Выбор класса проектируемой судовой системы пожарной сигнализации

В настоящее время со стороны заказчика к судовым СПС предъявляются следующие требования:

• — возгорание должно быть обнаружено как можно раньше;
• — место возгорания должно быть определено как можно более точно;
• — возгорание должно быть определено надежно (ложные срабатывания должны быть исключены);
• — информация о факте возгорания и его месте должна быть представлена в простом виде, удобном и понятным пользователю средней квалификации;
• — система должна быть рациональной с точки зрения как трудовых, так и материальных затрат, требуемых для ее установки.

Наиболее полно отвечает вышеприведенным требованиям адресные аналоговые системы контроля пожарной обстановки.

Характеристика прототипов проектируемой судовой системы пожарной сигнализации

Рассмотренные в п. 1.2.1 концепция СКПО были учтены специалистами ООО «НПП „Меридиан“» при проектировании системы «Фотон-А».

Система позволяет:

• — контролировать динамику изменения пожароопасной обстановки в помещениях судна с последующей выдачей текущих значений контролируемых параметров, информации о факте и месте возникновения пожароопасной ситуации и пожаре с точностью до отдельного датчика или пожарного извещателя, информации о техническом состоянии СКПО;
• — сопрягаться с системой верхнего уровня, расширять при необходимости возможности системы в части отображения результатов контроля в графической и числовой формах, тестировать оборудование и выводить информацию о его работоспособности, накапливать результаты, программировать параметры системы.

Структурная схема СКПО «Фотон-А» показана на рисунке 1.4. СКПО «Фотон-А» реализована в виде трехуровневой распределенной микропроцессорной системы. Уровни системы составляют следующие основные группы элементов (снизу вверх): датчики, пожарные извещатели и другие адресуемые устройства; групповые приборы (ГП); центральный блок (ЦБ), выносные пульты управления. Групповые приборы представляют собой контроллеры, в состав каждого из которых входит микропроцессор и устройства согласования микропроцессора с линией.

В комплект системы «Фотон-А» входят датчики температуры; датчики оптической плотности; датчики теплового излучения; датчики избыточного давления; ручные пожарные извещатели.

Адресуемые устройства связываются между собой и с ГП кольцевым шлейфом.

СКПО «Фотон-А» позволяет подключать до 1860 адресуемых устройств. Адресуемые устройства включаются в кольцевые шлейфы ГП системы. Каждый шлейф обслуживается отдельным ГП. Каждое адресуемое устройство снабжено отсекателем короткозамкнутых участков шлейфа. Входящий в состав СКПО центральный блок является верхним уровнем системы и обеспечивает централизованный сбор, хранение и обработку информации, поступающей через ГП от датчиков комплекта. В состав СКПО «Фотон-А» может входить до 31 ГП.

ЦБ реализует следующие функции:

• — ввод, хранение и передачу на ГП информации, характеризующей конфигурацию системы (типы приборов, значения рабочих уставок и т. п.) при помощи встроенной функциональной клавиатуры и алфавитно-цифрового индикатора либо при помощи подключаемой цифровой вычислительной машины (ЦВМ);
• — сбор результатов контроля с ГП, их анализ;
• — непрерывное отображение состояния объекта и самой системы на алфавитно-цифровом табло, передачу состояния на ЦВМ;
• — определение тревожных состояний и отказов оборудования и информирование о них персонала;
• — регистрацию происходящих в системе событий и действий персонала и хранение этого протокола в энергонезависимой памяти;
• — информационное взаимодействие с групповыми блоками, проверку сигналов, поступающих от ГП, их анализ и логическую обработку с целью исключения ложных срабатываний;
• — контроль состояния технических средств самой системы, в том числе обобщенный контроль исправности шлейфов ГП;
• — автоматическое представление оператору информации о месте возникновения пожара, пожароопасной обстановки и контроле пригодности технических средств с возможно более точным указанием места нарушения (наименование помещения и номер датчика) с использованием световых и звуковых сигнализаторов и алфавитно-цифровых табло и мнемосхем (в случае использования бортовых ЦВМ);
• — контроль (по заданию оператора) текущих значений параметров окружающей среды (температуры и оптической плотности) в местах установки датчиков;
• — хранение информации о содержании, времени и последовательности наступления последних событий, зарегистрированных системой, и представление ее по запросу оператора;
• — информационный обмен с системой верхнего уровня;
• — контроль вскрытия корпуса прибора;
• — контроль и индикацию состояния питающей сети и резервного источника питания, автоматическое переключение питания на резервное при отключении основного.

Рисунок 1.4 — Структурная схема системы контроля пожарной обстановки «Фотон-А»

При подключении к ЦБ цифровой вычислительной машины (вместо выносного индикатора) значительно расширяются возможности системы при отображении результатов контроля в графической и числовой формах, проведения тестов оборудования, вывода информации и накопления результатов.

ГП обеспечивает обслуживание одного кольцевого шлейфа, в том числе: адресный прием информации от датчиков и ручных извещателей, включенных в шлейф; обработку информации с целью контроля пожарной обстановки; выделение состояний «ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ», «ПОЖАР», «АВАРИЯ»; передачу результатов контроля в ЦБ. ГП составляют средний уровень СКПО «Фотон-А». Они выполнены в виде законченных необслуживаемых изделий, полностью реализующих процедуру контроля в подключенных шлейфах. Каждый ГП располагает световыми индикаторами состояния цепи питания, шлейфа, контроля исправности прибора. Количество обслуживаемых адресных устройств — до 60. Общее время опроса — не более 1 с.

ГП реализуют следующие функции: опрос датчиков, цифровую фильтрацию ответов; контроль состояния оборудования, включенного в шлейф, и самого шлейфа; накопление результатов контроля; прием от ЦБ информации о конфигурации адресуемых приборов, включенных в шлейф (типы приборов, значения порогов и т. п.); передачу результатов контроля и накопленной информации в ЦБ; питание датчиков, подключенных к шлейфу; контроль состояния источников питания (основного и резервного); управление собственными средствами звуковой и световой сигнализации; диагностирование исправности датчиков, извещателей и линий связи (обрыв, короткое замыкание).

Средства контроля и защиты ГП и размещенные в каждом адресуемом устройстве отсекатели короткозамкнутых участков обеспечивают безаварийную работу оборудования при возникновении в кольцевом шлейфе короткого замыкания. При этом обеспечивается локализация места нарушения. Сохраняется работоспособность остальных датчиков.

ГП обеспечивает также фильтрацию ложных сигналов; прием от ЦБ и хранение информации о конфигурации изделия для конкретного заказа; передачу в ЦБ информации о состоянии источников питания.

Выносное табло предназначено для информирования о состоянии комплекта в месте, отличном от места установки ЦБ. Табло дублирует информацию, отображаемую на индикаторе ЦБ, с использованием световых и звуковых сигнализаторов и алфавитно-цифровых индикаторов. В состав комплекта приборов СКПО «Фотон-А» входят датчики температуры с диапазоном измеряемых температур от 25 до 100 °C; датчики оптической плотности, контролирующие оптическую плотность воздушной среды на расстоянии 1 м, от 5 до50%; датчики теплового излучения; датчики избыточного давления; ручные пожарные извещатели. В состав любого адресного датчика и извещателя, предназначенного для использования в составе комплекта СКПО, входят: интерфейс шлейфа с цепью питания, управляющий микропроцессор, датчик контролируемого параметра и его интерфейс (измерительный тракт), отсекатель коротко замкнутых участков магистрали.

СКПО «Фотон-А» строится на основе технологии сети. Обмен информацией в системе осуществляется с помощью протокола Modbus RTU RS232. Повышение надежности и живучести изделия достигается путем оптимизации структуры и распределения функций между компонентами изделия. Функции распределены следующим образом. ЦБ опрашивает групповые приборы, принимает от них информацию о состоянии датчиков и зарегистрированных событиях, отображает или дублирует информацию на алфавитно-цифровом индикаторе, сохраняет и передает ее в ЦВМ для дальнейшей обработки. ГП принимает и обрабатывает информацию от датчиков в шлейфе, самостоятельно принимает решение о появлении пожара, передает в ЦБ информацию о состоянии системы, осуществляет аппаратно-программный контроль состояния шлейфа и адресуемых устройств и защиту от отказов системы при возникновении аварийных ситуаций, что повышает надежность и живучесть системы. Такая структура системы позволяет обеспечить работоспособность комплекта при отказе линий связи ГП с ЦБ, своевременное обнаружение неисправностей шлейфа.

Проведем анализ возможностей системы «Фотон-А».

В случае предпожарной ситуации пламенное горение отсутствует, но под воздействием нагрева происходит пиролиз твердых горючих веществ и испарение воспламеняющихся жидкостей. Соответственно и датчики системы должна распознавать именно эти процессы. Однако, комплект датчиков системы «Фотон-А» способен при достаточной надежности и чувствительности — обнаружить пожар, но не «распознать» факта и места возникновения пожароопасной ситуации.

Информация об измеренном значении контролируемого параметра поступает в ЦБ только по запросу, а ГП вырабатывает сигнал тревоги по сигналам датчиков. В датчиках системы предусматривается установка порогов срабатывания, следовательно, система является адресной пороговой системой.