Перейти на Sec.Ru
Рейтинг@Mail.ru

01 марта 2013

Выбор извещателя в зависимости от типа
помещений и условий эксплуатации
Часть 2

Статья опубликована в журнале «Технологии защиты», № 5 2012 г.

В первой части статьи были рассмотрены факторы пожара, типы очагов, нормативные требования, а так же моносенсорные и мультисенсорные пожарные извещатели. Во второй части статьи подробно рассматривается построение дымового-теплового мультисенсорного адресно-аналогового пожарного извещателя. Показаны широкие возможности такого извещателя при использовании корреляционной обработки аналоговых величин контролируемых факторов. Приведены результаты экспериментальных исследований дымовых-тепловых мультикритериальных адресно-аналоговых извещателей.

Адресно-аналоговые системы

В адресно-аналоговой системе используются адресно-аналоговые извещатели, выходные сигналы которых представляют текущие значения контролируемых факторов. Выходной сигнал может быть чисто аналоговым или цифровым с различным видом кодирования в зависимости от способа передачи. Главное отличие адресно-аналоговых систем от адресных и неадресных заключается в том, что решение соответствует ли сигнал пожару или нет, принимается в приборе, а не в извещателе.

Традиционные неадресные и адресные пороговые детекторы могут формировать только два выходных сигнала, соответствующих дежурному режиму и пожару. Следовательно, эти детекторы не позволяют контролировать их текущее состояние: насколько фоновое значение сигнала приближается к порогу срабатывания, каким образом влияют условия эксплуатации, пыль и грязь на чувствительность извещателя. В процессе эксплуатации пороговых извещателей возможно перепрограммирование элементов энергонезависимой памяти, что так же не обнаруживается по выходным сигналам, за исключением перепрограммирования адресов. В адресно-аналоговых системах по аналоговому сигналу обеспечивается не только высокий уровень контроля состояния пожарного извещателя, но и возможность использования сложных алгоритмов обработки информации, благодаря значительно большим ресурсам панели, по сравнению с детектором. Использование адресно-аналоговых извещателей только как средство измерения контролируемых факторов позволяет вводить новые алгоритмы и учитывать изменение нормативных требований при перерограммировании панели.

На рис. 1 в качестве примера приведена упрощенная блок-схема адресно-аналогового дымового-теплового извещателя. Для снижения тока потребления извещателя в дежурном режиме измерение оптической плотности среды производится только при опросе извещателя, каждые 5 с. Отраженный сигнал, принятый фотодиодом в оптической камере, поступает на вход ASIC (Application-specific integrated circuit) оптического канала, аналоговый сигнал усиливается и подается на аналоговый вход общей схемы. Термистор с отрицательным температурным коэффициентом образует линейный аналоговый выход, сигнал с которого непосредственно подается на другой аналоговый вход общей схемы.

Рис. 1 Упрощенная блок-схема адресно-аналогового
дымового-теплового извещателя

Для обеспечения помехоустойчивой связи между панелью и детектором используется адресно-аналоговый протокол с частотно-манипулированным сигналом FSK (Frequency Shift Keying), единицы и нули цифровой последовательности передаются сигналами различной частоты (рис. 2). Дискриминатор фильтрует FSK-сигнал, преобразует его в цифровую двоичную последовательность, которая декодируется в коммуникационной ASIC. Когда определяется собственный адрес извещателя, аналоговые сигналы с выходов оптического и теплового сенсоров преобразуются в соответствующие цифровые значения и передаются по линии связи на адресно-аналоговую панель. Кроме того, коммуникационная ASIC используется для управления по командам с панели встроенным в базы звуковым оповещателем, реле, и выносным светодиодным индикатором.

Рис. 2 Вид сигнала с частотной манипуляцией FSK
цифрового адресно-аналогового протокола

Панель оценивает полученные от извещателя сигналы по различным критериям и вычисляет, когда возникает состояние предтревоги и тревоги. Следовательно, критерии определения пожароопасной обстановки относятся к системе «адресно-аналоговый извещатель – адресно-аналоговая панель». К извещателю предъявляются требования высокой точности измерения величин контролируемых факторов в реальном масштабе времени. Для этого дымовая камера должна иметь хорошую вентилируемость, а термистор должен быть безинерционным, т.е. иметь минимальную массу (рис. 3).

Рис. 3 Конструкция дымового-теплового
адресно-налогового извещателя

Кроме того, с целью упрощения обработки результатов измерений формируются линейные шкалы контролируемого фактора в дискретах. На дисплее панели текущие значения аналоговых величин индицируются в дискретах и в стандартных единицах. Например, на рис. 4 показаны отсчеты по дымовому-тепловому адресно-аналоговому извещателю. Удельная оптическая плотность 0 %/м (019 дискретов), температура 20 °C (069 дискретов). Информация от извещателя обрабатывается в режиме HPO - High Performance Optical (высокоэффективный оптический) с нормальным уровнем чувствительности и по логике «ИЛИ» формируется сигнал «Пожар» при достижении температуры 60 °C.

Рис. 4 Аналоговые величины адресно-аналогового
извещателя в дежурном режиме

Ввозможности адресно-аналогового дымового-теплового извещателя

Адресно-аналоговое построение системы и вычислительные возможности панели обеспечивают максимально широкие возможности в выборе программ обработки аналоговой информации в зависимости от условий эксплуатации и вида пожарной нагрузки. Различные факторы могут обрабатываться только по одному каналу, при этом информация другого канала не учитывается и извещатель используется как моносенсорный. Может использоваться информация отдельно по каждому каналу по логике «ИЛИ», как в комбинированном извещателе, и даже отдельные каналы могут восприниматься панелью как отдельные извещатели с различными адресами. Однако характеристики мультисенсорного извещателя появляются при использовании более сложных алгоритмов обработки информации, по совокупности факторов, с использованием результатов экспериментальных исследований процессов развития различных очагов. В рабочие и в нерабочие часы, как правило, используются различные режимы, которые условно называются «день» и «ночь», поскольку условия эксплуатации могут отличаться.

Аналоговые величины удельной оптической плотности среды и температуры оптического дымового-теплового извещателя могут обрабатываться в панели в следующих режимах:

  • режим 1 - только дымовой (высокая/нормальная/низкая);
  • режим 2 - HPO дымовой (высокая/нормальная/низкая);
  • режим 3 - дымовой (высокая/нормальная/низкая) и тепловой максимальный на 60 °C, класс A2S по EN54-5.
  • режим 4 - только тепловой максимально-дифференциальный, класс A1R по EN54-5;
  • режим 5 - только тепловой максимальный на 60 °C, класс A2S по EN54-5;
  • режим 6 - HPO дымовой (высокая/нормальная/низкая) и тепловой максимальный на 60 °C, класс A2S по EN54-5.
В скобках указаны доступные для программирования уровни чувствительности, которые выбираются в зависимости от условий эксплуатации и, как правило, изменяются в режимах «день» и «ночь».

В режиме HPO - High Performance Optical - высокоэффективный оптический повышается чувствительность по дымовому каналу в зависимости от изменения температуры окружающей среды. Испытания дымовых оптико-электронных извещателей показывают их более низкую эффективность по открытым очагам по сравнению с радиоизотопными извещателями. Но очевидно, обнаружение открытых очагов ввиду быстрого распространения пожара должно быть максимально быстрым. Для устранения этого недостатка у извещателя в режиме HPO производится повышение чувствительности по дыму при повышении температуры от очага. Данный алгоритм обработки информации позволяет обнаруживать открытые очаги с эффективностью радиоизотопного извещателя при обеспечении высокой достоверности тревоги.

В дополнение к режиму НРО может использоваться алгоритм Fastlogic, в котором анализируется динамика развития процесса, медленные и быстрые изменения оптической плотности дыма, что позволяет обеспечить более раннее обнаружение реального очага и одновременно минимизировать вероятность ложных срабатываний. Алгоритм Fastlogic основывается на результатах большего объема экспериментальных исследований тестовых очагов и помеховых воздействий, что обеспечивает его высокую эффективность.

Один мультисенсорный дымовой-тепловой извещатель может рассматриваться как два отдельных извещателя с двумя разными адресами, по одному адресу можно реализовать режим 1 или 2, а по второму – режим 4 или 5. То есть по одному адресу будет смоделирован аналоговый дымовой извещатель или высокоэффективный дымовой извещатель с алгоритмом НРО, а по другому адресу - тепловой максимально-дифференциальный извещатель класса A1R или тепловой максимальный на 60 °C класса A2S.

Чем отличается класс тепловых извещателей A2S по европейскому стандарту EN54-5 от класса тепловых извещателей А2 по ГОСТ Р 53325-2009? Этот вопрос касается различий методов борьбы с ложными срабатываниями. Тепловые детекторы с индексом «S» являются прямой противоположностью дифференциальных тепловых извещателей с индексом «R». Если дифференциальные тепловые извещатели должны активизироваться при достаточно быстром нарастании температуры до достижения их максимального порога, то детекторы с индексом «S» не должны срабатывать при резких скачках температуры, пока ее значение не достигнет порога, что подтверждается соответствующими испытаниями. Например, детекторы класса A2S сначала выдерживают при температуре 5 °C, а затем не более чем через 10 с помещают в воздушный поток с температурой 50 °C. То есть проверяется, что скачок температуры величиной 45 °C не вызывает ложного срабатывания. Очевидно, в адресно-аналоговой системе данный режим реализуется автоматически, так как при программировании класса A2S панель не реагирует на любые скачки температуры, если ее значение не достигает величины 60 °C. Этот режим рекомендуется использовать в зонах, где возможны значительные перепады температуры в нормальных условиях, таких как котельные, кухни и тому подобное.

Тестовый очаг TF8 – горение декалина

Дымовые-тепловые адресно-аналоговые извещатели отвечают не только требованиям стандартов по тепловым точечным детекторам EN 54-5:2000 + A1:2002, по дымовым точечным детекторам EN 54-7:2000 + A1:2002 + A2:2006, по изолятору короткого замыкания EN 54-17:2005, но что важно также отвечают требованиям стандарта по мультисенсорным детекторам CEA 4021 (2003) и соответствуют уровню полноты безопасности 2 (SIL 2) по стандарту IEC 61508.

В режиме НРО такие извещатели успешно проходят испытания на обнаружение очага горения декалина TF8, который характеризуется образованием черного дыма с незначительным выделением тепла и соответственно слабым восходящим воздушным потоком. Примерно 170 мл декалина C10H18 в поддоне размером 12 х 12 см поджигается при помощи 5 г этанола и горит в течение от 550 до 1000 с (примерно от 9 до 16 мин.) в зависимости от скорости развития очага. Окончание испытаний фиксируется при достижении удельной оптической плотности 1,7 дБ/м, при этом концентрация продуктов горения достигает 4,5 – 9, а температура увеличивается всего на 6 °C, выделение угарного газа СО также незначительно, на уровне 4 – 8 ppm.

В таблице 1 приведены результаты испытаний по тестовому очагу TF8 четырех извещателей в режиме HPO. Все извещатели прошли испытание с большим запасом по времени, активизация наблюдалась на уровне удельной оптической плотности 0,43 – 0,64 дБ/м, при концентрации продуктов горения 2,32 – 3,08, за время от 3 мин. 9 с до 4 мин. 40 с, т.е. от 152 с до 188 с.

Таблица 1

Тестовый

очаг

№ извещателей

Время активации,

мин. : с

Параметры

Ya, относительные

единицы

ma, дБ/м

?Ta, °C

TF8 – горение

декалина

17

4 : 40

3,08

0,64

1,6

18

3 : 09

2,32

0,43

0,9

19

3 : 24

2,65

0,54

1,1

20

3 : 39

2,67

0,52

0,9

В заключение 2-й части необходимо отметить, что только использование адресно-аналоговых извещателей позволяет использовать все возможности для раннего обнаружения очага при отсутствии ложных тревог и реализовать все режимы обработки аналоговых значений контролируемых параметров. Более простые адресные системы в силу своего построения имеют значительные ограничения, хотя некоторые производители ошибочно называют адресные извещатели и адресные системы адресно-аналоговыми. Определение аналогового извещателя приведено в ГОСТ Р 53325-2009 в разделе «Термины, определения, сокращения и обозначения»: «извещатель пожарный аналоговый: Автоматический ПИ, обеспечивающий передачу на приемно-контрольный прибор информации о текущем значении контролируемого фактора пожара».

В третьей части статьи будут рассмотрены адресно-аналоговые СО-тепловые извещатели.

Продолжение следует

Просмотров: 2720

Ваши комментарии:

Для того, чтобы оставлять коментарии, Вам нужно авторизоваться на Sec.Ru. Если У Вас еще нет аккаунта, пройдите процедуру регистрации.


Автор

Информация

  • Снимай крутую видеорекламу - выкладывай на Sec.Ru!

    Рекламный ролик - один из самых эффективных способов донесения информации. И он отлично подходит для рекламирования любой продукции, в т.ч. и продукции рынка систем безопасности.
    Поэтому редакция Портала решила составить свой рейтинг лучших рекламных видеороликов. Все они разные и все чем-то покоряют: красотой, задумкой, стилем съемки, посылом, необычным финалом.
    Некоторые из них язык не повернется назвать иначе как шедевром короткого метра. Смотрим, наслаждаемся, делаем заметки, учимся творить рекламу правильно.
    Если Вы хотите выложить видеоролик о своей продукции на Sec.Ru, пишите о своем желании на adv@sec.ru!

    Картинка: Jpg, 100x150, 16,47 Кбайт

    Мотор!

Отраслевые СМИ

Все права защищены 2002 – 2018
Rambler's Top100 �������@Mail.ru