В рубрику "Охранная и охранно-пожарная сигнализация, периметральные системы" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
Хотелось бы уточнить, что специалисты зачастую неверно называют неадресные системы и извещатели "аналоговыми". Правильно их в соответствии с ГОСТ Р 53325-2009 называть "дискретными". Это утверждение базируется именно на дискретном (уровневом или пороговом) способе передачи сигналов в таких системах. Аналоговый же сигнал отображает уровень контролируемого параметра в реальном времени. По определению он не может иметь 2–4 уровня, как в пороговых системах.
В неадресных системах извещатели являются довольно сложными электронными приборами, самостоятельно принимающими решение о выдаче сигналов "Пожар" и других на усмотрение производителя. Сравнительная дешевизна извещателей для систем данных типов вызвана исключительно использованием менее качественной (и как следствие, дешевой) элементной базы.
ППКП неадресных систем просты и большая часть их функций – обеспечение выполнения сценариев работы, таких как управление исполнительными устройствами в зависимости от того, какие шлейфы сработали и какие сигналы получены.
Существует 3 типа неадресных систем:
1. Неадресная трехпороговая – общепринятое название – однопороговые, так как для формирования сигнала "Пожар" с безадресного шлейфа требуется определенный порог сопротивления (тока в шлейфе). Помимо этого, ППКП обязан распознавать обрыв оконечного элемента шлейфа с извещателями и короткое замыкание шлейфа. Итак, ППКП в такой системе должен распознавать три состояния шлейфа: обрыв, сопротивление для формирования сигнала тревоги, короткое замыкание. Как правило, ППКП формирует сигнал тревоги при падении сопротивления шлейфа до значения 0,2–5,6 кОм. Системы этого типа широко применяются как на малых, так и на больших объектах. Однако следует учесть, что для их построения используется огромное количество проводки.
2. Неадресная четырехпороговая система – ее обычно называют двухпороговой, так как имеются в виду два порога для формирования сигналов "Пожар" и "Неисправность". Свойства ППКП как и у предыдущего типа. В дополнение к этому ППКП должен опознавать уровень сопротивления шлейфа, при котором выдается сигнал "Неисправность", который формируют извещатели, снабженные узлом самотестирования. Этот тип системы требует быстрой замены неисправных извещателей, так как в случае увеличения их количества может выдаться сигнал тревоги. Применение таких систем оправдано на малых объектах. Проводка для таких систем должна быть выполнена максимально качественно.
3. Перекрестный вариант неадресной четырехпороговой системы – обладает всеми свойствами систем первого типа. Дополнительной является возможность запуска исполнительных устройств или выходов по так называемому перекрестному срабатыванию пожарных извещателей в одном шлейфе. То есть при срабатывании одного извещателя выдается сигнал "Пожар 1" (на Западе – prealarm), а при срабатывании второго извещателя в том же безадресном шлейфе выдается сигнал "Пожар 2" и выполняется запуск исполнительных устройств. Обычно используются: сопротивление первого уровня 0,5–1 кОм, второго – 0,25–0,5 кОм.
Минус такой системы – возможность одновременного срабатывания нескольких извещателей, что может привести к ошибочному сигналу "Замыкание на шлейфе". Поэтому в технической документации указывается максимальное количество извещателей, подключаемых в один шлейф и располагающихся в одном охраняемом помещении.
Еще одним (и очень большим) минусом таких систем являются повышенные требования к надежности и сопротивлению проводки шлейфов. Любая неисправность проводки либо изменение ее сопротивления могут вызвать несрабатывание системы в случае пожара. Учитывая то, что именно при пожаре проводка может пострадать первой, эти системы следует устанавливать только на объектах, где есть возможность создания проводки в стенах зданий.
Адресные системы могут быть проводными и беспроводными. Отдельно отмечу, что беспроводные бывают только адресными, и любые рекламные заверения в том, что они являются адресно-аналоговыми, ложны.
1. Адресные системы – в них используются извещатели, схожие с неадресными, используемыми для безадресных систем, но с добавлением узла, переводящего пороги "Пожар" и "Неисправность" в цифровой код, снабженный адресом извещателя. ППКП считывает информацию с извещателей посредством опроса по адресам. Преимущество – точный адрес извещателя, дающий возможность найти место пожара за более короткий срок.
2. Интерактивная адресная система пожарной сигнализации – включает в себя все функции систем четвертого типа. Дополнительно в извещатели добавлены управляемые возможности, такие как: чувствительность, порог температуры, двойная проверка состояния чувствительного элемента с самосбросом состояния извещателя, свечение или мерцание индикатора и т.п. Соответственно ППКП такой системы должен уметь управлять данными функциями.
В этой системе извещатели не выполняют никаких других функций, кроме передачи информации о текущем значении измеряемого параметра на ППКП. По этим данным ППКП проводит статистику и анализ, согласно которым решает, обнаружен ли фактор пожара или нет.
Дополнительно извещатели снабжены узлами самотестирования электронного узла и узлами управления индикациями на извещателе, управляемыми с ППКП. В силу такого технического решения извещатели максимально упрощены схематически, но к ним предъявляются повышенные требования по точности измерений. Поэтому в данных извещателях используются высокоточные и высоконадежные электронные компоненты.
Протокол связи адресно-аналоговых систем по сравнению с адресными содержит гораздо больше информации, и линия связи загружена в непрерывном режиме. Если пытаться организовать передачу такого же количества информации в беспроводной системе, то время реакции на пожар будет в разы выше, чем у проводной. В большинстве стран мира принятое максимальное время от момента опознавания пожара до запуска систем автоматики и оповещения – не более 10 с. Ни одна беспроводная система, снабженная более чем 10 беспроводными элементами управления, не может обеспечить такую скорость запуска автоматики синхронно.
В силу этого все выпускаемые ныне беспроводные пожарные системы являются просто адресными, так как их протокол связи содержит только адрес устройства и идентификатор состояния (неисправность, норма, пожар). Основное время беспроводной системой тратится на контроль состояния радиосвязи, смену частот диапазона при наличии помех, повторение пропущенных сигналов и т.п. То есть соотношение времени борьбы с мешающими факторами ко времени непосредственной отработки сценариев при пожаре в лучших случаях 2:1, но эти случаи редки.
Ввиду явных недостатков беспроводных систем в последнее время на рынке появились комбинированные разработки, включающие проводную часть управления.
Неадресные системы 1-го и 3-го типа
Единственное преимущество систем данных типов – цена. Извещатели и ППКП строятся на обычных электронных элементах, предназначенных для использования в электронных товарах широкого потребления. Допуски электронных элементов компенсируются подстройкой параметров на выходном контроле. Некоторые модели извещателей снабжаются подстроечными элементами для оперативного местного снижения или увеличения чувствительности или других параметров. Плата за такие конструктивные особенности – низкая надежность как самой электроники, так и опознавания пожара. ППКП могут также снабжаться подстроечными и переключающими элементами для установки ограниченного количества сценариев управления автоматикой и выходами.
Минусы:
1. Низкая информативность - сигнал "Пожар" и другие сигналы на ППКП выдаются только по номеру шлейфа. При этом на шлейфе может быть установлено до трех десятков извещателей, и искать сработавший придется визуально, осматривая каждый извещатель на шлейфе.
2. Сложность нахождения неисправностей в шлейфе для их устранения - необходима визуальная проверка проводки, извлечение и индивидуальная проверка извещателей и другие действия, требующие больших человеческих ресурсов.
3. Большое количество кабеля и рабочего времени для построения систем АУПТ, АУПС и СОУЭ на базе одной системы. Это вызвано тем, что невозможно подключение к шлейфам с извещателями исполнительных или управляющих приборов системы, а также необходимо ограничивать зоны защиты, организовывать перекрестный запуск из каждого помещения.
4. Высокая вероятность ложных оповещений о пожаре при кратковременных повышениях фактора риска до порогового значения и выше, а у дымовых извещателей - из-за постепенного загрязнения дымовой камеры. Как правило, пороговые извещатели снабжены чувствительными элементами малого динамического диапазона. Некоторые модели имеют схему компенсации дрейфа, что на деле просто повышает порог чувствительности в зависимости от запыления дымовой камеры. Однако в силу указанных выше причин такая схема малоэффективна и в некоторых случаях настолько загрубляет чувствительность извещателя, что он уже не может опознать пожар.
Другой метод защиты от влияния запыления дымовой камеры – организация физических препятствий для попадания загрязненного воздуха в дымовую камеру. Это недопустимо в силу того, что пробируемый воздух обязан попадать в дымовую камеру при естественной конвекции. В России стандартом установлена скорость протекания воздуха по извещателю при естественной конвекции 0,2 м/с, а в США – 0,15 м/с. Смысла в использовании извещателя, в который воздух не попадет никогда, нет, а использование таких извещателей преступно. То же самое касается и извещателей, камера пробирования воздуха которых упрятана за поверхностью, на которой они установлены (так называемая утопленная установка).
Адресные системы 4-го и 5-го типа
Два самых важных преимущества перед системами предыдущих типов – высокая информативность и значительно меньшее количество используемой проводки. Помимо того что на ППКП вы получите информацию по каждому конкретному извещателю, все они могут быть подключены на один шлейф (один кабель вместо 13). Благодаря программным преимуществам адресных ППКП можно создавать большое количество сценариев работы, зависящее только от заложенных размеров памяти и опций конфигурирования.
Нахождение и устранение неисправностей в такой системе занимают меньшее время по сравнению с системами 1–3-го типов, поскольку можно получить информацию о конкретном неисправном адресном извещателе или другом приборе.
Системы 4-го и 5-го типа унаследовали недостатки систем более низких типов ввиду использования таких же дискретных извещателей, только оснащенных дополнительным адресным узлом для приема и передачи сигналов с ППКП.
Адресно-аналоговые системы 6-го типа
Унаследовав все преимущества систем 4-го и 5-го типа, данные системы обладают дополнительными преимуществами и радикально отличаются от всех предыдущих систем по принципу обработки данных.
Адресно-аналоговая система - телеметрическая система, снабжаемая датчиками (извещателями), передающими по запросу с ППКП реальный уровень измеряемого параметра в непрерывном режиме. Современные адресно-аналоговые извещатели оснащены микроконтроллером, одновременно выполняющим функции устройства связи, ЦАП и АЦП для передачи данных и выполнения функций по команде с ППКП. Такой извещатель не обладает никакой самостоятельностью, и вся его задача состоит в передаче качественной информации состояния чувствительного элемента. В связи с этим в извещателях устанавливается чувствительный элемент широкого динамического диапазона, позволяющий отслеживать в широких пределах изменения факторов риска.
В современных адресно-аналоговых извещателях при всплеске фактора риска на ППКП передается цифровой "флаг", увидев который, ППКП осуществляет пакетный многократный запрос уровня фактора пожарного риска по данному извещателю, чтобы выяснить по запрограммированным алгоритмам, является ли данное изменение аналогового уровня пожарным или ложным. При этом ППКП продолжают стандартный опрос остальных извещателей в обычном режиме. Такой принцип опознавания пожара позволяет выполнять подачу сигнала "Пожар" в короткий период времени от момента полного подтверждения факта пожара контроллером ППКП. Размер этого периода зависит исключительно от скорости работы микроконтроллера-процессора ППКП и не может быть более 10 с согласно ГОСТ Р 53325-2009.
Прямая передача информации без инерционных и компенсационных элементов предоставляет скорость обработки информации гораздо более высокую, ограниченную только возможностями микроконтроллера-процессора, установленного в ППКП, нежели у систем низких типов.
Отсутствие энергетических ограничений и использование экономичных электронных элементов позволяют обмен огромным (по сравнению с системами более низких типов, включая беспроводные) количеством информации в системе. А благодаря жесткой привязке по проводным линиям можно реализовать скорость опознавания пожара и управления автоматикой и оповещением, недостижимую для беспроводных систем.
Из-за такого упрощения электронной начинки извещателя получена гораздо более высокая надежность, время наработки на отказ, более долгий временной промежуток между профилактическим обслуживанием извещателей.
Адресно-аналоговая система умеет распознавать пожар на ранней стадии, так как обработка информации в ППКП позволяет не упустить из виду всплески факторов риска и мгновенно проверить их динамику по заложенным алгоритмам опознавания пожара. Количество алгоритмов зависит только от программной прошивки микроконтроллера-процессора ППКП, чего нельзя добиться в системах более низких типов. Благодаря различным алгоритмам опознавания пожара в процессоре-микроконтроллере ППКП можно не только опознать пожар на ранней стадии, но и отфильтровать по признакам так называемые ложняки, что повышает достоверность оповещения о пожаре в разы по сравнению с системами более низких типов.
Диагностика извещателя в адресно-аналоговой системе полная – от простой проверки электронных компонентов до проверки температуры, версии прошивки извещателя и других необходимых данных. У разных производителей информация по результатам комплексной проверки извещателя может варьировать от развернутой по каждому параметру до краткой – показ исправного состояния (извещатель находится в допустимом диапазоне условий эксплуатации).
Один из двух минусов адресно-аналоговых систем – малая осведомленность потенциальных потребителей о возможностях таких систем.
Второй недостаток – ценовой диапазон пока не позволяет осуществлять замену небольших систем 1–3-го типов. Адресно-аналоговые системы уже находятся на примерно одинаковом ценовом уровне с адресными, а также есть тенденция падения их стоимости еще ниже и полное вытеснение систем 4–5-го типов с рынка.
Само собой, системы разных типов предназначены для защиты объектов разного объема и нет смысла ставить дорогую систему там, где нужны несколько извещателей. Однако для больших объектов, безусловно, предпочтительнее адресно-аналоговые системы в силу их неоспоримых преимуществ.
Хотелось бы, чтобы и в стандартах нашло отражение принципиальное различие систем 1–5-го типов и систем 6-го типа. Ведь все параметры чувствительности, пороги и т.п. справедливы для безадресных и адресных автоматических извещателей, формирующих готовые сигналы "Пожар", "Неисправность", "Задымление", "Загрязнение" и т.п., но никак не могут быть применимы к датчикам адресно-аналоговых систем, которые не только не выдают перечисленных готовых сигналов, но и передают на ППКП сигналы о тех уровнях измеряемого фактора пожара, которые просто недоступны для извещателей остальных типов. Было бы более грамотно и верно указать в стандарте диапазоны измеряемых уровней, а также в требования к ППКП включить стандартную шкалу порогов, которые можно установить программно, и алгоритмов обработки аналоговых сигналов для раннего обнаружения возгораний, так как на данный момент эти алгоритмы зависят только от производителя, а пороги чувствительности, указываемые в паспортах, являются лишь одними из возможных.
Хотелось бы также большего внимания со стороны законотворцев к конструктивным особенностям элементов систем, чтобы не допустить использования потребителями продукции, заведомо не выполняющей функций, выполнение которых обязательно. А расположение чувствительного элемента извещателя (датчика) и возможность опознавания фактора пожара при нормальной конвекции – это самое элементарное и самое критичное требование к любому прибору, который носит название "пожарный извещатель".
Опубликовано: Каталог "ОПС. Охранная и охранно-пожарная сигнализация. Периметральные системы"-2012
Посещений: 15236
Автор
| |||
В рубрику "Охранная и охранно-пожарная сигнализация, периметральные системы" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
