Пожарная сигнализация (ПС) - это комплекс технических средств, предназначенных для обнаружения пожара на ранней стадии возникновения, своевременного оповещения о возгорании на объекте и формирования управляющих сигналов для систем оповещения людей о пожаре, систем управления вентиляции, систем автоматического пожаротушения. Основная цель - спасение жизни людей, снижение материального ущерба.
Интеграция охранной и пожарной сигнализаций
Интеграция охранной и пожарной сигнализации в составе единой системы ОПС осуществляется на уровне централизованного мониторинга и управления. В этом случае системы охранной и пожарной сигнализации администрируются независимыми друг от друга постами управления, сохраняющими автономность в составе системы охранно-пожарной сигнализации.
Функции пожарной сигнализации
- обнаружение пожара;
- обработка и протоколирование информации;
- формирование управляющих сигналов тревоги;
- формирование команды на включение автоматических установок пожаротушения и дымоудаления, систем оповещения о пожаре, технологического, электротехнического и другого инженерного оборудования объектов.
Компоненты пожарной сигнализации
В соответствии с вышеперечисленными функциями, составляющими пожарной сигнализации являются:
- сенсорные устройства - датчики и извещатели (обнаружение пожара);
- приемно-контрольные панели (сбор и обработка информации и формирование сигналов);
- периферийные устройства;
- оборудование центрального управления охранно-пожарной сигнализацией - для крупномасштабных задач (например, центральный компьютер с установленным на нем программным обеспечением для управления ОПС). В небольших системах функцию централизованного управления выполняет охранно-пожарная панель.
Функции приемно-контрольного прибора
- питание охранных и пожарных извещателей по шлейфам ПС;
- прием тревожных извещений от извещателей;
- формирование тревожных сообщений;
- передача сообщений на странцию централизованного наблюдения;
- формирование сигналов управления на срабатывание других систем.
Системы пожарной сигнализации по видам
Согласно принципу действия системы и ее возможностям, системы пожарной сигнализации подразделяются на:
- пороговые - неадресные извещатели в данной системе имеют фиксированный порог чувствительности, при этом группа извещателей включается в общий шлейф охранно-пожарной сигнализации, в котором в случае срабатывания одного из датчиков охранно-пожарной сигнализации формируется обобщенный сигнал тревоги (номер датчика, помещения, на станции не указываются, инициируется только номер шлейфа). Применение неадресных систем целесообразно для относительно небольших объектов.
- адресные - в данных системах анализ состояния окружающей среды и формирование сигнала также производится самим датчиком но в шлейфе сигнализации реализуется протокол обмена, позволяющий определить, какой именно извещатель сработал, что предоставляет точную информацию о зоне пожара.
- адресно-аналоговые - системы этого типа являются центром сбора телеметрической информации, поступающей от извещателя. В такой системе применяются "интеллектуальные" извещатели охранно-пожарной сигнализации, в которых текущие значения контролируемого параметра вместе с адресом передаются прибором по шлейфу охранно-пожарной сигнализации. Так, для теплового датчика станция постоянно контролирует температуру воздуха в месте его установки, для дымового - концентрацию дыма. По характеру изменения этих параметров именно станция, а не извещатель, как в случае адресных систем, формирует сигнал о пожаре. Такой способ мониторинга используется для раннего обнаружения тревожной ситуации, получения данных о необходимости технического обслуживания приборов вследствие загрязнения или других факторов. Кроме этого, адресно-аналоговые системы позволяют, не прерывая работу охранно-пожарной сигнализации, программно изменять фиксированный порог чувствительности извещателей при необходимости их адаптации к условиям эксплуатации на объекте.
В этом разделе представлены существующие на данный момент на российском рынке системы пожарной сигнализации, от простейшей до наиболее сложной. Возможности систем ПС, построенных на различном оборудовании, существенно отличаются, хотя каждая из нижеперечисленных систем удовлетворяет требованиям НПБ:
- пороговые системы сигнализации с радиальными шлейфами;
- пороговые системы сигнализации с модульно структурой;
- адресно-опросные системы сигнализации;
- адресно-аналоговые системы сигнализации;
- комбинированные системы сигнализации.
1. Пороговые системы сигнализации с радиальными шлейфами
Приемно-контрольный прибор (ПКП) в такой системе - это моноблок. Емкость системы рассчитана на несколько десятков шлейфов сигнализации, а ее увеличение осуществляется благодаря установке дополнительных приборов. Связи между функционированием нескольких ПКП в системе минимальные.
В этой системе каждый пожарный извещатель (датчик) имеет прошитый еще на заводе-изготовителе порог срабатывания. Например, тепловой извещатель такой системы пожарной сигнализации сам примет решение о пожаре и сработает только при достижении определённой температуры, подав при этом сигнал. Место возгорания можно установить только с точностью до шлейфа, так как подобные системы представляют собой радиальную топологию построения шлейфов сигнализации, когда от контрольной панели в разные стороны идут кабели пожарных шлейфов - лучи. В каждый такой луч обычно включают порядка 20 датчиков, и при срабатывании одного из них контрольная панель отображает только номер шлейфа (луча) в котором сработал пожарный извещатель. То есть в случае поступления тревожного сообщения необходимо осмотреть все помещения, через который тянется шлейф.
Преимущества:
- невысокая цена оборудования
Недостатки:
- невозможно проверить правильность прихода тревожного сигнала без сброса питания со шлейфа сигнализации;
- отсутствие контроля работоспособности извещателей, система сообщает только о неисправности шлейфа;
- существует ограничение на площадь и количество защищаемых помещений;
- в шлейф сигнализации обязательно должны быть включены оконечные устройства;
- в каждом помещении должно быть установлено, как минимум, два извещателя;
- высокий уровень ложных тревог;
- большая зависимость от человеческого фактора (насколько оперативно будут проверены помещения, через которые пролегает шлейф, пославший сигнал тревоги) - позднее обнаружение пожара;
- дорогостоящий монтаж и техническое обслуживание, неэкономный расход монтажных материалов;
- при большом количестве шлейфов сигнализации на объекте невозможно контролировать систему сигнализации с одного прибора.
2. Пороговые системы сигнализации с модульной структурой
Приемно-контрольное оборудование в такой системе - это набор блоков, связанных линией связи. Самый распространенных протокол для линий связи - RS-485. Блоки для подключения шлейфов сигнализации размещаются в непосредственной близости от мест установки извещателей. Емкость приемно-контрольных приборов рассчитана на более ста шлейфов сигнализации, а ее увеличение осуществляется благодаря установке дополнительных блоков. Все события в системе сигнализации передаются на центральный блок, установленный в диспетчерской, и отображаются на системном пульте управления.
Отличие пороговой сигнализации с модульной структурой от пороговой сигнализации с радиальными шлейфами состоит в том, что в этой системе существует возможность подключения как однопороговых шлейфов, так и двухпороговых. Последние формируют сигнал "Внимание" при срабатывание одного извещателя и "Пожар" при срабатывании двух и более извещателей.
Преимущества:
- возможность подключения большого количества шлейфов при централизованном контроле всех событий на одном системном пульте;
- экономия кабеля, так как нет необходимости прокладывать все шлейфы от диспетчерской до защищаемых помещений;
- невысокая цена оборудования.
Недостатки:
- невозможно проверить правильность прихода тревожного сигнала без сброса питания со шлейфа сигнализации;
- отсутствие контроля работоспособности извещателей, система сообщает только о неисправности шлейфа;
- существует ограничение на площадь и количество защищаемых помещений;
- в шлейф сигнализации обязательно должны быть включены оконечные устройства;
- в каждом помещении должно быть установлено, как минимум, два извещателя;
- высокий уровень ложных тревог;
- большая зависимость от человеческого фактора (насколько оперативно будут проверены помещения, через которые пролегает шлейф, пославший сигнал тревоги) - позднее обнаружение пожара;
- дорогостоящий монтаж и техническое обслуживание, неэкономный расход монтажных материалов;
- протокол RS-485 предусматривает только последовательное соединение блоков линий связи, не допускает их ответвлений от центральной магистрали более чем на 2 м, ограничивает их протяженность 1200 метрами;
- линии связи должны быть тщательно настроены, а в качестве физической среды использовать витую пару.
3. Адресно-опросные системы сигнализации
Отличие данной системы от пороговой состоит в топологии построения схемы (кольцевая архитектура) и алгоритмом опроса датчиков. Контрольная панель адресно-опросной системы циклически опрашивает подключенные пожарные извещатели с целью выяснить их состояние; контрольная панель пороговой сигнализации постоянно ждет сигнала от датчика. В данной системе, также как и у пороговой, сам извещатель принимает решение о пожаре. В адресно-опросных систех сигнализации существует четыре вида сигналов, которые могут приходить с извещателей: "Норма", "Неисправность", "Отсутствие", "Пожар".
Преимущества:
- информативность полученных сообщений;
- возможность контроля работоспособности пожарных извещателей;
- выгодное соотношение цена-качество.
Недостатки:
- увеличивается время обнаружение пожара.
4. Адресно-аналоговые системы сигнализации
Приемно-контрольный прибор (ПКП) в такой системе - это моноблок с одним или несколькими адресными шлейфами сигнализации, имеющими кольцевую структуру. В один шлейф можно включить до 200 устройств.
В кольцевую систему включаются:
- адресные автоматические пожарные извещатели,
- адресные ручные пожарные извещатели,
- адресные реле,
- адресные оповещатели,
- модули контроля.
В отличие от вышеперечисленных систем пожарной сигнализации, в данной системе извещатель является измерительным устройством и не принимает решения о пожаре. Датчик передает на ПКП значение измеряемого параметра (оптическая плотность среды в дымовой камере и скорость изменения температуры), а также свой адрес и результаты теста самодиагностики. Такой подход позволяет отличить неисправность в электрических цепях извещателя от необходимости профилактических работ по очищению дымовой камеры от накопившейся пыли.
Одно из достоинств данной сигнализации состоит в том, что питание и опрос всех устройств осуществляются с двух сторон, поэтому обрыв адресного шлейфа не влияет на работу системы сигнализации. ПКП также фиксирует место обрыва шлейфа и формирует соответствующее сообщение, в то время как вся система продолжает функционировать.
Еще одно достоинство состоит в том, что в данной системе предусмотрен помехоустойчивый алгоритм обработки значений контролируемого параметра. Для принятия решения о пожаре прибор использует не единичный результат измерения, а заранее определенный набор записей о состоянии контролируемой среды, интегрируя его по времени. При таком подходе скачкообразные линейной зависимостью с неизменным во времени угловым коэффициентом кратковременные помехи игнорируются, а сигнал от реального очага возгорания, характеризующийся линейной зависимостью с неизменным во времени угловым коэффициентом, фиксируется.
Преимущества:
- возможность обнаружения очага возгорания на самом раннем этапе его возникновения (за счет настройки чувствительности для каждого извещателя);
- надежность кольцевых шлейфов;
- низкий уровень ложных тревог;
- постоянный контроль работоспособности всех компонентов системы сигнализации (все устройства, подключенные к шлейфу, опрашиваются с интервалом в несколько секунд);
- возможность установки одного извещателя в помещении;
- неограниченность количества защищаемых помещений;
- отсутствие оконечных устройств в адресных шлейфах;
- возможность получения подробной инфоормации от каждого компонента системы сигнализации;
- низкие затраты монтажные работы и техническое обслуживание.
Недостатки:
- необходимость использовать для монтажа адресно-аналогового шлейфа сигнализации только витую пару (так как протокол обмена информацией устанавливает жесткие требования к физической среде, в которой распространяются сигналы);
- максимальная протяженность кабеля не должна превышать 2000 м - извещатель не может быть удален от ПКП на расстояние, превышающее 1/2 длины кольцевого шлейфа;
- высокая стоимость оборудования.
5. Комбинированные системы сигнализаций с модульной структурой
Приемно-контрольное оборудование в такой системе - это набор модулей, связанных линией связи, по которой информация о всех событиях в системе поступает на системный блок (так же, как и пороговых систем с модульной структурой). Системный блок, в свою очередь, выполняет функцию обработки всех поступающих сообщений и управления всеми исполнительными устройствами.
Но в отличие от пороговых систем, в состав приемно-контрольного прибора (ПКП) входят как модули для подключения однопороговых и двухпороговых шлейфов, так и адресно-аналоговые модули с кольцевыми шлейфами. Возможно подключение более 1000 устройств, как неадресных пороговых шлейфов, так и адресно-аналоговых извещателей. Увеличение емкости системы осуществляется путем объединения приборов в сеть, где они начинают функционировать как единое целое под управлением сетевого контроллера. В этом случае к сети может быть подключено более 30 000 устройств.
Линии связи используют как протокол RS-485, так и другие протоколы, обладающие рядом преимуществ. В частности, специализированный протокол позволяет использовать не только шинную организацию линии, но и допускает произвольную структуру соединения модулей: "кольцо", "шина", "звезда" или "дерево". Никаких ограничений на количество и длину ответвлений в линии связи не существует. На практике протяженность линии связи может достигать 18 000 м. Высокая помехозащищенность позволяет использовать в качестве физической среды для двухпроводной линии связи не только витую пару, но и кабельную систему на основе ТППЭП.
Как правило, в состав приемно-контрольного оборудования комбинированных систем, помимо блоков для систем пожарной сигнализации, входят расширители для систем охранной сигнализации, контроллеры доступа, разнообразные интерфейсные модули. Благодаря большому разнообразию блоков можно создавать современные интегрированные системы безопасности для крупных объектов и комплексов, состоящих из нескольких зданий.
Преимущества:
- использование одного и того же приемно-контрольного оборудования для построения пороговых, адресно-аналоговых или смешанных систем;
- возможность организации протяженных линий связи с произвольной структурой соединения блоков (где древовидная структура считается наиболее экономной, в связи с небольшой затратой провода);
- возможность использования для организации физической среды не только витой пары;
- адресно-аналоговый модуль с кольцевым шлейфом может быть удален от системного блока на расстояние, которое определяется протяженностью линии связи (в случае использования специализированного протокола это расстояние может достигать 18 000 м);
- большое разнообразие устройств индикации: пульты управления, способные в удобном виде выводить подробную информацию о состоянии системы, индикаторные табло, интерфейсы для подключения компьютера и принтера;
- централизованный контроль всех событий на одном рабочем месте диспетчера;
- создание интегрированных систем безопасности на базе оборудования одной серии.
