Автоматическая система импульсного пожаротушения

 

СОДЕРЖАНИЕ:

1 Назначение системы

1.1 Вид деятельности, для автоматизации которой предназначена система

1.2 Перечень объектов автоматизации, на которых используется система

1.3 Перечень функций, реализуемых системой.

2 Описание системы

2.1 Структуру системы и назначение ее частей;

2.2 Сведения об АСПТ И ВП в целом и ее частях, необходимые для обеспечения эксплуатации системы;

2.3 Описание функционирования системы

2.4. Основные преимущества  UIS-48S

 

 

Импульсные технологии подачи огнетушащих веществ являются одним из новых направлений в области тушения пожаров. Основные отличия импульсной технологии: подача огнетушащих веществ с высокой (до 100 м/с) скоростью; создание в очень короткий промежуток времени зоны с высокой концентрацией огнетушащего вещества. Высокая эффективность импульсных технологий пожаротушения достигается за счет мощного динамического воздействия на очаг пожара, быстрого охлаждения очага пожара до температур, обеспечивающих прекращение горения, ингибирование процесса горения при применении порошковых огнетушащих составов. Использование порошковых огнетушащих составов в установках импульсного пожаротушения позволяет применять их в самых различных условиях: при температуре окружающей среды от +50 до - 60⁰С; для тушения пожаров классов А,В,С,Е при использовании порошков специального назначения возможно тушение пожаров класса D; для тушения пожаров технологического оборудования на открытых площадках и в объемных помещения с невысокой герметичностью.

Автоматическая система импульсного пожаротушения (далее UIS-48S)  предназначена для активной противопожарной защиты объектов на открытых площадках, а также в помещениях с высокой степенью негерметичности.

 

1.2 Перечень объектов автоматизации, на которых используется система

 Защищаемыми объектами являются:

- сливная морская платформа;

- насосная

- коллектор

 

  Система пожаротушения обеспечивает:

·        контроль теплового фона защищаемой зоны объекта;

·        обнаружение горения на ранней стадии; аварийных ситуаций, таких как опасный перегрев технологического оборудования, короткое замыкание в электроустановках и др.;

·        контроль погодных условий (скорости ветра и т.п.) при расчете координаты очага пожара;

·        точность и достоверность определения места возникновения аварийной ситуации;

·        автоматическое тестирование  датчиков;

·        немедленное уведомление диспетчера управления топливоподачей о любом событии (нештатной ситуации) в устройствах системы;

·        вывод плана защищаемого объекта при возникновении аварийной ситуации или горения с индикацией конкретного датчика и места, где возникла эта ситуация;

·        вывод на монитор автоматизированного рабочего места оператора кратких инструкций для дежурного персонала;

·        создание неподдающегося редактированию протокола происходящих за смену событий;

·        автоматическое наведение и  запуск исполнительных устройств подачи огнетушащего вещества в заданную точку при превышении значения установленного уровня теплового потока;

             В системе  предусмотрено наличие:

·        перевода оператором системы с автоматического режима на дистанционный  с описанием причины перевода;

·        многоуровневого доступа в систему с целью разграничения функциональных возможностей обслуживающего персонала;

·        контроля исправности объектовых микроконтроллеров, извещателей, датчиков и другой аппаратуры, входящей в состав системы активной противопожарной защиты объекта, а так же линий сигнализации и линий связи;

·        контроль технологических шлейфов;

·        возможность совместной работы с системой видеонаблюдения;

·        контроль доступа к шкафам контроллеров;

·        бесперебойная работа системы в течение заданного периода времени при отсутствии основного питания.

 

Система представляет собой распределенную независимую систему, состоящую из программных и аппаратных средств, и предназначена для обнаружения пожара, сбора и обработки информации от устройств обнаружения, принятия решения по тушению пожара и управления исполнительными устройствами (например, автоматическими установками пожаротушения).

Система  состоит из:

·     технических средств раннего обнаружения горения, очагов самовозгорания, тле­ния - датчиков теплового потока в инфракрасном спектре;

·     извещателей пожарных;

·     средств технологической сигнализации;

·     средств оповещения;

·     средств управления исполнительными устройствами;

·     энергонезависимых источников питания;

·     средств обработки, передачи данных и отображения информации;

·     специального программного обеспечения;

·     средства связи операторской станции с контроллерами.

Система состоит из N модулей ответственных за N зон защиты объекта.

 

На рисунке 1 представлена структурная схема UIS-48S.

 

Рисунок 1- Структурная схема  UIS-48S.

 

 

Систему противопожарной защиты UIS-48S объекта можно  представить совокупностью двух взаимосвязанных подсистем: подсистемой обнаружения и обработки информации о пожаре; подсистемой пожаротушения.

Подсистема обнаружения и обработки информации состоит из устройств обнаружения, устройств передачи информации и автоматизированного рабочего места (АРМ) оператора.  

Устройство обнаружения представляет собой набор датчиков теплового потока (далее датчик) раннего обнаружения очага загорания и осуществляет обнаружение пожара на ранней стадии его развития. Использование датчиков раннего обнаружения в системе ППЗ объектов позволяет повысить оперативность организации тушения пожара, что существенно уменьшает ущерб от него.

Датчик представляет собой оптико-электронное аналого-цифровое устройство, обеспечивающее измерение потока электромагнитного инфракрасного излучения и передачу этой информации в оцифрованном виде по интерфейсу RS-485. Чувствительность датчика настраивается программно.

Датчик является технологическим датчиком. Сигнал изменения уровня теплового фона в условных единицах (усл.ед.) передается в цифровом виде на микроконтроллер. Корпус датчика выполнен в пыле-влагозащищенном корпусе. Устройство датчика позволяет периодически тестировать его чувствительность и запыленность смотрового окна.

Угол обзора датчика – 90 градусов, режим работы непрерывный, адрес для каждого датчика и скорость передачи данных устанавливаются программно.

Датчик учитывает:  изменение температуры окружающей среды, путем смещения градиента температур, наличие источников естественного и искусственного освещения (при соблюдении правил установки датчика относительно источников освещения).

Конструкция датчика соответствует общим требованиям безопасности.

 

UIS-48S обеспечивает формирование 4-х  уровней сигналов. Возможные настройки программного обеспечения микроконтроллера приведены в таблице 1.

 

                                                                                                       Таблица 1

Уровни настроек датчиков

         В процессе эксплуатации и ТО (согласно графика проведение регламентных работ), проводится корректировка настроек каждого датчика.  Протокол корректировки настроек датчиков утверждаться техническими руководителями предприятия и обслуживающей организацией.

         На основе многолетней опытно-промышленной эксплуатации определено, что основными устройствами в обработке информации являются промышленные микроконтроллеры серии ADAM 5510 (далее микроконтроллер) производства фирмы Advantech.

Микроконтроллер является функционально законченным автономным микроконтроллером связи, предназначенным для реализации распределенных систем сбора данных и управления. Микроконтроллер содержит встроенную операционную систему ROM-DOS, совместимую с MS-DOS, за исключением поддержки стандартного сервиса системы BIOS. Применение данного микроконтроллера предоставляет пользователю возможность создания программного обеспечения на языках высокого уровня с использованием персональных IBM PC совместимых ЭВМ.

         Фактически микроконтроллеры представляют собой программируемые компьютеры, в которые можно запрограммировать управление любыми устройствами по любому алгоритму.

         На несколько зон пожаротушения устанавливается один микроконтроллер, который осуществляет сбор информации с датчиков теплового потока, кнопок ручного пуска, управление исполнительными устройствами установок пожаротушения, а так же обеспечивает управление системой светового и звукового оповещения и электромагнитными вентилями узлов управления.

         Все микроконтроллеры, установленные в зонах пожаротушения связываются между собой проводами типа «витая пара» или по оптоволоконному кабелю, обмен данными производится по интерфейсу RS-485.

         Всю информацию микроконтроллер передает на автоматизированное рабочее место оператора,  расположенное у дежурного персонала. В случае выхода из строя автоматизированного рабочего места оператора, микроконтроллер продолжает работу в автономном режиме.

Подсистема пожаротушения включает в себя набор импульсных установок порошкового пожаротушения, расположенных вокруг защищаемого объекта. В состав установки входит базовая плита со смонтированной на ней кассетой c распылителями и опорно-поворотным устройством, обеспечивающим изменение положения кассеты в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Управление осуществляются с АРМ оператора через управляющий контрольно-адресный модуль, как в автоматическом, так и в ручном режиме.

Программная часть АРМа оператора разработана с использованием визуального средства проектирования Borland Delphi и компонент работы с базой данных под управлением сервера MySQL.

Исполнительные устройства представляет собой импульсные распылители сблокированные в кассеты.

 Программное обеспечение осуществляет:

· прием, обработку сигналов от датчиков, контроль средств ручного запуска и устройств измерения других параметров;

· управление устройствами передачи данных, оповещения и исполнения;

· вывод на монитор оператора при возникновении аварийной ситуации или горения плана защищаемого помещения с индикацией конкретного датчика и места, где возникла эта ситуация;

· визуализацию текущего состояния системы.

· архивацию и протоколирование всех событий, возникающих в системе (файлы протоколов зашифрованы и скрыты от пользователей)

· при возникновении предаварийных и аварийных ситуаций выводится окно с инструкцией оператору.

· администрирование и разграничение уровней доступа, посредством парольной системы.

 

Все защищаемые объекты разбиты на зоны пожаротушения и схематично представлены на мониторе АРМ оператора.

Датчики теплового потока размещены в каждой зоне пожаротушения, таким образом, что позволяют организовать координатную сетку защищаемой зоны, для последующего определения координаты очага пожара. Место расположение и уровень теплового потока каждого датчика выводится на детальном плане каждой зоны АРМ оператора. Программируемый микроконтроллер осуществляет контроль целостности линий связи с датчика теплового потока, цепей запуска исполнительных устройств, систем звукового и светового оповещения, основного напряжения питания.

Информация о тепловых возмущениях фиксируется датчиками теплового потока и передается на программируемый микроконтроллер, который в зависимости от уровня сигнала определяет координату очага пожара и формирует командный импульс на наведения и запуск соответствующих исполнительных устройств.

Действия автоматической системы пожаротушения и взрывопредупреждения при различных уровнях пожарной опасности в автоматическом режиме.

«НОРМА»

Уровень теплового фона датчиков не превышает тревожные уровни. Световые и звуковые оповещатели выключены. Все датчики,  линии связи и управления находятся в исправном состоянии. Сигналы об этом передаются на АРМ опреатора.

«ВНИМАНИЕ»

При обнаружении датчиком повышения уровня теплового фона выше заданного уровня «Внимание», данные, полученные от датчика, анализируются на микроконтроллере и зона переводится в состояние «Внимание». Включение системы тушения не происходит. Сигналы об этом поступают на АРМ оператора.

«ОПАСНОСТЬ»

При обнаружении датчиком повышения уровня теплового фона выше заданного уровня «опасность», данные, полученные от датчика, анализируются на микроконтроллере и зона переводится в состояние «ОПАСНОСТЬ». При этом включается звуковое и световое оповещение «ПОЖАР» в пульсирующем режиме с частотой 1 Гц. Включение системы тушения не происходит. Сигналы об этом поступают на АРМ оператора.

«ПОЖАР»

При обнаружении датчиком очага возгорания (превышен уровень «пожар»), данные, полученные от датчика, анализируются на микроконтроллере. Эта и последующая зона переводятся в состояние «ПОЖАР». При этом включается звуковое и световое оповещение «ПОЖАР», определяется координата очага пожара, импульсная установка наводится по заданным координатам. Сигналы об этом поступают на АРМ оператора.

 «НЕИСПРАВНОСТЬ»

При возникновении неисправности в зоне, микроконтроллер переводит эту зону в состояние «НЕИСПРАВНОСТЬ». При этом включается звуковое и световое оповещение «АВТОМАТИКА» в пульсирующем режиме с частотой 1 Гц, у данной зоны возможность автоматического запуска тушения выключается. Зона переводится в режим «Автоматика выключена». Сигналы об этом  поступают на АРМ оператора. После устранения неисправности зона переводится в состояние «НОРМА» и «АВТОМАТИКА ВКЛ.» .

При превышении уровня «Внимание», «Опасность» или «Пожар» зона переводится в соответствующий режим, т.к. эти режимы имеют приоритет перед режимом «Неисправность».

ПЕРЕЧЕНЬ возможных неисправностей, при которых микроконтроллер переводит зону в режим «Неисправность»:

1.                            Короткое замыкание или обрыв линий исполнительных устройств.

2.                            Отсутствия или неисправность импульсной установки пожаротушения

3.                            Неисправность микроконтроллера

 «ЗАПУСК ТУШЕНИЯ ОПЕРАТОРОМ»

Дистанционный запуск с АРМ оператора системы пожаротушения возможен отдельно в каждой зоне независимо от режима автоматики. При этом включается звуковое и световое оповещение «ПОЖАР». Включается система тушения (открывается клапан на заданный программный интервал). Сигналы об этом поступают на АРМ оператора.

 

«ЗАПУСК ТУШЕНИЯ В ДИСТАНЦИОННОМ РЕЖИМЕ»

Ручной запуск системы пожаротушения в каждой зоне осуществляется с АРМ оператора. При этом включается звуковое и световое оповещение «ПОЖАР». Импульсная установка пожаротушения наводится в заданный сектор и производится запуск исполнительных устройств системы тушения. Сигналы об этом поступают на АРМ оператора.

 

 

Основными преимуществами разработанной система ППЗ по сравнению с традиционными системами являются:

- возможность обнаружения пожара на ранней стадии его развития, как на самом оборудовании, так и в случае возникновения пожара на прилегающей территории;

- существенное сокращение времени на принятие обслуживающим персоналом решения по организации тушения пожара, как в автоматическом, так и в ручном режиме;

- эффективное управление автоматическими средствами пожаротушения, выдача рекомендаций по организации процесса пожаротушения;

- длительный срок эксплуатации исполнительных элементов систем пожаротушения, в ряде случаев 25 лет и более;

- возможность эксплуатации и работы при температурах окружающего воздуха – 50⁰С и ниже;

- простота обслуживания, ремонтопригодность, высокая надежность;

- существенная экономия финансовых средств на внедрение и обслуживание по сравнению с традиционными системами обнаружения и тушения пожара;

- протоколирование работы системы ППЗ объекта с возможностью мгновенной передачи объективной информации