Типы пожарной сигнализации. Шлейф (охранно-пожарная сигнализация) Почему шлейф называют техническим в сигнализации

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:

Тип шлейфа сигнализации (пожарный, охранный, аварийный и управления) и название;
Электрическую схему включения;
Шкалу диапазонов сопротивлений ШС, разделенную порогами;
Привязки состояний к диапазонам сопротивлений ШС;
Список событий ШС;
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:

Тип шлейфа сигнализации – пожарный, однопороговый.
Электрическая схема включения - может быть выполнена в нескольких вариантах (рис.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;
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.

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:

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] ;

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:

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

Давайте разберемся что такое шлейф сигнализации (ШС) и как правильно его организовать. Начнем с того, что охранный шлейф представляет собой соединительную линию (электрическую цепь), объединяющую различные датчики сигнализации (ДС) или извещатели - в контексте данной статьи это синонимы.

Кроме того, в шлейфе присутствует оконечное устройство (ОУ), которое согласует его с приемно-контрольным прибором (ПКП).

В качестве оконечного устройства могут выступать:

резисторы;
конденсаторы;
диоды.

Что именно устанавливается в конце шлейфа зависит от конкретной модели ПКП. Стоит заметить, что в системах охранной сигнализации чаще всего используются резисторы, поэтому будем ориентироваться на этот вариант. Структурная схема шлейфа приведена на рисунке 1.

Я сразу нарисовал все возможные типы датчиков, их работу мы сейчас рассмотрим, но в реальной ситуации используется, как правило, один вариант подключения и извещатели с одинаковой тактикой формирования тревожного извещения.

Возможны и комбинации различных подключений, но они встречаются достаточно редко. Теперь давайте перейдем к рассмотрению основных типов шлейфов и принципа их действия.

Внимание! Нумерация типов шлейфов в этой статье условна. Более того, каждый производитель в понятие типа ШС может вкладывать свое толкование. Обязательно имейте это ввиду!

ТИПЫ ШЛЕЙФОВ СИГНАЛИЗАЦИИ

1. ШС с датчиками, работающими "на размыкание".

В охранной сигнализации очень часто встречающийся вариант. При срабатывании извещателя электрическая цепь разрывается, ток в шлейфе падает до нулевого значения. То же самое произойдет при отсутствии питания на извещателе. А вот в случае неисправности датчика возможны два варианта:

контакты разомкнутся;
останутся замкнутыми даже при обнаружении нарушителя.

С первым случаем все ясно и просто - прибор сработает и неисправность таким образом заявит о себе. Второй вариант опасен тем, что обнаружить его можно только при полной проверке работоспособности датчика, которую каждый день никто не делает. Утешает только что такие случаи редки, но, тем не менее, они бывают.

2. ШС с датчиком, работающим на "замыкание".

Отличие от первого варианта разве что в схеме подключения и в том, что при срабатывании шлейф замыкается. В охранной сигнализации используется редко, по крайней мере я с таким способом не сталкивался.

3. Использование извещателя с питанием по шлейфу.

Пусть не часто, но такие датчики используются. Если в первых двух случаях напряжение подается по отдельной линии, то здесь извещатель работает от напряжения, подаваемого на ШС приемно-контрольным прибором. В этом случае сигнал тревога формируется увеличением потребления ДС тока, что отслеживается ПКП.

При этом количество подключаемых датчиков может быть ограничено несколькими штуками. Конкретная величина для различных их типов должна указываться в паспорте охранного прибора (равно как и возможность использования такого варианта).

4. Адресный шлейф сигнализации.

Если до сих пор мы рассматривали случаи, когда осуществлялся токовый контроль ШС, то при использовании адресных извещателей информации об их состоянии передается в цифровом виде. Соответственно информативность системы сигнализации при этом возрастает. ДС может диагностировать свое состояние и передавать его на контрольную панель.

ПАРАМЕТРЫ И НЕИСПРАВНОСТИ

Поскольку шлейф охранной сигнализации является электрической цепью, то и характеризуется он такими электрическими параметрами как ток, напряжение и сопротивление. Причем первые два являются вторичными, а работоспособность ШС зависит от сопротивления, которое определяет три основных его состояния:

"норма";
"обрыв";
"замыкание".

Нормальное сопротивление шлейфа должно, как правило, не превышать 1 кОм, причем без учета величины оконечного резистора.

Стоит немного пояснить принцип работы связки ПКП-ШС-ОУ.

Прибор подает на шлейф напряжение, поскольку в нормальном состоянии цепь замкнута в ней возникает электрический ток. Его значение характеризует состояние ШС. Нормальные пределы величины тока задаются оконечным устройством. Отклонение в ту или иную сторону вызывает срабатывание сигнализации.

Сопротивление самого шлейфа, а туда входят также сопротивления переходных контактов в датчиках, определяет максимально допустимые отклонения. При коротком замыкании всего или части ШС (одна из неисправностей) происходит увеличение тока потребления, а обрыв - к его исчезновению. В этом и заключается суть токового контроля.

Таким образом есть еще один критичный параметр - сопротивление утечки между проводами шлейфа, поскольку он является двухпроводной линией, или "землей" и одним из проводников. Эта характеристика указана в паспорте ПКП, но лучше будет если ее значение составит порядка 1 мОм. Хотя многие приборы работают при утечках в несколько десятков кОм.

В завершение один иногда встречающийся вопрос: какова максимальная длина шлейфа охранной сигнализации? Ответ - любая при которой обеспечиваются рассмотренные выше электрические параметры.

* * *

Материалы сайта имеют ознакомительный характер и не могут использоваться в качестве руководящих и официальных документов

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.

Доброго всем времени суток.

Сегодня об адресно-пороговых шлейфах ППК. Слово «адресный» означает, что каждый извещатель в шлейфе имеет свой уникальный адрес, это позволяет приёмно-контрольному прибору локализовать место возгорания с точностью до извещателя. мы рассматривали просто пороговые шлейфы, где сработка извещателя локализуется до шлейфа: сработал извещатель в шлейфе — беги вдоль всего шлейфа (Свод Правил допускает один шлейф протягивать через смежные помещения до десяти штук количеством), вскрывай комнаты, смотри где датчик светится, если дыма нет. В данном случае всё проще — ППК сообщит, вышестоящему прибору адрес сработавшего извещателя в шлейфе. Решение сие промежуточное между пороговыми и адресно-аналоговыми шлейфами (о них следующая глава).

Реально мне известен только один прибор с такими шлейфами: ранее уже упоминавшийся болидовский «Сигнал-10». Это относительно недорогой ППКОП с десятью пороговыми шлейфами программируемого типа — дымовые тепловые, охранные и т.д. Всё строго как у Сигнала-20, о котором говорили в. Но есть дополнительный 14-й тип шлейфа — тот самый адресно-пороговый. Запрограммировав тип шлейфа «14», вы сможете подключить к нему только специальные извещатели: дымовик ДИП-34ПА и тепловик С2000-ИП-ПА общим числом до 10 шт. У них при помощи некоторых манипуляций кнопкой можно запрограммировать адрес от 1 до 10, и прибор будет отлавливать тревоги с точностью до извещателя. Питаются извещатели от шлейфа, схема подключения с того же сайта Болида ниже:

Схемы подключения совершенно одинаковы. И внешний вид извещателей одинаков (на фото в начале главы). Обратите внимание: оконечный резистор в адресно-пороговом режиме имеет номинал 10 кОм, а в обычном пороговом режиме — 4,7 кОм (схемы подключения пороговых шлейфов можно посмотреть в предыдущей главе).

Ещё одна особенность этих извещателей: они выдают сигнал «Авария» при неисправности извещателя. Тем самым, в соответствии со Сводом Правил, можно, серьёзно сэкономить на количестве извещателей: в ряде случаев допускается устанавливать меньшее их количество, чем в случае порогового шлейфа. Это позволяет компенсировать более высокую стоимость извещателя при большей функциональности системы пожарной сигнализации.

Что-то посмотрел я на предыдущую картинку — слишком заумно выглядит. Вот схема подключения непосредственно из этикетки извещателя:

Так, я думаю, нагляднее, только оконечник почему-то в начале линии торчит, по-доброму он в конце должен находиться: это позволит отличить банальный обрыв от хищения извещателей.

Ну, пока всё на этом: следом будет глава о самом совершенном типе извещателей — адресно-аналоговом. И ещё: пока сочинял сей пост, подумал, что часто ссылаюсь на Свод правил, надо будет собрать некоторые выжимки из него с комментариями и выкатить отдельной главой. Думаю, многим интересно будет. Ну а пока откланиваюсь.

Вопросы задавайте в комментариях, кому надо, подписывайтесь — форма внизу страницы.

Шлейф (охранно-пожарная сигнализация) - электрическая цепь, соединяющая выходные цепи извещателей, включающая в себя вспомогательные элементы и соединительные провода и предназначенная для передачи на приемно-контрольный прибор извещений, а в некоторых случаях и для подачи электропитания на извещатели.

Совокупность шлейфов сигнализации, соединительных линий для передачи по каналам связи или отдельным линиям на прибор приемно-контрольных извещений, устройств для соединения и разветвления кабелей и проводов, подземной канализации, труб и арматуры для прокладки кабелей и проводов входит в линейную часть системы сигнализации.

Шлейфы охранной сигнализации

Шлейфы пожарной сигнализации

Общие требования

Шлейфы пожарной сигнализации, как правило, выполняются проводами связи, если технической документацией на приборы приемно-контрольные пожарные не предусмотрено применение специальных типов проводов или кабелей. Для шлейфов пожарной сигнализации возможно использовать только кабели с медными жилами, диаметром не менее 0,5 мм. Необходим автоматический контроль целостности шлейфа по всей длине.

При параллельной открытой прокладке расстояние от шлейфов пожарной сигнализации с напряжением до 60 В до силовых и осветительных кабелей должно быть не менее 0,5 м. Возможна прокладка шлейфов на расстоянии менее 0,5 м от силовых и осветительных кабелей при условии их экранирования от электромагнитных наводок.

В помещениях, где электромагнитные поля и наводки имеют высокий уровень, шлейфы пожарной сигнализации должны быть защищены от наводок.

В конце шлейфа рекомендуется предусматривать устройство, обеспечивающее визуальный контроль его включенного состояния, а также соединительную коробку для оценки состояния системы пожарной сигнализации, которые необходимо устанавливать на доступном месте и высоте. В качестве такого устройство может быть использован ручной извещатель или устройства контроля шлейфов.

Знакопостоянные шлейфы

Схема знакопостоянного шлейфа

Целостность знакопостоянного шлейфа контролируется, используя оконечное устройство - резистор, устанавливаемый в конце шлейфа. Чем больше номинал оконечного резистора, тем меньше ток потребления в дежурном режиме, соответственно, меньше емкость источника резервного питания и ниже его стоимость. Состояние шлейфа прибора приемно-контрольного определяет по его току потребления или, что то же самое, по напряжению на резисторе, через который питается шлейф. При включении в шлейф дымовых извещателей ток шлейфа увеличится на величину их суммарного тока в дежурном режиме. Причем его величина для выявления обрыва шлейфа должна быть меньше тока в дежурном режиме не нагруженного шлейфа.

Знакопеременные шлейфы

Схема знакопеременного шлейфа

Метод контроля шлейфа сигнализации с питанием шлейфа знакопеременным импульсным напряжением обеспечивает повышение нагрузочной способности шлейфа для питания токопотребляющих извещателей. В качестве выносных элементов шлейфов сигнализации используют последовательно соединенные резистор и диод , в прямом цикле напряжения он включен в обратном направлении и потери на нём отсутствуют. В обратном цикле из-за его короткой длительности потери так же незначительны. Сигнал «Пожар» передается в положительной составляющей сигнала, «Неисправность» - в отрицательной. Для продолжения работы при выдаче сигнала «Неисправность» из-за снятого с базы извещателя, в базу устанавливается диод Шоттки . Таким образом сигнал «Неисправность» из-за снятого извещателя или неисправности самотестирующегося извещателя (например, линейного) не блокирует сигнал «Пожар» от ручного извещателя.

Знакоперемнный шлейф позволяет использовать самотестирующиеся извещатели в пороговых шлейфах. При обнаружении неисправности извещатель производит автоматическое изъятие самого себя из шлейфа сигнализации, и это позволяет использовать его совместно с любым пультом пожарной сигнализации, так как контроль изъятия извещателя является обязательным требованием норм пожарной безопасности для всех ПКП .

Шлейфы с пульсирующим напряжением

Метод контроля с питанием шлейфа сигнализации пульсирующим напряжением основан на анализе переходных процессов в шлейфе, нагруженном на конденсатор.

Адресные шлейфы

В адресных опросных системах пожарной сигнализации производится периодический опрос пожарных извещателей, обеспечивается контроль их работоспособности и идентификация неисправного извещателя прибором приемно-контрольным. Использование в пожарных извещателях этого типа специализированных процессоров с многоразрядными аналого-цифровыми преобразователями, сложными алгоритмами обработки сигналов и энергонезависимой памятью обеспечивает возможность стабилизации уровня чувствительности извещателей и формирование различных сигналов при достижении нижней границы автокомпенсации при загрязнении оптопары и верхней границы при запылении дымовой камеры.

Адресные опросные системы достаточно просто защищаются от обрыва адресного шлейфа и короткого замыкания. В опросных адресных системах пожарной сигнализации может использоваться произвольный вид шлейфа: кольцевой, разветвленный, звездой, любое их сочетание и не требуется никаких оконечных элементов. В опросных адресных системах не требуется разрывать адресный шлейф при снятии извещателя, его наличие подтверждается ответами при запросе прибора приемно - контрольного не реже одного раза в 5 - 10 сек. Если прибор приемно - контрольный при очередном запросе не получает ответ от извещателя его адрес индицируется на дисплее с соответствующим сообщением. Естественно, в этом случае отпадает необходимость использования функции разрыва шлейфа и при отключении одного извещателя сохраняется работоспособность всех остальных извещателей.