Достоинства и недостатки пороговых систем пожарной сигнализации

Основным отличием пороговой системы является то, что каждый датчик в ней имеет определенный уровень контролируемого параметра (порог), после превышения которого он сразу же срабатывает. Например, если монтаж пожарной сигнализации
предполагает установку дымовых датчиков, то они сработают только после того, как будет достигнут определенный уровень задымленности помещения.

Второй особенностью пороговых систем является их радиальная топология. Это означает, что все пожарные шлейфы (электрические цепи с пожарными датчиками) отходят от главной панели в разные стороны, подобно лучам или радиусам. Каждый такой радиус имеет два-три десятка пожарных извещателей, и когда один из них срабатывает, поступающий тревожный сигнал указывает только номер шлейфа. Поэтому для уточнения места возгорания необходимо осмотреть все комнаты и помещения, через которые проходит этот шлейф.

К преимуществам пороговой системы радиального типа относится ее малая стоимость
. В то же время она имеет два существенных недостатка: не позволяет вести мониторинг работоспособности каждого датчика, и не дает точной информации о месте пожара. Поэтому монтаж пожарной сигнализации
радиального типа с пороговыми извещателями целесообразен тогда, когда охраняемая территория невелика – например, две-три комнаты или складских помещения.

Кроме того, радиальная система обязательно требует минимум двух датчиков в одном помещении и высокую вероятность ложного срабатывания.  А так как своевременность локализации пожара зависит от оперативности проверки всех помещений шлейфа, то позднее обнаружение пожара в этом случае – не редкость.

Пороговые системы пожарной сигнализации модульного типа

В отличие от радиальных систем, приемно-контрольный прибор модульной системы представляет собой не моноблок, а их набор, объединенных специальной линией связи. Все блоки модульной системы располагаются в доступной близости от мест расположения пожарных датчиков. Они рассчитаны на подключение более, чем сто сигнальных шлейфов, и могут быть расширены дополнительно путем установки новых блоков.

Модульная пороговая сигнализация позволяет формировать и однопороговые, и двухпороговые шлейфы, что значительно снижает вероятность ложных сигналов. Так, двухпороговый шлейф подает команду «Внимание», если срабатывает один датчик. Если срабатывает больше датчиков, то формируется тревожный сигнал «Пожар».

Достоинствами модульной системы является ее небольшая цена
, экономность (близость блоков к извещателям позволяет тратить меньше кабеля), возможность создавать большое количество шлейфов.

Недостатки практически те же, что и у радиальных систем:

• нельзя проверить, правильно сработал извещатель или это ложная тревога;

• площадь защиты ограничена;

• каждое помещение требует двух извещателей как минимум;

• часты ложные срабатывания;

• большая зависимость от человеческого фактора.

В том случае, когда предстоит монтаж пожарной сигнализации
на очень большой территории, рекомендуется выбирать адресно-аналоговые типы систем.

1. Статьи
2. Как выбрать ОПС
3. Пороговые шлейфы сигнализации: от клемм – к матрицам.

23 Сентябрь 2014

Часть 1. Общие сведения о пороговых шлейфах сигнализации

В.Н. Коренев,
к.т.н., руководитель направления разработок и внедрения ООО «Системы Безопасности», г. Новосибирск

Пороговые шлейфы сигнализации, несмотря на свою низкую информативность и восприимчивость к помехам, продолжают применяться в различных системах тревожной сигнализации. Это обусловлено тем, что на рынке изделий тревожной сигнализации остается еще много неадресных извещателей и датчиков, которые имеют на своем выходе два стабильных состояния, соответствующие нормальному и тревожному. Они успешно конкурируют с адресными изделиями в силу их дешевизны и  совместимости с различными приемно-контрольными приборами.

Несмотря на простоту схемотехники, пороговые шлейфы сигнализации можно сделать значительно информативнее, чем это реализовано в существующей аппаратуре. Это становится возможным с применением современной микропроцессорной техники, у которой возрастает разрядность АЦП, производительность обработки данных, объемы встроенной памяти и в тоже время уменьшается цена.

Однако повышение информативности связано с ростом контролируемых событий и сложностью алгоритмов перехода из одного состояния в другое. Описывать эти процессы становится все сложнее. Поэтому, при разработке таких изделий и их описании для пользователей, удобно использовать физические и программные модели шлейфа сигнализации.

Каждый пороговый шлейф сигнализации (ШС) прибора можно описать моделями с двух точек зрения:

С физической точки зрения
– это электрическая цепь, соединяющая прибор с извещателями (датчиками) посредством проводных соединений (Рис.1). Каждый ШС имеет различные схемотехнические варианты [1], выбираемые разработчиком. В схеме включения изображаются контакты извещателя, резисторы и другие компоненты, обеспечиващие работу ШС.

Любой извещатель можно представить в виде электрического контакта, который при срабатывании скачком меняет свое сопротивление: становится либо замкнутом (сопротивление контакта равно нулю), либо разомкнутом  (сопротивление контакта равно бесконечности).

Контакты извещателя подключается проводными соединительным линиями к клеммам приемно-контрольного прибора.

В приемно-контрольном приборе клеммы связаны с «Измерителем сопротивления», который измеряет электрическое  сопротивление всей цепи ШС, а «Решающее устройство» по величине ее сопротивления принимает решение о том, сработал извещатель или нет.

Рис.1. Модель порогового шлейфа сигнализации

ШС подключается к измерителю сопротивления через клеммы, расположенные на плате прибора приемно-контрольного (ППК). Измеритель измеряет электрическое  сопротивление всей цепи ШС , а решающее устройство по величине ее сопротивления принимает решение о том, сработал извещатель или нет.

С информационной точки зрения
— это программный объект, состоящий из фиксированного набора событий. Событие в ШС  может происходить в результате изменения сопротивления ШС, либо приходить извне, в виде управляющих команд. Набор событий определяется тактиками ШС
. Каждая тактика ШС включает в себя:

1. Тип шлейфа сигнализации (пожарный, охранный, аварийный и управления) и название;
2. Электрическую схему включения;
3. Шкалу диапазонов сопротивлений ШС, разделенную  порогами;
4. Привязки состояний к диапазонам сопротивлений ШС;
5. Список событий ШС;
6. Матрицу событий.

В качестве примера применения терминов, рассмотрим тактику пожарного шлейфа сигнализации «Однопороговая». В такой тактике предусматривается выдача сигнала «Пожар» при срабатывании любого одного или нескольких извещателей:

1. Тип шлейфа сигнализации –
   пожарный, однопороговый.
2. Электрическая схема включения — 
   может быть выполнена в нескольких вариантах (рис.1.1.):

1. с нормально-замкнутыми контактами извещателей (К1, К2). В этом случае контакты соединяются в линию шлейфа последовательно, а контрольные резисторы подключается параллельно контактам извещателей;
2. с нормально-разомкнутыми контактами извещателе (К3, К4). В этом случае контакты извещателей соединяются параллельно линии шлейфа, а контрольные резисторы подключается последовательно контактам;

Рис.2. Электрические схемы включения контактов  пожарных извещателей.

3) Шкала диапазонов сопротивлений,
разделенная разработчиком порогами сопротивлений на 8 диапазонов: Д1 … Д8 (Рис.3).

Рис.3. Шкала диапазонов сопротивлений ШС

При замыкании и размыкании контактов извещателей в различных комбинациях, сопротивление шлейфа попадает в тот или иной диапазон.

1. Привязки состояний к диапазонам сопротивлений ШС

Под состояниями шлейфа понимаются физические или логические свойства, характеризующие шлейф при изменении его сопротивления.

В «Однопороговом» ШПС разработчиком назначены следующие состояния:

• Норма;
• Пожар;
• КЗ;
• Обрыв.

Эти состояния привязываются к диапазонам:

1. Список Событий ШС

Под событием понимается переход от одного состояния к другому. При этом учитываются как состояния самого шлейфа, так и другие состояния прибора, имеющие отношения к шлейфу.

В «Однопороговом» ШПС разработчиком назначены следующие события:

• Сброс
  — событие в приборе в момент его перезагрузки (включении питания);
• НеГотов
  —  событие означающее, что после перезагрузки сопротивление шлейфа не находится в диапазоне «Норма»;
• НаДежурстве
  –  сопротивление шлейфа перешло в диапазон «Норма» [Д5]
  ;
• Пожар
  – сопротивление шлейфа в любом из  диапазонов «Пожар» [Д2] [Д3] [Д4] [Д6] [Д7]
  ;
• Замыкание
  —  сопротивление шлейфа находится в диапазоне «КЗ» [Д1]
  ;
• Обрыв
  —  сопротивление шлейфа находится в диапазоне «Обрыв» [Д8]
  ;

1. Матрица Событий

Матрица событий определяет последовательность наступления событий при изменении состояний. При помощи матрицы удобно представлять алгоритмы работы шлейфа. Матрица представляет собой таблицу,  в которой имеются следующие элементы:

Рис.4. Внешний вид матрицы событий.

Принцип применения матрицы для описания алгоритма работы шлейфа представлен на рис.5. В качестве примера, в крайне левом столбце, выберем текущим статус «НаДежурстве». Выделим зеленым фоном строку с событиями в поле событий, которые возможны при нахождении в этом статусе. Далее рассмотрим, какое событие произойдет при появлении нового состояния шлейфа «Пожар»:

Рис.5. Пример работы матрицы при наступлении состояния «Пожар»

В результате работы матрицы шлейф перешел в новый текущий статус «Пожар». Анализ влияния новых состояний шлейфа в статусе «Пожар» показывает, что никакое другое физическое изменение сопротивления шлейфа не изменит этого статуса. Для того чтобы вывести шлейф из статуса «Пожар» его необходимо перевести в новое  состояние «Сброс». Такое состояние может прийти в шлейф извне: например, при нажатии кнопки сброса.

Таким образом, матричное представление существенно облегчает описание сложных алгоритмов работы пороговых шлейфов сигнализации и может быть использовано, как при их разработке, так и  при описании работы изделия в руководстве пользователя [3]. Очевидно, что матричное представление удобно и при описании алгоритмов других узлов изделий тревожной сигнализации.

Литература:

1. Пинаев А., Никольский М. Оценка качества и надежности неадресных приборов пожарной сигнализации //Журнал «Алгоритм безопасности», № 6, 2007.
2. Неплохов И.Г. Анализ параметров шлейфа двухпорогового ППКП// Алгоритмы безопасности №5, 2010г.
3. Прибор контроля опасных ситуаций и оповещения «Хранитель-IT»//

Источник: Daily (.sec ru)

Почему три пожарных датчика в помещении?

Речь идет об аналоговых пожарных датчиках (извещателях). Обратимся к пункту 14.1. СП 5.13130.2009. В данном пункте прописано «…Формирование сигналов на управление в автоматическом режиме установками пожаротушения, или дымоудаления, или оповещения, или инженерным оборудованием должно осуществляться при срабатывании не менее 2 пожарных извещателей, включенных по логической схеме «И». Расстановка извещателей в этом случае должна производиться на расстоянии не более половины нормативного, определяемого по таблицам 13.3 – 13.6 соответственно».

Так как почти все объекты должны быть защищены системой оповещения СОУЭ (согласно СП 3.13130.2009), то практически на всех объектах запуск системы оповещения (СОУЭ) и других инженерных систем должен осуществляться с двух извещателей. Причем должен «сработать» первый и второй извещатель в шлейфе сигнализации. Ещё раз подчеркну, речь идет об аналоговых, а не адресных извещателях.

Теперь обратимся к пункту 14.3. СП 5.13130.2009 «Для формирования команды управления по 14.1 в защищаемом помещении или защищаемой зоне должно быть не менее:

1. Трех пожарных извещателей при включении их в шлейфы двухпороговых приборов или в три независимых радиальных шлейфа однопороговых приборов;

2. Четырех пожарных извещателей при включении их в два шлейфа однопороговых приборов по два извещателя в каждый шлейф;

3. Двух пожарных извещателей, удовлетворяющих требованию п.13.3.3 (а,б,в), включенных по логической схеме «И» при условии своевременной замены неисправного извещателя;

4. Двух пожарных извещателей, включенных по логической схеме «ИЛИ», если извещателями обеспечивается повышенная достоверность сигнала о пожаре;

Однопороговый прибор – это прибор, который выдает сигнал «Пожар» при срабатывании одного пожарного извещателя в шлейфе. Двухпороговый прибор – это прибор, который при сработке одного извещателя в шлейфе выдает сигнал «Внимание!», не запуская систему оповещения по всему объекту, а при сработке второго извещателя в этом же шлейфе выдает сигнал «Пожар» и автоматически запускает систему оповещения и др. системы.

Теперь разберем подробно каждый пункт.

1. Если система АУПС запрограммирована таким образом, что прибор выдает сигнал «Пожар» с одного датчика, то необходимо в каждое помещение проложить три шлейфа по одному датчику в каждом шлейфе или в каждое помещение проложить один шлейф сигнализации, установив по три извещателя в каждое защищаемое помещение. Выдача сигнала «Пожар» в этом случае осуществляется с двух сработавших извещателей в одном шлейфе.
2. Допускается прокладывать два шлейфа в каждое помещение. В таком случае допускается установка двух извещателей в каждый шлейф и «сработка» на «Пожар» допускается с одного датчика;
3. Требования п.13.3.3 (а,б,в):

«В защищаемом помещении или выделенных частях помещения допускается устанавливать один автоматический пожарный извещатель, если одновременно выполняются условия:

а) площадь помещения не больше площади, защищаемой пожарным извещателем, указанной в технической документации на него, и не больше средней площади, указанной в таблицах 13.3 — 13.6;

б) обеспечивается автоматический контроль работоспособности пожарного извещателя в условиях воздействия факторов внешней среды, подтверждающий выполнение им своих функций, и формируется извещение об исправности (неисправности) на приемно-контрольном приборе;

в) обеспечивается идентификация неисправного извещателя с помощью световой индикации и возможность его замены дежурным персоналом за установленное время, определяемое в соответствии с приложением О»;

Приложение О

«Определение установленного времени обнаружения неисправности и ее устранения

О.1 Установленное время обнаружения неисправности и ее устранения не должно превышать 70% максимального разрешенного времени приостановления технологического процесса на регламентные работы.

О.2 Установленное время обнаружения неисправности и ее устранения в случае отсутствия ограничений не должно превышать 70 % времени вынужденного простоя, согласованного с заказчиком, определяемого исходя из допустимых материальных потерь из-за остановки производства.

О.3 Установленное время обнаружения неисправности и ее устранения в случае, когда функции системы можно передать персоналу, не должно превышать 70 % времени, определяемого исходя из согласованных с заказчиком затрат на содержание выделенного персонала на время выполнения им функций контроля.»

Этим требованиям соответствуют адресные извещатели. Кроме того в Приказе МЧС №274 об утверждении изменения №1 к своду правил СП 5.13130.2009 сказано следующее:

п.14.2. Изменение №1 к СП 5.13130.2009 «Формирование сигналов управления системами оповещения 1, 2, 3, 4-го типа, оборудованием противодымной защиты, общеобменной вентиляции и кондиционирования, инженерным оборудованием, участвующим в обеспечении пожарной безопасности объекта, а также формирование команд на отключение электропитания потребителей, сблокированных с системами пожарной автоматики, допускается осуществлять при срабатывании одного пожарного извещателя, удовлетворяющего рекомендациям, изложенным в приложении Р. В этом случае в помещении (части помещения) устанавливается не менее двух извещателей, включенных по логической схеме «ИЛИ». Расстановка извещателей осуществляется на расстоянии не более нормативного.

При применении извещателей, дополнительно удовлетворяющих требованиям п.13.3.3 а), б), в), в помещении (части помещения) допускается установка одного пожарного извещателя.»;

Мы рекомендуем использовать адресные извещатели производства ЗАО НВП «Болид». У данного производителя есть официальное письмо от ФГУ ВНИИПО МЧС России о соответствии адресных извещателей «ДИП-34ПА» и «С2000-ИП ПА» п.13.3.3 (а,б,в) и официальное письмо от ФГУ ВНИИПО МЧС России о соответствии адресных извещателей «ДИП-34А-01-01» и «С2000-ИП» п.13.3.3 (а,б,в).

1. Самый запутанный пункт, на мой взгляд. «Двух пожарных извещателей, включенных по логической схеме «ИЛИ», если извещателями обеспечивается повышенная достоверность сигнала о пожаре». Критерий повышенная достоверность сигнала о пожаре прописан в приложении Р и выглядит следующим образом:

Приложение Р

«Методы повышения достоверности сигнала о пожаре

Р.1 Применение оборудования, производящего анализ физических характеристик факторов пожара и (или) динамики их изменения и выдающего информацию о своем техническом состоянии (например, запыленности).

Р.2 Применение оборудования и режимов его работы, исключающих воздействие на извещатель или шлейфы кратковременных факторов, не связанных с пожаром.»

Таким образом, разрешается устанавливать два извещателя пожарных с повышенным уровнем достоверности сигнала о пожаре включенных по схеме «ИЛИ», то есть или один сработал или второй на «Пожар». Но в таком случае «сработка» на «Пожар» осуществляется с одного датчика, а значит датчики должны удовлетворять п.13.3.3, то есть быть адресными. Или же, чтобы не нарушать пункт 14.1. извещатели должны подключаться по схеме «И» (и первый и второй сработал).

Таким образом, что получается на практике: многие ссылаясь на 4. устанавливают по два датчика в помещение, ссылаясь на то, что они (извещатели) повышенной достоверности сигнала о пожаре. Идем дальше, в процессе эксплуатации один датчик выходит из строя. Техник выезжает на объект, чистит датчик и если извещатель не приходит в норму меняет его на исправный. Если по каким то причинам он сразу заменить на исправный не может, он исключает из шлейфа датчик, чтобы остальной шлейф находился в работоспособном состоянии. При возникновении пожара в данном помещении сработает только один датчик и уйдет сигнал «Внимание» на прибор. Сигнал «Пожар» уйдет на прибор только тогда когда сработает второй датчик в этом шлейфе в другом помещении.

Мы устанавливаем в каждое помещение по три аналоговых датчика согласно 1. с двойной сработкой на «Пожар», в результате выхода из строя одного из них и временного отключения его техником при техническом осмотре защищаемое помещение все равно остается под надежной защитой и минимизируется риск ложного срабатывания системы АУПС.