А.В. Родионов
Заместитель начальника отдела системотехники НВП "Болид"

Немало статей написано о том, что радиальные системы все больше и больше вытесняются современными адресно-аналоговыми системами, имеющими потенциально большую надежность, функциональность и информативность. Конечно, это так, но и радиальные системы не стоят на месте!

Что такое радиальные системы сигнализации? Определимся сразу, что в рамках этой статьи под "радиальными" будем понимать традиционные проводные системы ОПС, основой которых является шлейф сигнализации.

Радиальные системы сигнализации имеют и другое название - лучевые. Это связано с тем, что каждый шлейф образует своего рода луч или радиус, исходящий из центра, в роли которого выступает приемно-контрольный прибор.

Преимущества радиальных систем сигнализации

Использование современных алгоритмов цифровой обработки сигналов в приемно-кон-трольных приборах позволяет существенно повысить надежность детектирования сигнала от извещателей и, как следствие, снизить вероятность ложных тревог. Если говорить о надежности самих извещателей, то показатели практически одинаковы и у современных пороговых, и у адресных извещателей, элементная база которых и методы обнаружения факторов тревоги/пожара во многом совпадают. Радиальные системы сигнализации имеют право на дальнейшее успешное существование по следующему (далеко не полному) ряду показателей:

• универсальность: любые извещатели работа-ют с любыми ППКП;
• возможность реализации охранных и пожарных зон на одном ППКП;
• невысокая критичность к параметрам проводной линии шлейфа;
• приемлемые показатели надежности;
• широкая распространенность;
• применимость для большинства типов объектов;
• широкий спектр отечественных производителей;
• низкая стоимость.

Стоит отметить, что радиальные системы не всегда наилучшим образом подходят для определенных типов объектов. Для крупных объектов, где требуется установить и обслуживать несколько тысяч пожарных извещателей, больше подойдут адресно-аналоговые системы, так как суммарные затраты на один извещатель будут меньше, чем в радиальных системах, да и количество извещателей будет меньше. Однако для малых и средних объектов стоимость технических средств охраны, а также затраты на их монтаж и обслуживание будут ниже. Кроме того, для целей охранной сигнализации традиционно используются контактные извещатели, которые как нельзя лучше подходят для радиальных ППКП.

Но главным показателем, безусловно, остается рыночная востребованность проводных радиальных систем ОПС: по экспертным оценкам, на долю таких систем приходится до 70% отечественного рынка.

Немного истории

Одна из первых систем сигнализации, появившихся в нашей стране, была создана на базе поста телефонной связи в Государственном Эрмитаже. Это была охранная сигнализация, использовавшая проложенные ранее линии телефонной связи. До 1990-х гг. большинство приемно-контрольных приборов использовалось в качестве оборудования, совмещающего функции охранной и пожарной сигнализации, при этом тактика работы и с охранными, и с пожарными извещателями была одинаковой. Ввод в действие новых норм потребовал от производителей ППКП разделить эти функции. Накопленный опыт разработки и эксплуатации отечественных приборов доказал возможность совмещения охранных и пожарных функций на одном приборе, а достаточно развитые на тот момент вычислительные средства позволили реализовать эту уникальную возможность без противоречий с точки зрения требований норм к охранной и пожарной сигнализации. В том, что это уникальное для мировой практики явление стало реальностью, огромная роль принадлежит НИЦ "Охрана", входившему на тот момент в состав ВНИИПО. В то же время на рынке стали появляться зарубежные адресные, адресно-аналоговые и радиоканальные системы ОПС, однако экономический кризис 1998 г. остро обозначил необходимость разработки их отечественных функциональных аналогов. Прошедшие годы разработчики интенсивно трудились над решением данной проблемы, и сейчас целый ряд отечественных производителей выпускает собственные системы, ни по качеству, ни по функциям не уступающие зарубежным.

Развивались также и радиальные системы: пожарные ППКП научились определять количество сработавших извещателей в шлейфе (од-нопороговые и двухпороговые пожарные шлейфы), введена процедура верификации сработавшего из вещателя; для охранных ППКП стали доступны такие функции, как защита от саботажа (подмены извещателя), контроль вскрытия корпуса извещателя, контроль снятого с охраны ШС, автоматическое взятие ШС под охрану и пр.

Особенности использования

Рассмотрим некоторые особенности использования проводных радиальных систем ОПС.

Охранные шлейфы

Тактика работы охранных шлейфов достаточно проста: шлейф может находиться либо в норме (на охране), либо в тревоге, либо снят с охраны. Любое нарушение (переход за пределы диапазона нормы) взятого на охрану шлейфа автоматически переводит его в режим тревоги. Большинство охранных извещателей работают на обрыв шлейфа при тревоге, но как быть, если злоумышленник решил блокировать передачу тревожного извещения, перемкнув внешние провода шлейфа, подключенные к извещателю? Для защиты от такого вида саботажа современные приемно-контрольные приборы отслеживают резкое изменение сопротивления шлейфа даже на небольшое значение. Если установить скрытый резистор небольшого номинала внутри корпуса извещателя, прибор зафиксирует скачкообразное изменение сопротивления в шлейфе в момент подключения перемычки и перейдет в режим тревоги. В то же время, если сопротивление шлейфа будет плавно меняться, например, в случае изменения утечек между проводами ШС или проводом и "землей", прибор не должен трактовать эти изменения как попытку саботажа. На рис. 1 условно показаны схемы и диаграммы сопротивления шлейфа в обоих случаях.

Однако как быть, если злоумышленник оказался хитрее и установил перемычку внутри корпуса извещателя, на клеммах тревожных контактов? И в этом случае можно найти выход! Если извещатель имеет датчик вскрытия корпуса (тампер), прибор зафиксирует факт вскрытия корпуса извещателя, что, безусловно, должно привлечь внимание службы охраны. А поиск и устранение перемычки - это уже тривиальная задачка для инженерной службы. Схемы и диаграммы сопротивления шлейфа для этого случая показаны на рис. 2.

Конечно, задача защиты от возможного саботажа не решается только указанными способами, но при разумном подходе рассмотренные особенности реализации охранной сигнализации позволят предотвратить материальные потери и существенно сэкономить время и силы при поиске потенциально возможных точек атаки злоумышленника.

Пожарные шлейфы

Тактика работы пожарных шлейфов существенно отличается от охранных. Для пожарной сигнализации главное - это разумный компромисс между двумя задачами:

• не выдать ложного сообщения о пожаре;
• отреагировать на наличие факторов пожара. Функцию определения факторов пожара и передачи тревожного извещения выполняют пожарные извещатели, а приемно-контрольный прибор должен уметь надежно детектировать это извещение и принять решение о том, каким образом реагировать на него, чтобы избежать возможных потерь как от самого пожара, так и от последствий работы средств пожарной автоматики.

Какие же особенности реализации пожарных шлейфов могут пригодиться в этом случае?

1. Возможность автоматического сброса пожарного извещателя для перевода его в исходное состояние после срабатывания. Эта возможность чрезвычайно важна для реализации функции верификации (перезапроса) сработавшего в шлейфе извещателя. Извещатели не идеальны и могут формировать ложные извещения о пожаре. Чтобы удостовериться в том, что извещение не ложное, прибор сбрасывает извещатель и ожидает его повторного срабатывания. Лишь после повторного срабатывания принимается решение о наличии в защищаемом помещении опасности пожара.
2. Возможность обнаружения нескольких сработавших извещателей в одном шлейфе. Как известно, аппаратура системы пожарной сигнализации при срабатывании не менее двух пожарных извещателей должна формировать команды на управление автоматическими установками пожаротушения, или дымоудаления, или оповещения о пожаре, или управления инженерным оборудованием объектов. Для шлейфов, которые могут различать срабатывание одного, двух и более извещателей, введено специальное обозначение: двухпороговые. Использование двухпороговых шлейфов позволяет сэкономить на количестве извещателей, устанавливаемых в одном помещении (три извещателя в одном шлейфе, вместо четырех в двух шлейфах для однопороговых ШС), а также сэкономить на проводах показаны. На рис. 3 показаны схемы и диаграммы двухпороговых пожарных ШС.
3. Реализация механизмов, минимизирующих влияние переходных процессов в шлейфах. Внутренние схемы большинства извещателей можно представить в виде эквивалентной RC-схемы, позволяющей оценить процессы, происходящие в нагруженном шлейфе. Чем больше извещателей включено в шлейф, тем выше его эквивалентная емкость. Чем выше емкость шлейфа, тем больше время завершения переходных процессов.

В каких случаях возникают переходные процессы в шлейфах и на что они могут повлиять? Учитывать переходные процессы необходимо прежде всего в шлейфах со знакопеременным напряжением. Каждый раз при изменении полярности происходят циклы заряда/разряда внутренней емкости извещателя, и напряжение в шлейфе "выравнивается" не сразу. Как правило, приемно-контрольные приборы выдерживают определенную паузу перед тем, как начать измерять напряжение в шлейфе после изменения полярности. Длительность такой паузы должна быть заведомо больше длительности переходного процесса и, как правило, составляет сотни миллисекунд (200- 300 мс). Но этого времени может быть недостаточно, если в шлейф включено слишком много извещателей! В этом случае длительность переходного процесса больше паузы, отведенной на его завершение, и результаты измерения оказываются искаженными. Этот эффект также присущ и шлейфам с постоянным напряжением: в случае сброса напряжения питания в шлейфе или при обрыве оконечного элемента нагруженного шлейфа. Искажение результатов измерения параметров шлейфа под влиянием переходного периода может явиться причиной формирования ложного сигнала о пожаре. Это необходимо учитывать при расчете количества извещателей, включаемых в один шлейф. Диаграммы напряжений в шлейфах сигнализации при переходных процессах показаны на рис. 4. Как же минимизировать влияние переходных процессов, если расчет максимального количества извещателей в шлейфе определяется лишь максимальным током нагрузки шлейфа, а нелинейные характеристики извещателей не приводятся? Эту задачу должен решать сам прием-но-контрольный прибор, фактически вычисляя производную процесса изменения состояния шлейфа. Это может несколько затягивать время реакции на срабатывание извещателя, но надежно защищает от ложных тревог.

Перспективы развития

Как уже отмечалось, списывать со счетов традиционные радиальные системы сигнализации преждевременно. В числе перспективных задач -дальнейшее расширение функциональности таких систем с точки зрения интеграции с инженерными системами объектов. Развитие так называемой технологической сигнализации на аппаратной базе существующих систем охранно-

пожарной сигнализации оправдано тем, что большая часть инженерного оборудования (насосы, клапаны, задвижки и пр.) имеет контактные выходы, идеально подходящие для включения в радиальные шлейфы сигнализации. Кроме того, постоянно ведутся работы, направленные на повышение надежности проводных радиальных систем. Здесь можно выделить три составные части, каждая из которых вносит свой вклад в общий показатель надежности:

• извещатель;
• проводной шлейф, в качестве канала связи;
• приемно-контрольный прибор.

Эволюция сегментов радиальных систем

Оглянувшись примерно на 10 лет назад, мы увидим, какой путь развития прошли извещатели и какая огромная работа была проделана. Если внешне конструкция извещателей изменилась незначительно, то внутреннее наполнение эволюционировало весьма существенно. Использование микроконтроллеров позволило применить математические методы обработки сигналов от первичных преобразователей, реагирующих на факторы пожара или тревоги. Это позволяет отфильтровывать случайные или наводимые помехи, регулировать при необходимости уровень порогового значения фактора тревоги и накапливать данные об его изменении с течением времени. Развитые функции самодиагностики дымовых пожарных извещателей позволяют сейчас детектировать неисправность оптического канала или неисправности собственной схемы извещателя, предотвращая формирование ложных сигналов о пожаре. Дальнейшее повышение надежности работы извещателей, многофакторное определение тревоги/пожара, использование новых методов и алгоритмов работы обусловливают пути их развития. Вслед за извещателями не меньший путь развития прошли и приемно-контрольные приборы. Но самым "неразвитым" сегментом радиальных систем остается собственно шлейф, как канал связи между извещателями и приемно-контрольным прибором. Сейчас иметь двухпроводную линию для передачи бинарного состояния - непозволительная роскошь. В дальней перспективе, когда стоимость адресно-аналогового извещателя приблизится к стоимости традиционного порогового извещателя, радиальные системы уступят свои л-идирующие позиции, но в близкой перспективе, пока стоимость адресных систем достаточно высока, широкой альтернативы радиальным системам нет. Но это утверждение не означает, что радиальные системы не будут развиваться.

Гибридные системы

Уже сейчас на рынке есть гибридные системы, сочетающие в себе достоинства адресных и пороговых систем. В таких гибридных системах, называемых опросными адресно-пороговыми, реализованы следующие достоинства адресных систем:

• позиционирование места возгорания/проникновения с точностью до места установки извещателя;
• проверка работоспособности и автоматическая идентификация каждого неисправного извещателя;
• указание на необходимость технического обслуживания извещателя;
• возможность ветвления шлейфа;
• отсутствие необходимости обрывать шлейф при извлечении извещателя из розетки.

Перспектива развития радиальных систем, на взгляд автора, заключается в совмещении в рамках одного прибора обычных пороговых шлейфов и опросных адресно-пороговых шлейфов сигнализации. По стоимости один адресно-пороговый извещатель, вероятно, будет сопоставим со стоимостью двух традиционных пороговых извещателей, но для небольших и средних объектов их применение позволит удешевить систему в целом. При наличии функции контроля исправности допускается установка одного извещателя в помещении вместо двух обычных пороговых.

Итак, в завершение статьи можно сделать следующие выводы:

• для малых и средних объектов радиальные системы ОПС с точки зрения затрат, надежности и функциональности являются наиболее рациональным решением;
• использование механизмов защиты от саботажа охранных зон потенциально снижает риск материальных потерь;
• верификация состояния пожарных извещателей, а также учет влияния переходных процессов в пожарных шлейфах способны минимизировать количество ложных сигналов о пожаре;
• применение двухпороговых пожарных шлейфов позволяет оптимизировать расходы на материалы и оборудование;
• перспективное направление развития радиальных систем ОПС: опросные адресно-пороговые системы.

Шлейфом сигнализации (охранной, пожарной) принято называть электрическую цепь, соединяющие извещатели (охранные, пожарные), дополнительные элементы, подключаемую к приемно контрольному прибору (ПКП). Схема шлейфа представлена на рисунках 1,2.

Обращаю внимание, что здесь приводятся структурные схемы. Схемы подключения охранных извещателей и схемы подключения пожарных извещателей рассматриваются отдельно.

Хочу пояснить почему предлагаю два практически одинаковых варианта подключения. Контакты релейных выходов извещателей сигнализации характеризуются двумя состояниями - нормально замкнутый (И2), нормально разомкнутый (И1).

Это при отсутствии напряжения питания. Некоторые отождествляют нормальное состояние контактов извещателей охранно пожарной сигнализации с режимом "норма (охрана)", забывая, что в этом случае шлейф сигнализации находится под напряжением, соответственно реле извещателей - тоже. Поэтому на рис.1 показана схема при отсутствии напряжения питания, рис.2 - схема при включенном ПКП.

Охранный шлейф и пожарный шлейф принципиальных различий не имеют, разве что охранный шлейф чаще использует извещатели, имеющие "сухие" контакты (релейные). Пожарный шлейф такие контакты использует при наличии тепловых извещателей. Шлейф пожарной сигнализации с дымовыми извещателями схематично представлен рисунком 4 (Для двухпроводной линии).

ПКП использует токовый контроль шлейфа сигнализации, как правило, знакопостоянный, т.е. полярность напряжения, подаваемого на шлейф сигнализации неизменна. Токовый контроль шлейфа подразумевает нахождение величины тока, протекающего через шлейф в определенных пределах (определяется типом прибора, номиналом резистора Rок).

При изменении тока в любую сторону формируется тревожное извещение. Сразу замечу - для извещателей охранно пожарной сигнализации, имеющих "сухие" контакты, полярность подключения шлейфа значения не имеет.

Все сказанное, пока носит более теоретический характер, хотя бы потому что охранных извещателей, имеющих нормально замкнутые контакты (И2 для рис.1,2) весьма немного. Поэтому на практике для охранной сигнализации используется схема подключения шлейфа, представленная рисунком 3.

Она справедлива если применяется охранный датчик, имеющий релейный выход и отдельный шлейф питания. (Астра 5, Астра С, Шорох 2), ну, естественно, для герконов. Однако, охранный извещатель может использовать и способ питания от шлейфа сигнализации. Тогда его подключение в охранный шлейф производится согласно рис.4.

Сигнал тревоги таким датчиком формируется за счет резкого увеличения потребляемого им тока - следовательно величина тока всего шлейфа охранной (пожарной) сигнализации тоже увеличивается.

Максимальное количество таких извещателей для подключения в охранный шлейф сигнализации ограничено - определяется оно номинальным значением тока шлейфа конкретного прибора охранно пожарной сигнализации.

Завершая краткий обзор этой темы отмечу, что как охранный, так и пожарный извещатели могут быть адресного типа. В этом случае их подключение в охранный (пожарный) шлейф сигнализации производится по схеме рис.4.

© 2010-2019 г.г.. Все права защищены.
Материалы, представленные на сайте, имеют ознакомительно-информационный характер и не могут использоваться в качестве руководящих документов

В.Н. Коренев,
к.т.н., руководитель направления разработок
и внедрения ООО «Системы Безопасности»,
г. Новосибирск

Пороговые шлейфы сигнализации, несмотря на свою низкую информативность и восприимчивость к помехам, продолжают применяться в различных системах тревожной сигнализации. Это обусловлено тем, что на рынке изделий тревожной сигнализации остается еще много неадресных извещателей и датчиков, которые имеют на своем выходе два стабильных состояния, соответствующие нормальному и тревожному. Они успешно конкурируют с адресными изделиями в силу их дешевизны и совместимости с различными приемно-контрольными приборами.

Несмотря на простоту схемотехники, пороговые шлейфы сигнализации можно сделать значительно информативнее, чем это реализовано в существующей аппаратуре. Это становится возможным с применением современной микропроцессорной техники, у которой возрастает разрядность АЦП, производительность обработки данных, объемы встроенной памяти и в тоже время уменьшается цена.

Однако повышение информативности связано с ростом контролируемых событий и сложностью алгоритмов перехода из одного состояния в другое. Описывать эти процессы становится все сложнее. Поэтому, при разработке таких изделий и их описании для пользователей, удобно использовать физические и программные модели шлейфа сигнализации.

Каждый пороговый шлейф сигнализации (ШС) прибора можно описать моделями с двух точек зрения:

С физической точки зрения – это электрическая цепь, соединяющая прибор с извещателями (датчиками) посредством проводных соединений (Рис.1). Каждый ШС имеет различные схемотехнические варианты , выбираемые разработчиком. В схеме включения изображаются контакты извещателя, резисторы и другие компоненты, обеспечиващие работу ШС.

Любой извещатель можно представить в виде электрического контакта, который при срабатывании скачком меняет свое сопротивление: становится либо замкнутом (сопротивление контакта равно нулю), либо разомкнутом (сопротивление контакта равно бесконечности).

Контакты извещателя подключается проводными соединительным линиями к клеммам приемно-контрольного прибора.

В приемно-контрольном приборе клеммы связаны с «Измерителем сопротивления», который измеряет электрическое сопротивление всей цепи ШС, а «Решающее устройство» по величине ее сопротивления принимает решение о том, сработал извещатель или нет.

Рис.1. Модель порогового шлейфа сигнализации

ШС подключается к измерителю сопротивления через клеммы, расположенные на плате прибора приемно-контрольного (ППК). Измеритель измеряет электрическое сопротивление всей цепи ШС, а решающее устройство по величине ее сопротивления принимает решение о том, сработал извещатель или нет.

С информационной точки зрения - это программный объект, состоящий из фиксированного набора событий. Событие в ШС может происходить в результате изменения сопротивления ШС, либо приходить извне, в виде управляющих команд. Набор событий определяется тактиками ШС . Каждая тактика ШС включает в себя:

1. Тип шлейфа сигнализации (пожарный, охранный, аварийный и управления) и название;
2. Электрическую схему включения;
3. Шкалу диапазонов сопротивлений ШС, разделенную порогами;
4. Привязки состояний к диапазонам сопротивлений ШС;
5. Список событий ШС;
6. Матрицу событий.

В качестве примера применения терминов, рассмотрим тактику пожарного шлейфа сигнализации «Однопороговая». В такой тактике предусматривается выдача сигнала «Пожар» при срабатывании любого одного или нескольких извещателей:

1. Тип шлейфа сигнализации – пожарный, однопороговый.
2. Электрическая схема включения - может быть выполнена в нескольких вариантах (рис.1.1.):

1. с нормально-замкнутыми контактами извещателей (К1, К2). В этом случае контакты соединяются в линию шлейфа последовательно, а контрольные резисторы подключается параллельно контактам извещателей;
2. с нормально-разомкнутыми контактами извещателе (К3, К4). В этом случае контакты извещателей соединяются параллельно линии шлейфа, а контрольные резисторы подключается последовательно контактам;

Рис.2. Электрические схемы включения контактов пожарных извещателей.

3) Шкала диапазонов сопротивлений, разделенная разработчиком порогами сопротивлений на 8 диапазонов: Д1 … Д8 (Рис.3).

Рис.3. Шкала диапазонов сопротивлений ШС

При замыкании и размыкании контактов извещателей в различных комбинациях, сопротивление шлейфа попадает в тот или иной диапазон.

1. Привязки состояний к диапазонам сопротивлений ШС

Под состояниями шлейфа понимаются физические или логические свойства, характеризующие шлейф при изменении его сопротивления.

В «Однопороговом» ШПС разработчиком назначены следующие состояния:

• Норма;
• Пожар;
• Обрыв.

Эти состояния привязываются к диапазонам:

1. Список Событий ШС

Под событием понимается переход от одного состояния к другому. При этом учитываются как состояния самого шлейфа, так и другие состояния прибора, имеющие отношения к шлейфу.

В «Однопороговом» ШПС разработчиком назначены следующие события:

• Сброс - событие в приборе в момент его перезагрузки (включении питания);
• НеГотов - событие означающее, что после перезагрузки сопротивление шлейфа не находится в диапазоне «Норма»;
• НаДежурстве – сопротивление шлейфа перешло в диапазон «Норма» [Д5] ;
• Пожар – сопротивление шлейфа в любом из диапазонов «Пожар» [Д2] [Д3] [Д4] [Д6] [Д7] ;
• Замыкание - сопротивление шлейфа находится в диапазоне «КЗ» [Д1] ;
• Обрыв - сопротивление шлейфа находится в диапазоне «Обрыв» [Д8] ;

1. Матрица Событий

Матрица событий определяет последовательность наступления событий при изменении состояний. При помощи матрицы удобно представлять алгоритмы работы шлейфа. Матрица представляет собой таблицу, в которой имеются следующие элементы:

Рис.4. Внешний вид матрицы событий.

Принцип применения матрицы для описания алгоритма работы шлейфа представлен на рис.5. В качестве примера, в крайне левом столбце, выберем текущим статус «НаДежурстве». Выделим зеленым фоном строку с событиями в поле событий, которые возможны при нахождении в этом статусе. Далее рассмотрим, какое событие произойдет при появлении нового состояния шлейфа «Пожар»:

Рис.5. Пример работы матрицы при наступлении состояния «Пожар»

В результате работы матрицы шлейф перешел в новый текущий статус «Пожар». Анализ влияния новых состояний шлейфа в статусе «Пожар» показывает, что никакое другое физическое изменение сопротивления шлейфа не изменит этого статуса. Для того чтобы вывести шлейф из статуса «Пожар» его необходимо перевести в новое состояние «Сброс». Такое состояние может прийти в шлейф извне: например, при нажатии кнопки сброса.

Таким образом, матричное представление существенно облегчает описание сложных алгоритмов работы пороговых шлейфов сигнализации и может быть использовано, как при их разработке, так и при описании работы изделия в руководстве пользователя . Очевидно, что матричное представление удобно и при описании алгоритмов других узлов изделий тревожной сигнализации.

Литература:

1. Пинаев А., Никольский М. Оценка качества и надежности неадресных приборов пожарной сигнализации //Журнал "Алгоритм безопасности", № 6, 2007.
2. Неплохов И.Г. Анализ параметров шлейфа двухпорогового ППКП// Алгоритмы безопасности №5, 2010г.
3. Прибор контроля опасных ситуаций и оповещения "Хранитель-IT"//

Шлейфы сигнализации. Принципы работы и построения.

С вопросами, о которых пойдет речь в данной статье сталкивается в своей практике, пожалуй, каждый проектировщик и инсталлятор. Какие извещатели использовать, сколько подключать, какое добавочное сопротивление в извещатель требуется установить?

Для начала необходимо познакомиться с самим принципом работы шлейфа сигнализации в приемно-контрольном приборе. Во всех приборах ОПС, работающих с неадресными (пороговыми) шлейфами сигнализации, используется один и тот же подход. Приемно-контрольный прибор определяет состояние шлейфа сигнализации, измеряя суммарное сопротивление подключенного шлейфа сигнализации с установленными в него извещателями и оконечным элементом. В основе принципа лежит постоянная процедура сравнения сопротивления подключенного шлейфа с таблицей значений, сохраненной в энергонезависимой памяти прибора.

Весь диапазон значений сопротивления ШС разделен на несколько областей, за каждой из которых закреплен один из режимов. Граничные значения этих областей любой производитель приводит в руководстве по эксплуатации на свой прибор. Чаще всего эти значения приводятся в разделах, описывающих порядок его работы. Например, для приборов ВЭРС-ПК справедлива следующая диаграмма:

Рисунок 1. Диапазон и значения граничных сопротивлений ВЭРС-ПК.

Точка «А» - рабочая точка ШС, его текущее сопротивление. В дежурном режиме, при отсутствии сработавших извещателей, в шлейфе присутствует только оконечный элемент. Для ВЭРС-ПК это сопротивление 7,5 кОм. Суммарное сопротивление ШС, с учетом оконечного резистора, сопротивления соединительных линий, внутреннего сопротивления извещателей и внешних электромагнитный флуктуаций, будет в пределах диапазона «Дежурный режим». Сработка извещателя приводит к изменению суммарного сопротивления ШС, рабочая точка существенно сдвигается и попадает в диапазон, соответствующий определенному режиму.

Рисунок 2. Диаграмма режимов охранных ШС.

В охранной сигнализации измеренное сопротивление шлейфа, выходящее из диапазона «Дежурного режима», расценивается как переход шлейфа в режим «Тревога». Не важно, сколько извещателей сработали, важен сам факт сработки и нарушения шлейфа сигнализации.

Рисунок 3. Диаграмма режимов пожарных ШС.

В пожарнойсигнализации шлейф должен быть более информативен. При сработке одного извещателя в шлейфе, прибор должен выдать сигнал, соответствующий режиму «Внимание». При сработке двух извещателей в одном шлейфе – формируется сигнал «ПОЖАР». Обрыв или короткое замыкание шлейфа должны привести к формированию сигнала «Неисправность».

Обратите внимание на присутствие между двумя соседними диапазонами паузы значений. Такие паузы разработчики вносят намеренно, чтобы избежать граничных условий, когда текущее измеренное сопротивление ШС могло бы соответствовать одновременно двум режимам. Различные величины этих пауз продиктованы особенностями устройства цифрового измерителя приемно-контрольного прибора.

Для различных приборов диапазон сопротивлений и области соответствующих режимов шлейфа могут меняться. Это зависит от принятых технических решений на этапе разработки устройства. Например, следующие диаграммы иллюстрируют диапазоны и граничные значения сопротивлений ШС для прибора С2000-АСПТ и ГрандМАГИСТР ПУ:

Рисунок 4а . Диапазон и значения граничных сопротивлений С2000-АСПТ для комбинированного ШС.

Рисунок 4б. Диапазон и значения граничных сопротивлений ГрандМАГИСТР ПУ.

Величина оконечного элемента продиктована производителем прибора и не зависит от используемых типов извещателей и их количества.

Задача проектировщика на этапе проектирования не только правильно выбрать извещатели, но и верно рассчитать их количество и необходимые добавочные элементы.

В зависимости от принципа работы используемых извещателей определение добавочных элементов происходит различными путями.

Все применяемые извещатели условно можно разделить на две группы:

Нормально-замкнутые,

Нормально-разомкнутые.

Входное сопротивление нормально-замкнутых извещателей в дежурном режиме очень мало, а при сработке скачкообразно увеличивается до значений нескольких десятков кОм или становится бесконечным. В основе таких извещателей лежит термореле или управляемое электромеханическое реле. К этой группе относятся тепловые максимальные извещатели ИП103-3, ИП105, некоторые типы линейных дымовых извещателей, извещатели пламени.

В свою очередь входное сопротивление нормально-замкнутых извещателей в дежурном режиме составляет несколько десятков, а то и сотен кОм, а при сработке скачкообразно уменьшается до значения 1 кОм и менее. К этой категории относятся почти все точечные дымовые извещатели ИП212-ХХ и многие максимально-дифференциальные тепловые, то есть все извещатели питающиеся по шлейфу.

Пожарная сигнализация (ПС) это комплекс технических средств, предназначение которых обнаружить возгорание, задымление или пожар и своевременно оповестить об этом человека. Основная её задача спасение жизни людей, минимизация причиненного ущерба и сохранения имущества.

Она может состоять из следующих элементов:

• Прибор приёмно-контрольный пожарный (ППКП) – мозг всей системы, осуществляет контроль над шлейфами и датчиками, включает и отключает автоматику (пожаротушение, дымоудаление), управляет оповещателями и передает сигналы на пульт охранного предприятия или локальному диспетчеру (например, охраннику);
• Различные типы датчиков , которые могут реагировать на такие факторы, как – дым, открытое пламя и тепло;
• Шлейф пожарной сигнализации (ШС) – это линия связи между датчиками (извещателями) и ППКП. По нему же осуществляется питание датчиков;
• Оповещатель – устройство призванное привлекать к себе внимание, бывают световыми – строб-лампы, и звуковыми – сирены.

По способу контроля над шлейфами пожарная сигнализация распределяется на следующие типы:

Пороговая система ПС

Её еще часто называют традиционной. Принцип работы данного типа основан на изменение сопротивления в шлейфе систем пожарной сигнализации. Датчики могут находиться только в двух физических состояниях «норма » и «пожар ». В случае фиксации фактора пожара, датчик изменяет своё внутреннее сопротивление и приёмно-контрольный прибор выдает сигнал тревоги по тому шлейфу, в котором установлен этот датчик. Не всегда визуально можно определить место сработки, т.к. в пороговых системах на одном шлейфе устанавливают в среднем 10-20 пожарных извещателей.

Для определения неисправности ШС (а не состояние датчиков) применяется оконечный резистор. Устанавливается он всегда в конце шлейфа. При использовании пожарной тактики «сработка ПС по двум извещателям» , для получения сигнала «внимание» или «вероятность пожара» в каждый датчик устанавливается добавочное сопротивление. Это позволяет применять автоматические системы пожаротушения на объекте и исключения возможных ложных тревог и порчи имущества. Автоматика пожаротушения запускается только в случае одновременной сработки двух и более извещателей.

ППКП “Гранит-5”

К пороговому типу можно отнести следующие ППКП:

• серия «Нота», производителя Аргус-Спектр
• ВЭРС-ПК, производителя ВЭРС
• приборы серии «Гранит», производителя НПО «Сибирский Арсенал»
• Сигнал-20П, Сигнал-20М, С2000-4, производителя НПБ Болид и другие пожарные приборы.

К плюсам традиционных систем можно отнести простоту монтажа и низкую стоимость оборудования. Самые значительные недостатки – неудобство обслуживания пожарной сигнализации и большая вероятность ложных тревог (сопротивление может меняться от многих факторов, датчики не могут передавать информацию о запыленности), снизить количество которых можно только используя другой тип ПС и оборудования.

Адресно-пороговая система ПС

Более совершенная система, способна в автоматическом режиме периодически проверять состояние датчиков. В отличие от пороговой сигнализации принцип работы заключается в ином алгоритме опроса датчиков. Каждому извещателю присвоен свой уникальный адрес, что позволяет приёмно-контрольному прибору отличать их и понимать конкретную причину и место неисправности.

Свод Правил СП5.13130 допускает установку только одного адресного извещателя при условии, что:

• ПС не управляет установками пожарной сигнализации и пожаротушения или систем оповещения о пожаре 5-го типа, или другого оборудования которое в результате запуска может привести к материальным потерям и снижению безопасности людей;
• площадь помещения, где устанавливается пожарный извещатель не больше площади, на которую рассчитан данный тип датчика (проверить можно по паспорту технической документации на него);
• осуществляется контроль работоспособности датчика и в случае неисправности формируется сигнал «неисправность»;
• Обеспечивается возможность замены неисправного извещателя, а так же его обнаружения по внешней индикации.

Датчики в адресно-пороговой сигнализации могут уже находиться нескольких физических состояниях – «норма» , «пожар» , «неисправность» , «внимание» , «запыленность» и других. При этом датчик самостоятельно переходит в другое состояние, что позволяет определить место неисправности или возгорания с точностью до извещателя.

ППКП “Дозор-1М”

К адресно-пороговому типу пожарной сигнализации можно отнести следующие ППКП:

• Сигнал-10, производителя НПБ Болид;
• Сигнал-99, производителя ПромСервис-99;
• Дозор-1М, производителя Нита, и другие пожарные приборы.

Адресно-аналоговая система ПС

Самый прогрессивный на сегодняшний момент тип пожарной сигнализации. Обладает тем же функционалом что и адресно-пороговые системы, но отличается в способе обработки сигналов от датчиков. Решение о переходе в режим «пожар» или любое другое состояние, принимает именно контрольная панель, а не извещатель. Это позволяет настраивать работу пожарной сигнализации под внешние факторы. ППКП одновременно контролирует состояние параметров установленных устройств и анализирует полученные значения, что позволяет существенно снизить вероятность ложных тревог.

Помимо этого такие системы обладают еще не оспоримым преимуществом – возможность применять любую топологию адресной линии – шина , кольцо и звезда . Например, в случае обрыва кольцевой линии, она распадется на два независимых проводных шлейфа, которые полностью сохранят свою работоспособность. В линиях типа звезда можно использовать специальные изоляторы короткого замыкания, которые определят место обрыва линии или её замыкания.

Очень удобны такие системы в обслуживании, т.к. можно выявить в режиме реального времени извещатели, которые требуют продувки или замены.

К адресно-аналоговому типу пожарной сигнализации можно отнести следующие ППКП:

• Контроллер двухпроводной линии связи С2000-КДЛ, производителя НПБ Болид;
• Серия адресных приборов «Рубеж», производителя Rubezh;
• РРОП 2 и РРОП-И (в зависимости от используемых датчиков), производителя Аргус-Спектр;
• и многих других приборов и производителей.

Схема адресно-аналоговой системы пожарной сигнализации на базе ППКП С2000-КДЛ

Во время выбора системы проектировщики учитывают все требования технического задания заказчика и обращают внимание на надежность функционирования, стоимость монтажных работ и требования к регламентному обслуживанию. Когда критерий надежности для более простой системы начинает понижаться, проектировщики переходят к использованию более высокого уровня.

Радиоканальные варианты используются в тех случаях, когда прокладка кабелей становится экономически невыгодной. Но такой вариант требует больше средств на обслуживание и поддержание устройств в рабочем состоянии за счет периодической замены элементов питания.

Классификация систем пожарной сигнализации по ГОСТ Р 53325–2012

Типы и виды систем пожарной сигнализации, а так же их классификация представлена в ГОСТ Р 53325–2012 «Техника пожарная. Технические средства пожарной автоматики. Общие технические требования и методы испытаний».

Адресные и неадресные системы мы уже рассмотрели выше. Тут можно добавить, что первые позволяют устанавливать неадресные пожарные извещатели, через специальные расширители. На один адрес можно подключить до восьми датчиков.

По виду передаваемой информацией от ППКП до датчиков делятся на:

• аналоговые;
• пороговые;
• комбинированные.

По общей информационной ёмкости, т.е. общему количеству подключаемых устройств и шлейфов делятся на приборы:

• малой информационной ёмкости (до 5 ШС);
• средней информационной ёмкости (от 5до 20 ШС);
• большой информационной ёмкости (более 20 ШС).

По информативности, иначе по возможному количеству выдаваемых извещений (пожар, неисправность, запыленность и прочие) делятся на приборы:

• малой информативности (до 3х извещений);
• средней информативности (от 3х до 5х извещений);
• большой информативности (от 3х до 5х извещений);

Кроме этих параметров системы классифицируются по:

• Физической реализации линий связи: радиоканальные, проводные, комбинированные и оптиковолоконные;
• По составу и функциональности: без применением средств вычислительной техники, с применением СВТ и возможностью её применения;
• Объекту управления. Управление различными установками пожаротушения, средствами дымоудаления, средствами оповещения и комбинированными;
• Возможностям расширения. Нерасширяемые или расширяемые, допускающие монтаж в корпусе или отдельное подключение дополнительных компонентов.

Типы систем оповещения при пожаре

Основная задача системы оповещения и управления эвакуацией (СОУЭ) – это своевременное оповещение людей о пожаре с целью обеспечения безопасности и оперативной эвакуации из задымленных помещений и зданий в безопасную зону. Согласно ФЗ-123 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» и СП 3.13130.2009 она подразделяются на пять типов.

Первый и второй тип СОУЭ

На большинство малых и средних объектов по нормам пожарной безопасности необходимо устанавливать первый и второй тип оповещения.

При этом для первого типа характеризуется обязательное наличие звукового оповещателя – сирены. Для второго типа добавляется еще световые табло «выход». Оповещение при пожаре должно срабатывать одновременно во всех помещениях с постоянным или временным пребыванием людей.

Третий, четвертый и пятый тип СОУЭ

Данные типы относятся к автоматизированным системам, запуск оповещения полностью отведен автоматике, и роль человека в управлении системой сведена к минимуму.

Для третьего, четвёртого и пятого типа СОУЭ основным способ оповещения является речевой. Передаются заранее разработанные и записанные тексты, которые позволяют провести эвакуацию максимально эффективно.

В 3-м типе дополнительно используется световые указатели «выход» и регламентируется очередность оповещения – сначала обслуживающего персонала, а затем всех остальных по специально разработанной очередности.

В 4-м типе появляется требование о наличия связи с диспетчерской внутри зоны оповещения, а так же дополнительных световых указателей направления движения. Пятый тип , включает все, что перечислено в первых четырех, плюс к этому добавляется требование о наличие разделения включения световых указателей для каждой зоны эвакуации, обеспечивается полная автоматизация управления системой оповещения и организация множества путей эвакуации из каждой зоны оповещения.