Автор: Игорь НЕПЛОХОВ, технический директор по ПС компании ADT Security Solutions, кандидат технических наук
Выбор пожарного извещателя в зависимости от типа помещений и условий эксплуатации. Часть 2
В первой части статьи были рассмотрены факторы пожара, типы очагов, нормативные требования, а так же 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 звуковым оповещателем, встроенным в базу реле, и выносным светодиодным индикатором по командам с панели.
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 относится к системе «адресно-аналоговый извещатель – адресно-аналоговая панель». Но 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 0 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 0 C.
Рис. 4. Аналоговые величины адресно-аналогового извещателя в дежурном режиме Возможности 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 и извещатель используется как моносенсорный. Может использоваться информация отдельно по каждому каналу по логике «ИЛИ», как в комбинированном извещателе, либо даже отдельные каналы могут восприниматься как отдельные извещатели с различными адресами. Однако качественно новые 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 0 C, класс A2S по EN54-5. • режим 4 - только тепловой максимально-дифференциальный, класс A1R по EN54-5; • режим 5 - только тепловой максимальный на 60 0 C, класс A2S по EN54-5; • режим 6 - HPO дымовой (высокая/нормальная/низкая) и тепловой максимальный на 60 0 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 по очагам различных типов показывают их более низкую эффективность по открытым очагам по сравнению с радиоизотопными извещателями. А очевидно, что обнаружение открытых очагов ввиду быстрого распространения пожара должно быть максимально быстрым. Для устранения этого недостатка 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 0 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 достигает порога, что подтверждается соответствующими испытаниями. Например, детекторы класса A2S сначала выдерживают при температуре 5 0 C, а затем не более чем через 10 с помещают в воздушный поток с температурой 50 0 C. То есть воздействие на детектор класса A2S скачка температуры величиной 45 0 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 0 C. Такой 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 Такие 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 станадрта 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 C10 H18 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 мин. до 16 мин.) в зависимости от скорости развития очага. Окончание испытаний фиксируется при достижении удельной оптической плотности 1,7 дБ/м, концентрация продуктов горения достигает 4,5 – 9, а температура увеличивается всего на 6 0 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, 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.
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». Продолжение следует
Адресно-аналоговый мультикритериальный извещатель ESMI2251CTLE (ESMI) Объединяет в себе 4 независимых чувствительных элемента, работающие как одно устройство. Он включает в себя датчики: СО, оптико-электронный датчик дыма, ИК-пламени и температурный. Канал обнаружения СО контролирует продукты горения тлеющего пожара, ИК-канал измеряет уровень излучения пламени. Дымовой оптический элемент работает по классическому методу обнаружения дыма путем контроля оптической плотности среды в дымовой камере. Тепловой сенсор является так же максимально-дифференциальным и реагирует не только на превышение теплового порога, но и на скорость нарастания температуры. Благодаря непрерывному наблюдению по всем четырём каналам обнаружения пожара происходит максимально быстрого, при высоком уровне устойчивости к ложным тревогам из-за внешних воздействий в виде пара, дискотечных дымов, сварки и т.д.
Аналогово-адресный пожарный извещатель ESSER OTG cерии IQ8Quad (ESSER by Honeywell) Имеет три независимых сенсора в одном корпусе: сенсор угарного газа (CO) – для обнаружения возгораний на ранней стадии, до начала выделения видимых частиц дыма + классический оптический дымовой + термодифференциальный сенсор. Раннее обнаружение обнаружения, как тлеющих возгораний, так и возгораний, сопровождающихся выбросом тепла и выделением газовых продуктов горения. В зависимости от программирования датчика, присутствие CO может рапортоваться либо как фактор пожара, либо как технический сигнал. Программируемая концентрация CO для технического сигнала (предупреждение об опасности отравления). Оптический сенсор и сенсор CO могут работать как по схеме «ИЛИ», так и по схеме «И» (программируется). Принятие решения на уровне извещателя. Автоматическая адресация. Встроенный изолятор короткого замыкания. Может использоваться как радиоизвещатель (при установке в беспроводную базу).
Мультисенсорные пожарные извещатели ASA OOH740 и OOHC740 (Siemens) Извещатели ASA OOH740 и OOHC740 с сенсором газа СО предназначены для раннего обнаружения пожаров, вызванных возгоранием жидких и твердых веществ, в центрах обработки данных, помещениях с информационно-коммуникационным оборудованием, промышленных производствах и т.д. Мультисенсорные пожарные извещатели изготовлены по технологии ASA (advanced signal analysis – расширенный анализ сигналов). Извещатели по специальным алгоритмам преобразуют полученные от сенсоров сигналы и сравнивают их в реальном времени с предустановленными значениями (наборами параметров). Для соответствия условиям окружающей среды возможен выбор из девяти различных предпрограммируемых наборов - от sensitive до robust. Переключение между наборами параметров может осуществляться в зависимости от времени суток или назначения помещения. Извещатели имеют компактный корпус, изготовлены из экологически безвредных материалов и соответствуют требованиям стандартов VdS, EN 54 и ГОСТ Р по электромагнитной совместимости.
Мультикритериальный адресно-аналоговый пожарный извещатель 6 поколения 830/850РС 3oTec (Tyco) Новейшая технология «Триотек». Критерии срабатывания одного извещателя: дым – СО – тепло. Одновременный анализ трех различных факторов в реальном масштабе времени. Достоверная идентификация загорания на ранней стадии при наличии пара, аэрозоли, пыли. Программирование различных алгоритмов обработки информации в т.ч. режимы: «день/ночь», закрытая автостоянка и пр. Встроенный в извещатель 850РС изолятор замыкания шлейфа. Возможность дистанционного программирования и тестирования с расстояния до 15 м. Высота 42 мм, диаметр 108 мм, вес 94 г. Сертификаты: VdS и LPCB по EN 54-5, EN 54-7 и EN 54-17, ESC уровень SIL 2 (единственный в России). ТР ПБ и ГОСТ Р 53325.
Мультикритериальный адресно-аналоговый пожарный извещатель 801СНЕх / 811СН (Tyco) Критерии срабатывания извещателя: СО – тепло. Одновременный анализ двух различных факторов в реальном масштабе времени. Достоверная идентификация загорания на ранней стадии при наличии пара, аэрозоли, пыли. Программирование различных алгоритмов обработки информации в т.ч. режимы: «день/ночь», 5 режимов работы. Извещатель 801СНЕх во взрывозащищенном исполнении, маркировка 0ExiaIICT5 X для взрывоопасных зон классов 0, 1, 2, 20, 21 и 22. Сертифицированы ATEX, разрешены к применению Гостехнадзором РФ. Извещатели 811СН в морском исполнении отвечают требованиям Морского Регистра Ллойда. Высота 43 мм, диаметр 109 мм, вес 88 г. Сертификаты: VdS и LPCB по EN 54-5 и EN 54-7, ТР ПБ и ГОСТ Р 53325.
Извещатель мультисенсорный MTD 533X (Шрак Секонет АГ) Извещатель MTD 533X может быть использован как дымовой, тепловой или мультикритериальный извещатель. Тип извещателя, а также дополнительные параметры (например, чувствительность) устанавливаются при программировании. Извещатель оборудован дымовым сенсором рассеянного света (эффект Тиндаля) и максимально-дифференциальным тепловым сенсором (NTC сенсор). Извещатель включается в шлейф X-Line и оснащен встроенным изолятором короткого замыкания. Установка чувствительности сенсоров по EN 54. Выдача сигнала предтревоги (уровень 30% и 75%). Автоматическое определение и компенсация загрязнения. Автоматическая корректировка параметров в зав. от окружающей среды. Фильтр для подавления ложных тревог, встроенная память, изменение параметров с помощью программного обеспечения. Индивидуальное отключение извещателя, перевод в режим ревизии. Светодиодный индикатор с углом обзора 3600 . Встроенный изолятор короткого замыкания. Для установки в сырых помещениях рекомендуется использовать извещатель MTD 533X CP, обладающий дополнительной защитой от влаги.
Внимание! Копирование материалов, размещенных на данном сайте допускается только со ссылкой на ресурс http://www.tzmagazine.ru