АНАЛОГОВОЕ
АДРЕСНОМУ НЕ АНАЛОГ!
В последнее время во всем мире наблюдается тенденция вытеснения традиционных (пороговых) и адресных систем пожарной сигнализации интеллектуальными адресно-аналоговыми. Об этом свидетельствуют объемы производства и продаж, например в Европе: 5-6 лет назад доля адресно-аналоговых систем пожарной сигнализации (ААСПС) не превышала 20% от общего объема, 3 года назад их доли сравнялись, а в настоящее время ААСПС завоевали уже 65-70% рынка, составляя его основную часть, и эта тенденция сохраняется. Учитывая все это, мы постараемся разобраться, что скрывается под словосочетанием "АДРЕСНО- АНАЛОГОВОЕ", каковы принципы работы и преимущества применения этого оборудования.
На пожарах в России гибнет в 6 раз больше людей чем в США, а материальный ущерб оценивается миллиардами рублей. При этом около 80% (!) людей гибнет от удушья, вызванного выделением дыма и токсичных веществ. Поэтому крайне важно обнаружить возгорание на самой ранней стадии, пока очаг пожара небольшой и может быть быстро ликвидирован, что позволяет предотвратить большие человеческие и материальные потери.
Классификация систем пожарной сигнализации (СПС)
По функциональным возможностям все СПС можно разделить на три класса:
- традиционные пороговые;
- адресные пороговые (неопросные и опросные);
- адресно-аналоговые.
Традиционные пороговые (неадресные) СПС представляют собой систему с лучевой архитектурой, в которой ПКП определяет лишь зону возникновения пожара в пределах луча (рис. 1). Конкретное место возгорания может определить лишь дежурный персонал путем обследования всех помещений зоны. Т.о., скорость локализации и ликвидации пожара полностью зависит от человеческого фактора. В шлейф сигнализации подключаются пороговые (неадресные) дымовые, тепловые, комбинированные и ручные пожарные извещатели. Важным отличительным признаком пороговых систем является то, что решение о пожаре принимает пожарный извещатель. Как только он оценивает превышение контролируемого параметра, то формирует сигнал на ПКП. Классический пример порогового ПКП - ППК-2. В каждый шлейф подключается до 20 извещателей, что позволяет контролировать до 10 помещений (при определенных условиях до 40 извещателей в 20 помещениях согласно НПБ 88-2001), расположенных на одном этаже. Не допускается разветвление шлейфа, каждый шлейф должен иметь оконечный элемент для контроля обрыва шлейфа.Недостатки систем этого типа - низкая информативность (в том числе отсутствие информации о неисправности извещателя), необходимость установки 2-х извещателей на помещение, высокая вероятность ложных срабатываний, дорогостоящий монтаж и техническое обслуживание, ограниченные возможности по управлению оборудованием пожарной автоматики и пр.
Адресные системы являются более совершенными, позволяя определить не только зону, но и точный адрес сработавшего извещателя. При активизации извещатель передает по шлейфу адрес в последовательном коде, который отображается на дисплее ПКП. Однако алгоритмы формирования сигнала ПОЖАР в пороговом и простейшем адресном пороговом извещателе одинаковы, что определяет такую же высокую вероятность ложных срабатываний в адресных пороговых СПС, как и в традиционных пороговых. Адресные системы подразделяются на неопросные и опросные. В адресных неопросных системах сохраняется основной недостаток, присущий всем пороговым системам: отсутствует контроль работоспособности пожарных извещателей. Это приводит к необходимости установки не менее двух извещателей в каждом помещении: при неисправности одного извещателя, второй извещатель выдаст сигнал "ПОЖАР". Соответственно, при использовании средств пожарной автоматики, для обеспечения примерно той же вероятности работоспособности двух извещателей требуется установка минимум четырех пороговых извещателей. Кроме того, в неопросных адресных системах, как и в безадресных системах, при снятии извещателя происходит разрыв шлейфа между двумя контактами базы, отключается оконечный элемент шлейфа и ПКП формирует сигнал неисправности (обрыв) шлейфа. При этом не фиксируется ни адрес снятого извещателя ни факт его отключения.
В интеллектуальных адресных опросных СПС производится постоянный опрос пожарных извещателей, обеспечивается контроль их работоспособности, что позволяет устанавливать по одному извещателю в каждом в помещении вместо 2-х (согласно п. 12.17 НПБ 88-2001). Использование сложных алгоритмов обработки сигналов, автокомпенсация изменения чувствительности в процессе эксплуатации и формирование сигнала "Техническое обслуживание" при запылении дымовой камеры обеспечивают практически полное отсутствие ложных срабатываний. Число адресных извещателей, включаемых в один шлейф ограничивается только техническими параметрами аппаратуры и на практике может достигать 60 - 100 шт. В интеллектуальных адресных СПС может использоваться произвольный вид шлейфа: кольцевой, разветвленный, звездой и любое их сочетание (рис. 2), не требуется никаких оконечных элементов шлейфа. В опросных адресных системах наличие извещателя подтверждается его ответами на запросы ПКП (не реже 5 - 10 с). Если ПКП при очередном запросе не получает ответ от извещателя его адрес индицируется с соответствующим сообщением. В этом случае отпадает необходимость использования функции разрыва шлейфа и при отключении одного извещателя сохраняется работоспособность всех остальных извещателей. В неопросных системах при отключении извещателя за счет разрыва шлейфа отключаются все последующие извещатели до оконечного элемента. Однако отметим особо, что в адресных системах решение о пожаре принимает пожарный извещатель. В этом и традиционные и адресные системы одинаковы, только в случае адресной системы, ПИ передает на ПКП вместе с сигналом о пожаре еще и свой адрес. Реализовать адресную опросную систему можно с помощью адресного модуля АМ-99 и серии адресных интеллектуальных извещателей Леонардо (ООО "Систем Сенсор Фаир Детекторс"), в которой реализованы все возможные для адресных извещателей функции, достижимые на сегодняшний день, при подключении к любому традиционному ПКП. Это интересное и экономичное решение, с которым можно ознакомиться на бесплатных семинарах, проводимых компанией-производителем.
Адресные системы являются более совершенными, позволяя определить не только зону, но и точный адрес сработавшего извещателя. При активизации извещатель передает по шлейфу адрес в последовательном коде, который отображается на дисплее ПКП. Однако алгоритмы формирования сигнала ПОЖАР в пороговом и простейшем адресном пороговом извещателе одинаковы, что определяет такую же высокую вероятность ложных срабатываний в адресных пороговых СПС, как и в традиционных пороговых. Адресные системы подразделяются на неопросные и опросные. В адресных неопросных системах сохраняется основной недостаток, присущий всем пороговым системам: отсутствует контроль работоспособности пожарных извещателей. Это приводит к необходимости установки не менее двух извещателей в каждом помещении: при неисправности одного извещателя, второй извещатель выдаст сигнал "ПОЖАР". Соответственно, при использовании средств пожарной автоматики, для обеспечения примерно той же вероятности работоспособности двух извещателей требуется установка минимум четырех пороговых извещателей. Кроме того, в неопросных адресных системах, как и в безадресных системах, при снятии извещателя происходит разрыв шлейфа между двумя контактами базы, отключается оконечный элемент шлейфа и ПКП формирует сигнал неисправности (обрыв) шлейфа. При этом не фиксируется ни адрес снятого извещателя ни факт его отключения.
В интеллектуальных адресных опросных СПС производится постоянный опрос пожарных извещателей, обеспечивается контроль их работоспособности, что позволяет устанавливать по одному извещателю в каждом в помещении вместо 2-х (согласно п. 12.17 НПБ 88-2001). Использование сложных алгоритмов обработки сигналов, автокомпенсация изменения чувствительности в процессе эксплуатации и формирование сигнала "Техническое обслуживание" при запылении дымовой камеры обеспечивают практически полное отсутствие ложных срабатываний. Число адресных извещателей, включаемых в один шлейф ограничивается только техническими параметрами аппаратуры и на практике может достигать 60 - 100 шт. В интеллектуальных адресных СПС может использоваться произвольный вид шлейфа: кольцевой, разветвленный, звездой и любое их сочетание (рис. 2), не требуется никаких оконечных элементов шлейфа. В опросных адресных системах наличие извещателя подтверждается его ответами на запросы ПКП (не реже 5 - 10 с). Если ПКП при очередном запросе не получает ответ от извещателя его адрес индицируется с соответствующим сообщением. В этом случае отпадает необходимость использования функции разрыва шлейфа и при отключении одного извещателя сохраняется работоспособность всех остальных извещателей. В неопросных системах при отключении извещателя за счет разрыва шлейфа отключаются все последующие извещатели до оконечного элемента. Однако отметим особо, что в адресных системах решение о пожаре принимает пожарный извещатель. В этом и традиционные и адресные системы одинаковы, только в случае адресной системы, ПИ передает на ПКП вместе с сигналом о пожаре еще и свой адрес. Реализовать адресную опросную систему можно с помощью адресного модуля АМ-99 и серии адресных интеллектуальных извещателей Леонардо (ООО "Систем Сенсор Фаир Детекторс"), в которой реализованы все возможные для адресных извещателей функции, достижимые на сегодняшний день, при подключении к любому традиционному ПКП. Это интересное и экономичное решение, с которым можно ознакомиться на бесплатных семинарах, проводимых компанией-производителем.
| Рис. 1. Структура шлейфов пороговой неадресной СПС | Рис. 2. Структура шлейфа опросной адресной СПС |
 |
| Рис. 3. Структура шлейфа адресно-аналоговой СПС |
Рассмотрим принципы работы адресно-аналоговых СПС, построенных на базе извещателей протокола 200 серии компании System Sensor - самого востребованного и распространенного в мире протокола, использующегося в ААСПС известных производителей ПКП Honeywell, Notifier, ESMI, Ademco, FCI, Labor Strauss и пр. Отметим, однако, что язык общения, или "протокол" СПС каждого из названных производителей ПКП свой, и компоненты одной СПС могут быть несовместимы с другой. Выделим характерные особенности ААСПС.
Непрерывный динамический опрос всех адресных устройств, отслеживающий скорость изменения параметров задымленности, температуры, состояния устройств пожарной автоматики. На основании полученных данных ПКП, комбинируя данные, полученные из разных помещений и усредняя несколько последовательных результатов, производит оперативный анализ контролируемых параметров в каждом помещении. Простейший пример: 3 последних измерения температуры теплового ПИ были следующими: 20 град., 20 град., 80 град. Причем скачок температуры был вызван наводками электромагнитных полей в сети. В случае пороговой системы, ПИ принял бы решение о пожаре, и при срабатывании двух ПИ одной группы включилась бы система пожаротушения и произошел бы выпуск дорогостоящего газа или порошка. В ААСПС ситуация иная: режим усреднения 3-х последних показателей (20+20+80 = 120/3 = 40 град.) показывает, что извещатель находится в состоянии неисправности, а не пожара. И лишь следующей пик в последовательных показаниях будет свидетельствовать о пожаре. Т.о., режим усреднения позволяет интегрировать одиночный сбой и грамотно идентифицировать его, как неисправность. Это значительно повышает помехоустойчивость системы и позволяет осуществлять оперативный контроль пожарной обстановки объекта.
Аналоговые пожарные извещатели:ПКП передает по шлейфу последовательные коды адресов извещателей, набор импульсов - логические 0 и 1, и принимает коды значений контролируемых извещателями параметров. Именно это принцип общения ПКП и ПИ добавляет "аналоговость" ААПС. Располагая совокупностью результатов измерений, ПКП производит анализ их изменения во времени, например, вычисляет производную изменения температуры, и, таким образом, определяет скорость ее роста. Это простейший пример, в адресно-аналоговом ПКП используются сложнейшие алгоритмы обработки информации, обеспечивающие раннее обнаружение возгорания при отсутствии ложных срабатываний.
| Рис. 4. Широкий спектр адресно-аналоговых извещателей |
Кольцевая архитектура шлейфа,в которой шлейфы сигнализации выполняют роль шин данных, обеспечивающих двунаправленную передачу контролирующих и управляющих сигналов, для работы как отдельно взятого периферийного устройства (извещателя, модуля, оповещателя), так и системы в целом. При обрыве шлейфа ПКП фиксирует место обрыва шлейфа и формирует соответствующее сообщение. Но все компоненты шлейфа продолжают функционировать.
Повышенная живучесть системы(способность выполнять свои функции в усеченном режиме) что обеспечивается включением в адресный шлейф устройств локализации неисправностей. При коротком замыкании шлейфа на участке между двумя соседними "локализаторами", система исключает из работы только этот участок. Вся остальная часть системы остается работоспособной. Чем больше устройств локализации (изоляторов) в шлейфе, тем он более надежен. Некоторые модели адресно-аналоговых извещателей, а также все модули контроля и управления серии 200 оснащены встроенными изоляторами.
Возможность изменения чувствительности ПИявляется одним из важнейших преимуществ ААСПС. Пороговые значения параметров и скорость их изменения могут быть изменены как в меньшую, так и в большую сторону, что позволяет управлять пожарной обстановкой на объекте в зависимости от особенностей контролируемых помещений, связанных с их функциональным назначением (повышенная температура, особо чистая комната, запыленное помещение, особенности вентиляции и др.). Кроме того, существует возможность установки порогового значения, для каждого извещателя, не только для уровня "пожар", но и промежуточного порогового значения "предупреждение", что позволяет обнаруживать очаги возгорания на более ранних стадиях и ускорять процесс локализации и тушения. Например, при проектировании СПС, защищающей телекоммуникационный зал, можно установить в расположенных в нем ПИ, уровень сигнала предупреждения 26оС, значительно повысив информативность и эффективность системы.
 |
| Рис. 5. Автокомпенсация изменения чувствительности дымового извещателя |
Минимальные затраты на обслуживание.ААПКП постоянно контролируют значение измеряемого параметра, что позволяет получить ряд уникальных свойств, например, автоматическая сигнализация о необходимости проведения технического обслуживания дымового извещателя, величина загрязненности которого превысила заданную величину. Кроме того, в адресно-аналоговых извещателях 200 серии реализована функция автокомпенсации уровня запыленности дымовой камеры, реализованная с помощью микропроцессора. Это достаточно сложный алгоритм, учитывающий факторы влияния накопления пыли в дымовой камере на чувствительность датчика и предобработку сигнала уровня оптической плотности среды (рис. 5).
Конфигурация (программирование) системыдает дополнительные возможности: задание определенных алгоритмов работы в зависимости от требований объекта, произвольная разбивка на группы, изменение чувствительности ПИ, текстовые описания ПИ и модулей, логика управления внешними устройствами и автоматическими средствами пожаротушения, дымоудаления, оповещения и т.п. Надо отметить, что для ряда ПКП можно и не программировать АА ПКП - в этом случае будет действовать режим заводской конфигурации, и ПКП при включении сама найдет все компоненты шлейфа, разобьет в группы и начнет работать. Этот вариант подходит для многих инсталляций - при любых изменениях объекта надо лишь выключить и снова включить ПКП.
| Рис. 6.Новое поколение модулей контроля и управления. |
Возможность подключения неадресного подшлейфапосредством соответствующего модуля. который позволяет подключить дополнительный подшлейф пороговых неадресных извещателей. Это экономичное решение, позволяющее организовать пожарную защиту, например, большого зала или склада, подключив дополнительный подшлейф пороговых неадресных извещателей к АА шлейфу.
Гибкое подключение современных и надежных систем пожарной автоматики,включаемых непосредственно в кольцевой шлейф сигнализации. Например, ААПКП ESA (ESMI, Финляндия) позволяет осуществлять управление до 32 направлений пожаротушения, причем с реализацией логики управления пуска газа из различных баллонов. Кроме того, применение адресных модулей контроля и управления позволяет обеспечить логическое взаимодействие систем пожарной автоматики по заданной программе без участия человека. К примеру, последнее поколение адресных модулей серии 200 позволяет реализовать в одном модуле функции и контроля и управления, все модули оснащены встроенным локализатором короткого замыкания (рис. 6). Новая конструкция использует универсальный крепеж: возможен настенный монтаж или на DIN - рейку. Это более практично и повышает экономичность системы в целом.
Воможность объединения нескольких АА ПКП в единую систему посредством концентратора,что особенно актуально при оснащении и эксплуатации крупных объектов.
Итеграция в АСУ ТП здания.Опыт установки систем безопасности на реальных объектах показал, что заказчик редко ограничивается лишь одной системой. Обычно это видеонаблюдение, охранная и пожарная сигнализации, система оповещения и контроля доступа. Современные информационные технологии позволяют создать интеллектуальную систему обеспечения безопасности здания, осуществляющую оперативный монитринг событий и управление функциями ряда подсистем.
Принимая во внимание все преимущества адресно-аналоговой аппаратуры пожарной сигнализации, можно с уверенностью отметить, что ААСПС является не только самым современным, но и единственно верным решением качественного и раннего обнаружения возгорания.
И.Г.НЕПЛОХОВ,
кандидат технических наук