Системы адресной пожарной сигнализации

Сама попытка жестко разделить установки пожарной сигнализации на адресные и неадресные достаточно сложна. Будет логичным суть явления адресных систем пожарной сигнализации представить связкой нескольких определений.

Основой адресных систем пожарной сигнализации является адресная линия связи.

Так вот, из всех вышеприведенных терминов следует, что в адресных системах в адресную линию связи можно непосредственно включить адресный пожарный извещатель. Если же этого сделать в принципе нельзя или на настоящий момент такого извещателя пока не существует, рассматриваемая система не может называться адресной и относится к неадресным, даже если для соединения всех блоков и устройств предусмотрена цифровая соединительная линия.

Иногда имеет место разделение на адресные и неадресные пожарные приемно-контрольные приборы по способу взаимодействия приемно-контрольного прибора и извещателя. Протоколы обмена, по которым взаимодействуют адресный приемно-контрольный прибор и извещатели, у разных производителей различны, но наиболее часто встречающийся способ реализации в проводных системах – это когда от адресного приемно-контрольного прибора данные передаются манипуляцией напряжения, а от извещателей данные передаются манипуляцией протекающим по адресной линии связи током.

Теперь о том, что за информация передается по адресной линии связи, характеризуя пожарное состояние объекта.

Если от извещателей передаются только принятые ими решения, то это дискретные адресные системы пожарной сигнализации. Если передаются в той или иной форме аналоговые отсчеты контролируемых параметров, а решение принимается непосредственно адресный приемно-контрольный прибор, то это аналоговые адресные системы пожарной сигнализации, называемые у нас еще адресно-аналоговыми. В рекламных целях за рубежом адресно-аналоговые системы называют еще интеллектуальными, и даже сетевыми – возможно, из-за структуры линии связи, близкой к сетевой.

Если одновременно от извещателей передаются и аналоговые отсчеты, и принятые ими решения, то адресная система пожарной сигнализации относятся к комбинированным.

Забегая вперед, хочется отметить, что большинство адресно-аналоговых извещателей на практике являются комбинированными – это помимо всего прочего позволяет реализовывать механизм прерываний циклического опроса.

Адресные и адресно-аналоговые системы

Сейчас очень трудно сказать, когда вообще появились первые адресные системы пожарной сигнализации. Но вот первые адресно-аналоговые системы появились в Европе порядка 30 лет назад. Это было связано с появлением достойных микроконтроллеров. Массовое применение в Беларуси зарубежных адресных систем пожарной сигнализации началось чуть более 15 лет назад, когда поднялся железный занавес и мы все увидели, что жили в прошлом веке. Ненамного позже появились уже первые российские системы. Но даже сейчас по многим вопросам мы находимся в роли догоняющих. И как они, мы должны пройти путь от неадресных систем к адресным дискретным, являющимся компромиссом по стоимостным параметрам между неадресными и адресно-аналоговыми. После этого можно будет приступить к массовому применению профессиональных адресно-аналоговых систем пожарной сигнализации.

Сегодня процесс развития позволил использовать микроконтроллеры уже непосредственно в самих извещателях, что, в свою очередь, может дать новый толчок в формировании адресных дискретных систем.

Эффективность адресных систем пожарной сигнализации

В чем практическое отличие адресных систем пожарной сигнализации от неадресных?

В снижении затрат на монтажные работы и на расходные материалы (кабельную продукцию). Это в полной мере компенсирует некоторое повышение стоимости самих адресных пожарных извещателей. Имеется возможность в ряде случаев, в помещениях размещать не два, а всего один автоматический пожарный извещатель.

В повышении надежности системы в целом, благодаря наличию контроля состояния извещателей и других компонентов системы в дежурном режиме, а также, как правило, использования кольцевой структуры адресной линии связи и снижения времени и затрат на выявление и устранение неисправностей. Сюда же относится снижение трудозатрат на текущее сервисное обслуживание.

Появляется возможность адресного управления всей пожарной автоматикой и оповещением о пожаре, в зависимости от места расположения очага возгорания и реализации достаточно сложных алгоритмов. Здесь надо еще учитывать то, что все адресные исполнительные устройства подключены к общей адресной линии связи и прокладки дополнительных линий связи для цепей управления больше не требуется.

Если в единовременных затратах на оборудование объекта средствами противопожарной защиты первая составляющая дает 10-15% экономии, то третья составляющая – еще 30-40%. Впечатляет.

Вот здесь и надо немножечко остановиться. Номенклатура как адресных сигнальных, так и адресных исполнительных устройств и определяет в первую очередь эффективность использования конкретного типа адресной системы пожарной сигнализации. Большим плюсом здесь может быть наличие в составе адресной системы пожарной сигнализации адресных приборов или блоков управления пожарной автоматикой, автоматическим пожаротушением (АУПТ), дымоудалением и оповещением.

В свою очередь, серьезным препятствием при реализации таких развитых систем противопожарной защиты, как правило, является необходимость наличия большого количества органов индикации (иногда до нескольких сотен). На пожарном посту должен быть обеспечен контроль срабатывания установок автоматического пожаротушения с расшифровкой по направлениям и помещениям и отключения их автоматического и дистанционного пуска, также с расшифровкой по защищаемым помещениям. Неплохо бы на пожарном посту иметь информацию о состоянии пожарного водопровода, приточно-вытяжной механической и приточно-вытяжной противодымной вентиляции, в т.ч. огнезащитных клапанов и клапанов дымоудаления.

Всю эту информацию целесообразно получать непосредственно через сигнальные устройства адресной системы пожарной сигнализации. Отсюда понятно, что без нормальных табло индикации не обойтись и одного 3-4-строчного ЖКИ-дисплея явно не достаточно, а вот табло индикации, да еще в таком количестве, не у всех адресных пожарных приемно-контрольных приборов имеются в составе. Это также необходимо отнести к критериям эффективности использования конкретной адресной системы пожарной сигнализации. Отсюда понятно, что без «интеллектуальных» алгоритмов предварительной обработки информации и продуманной системы ее отображения не обойтись.

Собственно, пользовательский интерфейс и становится одной из наиболее значительных проблем на пути развития комплексных многоплановых систем, что также необходимо отнести к критериям эффективности конкретной адресной системы пожарной сигнализации. Можно согласиться, что мало проку от системы, если для оперативного принятия решения в конкретной ситуации необходим персонал с академическим образованием и реакцией боксера.
Конечно, самым информативным средством мог бы являться сенсорный экран индустриальных панельных компьютеров, входящих в состав адресного приемно-контрольного прибора, с подсказками и пояснениями, но это пока только в перспективе.
Адресная система пожарной сигнализации и пожарная автоматика – некоторые ограничения

То, что в адресных системах можно управлять отдельными устройствами пожарной автоматики, такими как вентиляция, лифты, и даже при определенных условиях и возможности реализации соответствующих алгоритмов дымоудалением – это уже понятно из ранее сказанного.
К сожалению, встречается и так, что на базе устройства, имеющего сертификат только приемно-контрольного прибора, с помощью сигнальных и исполнительных блоков собираются системы пожаротушения на значительное число направлений без обязательной сертификации на соответствие.

Что же должен обеспечивать пожарный приемно-контрольный приборо?

• прием электрических сигналов от ручных и автоматических пожарных ихвещателей со световой индикацией номера шлейфа, в котором произошло срабатывание пожарных ихвещателей, и включением звуковой и световой сигнализации;
• контроль исправности шлейфов сигнализации по всей их длине с автоматическим выявлением обрыва или короткого замыкания в них, а также световую и звуковую сигнализацию о возникшей неисправности;
• преимущественную регистрацию и передачу во внешние цепи извещения о пожаре по отношению к другим сигналам, формируемым пожарным приемно-контрольным прибором;
• защиту органов управления от несанкционированного доступа посторонних лиц;
• автоматическое переключение электропитания с основного источника на резервный и обратно с включением соответствующей индикации без выдачи ложных сигналов во внешние цепи (допускается отсутствие у пожарного приемно-контрольного прибора данной функции, если его электропитание осуществляется от резервированного источника питания, выполняющего данную функцию).
  

Адресно-аналоговые как разновидность адресных систем

В начале данного материала уже было приведено отличие адресно-аналоговых систем от адресных дискретных. Теперь очень хочется понять - несет ли это отличие принципиальное значение? И да, и нет.

Если решение о пожарном состоянии объекта принимается по превышению пороговой величины оптической плотности среды (оптико-электронные дымовые извещатели) или температуры в помещении, то особо большой разницы нет, где это решение принимается. Что в адресном приемно-контрольном приборе, а именно так работает большинство адресно-аналоговых систем, что непосредственно в адресных извещателях с дискретным выходом, тем более что сейчас имеется возможность оперативного управления порогами.

Если решение о пожаре принимается по скорости изменения оптической плотности среды или температуры в помещении, то и этот анализ также можно производить как в адресном приемно-контрольном приборе, так и в извещателе. Тогда дымовой извещатель будет функционировать аналогично максимально-дифференциальному тепловому извещателю. Он будет отслеживать процесс, как по скорости нарастания уровня задымленности, так и по порогам, причем и порогов-то может быть несколько, и все они будут оперативно устанавливаться и варьироваться.

Из диалектики известно, что вопрос централизации и децентрализации принятия решений или выполнения тех или иных функций идет по восходящей спирали и на каждом этапе жизни решается по-своему.

Развитие адресных дискретных и адресно-аналоговых систем как раз является примером спирали в вопросе централизации и децентрализации, и надо ли тогда для адресно-аналоговых систем разрабатывать новый специальный нормативный документ.

Знаете, почему в адресно-аналоговых системах меньше ложных срабатываний, чем в неадресных пороговых?

Да очень просто. Пороговые неадресные извещатели у нас производит не один десяток предприятий, и между ними очень жесткая ценовая конкуренция в ущерб качеству (продаем ведрами по 100 руб., как яблоки на железнодорожных полустанках), а адресно-аналоговыми извещателями занимаются избранные и не гонящиеся за сиюминутной прибылью, отсюда высокий уровень разработок. Плюс необходимо к этому еще добавить большую защищенность адресной линии связи от внешних помех по сравнению с пороговыми шлейфами сигнализации.

Кстати, можно ли каким-то другим способом вычислить скорость нарастания контролируемого фактора, нежели прямой обработкой контролируемых параметров? Да, можно. Задайте изначально с адресным приемно-контрольным прибором извещателям любой порог в середине рабочего участка, как только в одном из них контролируемый параметр достигнет данной величины, увеличьте у него этот порог.

Зная время достижения нового значения порога и разницу значений между двумя этими порогами, можно получить скорость изменения контролируемого параметра. Для уверенности это можно проделать в виде нескольких итераций. Самое интересное, что это можно проводить сразу с несколькими извещателями одной зоны контроля (одного помещения), не трогая и не анализируя процессы во всех других извещателях, в которых этот промежуточный порог еще не достигнут. Такой принцип работы может значительно снизить трафик в адресной линии связи, понизить скорость передачи данных и, как следствие, повысить помехозащищенность от наведенных помех. Данный алгоритм может уже сегодня быть реализован с использованием существующих адресно-аналоговых извещателей, но есть и другие.

В чем была основная задача при внедрении адресно-аналоговых систем - это раннее обнаружение при одновременном снижении вероятности ложных тревог. Эти две взаимоисключающие задачи разработчики систем пытаются решить уже много лет. Это очень важный вопрос. Чем раньше будет обнаружен сам факт возгорания, тем раньше начнется эвакуация людей, тем раньше можно будет применить широкий спектр огнетушащих веществ установок автоматического пожаротушения.

Сейчас можно подвести уже какой-то итог - возлагаемые надежды на адресно-аналоговые системы как средство раннего обнаружения пока в полном объеме не оправдались, т.к. до сих пор не разработаны и не реализованы так необходимые алгоритмы. Хотя и пройдено несколько этапов пути, надо признать, что развитие адресно-аналоговых систем еще далеко не завершено и впереди еще много работы.
Одним из путей повышения эффективности обнаружения является анализ информации, поступающей одновременно с нескольких извещателей, размещенных в одном помещении, а ведь это, наверное, единственное, чего не может делать система с децентрализованным принятием решения. Но и это пока не реализовано в подавляющем большинстве систем.

Пока идут поиски путей раннего и достоверного обнаружения пожара в адресном приемно-контрольном приборе, разрабатываются принципиально новые извещатели. Одним из таких решений является совместный анализ нескольких факторов пожара с использованием извещателей, в которых имеются каналы распознавания не только по тепловой, дымовой, газовой составляющим, но и по пламени.

Подводя итог данному разделу, следует отметить, что в настоящее время одно из основных преимуществ адресно-аналоговых систем заключается в возможности иметь непрерывную достоверную информацию об исправном состоянии извещателей в дежурном режиме, что существенно повышает надежность функционирования системы. Вторым преимуществом является возможность получения текущих значений запыленности дымовых камер извещателей при их техническом обслуживании, что позволяет значительно сократить объем работ обслуживающей организацией. Кстати, это не такие маленькие преимущества.

И все-таки адресные

Какие же технические параметры в адресных приемно-контрольных приборах, помимо системных, еще являются превалирующими?

Конечно, в первую очередь, информационная емкость как отдельного адресного приемно-контрольного прибора, так и всей системы, построенной на базе этих адресных приемно-контрольных приборов. Потом неплохо иметь большое количество сигнальных и исполнительных адресов на одной адресной линии связи, но не в ущерб времени доставки извещений «Пожар» и «Неисправность». При большом периоде циклического опроса и отсутствии в протоколе обмена системы прерываний доставка этих извещений может занимать минуты, что является непозволительной роскошью.

Что касается необходимости двухстороннего обмена между адресным приемно-контрольным прибором и адресным пожарным извещателем. Коль этот спор уже вышел за рамки кулуарных обсуждений, то хотелось бы отметить, что циклический опрос и двухсторонний обмен - не одно и то же. Существует масса способов многостанционного доступа, и временной с цикловой синхронизацией - всего лишь один из них. Но вот односторонний, тем более асинхронный, протокол обмена, без 100-процентной вероятности доставки извещений и непрерывного контроля исправности всех элементов и устройств в системе противопожарной защиты, не применим.

Такой параметр, как максимальная длина адресной линии связи, способен значительно ограничить количество реально используемых адресных устройств, что ведет к снижению эффективности использования адресного приемно-контрольного прибора. Ограничение максимальной длины адресной линии связи, как правило, связано с большой скоростью обмена данными, вызванной избыточностью передаваемой информации и слабой энергетикой в линии.

С учетом того, что у адресного приемно-контрольного прибора есть собственный показатель надежности, выпускать адресные приемно-контрольные приборы более чем на 500-800 адресных сигнальных устройств нецелесообразно, а необходимо иметь возможность объединения в одну систему нескольких таких адресных приемно-контрольных прибором. В этом случае на первое место выходит такой параметр, как топология построения системы - или кольцевая, объединяющая магистраль, или радиально-узловая иерархическая структура. При этом должна быть возможность распределения функций управления пожарной автоматикой и оповещением между отдельными адресными приемно-контрольными приборами в пределах самостоятельных противопожарных секций.