Содержание к диссертации
Введение
Анализ состояния и тенденций развития систем пожарной безопасности объектов нефтегазового комплекса .
1.1 Анализ пожарной опасности объектов нефтегазового комплекса 13
1.2 Характеристика систем пожарной безопасности, применяемых в Российской Федерации .
1.2.1. Классификация систем пожарной сигнализации 18
1.2.2 Принципы функционирования пожарных извещателей 33
1.3 Тенденции развития системам раннего обнаружения пожара 49
Выводы по разделу 52
Обоснование интегрированной системы мониторинга окружающей среды объектов нефтегазового комплекса .
2.1 Требования предъявляемые к системам раннего обнаружения 60
пожара
2.1.1 Основные требования к выбору типов пожарных извещателей для систем раннего обнаружения пожара
2.1.2 Основные требования к организации зон контроля пожарной сигнализации .
2.1.3 Основные требования к размещению пожарных извещателей на объекте
2.2 Анализ возможности интеграции газоанализаторов в систему пожарной сигнализации
2.3 Анализ возможностей комбинированных пожарных извещателей 85
2.4 Методика интеграции пожарных извещателей в автоматическую систему мониторинга окружающей среды(АСМОС) объектов нефтегазового комплекса .
2.4.1 Организация функционирования типовой АСМОС 90
2.4.2 Структура системы типовой АСМОС 93
2.4.3 Синтез интегрированной системы мониторинга окружающей среды объектов нефтегазового комплекса Выводы по разделу 101
3. Разработка метода оценки эффективности применения 102
интегрированной системы мониторинга окружающей среды .
3.1 Структурная модель системы раннего обнаружения пожара 104
3.2 Алгоритм оценки функциональной эффективности 107
3.3 Алгоритм оценки технико-экономической эффективности 112
Список используемой литературы 120
- Характеристика систем пожарной безопасности, применяемых в Российской Федерации
- Тенденции развития системам раннего обнаружения пожара
- Основные требования к выбору типов пожарных извещателей для систем раннего обнаружения пожара
- Методика интеграции пожарных извещателей в автоматическую систему мониторинга окружающей среды(АСМОС) объектов нефтегазового комплекса
Введение к работе
Актуальность работы. На территории Российской Федерации насчитывается более 3 тыс. объектов, которые при авариях и катастрофах могут привести к массовым поражениям людей. Из них более 2 тыс. объектов относятся к химически опасным. Технологии нефтехимической промышленности отличаются энергоемкостью и требуют тщательного контроля для обеспечения безопасности и эффективности каждого процесса.
Все эти особенности обуславливают требования к системе обеспечения пожарной безопасности, предполагающей оповещение и управление эвакуацией, использование пожарных извещателей и систем пожаротушения, которые смогут обеспечить наибольшую безопасность для людей.
Обстановка с пожарами в Российской Федерации продолжает оставаться напряженной и оказывать существенное влияние на экономическую и социальную сферы общества. Государственная противопожарная служба принимает меры по стабилизации обстановки с пожарами, вносит изменения в нормативные документы, регламентирующие применение систем противопожарной защиты зданий направленные на совершенствование тактики тушения пожаров и особенно на проведение спасательных работ. Ежегодно в стране происходит около 200 тыс. пожаров, при которых гибнут более 10 тыс. человек и почти столько же получают травмы. Материальный ущерб от пожаров исчисляется в миллиардах рублей.
Поводов для возникновений пожаров множество: нарушение правил устройства и эксплуатации электрооборудования, неисправность производственного оборудования, нарушение технологического процесса производства, неосторожное обращение с огнем и много другое.
Очевидно, что количество пожаров, а также жертв и ущерба от них могло быть меньше за счет совершенствования систем пожарной сигнализации, позволяющих своевременно получить информацию о пожаре, совершить быстрое реагирование на вызов и ликвидировать угрозу.
Несмотря на совершенствование этих систем и увеличивающееся оснащение ими зданий, полной отдачи от них, в частности от автоматической пожарной сигнализации, нет. По статистике 50% всех подвергавшихся пожарам зданий были оборудованы пожарной сигнализацией, но система элементарно не срабатывала в нужный момент.
Одной из важнейших задач в сфере обеспечения пожарной безопасности является осуществление мониторинга окружающей среды объектов нефтегазового комплекса. Актуальным становится решение ряда задач в рамках создания систем мониторинга и их дальнейшее развитие в виде автоматической системы мониторинга окружающей среды объектов нефтегазового комплекса, неотъемлемым компонентом которой должна стать система "сверхраннего обнаружения пожара".
В настоящее время для обнаружения очага и ликвидации пожара в начальной стадии используются автоматические установки пожарной сигнализации (АУПС) и автоматические установки пожаротушения (АУПТ). Развитие такого рода систем идет в направлении их интеграции, создания многофункциональных программно-аппаратных комплексов, предназначенных для отображения информации о параметрах окружающей среды от датчиков -сигнализаторов, оповещения персонала о превышении контролируемыми параметрами заданных пороговых значений, автоматического включения и выключения исполнительных устройств по заданным программам.
Вместе с тем, практика сегодняшнего дня свидетельствует о наличии противоречия между необходимостью поддержать достаточный уровень пожарной безопасности и объективными ограничениями имеющихся ресурсов.
В разрешении указанного противоречия принципиальное место занимает разработка научно-методического аппарата обоснования целесообразного состава и структуры интегрированной системы пожарной безопасности, обеспечивающей реагирование на факторы, предшествующие пожару. Эффективность этих систем определяется чувствительностью, быстротой реагирования на опасный компонент и минимальными экономическими
затратами. В связи с этим, развитие принципов и способов обеспечения пожарной безопасности на основе интеграции существующих пожарных извещателей в программно-аппаратные комплексы мониторинга окружающей среды объектов нефтегазового комплекса, является важной задачей, отвечающей насущным потребностям ГПС МЧС России и общества, отражающей одно из наиболее приоритетных направлений обеспечения пожарной безопасности и обусловливающей актуальность диссертационного исследования.
Целью работы является развитие научных основ создания устройств автоматического контроля и управления системами обеспечения пожарной безопасности, объектов нефтегазового комплекса.
Научной задачей работы является разработка средств и методов предупреждения пожаров объектов нефтегазового комплекса.
Для достижения поставленной цели потребовалось решение следующих
частных задач.
-
Анализ существующих методов и технологий обработки сигналов системой пожарной сигнализации, используемых для обеспечения пожарной безопасности объектов нефтегазового комплекса.
-
Разработка методики интеграции существующих пожарных извещателей в системы мониторинга окружающей среды объектов нефтегазового комплекса на информационном и электрическом уровне.
3. Разработка структурной модели интегрированной системы
сверхраннего обнаружения пожара объектов нефтегазового комплекса и
алгоритмов оценки ее эффективности.
Объектом исследования являются системы пожарной сигнализации объектов нефтегазового комплекса.
Предмет исследования – средства и способы раннего и сверхраннего обнаружения пожара.
Методы исследования. Работа базируется на методах математического моделирования систем, декомпозиции и агрегирования; сравнительного анализа, системного анализа, теории эффективности и теории вероятностей.
В результате проделанной работы получены и выносятся на защиту следующие научные результаты:
-
Методика интеграции пожарных извещателей в систему мониторинга окружающей среды объектов нефтегазового комплекса (п.п.6,11 паспорта специальности 05.26.03).
-
Модели оценки функциональной и технико-экономической эффективности интегрированной системы сверхраннего обнаружения пожара (оценка) (п.11 паспорта специальности 05.26.03).
Научная новизна заключается в развитии методов и совершенствовании моделей построения и применения систем пожарной сигнализации объектов нефтегазового комплекса и проявляется в работе в:
– развитии методического аппарата обоснования возможности интеграции различных извещателей в интегрированную систему мониторинга окружающей среды потенциально опасных промышленных объектов и организация пространственного размещения извещателей в интегрированной системе;
– разработке модели оценки эффективности интегрированной системы мониторинга окружающей среды объектов нефтегазового комплекса, позволяющих провести их сравнительную оценку;
Научная новизна подтверждается использованием достижений фундаментальных наук, строгими математическими доказательствами полученных результатов, применением апробированных теоретико-экспериментальных методов исследования.
Научно-практическая значимость работы состоит в разработке научно-методического аппарата обоснования и оценки интегрированной системы сверхраннего обнаружения пожара, позволяющего обеспечить
снижение уровня пожарной опасности объектов нефтегазового комплекса, и определяется возможностями его применения:
– при формировании формализованного замысла и решений на внедрение и применение средств пожарной сигнализации в интересах обеспечения требуемого уровня пожарного риска объектов нефтегазового комплекса;
– для разработки руководящих документов и инструкций структурными подразделениями МЧС России для объектов нефтегазового комплекса;
– для обоснования состава и структуры интегрированной системы мониторинга окружающей среды потенциально опасных промышленных объектов;
– для организации учебного процесса при подготовке специалистов в системе высшего профессионального образования, переподготовке и повышении квалификации по специальности «Пожарная безопасность».
Достоверность научных результатов, достигнутых в диссертационном исследовании, положений и выводов обеспечена использованием апробированных методов исследования, критическим анализом полученных результатов, экспериментальной проверкой теоретических положений, корректной обработкой результатов экспериментов, апробацией на научно-технических конференциях и семинарах и подтверждается их верификацией посредством сравнения с результатами практического использования различных систем пожарной сигнализации.
Основные результаты работы:
- обсуждались на IV-й Научно-технической конференции «Сервис безопасности в России: опыт, проблемы, перспективы»; VI-й Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы пожарной безопасности в РФ» в Уральском институте ГПС МЧС России; Международной научно-практической конференции Академии ГПС МЧС «Методические основы повышения качества образовательной деятельности»,
XIII Санкт-Петербургской международной конференции «Региональная информатика (РИ-2012)», XXIV-й Межвузовской научно-технической конференции «Военная радиоэлектроника: опыт использования и проблемы, подготовка специалистов»;
- отражены в 8 публикациях, 3 из которых в изданиях,
рекомендованных ВАК;
- реализованы в учебном процессе Санкт-Петербургского университета
ГПС МЧС России и в ООО «Институт промышленной и пожарной
безопасности».
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из перечня сокращений, введения, трёх разделов с основными результатами и выводами по каждому из них, заключения, списка использованной литературы и приложений. Работа содержит 130 страниц текста, в том числе 17 таблиц и 36 рисунка, 6 приложений.
Характеристика систем пожарной безопасности, применяемых в Российской Федерации
Согласно главе II Федерального закона от 21.12.1994 г. № 69-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» основными задачами пожарной охраны являются: 1. Организация и осуществление профилактики пожаров; 2. Спасение людей и имущества при пожарах; 3. Организация и осуществление тушения пожаров и проведения аварийно-спасательных работ. Согласно статье 5 Федерального закона от 22.07.2008г. № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности»: 1. Целью создания системы обеспечения пожарной безопасности объекта защиты является предотвращение пожара, обеспечение безопасности людей и защита имущества при пожаре. 2. Система обеспечения пожарной безопасности объекта защиты включает в себя систему предотвращения пожара, систему противопожарной защиты, комплекс организационно-технических мероприятий по обеспечению пожарной безопасности. 3. Система обеспечения пожарной безопасности объекта защиты в обязательном порядке должна содержать комплекс мероприятий, исключающих возможность превышения значений допустимого пожарного риска, установленного настоящим Федеральным законом, и направленных на предотвращение опасности причинения вреда третьим лицам в результате пожара.
Первые попытки создать устройства автоматического извещения о пожаре относятся к 40-м годам XIX века. В 1846 году российский журнал «Отечественные записки» поместил описание такого устройства, изобретенного в Англии. Оно предназначалось для использования в жилых домах и включало в себя металлическую гирю, подвешенную на протянутый через комнату шнур. При резком повышении температуры шнур перегорал, а гиря падала на взрывное устройство. Оглушительный звук извещал всех жителей дома о надвигающейся опасности. Подобного рода извещатели использовались и в промышленности. В фабричных помещениях под потолком протягивали тонкий жгут, на одном из концов которого подвешивался груз. Правда, при падении груза происходил не взрыв, а приводился в действие пружинный завод колокола тревоги. На одну из подобных конструкций в 1867 г. В России была выдана привилегия Карлу Диону, предложившему использовать для включения механической системы извещателя нагретый воздух.
Механические системы сигнализации применялись недолго. За сравнительно короткий промежуток времени был создан ряд электрических систем, основанных на изменении формы или объема жидкости, пружины и пр. Эти изменения использовались для прерывания цепи тока. Одна из таких конструкций в 1884 г. была разработана жителем Санкт-Петербурга Л. Гель-бордтом. На сосуд с жидкостью навинчивали металлический полушар с расположенной в нем контактной системой. Сам сосуд закрывали пробкой со стержнем, который при обычной температуре не касался контактной системы. При повышенной температуре жидкость закипала, и расширяясь, давила на пробку со стержнем. Последний и замыкал контактную систему извещателя. Из всех известных такого типа извещателей наибольшее распространение получил аппарат фирмы «Сименс-Гальске» (рисунке 4) Устройства, срабатывающие при достижении в помещении критической температуры, относились к типу сигнализаторов «максимального действия». Имелись еще и «дифференциальные», формирующие сигнал тревоги при определенной скорости нарастания температуры в охраняемом помещении. Первый отечественный автоматический пожарный извещатель массового применения, разработанный во ВНИИПО в 60-х годах, это тепловой пожарный извещатель ДТЛ. Он обеспечивал функции сигнализации о повышении температуры воздуха в помещении выше 72С и относился к простейшему типу тепловых пожарных извещателей-сигнализаторов однократного действия. Принцип действия извещателя ДТЛ основан на разрушении под воздействием температуры легкоплавкого соединения двух пружинящих пластин-теплоприемников, спаянных сплавом Вуда с температурой плавления 70-72С и размыкающих соответствующую электрическую цепь сигнализации. Максимальная простота конструкции и технологии его промышленного производства позволили в короткие сроки и с минимальными затратами решить задачу противопожарной защиты подавляющего большинства объектов народного хозяйства СССР. В 60х-70-х годах, в СССР, были разработаны и введены в эксплуатацию первые отечественные дымовые пожарные извещателеи СИ-1, КИ-1, РИД-1, ИДФ-1 и ИДФ-1М и соответствующих им средств контроля и оповещения о пожаре — установоки и устройства пожарной сигнализации СКПУ-1, СДПУ-1, ППКУ-1 и ППКУ-1М. На этапе разработки и внедрения первых дымовых пожарных извещателей они соответствовали лучшим зарубежным образцам и действующим стандартам. Вместе с тем накопленный опыт эксплуатации этих систем позволил выявить все слабые стороны и технические недостатки созданных в то время дымовых пожарных извещателей. Основная проблема эффективного применения пожарных извещателей разработанных в 60-70-х годах заключался в том, что они создавались в расчете на эксплуатацию только с определенным типом приемно-контрольного оборудования пожарной сигнализации, созданного в более ранний период и к моменту разработки первых дымовых пожарных извещателей оказавшегося уже морально и технически устаревшим. В 80-х годах начались разработки комплексов технических средств пожарной сигнализации с едиными (унифицированными) для всего комплекса стандартными параметрами взаимосвязи элементов в системе пожарной сигнализации. При этом был предварительно изучен не только современный уровень лучших зарубежных образцов, но и выявлены, определены на основе прогнозирования перспективы и тенденции их развития и дальнейшего технического совершенствования. Одним из первых отечественных пультов пожарной сигнализации разработанных в конце 70-х годов и заменивших громоздкие, с ограниченными тактическими возможностями и ненадежные в эксплуатации станции пожарной сигнализации ТЛО, ТЛОЗ и ТОЛ-10/100 стал 10-лучевой пульт пожарной сигнализации ППС-1. Отличительными особенностями этого прибора пожарной сигнализации явились повышенная информативность о состоянии линий связи и пожарных извещателей, наличие встроенного сервисного блока для проведения оперативного диагностического контроля функционирования основных узлов пульта и возможность индивидуального трехпозиционного программирования режимов его работы по каждому из 10 лучей. С целью снижения вероятности случайного запуска установок автоматического пожаротушения, в пульте ППС-1 было предусмотрено формирование сигналов о пожаре и сигналов дистанционного запуска установок автоматического пожаротушения при срабатывании не менее двух пожарных извещателей в соответствующем луче, что почти на порядок снижало вероятность случайного пуска установок при ложных срабатываниях одиночных пожарных извещателей. Отмеченные и ряд других тактических особенностей пульта пожарной сигнализации ППС-1 обеспечили технический прогресс в практике проектирования и эксплуатации систем пожарной сигнализации на различных объектах.
Тенденции развития системам раннего обнаружения пожара
В настоящее время получила развитие новая концепция построения систем пожарной сигнализации, в соответствии с которой прогнозируется переход на полностью цифровые методы обработки и преобразования информации от средств обнаружения загораний и использовать в качестве элементной базы микросхемы большой степени интеграции. Такой подход характеризуется тем, что пожарный извещатель заменяется сенсорным чувствительным элементом, функции которого ограничиваются измерением контролируемых параметров окружающей среды и передачей этих данных по каналу связи на устройство обработки информации, использующее оптимальные статистические алгоритмы преобразования и оценки параметров сигналов, поступающих по нескольким каналам связи одновременно. Анализ информационных параметров сигналов и принятие необходимых решений осуществляется в центральном информационно-управляющем устройстве обработки информации, которое управляется микропроцессором в соответствии с заданной программой. Поручить анализ пожароопасной ситуации вычислительному устройству с целью повышения способности системы к своевременному и однозначному обнаружению пожароопасной обстановки вызвано стремлением повысить достоверность информации, свести к минимуму количество ложных сигналов тревоги и максимально снизить стоимость пожарных извещателей, являющихся наиболее массовым периферийным звеном системы пожарной сигнализации.
Анализ систем пожарной сигнализации показывает, что большинство систем срабатывают при наличии очага пожара и способны предупреждать противопожарную службу уже на стадии горения. На сегодняшний день основными факторами обнаружения пожара являются дым, температура, открытое пламя. В большинстве случаев здания, в которых сработала пожарная сигнализация, спасти не удается. Для решения этой проблемы необходимо заблаговременное предупреждение противопожарной службы о будущем пожаре, что может быть осуществлено датчиками сверхраннего обнаружения пожара. Параметром сверхраннего обнаружения может служить наличие в газовоздушной смеси угарного газа, который появляется в воздушной среде задолго до наступления пожара. В современных системах контроля воздушной среды применяются датчики угарного газа, которые чаще всего применяются в тоннелях, подземных паркингах и так далее. Они применяются для того, чтобы обезопасить человека от отравления угарным газом. Эти датчики также могут быть использованы и для сверхраннего обнаружения пожара. Независимо от кризисных явлений в экономике вопросам пожарной безопасности объектов в России и за рубежом уделяется все большее внимание. Современные системы безопасности постоянно совершенствуются, и раннее обнаружение возгораний и других опасных процессов является обязательным условием для исключения последствий пожара, таких как гибель людей, нарушение экологии среды, нанесение серьезного материального ущерба и иных негативных явлений от воздействия данного, без преувеличения, стихийного бедствия.
Благодаря современному развитию техники и технологий появляются новые сенсорные датчики, что, в свою очередь, дает новые возможности, позволяя внедрять новые способы обнаружения пожара. Особое значение приобрели газочувствительные сенсоры, реагирующие на изменение состава газовоздушной среды и используемые в газовых извещателях, которые позволяют обнаруживать процесс возникновения пожара на его ранней стадии. Данные извещатели заслуживают особого внимания, так как наряду с уникальными возможностями имеют определенные особенности применения.
Газовоздушная среда состоит из множества различных веществ и газов (кислород, углекислый газ, азот), пыли, а также опасных токсичных веществ и взрывоопасных газообразных и пылевых смесей. Возникновение пожара и других опасных процессов сильно меняет состав газовоздушной окружающей среды, характеризуемый как фактор этих процессов. В пожарных извещателях, основывающихся только на контроле роста температуры, рассеяния света на частицах дыма, изменения ионного тока за счет влияния радиоактивной ионизации дыма, достоверная регистрация пожара обеспечивается только на стадии горения - при появлении открытого пламени, то есть когда физические свойства окружающей среды сопровождаются сильным изменением. На данной стадии пожар носит характер бедствия и в современных условиях пока не может быть ликвидирован только техническими мерами. Одним из достоверных способов сверхраннего обнаружения и предупреждения пожара можно считать комплексный контроль химического состава газовоздушной смеси, существенно изменяющегося из-за термического разложения (пиролиза) перегретых горючих веществ. Использование газовых извещателей, обладающих избирательной чувствительностью к различного вида факторам, дает возможность с высокой достоверностью выполнять обнаружение опасного процесса на стадии его возникновения.
В связи с этим возникла необходимость создать систему безопасности на основе газочувствительных приборов, которые реагировали бы на факторы, предшествующие пожару. В данном разделе проведен анализ систем пожарной безопасности объектов нефтегазового комплекса и извещателей, применяемых в данных системах. По результатам проведённого анализа и статистическим данным оперативной обстановки с пожарами, можно сделать вывод, что применяемые системы и датчики в некоторых случаях малоэффективны, либо неэффективны вовсе. Следует отметить, что в последнее время особое значение приобрели газочувствительные сенсоры, реагирующие на изменение состава газовоздушной среды и используемые в газовых сигнализаторах, которые позволяют обнаруживать процесс возникновения пожара на его ранней стадии. Анализ систем пожарной сигнализации показывает, что большинство систем срабатывают при наличии очага пожара и способны предупреждать противопожарную службу уже на стадии горения. На сегодняшний день основными факторами обнаружения пожара являются дым, температура, открытое пламя. В большинстве случаев здания, в которых сработала пожарная сигнализация, спасти не удается.
Основные требования к выбору типов пожарных извещателей для систем раннего обнаружения пожара
Автоматическая система мониторинга окружающей среды (АВУС-СКЗ) с датчиками (АВУС-ДТ), предназначена для контроля концентраций токсичных, горючих и взрывоопасных газов и паров в производственных и общественных помещениях, с оповещением персонала о превышении заданных пороговых концентраций, регистрации таких событий и автоматической коммутацией исполнительных устройств (к примеру: включении вентиляции, выключении впускных клапанов и т.д.). Датчики выполняют функции сигнализаторов газа с диффузионной подачей газа и имеют информационную связь с блоком контроля по электрическому каналу [13]. Автоматическая система контроля уровня загазованности позволяет: - не допускать неконтролируемого нарастания концентраций горючих и токсичных газов в рабочей среде, возникновения аварийных режимов работы технологических агрегатов; - осуществлять блокировку источников газовыделения в случае возникновения аварийных ситуаций; - осуществлять световую и звуковую сигнализацию аварийных режимов по месту установки оборудования и в центральном диспетчерском пункте; - отслеживать концентрацию газов в контролируемых помещениях; - следить за состоянием уровня загазованности в местах наиболее вероятного возникновения утечек.
Система контроля загазованности представляет собой набор программно-аппаратных средств собранных в единый комплекс. Условно её можно разбить на два уровня управления: верхний уровень (персональный компьютер и концентратор) нижний уровень (блоки контроля с подключёнными к ним датчиками) Верхний уровень управления – это взаимодействие программного обеспечения персонального компьютера с концентратором (АВУС-К), и регулярный опрос концентратора узлов, по всем четырём каналам последовательно. Связь ПК с концентратором происходит в асинхронном режиме. Она осуществляется по стандартному интерфейсу RS-232, со скоростью 115200 бит/сек. Связь концентратора с блоками контроля (АВУС-БК) и глобальными исполнительными устройствами (АВУС-БР) осуществляется мультиплексно, по четырём каналам в стандарте RS-485, витой парой на скорости 38400 бит/сек.
Инициатором опроса является концентратор. К каждому каналу может быть подключено до 30 устройств, каждое устройство обладает уникальным адресом от 1 до 30. Этот адрес вместе с номером канала образуют полный адрес устройства в системе, по которому ПК посылает команды и получает ответы. При регулярном опросе, на каждый узел тратится 30 мсек. Нижний уровень управления – это узел с подключёнными к нему датчиками и локальными исполнительными устройствами. Связь осуществляется витой парой по стандарту RS-485, со скоростью 9600 бит/сек. Допускается подключение до 30 устройств со своим уникальным адресом (1-30), из них до 4 исполнительных устройств. Опрос датчиков узлом, осуществляется независимо от команд верхнего уровня. Даже если верхний уровень управления, по какой-либо причине, выйдет из строя, на локальную работу каждого узла это не повлияет. Общее управление всей системой осуществляется посредством программы «Мониторинг СКЗ» установленной на ПК. Электропитание концентратора и узлов осуществляется от однофазной двухпроводной сети. Номинальное напряжение 180..260 В (220 В –20% +20%) частоты 50±2,5 Гц. Электропитание глобального исполнительного устройства, осуществляется от постоянного напряжения 24В±20%. Питание ближним датчикам и локальным исполнительным устройствам подаётся от блоков контроля (постоянное напряжение 24В±20%) по четырёхпроводному кабелю (две витые пары – одна пара интерфейс связи, другая питание). Для удалённых узлов требуются дополнительные блоки питания.
Структурно система состоит из центрального блока контроля (СКЗ-БК) и датчиков (от 1 до 30 штук на один блок контроля). В отличие от аналоговых систем контроля загазованности, где каждый датчик соединяется с блоком управления отдельной линией, в системе АВУС СКЗ передача информации от датчика к СКЗ-БК и управление датчиком происходит по цифровому каналу RS-485. Использование интерфейса RS-485 позволяет довести длину линии связи с внешними устройствами до 1500 м и использовать изделие на протяженных и рассредоточенных объектах. Применения двух цифровых каналов позволяет исключить влияние электромагнитных помех на систему, которые возникают при работе мощных электродвигателей, магнитных пускателей и других электроприборов. В базовом варианте исполнения СКЗ-БК оснащён дисплеем и клавиатурой. Алфавитно-цифровой двустрочный жидкокристаллический дисплей на 20 символов, имеет заднюю подсветку, что позволяет на расстоянии 5 м различать информацию об аварийной ситуации (тревога, ошибки, отключенный датчик, дата и время, и т.д.). На дисплее отображаются данные (тип газа, который нужно обнаружить, сигнальный уровень газа для выбранного датчика, и т.д.) и состояние каждого датчика. На левой стороне корпуса изделий расположен разъём «RS-232» (115200 бит/с) для подключения ПЭВМ. ПЭВМ с предустановленным ПО «Консоль БК» (ПО поставляется в комплекте) по своим функциональным возможностям полностью заменяет ЖКИ дисплей и клавиатуру СКЗ-БК. СКЗ-БК имеет 3 силовых реле. Два реле срабатывают по событию «Порог 1» или «Порог 2» по любому из десяти наименований контролируемых газов. Третий разъём «Отказ» соединён с реле, которое может быть запрограммировано по желанию заказчика на срабатывание по любому событию. При необходимости подключения дополнительных исполнительных механизмов к системе применяется блок реле (СКЗ-БР) с 8 силовыми реле. К одному СКЗ-БК возможно подключение до 4 БР.
Датчик является устройством первого уровня. Благодаря установленному в нем микропроцессору превышение порогов определяется автоматически. Датчик имеет встроенную звуковую сигнализацию, срабатывающую по событию «Порог 1» или «Порог 2», а также оснащен световым индикатором. При необходимости датчик может работать как самостоятельное устройство. В этом случае напряжение на датчик подается с дополнительного блока питания. Возможности АВУС СКЗ позволяют устанавливать в одной глобальной системе до 120 СКЗ-БК, что обеспечивает подключение до 3 600 различных датчиков и до 2400 исполнительных устройств (через 300 СКЗ-БР). Для обеспечения работы в системе 2-х и более СКЗ-БК применяется концентратор СКЗ-К. Концентратор предназначен для регулярного опроса блоков по каналам RS-485 и передачи полученной информации в ПЭВМ по каналу RS-232, а также передачи блокам СКЗ-БК, подключенным по каналам RS-485, команд, полученных по каналу RS-232 от ПЭВМ.
Методика интеграции пожарных извещателей в автоматическую систему мониторинга окружающей среды(АСМОС) объектов нефтегазового комплекса
Пожарный извещатель дымовой ИП 212-39 применяется в составе автоматизированных систем обнаружения загораний совместно с приемно-контрольными приборами или устройствами сигнально-пусковыми, обеспечивающими в шлейфе пожарной сигнализации напряжение питания равное 7-30 В.
Абсолютно круглая в горизонтальной плоскости форма дымовой камеры обеспечивает одинаково высокую чувствительность извещателя при поступлении дыма с любого направления. За счет использования высокой интеграции и миниатюризации был увеличен объем дымовой камеры и улучшена ее вентилируемость. В извещателе используется специализированная интегральная микросхема, обеспечивающая широкий набор функций, что позволило в два раза сократить количество дискретных элементов и повысить надежность датчиков. Электрическая схема извещателя полностью выполнена на элементах поверхностного монтажа, что позволило исключить ручной труд и возможные ошибки при монтаже.
Извещатели адаптированы для работы с приемно-контрольными приборами со знакопеременным напряжением в шлейфе сигнализации такими, как "ППК-2", "РАДУГА", Луч, РУБЕЖ и т.д. Кроме того, специально для ПКП с 4-х проводной схемой включения компания выпускаются релейные базы и модули согласования, к выходам которых можно подключать обычные двухпроводные шлейфы. Эти технические решения и широкий диапазон рабочих напряжений питания, от 7 до 30 вольт, обеспечивают совместимость извещателей практически с любым типом ПКП пожарной и охранно-пожарной сигнализации.
Исходя из сравнительного анализа технических характеристик системы АВУС-СКЗ и характеристик пожарных извещателей (на примере извещателя ИП 212-39) можно сделать вывод о возможности использования пожарных извещателей в составе автоматической системы контроля уровня загазованности.
Для интеграции на электрическом уровне необходимо обеспечить электрическое питание извещателей как по типу электрического тока, так и по его уровню. Большинство современных, используемых в системах пожарной сигнализации извещателей, используют питающие напряжения постоянного тока величиной от 12 до 24 В. Блок контроля СКЗ-БК выдает питающее напряжение 24 В, в то время как для пожарных извещателей рабочим напряжением считается от 8 до 30 В. Нетрудно предположить, что блок контроля полностью удовлетворяет этим требованиям. Однако при значительном удалении от них и значительном количестве датчиков, падение напряжения в конце линии может достичь нерабочего уровня. Учитывая этот факт, возможно, запитать дальние извещатели от отдельного блока питания. Такая возможность в системе АВУС-СКЗ существует. Кроме того существующие на данный момент извещатели обладают достаточно малой потребляемой мощностью и сравнительно низким уровнем токовой нагрузки, что делает их использование не только безопасным для аппаратуры АВУС-СКЗ, но ещё экономичным для потребителя.
Организация использования пожарных дымовых извещателей в интегрированной системе сверхраннего обнаружения пожара представлена на рисунке 32. Рис. 35 Организация использования пожарных дымовых извещателей в интегрированной системе сверхраннего обнаружения пожара
Для интеграции пожарных извещателей в систему АВУС-СКЗ необходимо и достаточно обеспечить сопряжение пожарного извещателя с блоком контроля на электрическом и информационном уровне. Таким образом, совместимость пожарных извещателей и системы «АВУС-СКЗ» по цепям питания обеспечивается и не требует введения дополнительных схем или устройств. Кроме того интеграция пожарных извещателей не потребует введения каких-либо дополнительных способов технического обслуживания, кроме тех, которые уже используются в системе «АВУС-СКЗ».
Интеграция пожарных извещателей на информационном уровне обеспечивается наличием общего интерфейса RS-485. Использование интерфейса RS-485 предусматривает увеличение линии связи до 1500 метров, согласование по уровню информационных сигналов, а также использование одного провода для организации цепей питания извещателей и передачи информации.
