуации, направлении движения и других действиях, обеспечивающих безопасность людей и предотвращение паники при пожаре;

3) размещение и обеспечение освещения знаков пожарной безопасности на путях эвакуации в течение нормативного времени;

4) включение эвакуационного (аварийного) освещения;

5) дистанционное открывание запоров дверей эвакуационных выходов;

6) обеспечение связью пожарного поста (диспетчерской) с зонами оповещения людей о пожаре;

7) иные способы, обеспечивающие эвакуацию.

2. Информация, передаваемая системами оповещения людей о пожаре и управления эвакуацией людей, должна соответствовать информации, содержащейся в разработанных и размещенных на каждом этаже зданий, сооружений и строений планах эвакуации людей.

3. Пожарные оповещатели, устанавливаемые на объекте, должны обеспечивать однозначное информирование людей о пожаре в течение времени эвакуации, а также выдачу дополнительной информации, отсутствие которой может привести к снижению уровня безопасности людей.

4. В любой точке защищаемого объекта, где требуется оповещение людей о пожаре, уровень громкости, формируемый звуковыми и речевыми оповещателями, должен быть выше допустимого уровня шума. Речевые оповещатели должны быть расположены таким образом, чтобы в любой точке защищаемого объекта, где требуется оповещение людей о пожаре, обеспечивалась разборчивость передаваемой речевой информации. Световые оповещатели должны обеспечивать контрастное восприятие информации в диапазоне, характерном для защищаемого объекта.

5. При разделении здания, сооружения или строения на зоны оповещения людей о пожаре должна быть разработана специальная очередность оповещения о пожаре людей, находящихся в различных помещениях здания, сооружения или строения.

6. Размеры зон оповещения, специальная очередность оповещения людей о пожаре и время начала оповещения людей о пожаре в отдельных зонах должны быть определены исходя из условия обеспечения безопасной эвакуации людей при пожаре.

7. Системы оповещения людей о пожаре и управления эвакуацией людей должны функционировать в течение времени, необходимого для завершения эвакуации людей из здания, сооружения, строения.

8. Технические средства, используемые для оповещения людей о пожаре и управления эвакуацией людей из здания, сооружения, строения при пожаре, должны быть разработаны с учетом состояния здоровья и возраста эвакуируемых людей.

9. Звуковые сигналы оповещения людей о пожаре должны отличаться по тональности от звуковых сигналов другого назначения.

10. Звуковые и речевые устройства оповещения людей о пожаре не должны иметь разъемных устройств, возможности регулировки уровня громкости и должны быть подключены к электрической сети, а также к другим средствам связи. Коммуникации систем оповещения людей о пожаре и управления эвакуацией людей допускается совмещать с радиотрансляционной сетью здания, сооружения и строения.

11. Системы оповещения людей о пожаре и управления эвакуацией людей должны быть оборудованы источниками бесперебойного электропитания.

Вопрос Требования к автоматическим установкам пожарной сигнализации (Ст. 103).

1. Технические средства автоматических установок пожарной сигнализации должны обеспечивать электрическую и информационную совместимость друг с другом, а также с другими взаимодействующими с ними техническими средствами.

2. Линии связи между техническими средствами автоматических установок пожарной сигнализации должны быть выполнены с учетом обеспечения их функционирования при пожаре в течение времени, необходимого для обнаружения пожара, выдачи сигналов об эвакуации, в течение времени, необходимого для эвакуации людей, а также времени, необходимого для управления другими техническими средствами.

3. Приборы управления пожарным оборудованием автоматических установок пожарной сигнализации должны обеспечивать принцип управления в соответствии с типом управляемого оборудования и требованиями конкретного объекта.

4. Технические средства автоматических установок пожарной сигнализации должны быть обеспечены бесперебойным электропитанием на время выполнения ими своих функций.

5. Технические средства автоматических установок пожарной сигнализации должны быть устойчивы к воздействию электромагнитных помех с предельно допустимыми значениями уровня, характерного для защищаемого объекта, при этом данные технические средства не должны оказывать отрицательное воздействие электромагнитными помехами на иные технические средства, применяемые на объекте защиты.

6. Технические средства автоматических установок пожарной сигнализации должны обеспечивать электробезопасность.

 

 

Вопрос 3

Классификация пожарных извещателей. Основные показатели и структура пожарных извещателей. Основные термины определения.

1. По способу приведения в действие ПИ подразделяют:

 на автоматические и ручные.

Ручной пожарный извещатель – устройство, предназначенное для ручного включения сигнала пожарной тревоги в системах пожарной сигнализации и пожаротушения (по НПБ 70-98).

Автоматический пожарный извещатель – пожарный извещатель, реагирующий на факторы, сопутствующие пожару (по ГОСТ 12.2.047).

 

2. По виду контролируемого признака пожара автоматические ПИ подразделяют на следующие типы:

а) тепловые;

Тепловой пожарный извещатель – пожарный извещатель, реагирующий на определенное значение температуры и (или) скорости ее нарастания (по НПБ 85-2000).

б) дымовые;

Дымовой пожарный извещатель – пожарный извещатель, реагирующий на частицы твердых или жидких продуктов горения и (или) пиролиза в атмосфере (по НПБ 65-97).

 

в) пламени;

Пожарный извещатель пламени – прибор, реагирующий на электромагнитное излучение пламени или тлеющего очага (по НПБ 72-98).

г) газовые;

Газовый пожарный извещатель – пожарный извещатель, реагирующий на газы, выделяющиеся при тлении или горении материалов (по НПБ 71-98).

д) комбинированные.

Комбинированный пожарный извещатель – пожарный извещатель, реагирующий на два или более фактора пожара.

 

3. По характеру реакции на контролируемый признак пожара автоматические ПИ подразделяют на:

а) максимальные;

Максимальный тепловой пожарный извещатель – пожарный извещатель, формирующий извещение о пожаре при превышении температурой окружающей среды установленного порогового значения – температуры срабатывания извещателя (по НПБ 85-2000).

б) дифференциальные;

Дифференциальный тепловой пожарный извещатель – пожарный извещатель, формирующий извещение о пожаре при превышении скоростью нарастания температуры окружающей среды установленного порогового значения (по НПБ 85-2000).

в) максимально-дифференциальные.

Максимально-дифференциальный тепловой пожарный извещатель – пожарный извещатель, совмещающий функции максимального и дифференциального тепловых пожарных извещателей (по НПБ 85-2000).

4. По конфигурации измерительной зоны тепловые ПИ подразделяют на:

а) точечные;

Точечный пожарный извещатель (дымовой, тепловой) – пожарный извещатель, реагирующий на факторы пожара в компактной зоне.

б) многоточечные;

в) линейные.

Линейный пожарный извещатель (дымовой, тепловой) – пожарный извещатель, реагирующий на факторы пожара в протяженной, линейной зоне.

5. По потреблению тока ПИ подразделяют на:

Ø Пассивные (не потребляющие ток) т.е.: – работа не зависит от приложенного напряжения и значения протекающего тока.

I*R=0

нормально-замкнутые                 нормально-разомкнутые

Ø активные (токопотребляющие), работа зависит от приложенного напряжения и значения протекающего тока(часто имеется светодиод).

6. По способу электропитания ПИ подразделяют на:

а) питаемые по шлейфу;

б) питаемые по отдельному проводу;

в) автономные.

Автономный пожарный извещатель – пожарный извещатель, реагирующий на определенный уровень концентрации аэрозольных продуктов горения (пиролиза) веществ и материалов и, возможно, других факторов пожара, в корпусе которого конструктивно объединены автономный источник питания и все компоненты, необходимые для обнаружения пожара и непосредственного оповещения о нем (по НПБ 66-97).

7. По возможности установки адреса в ПИ их подразделяют на:

а) адресные;

Адресный пожарный извещатель – пожарный извещатель, который передает на адресный приемно-контрольный прибор код своего адреса вместе с извещением о пожаре (по НПБ 58-97).

б) неадресные.

 

Вопрос 4.

Вопрос 5

 

6. Классификация, основные функции и показатели пожарных приемно-контрольных приборов (ПКП). Основные термины определения.

7. Классификация, основные функции и показатели пожарных приборов управления (ППУ). Основные термины определения.

8. Нормативные документы, регламентирующие применение, проектирование и приемку в эксплуатацию систем пожарной сигнализации.

9. Методика проведения обследования установки пожарной сигнализации.

10. Общая классификация автоматических установок пожаротушения. Основные понятия и определения.

 

 

Кафедра «Техносферная безопасность»