ВВЕДЕНИЕ 4
1 Анализ методов и средств управления системой обеспечения пожарной
безопасности 11
1.1 Классификация пожаров 11
1.2 История развития пожарной сигнализации 15
1.2.1 История развития методов противопожарной защиты 15
1.2.2 История развития в 18-19 веке 16
1.2.3 История развития тепловых пожарных извещателей 19
1.2.4 История развития дымовых пожарных извещателей 25
1.2.5 История развития извещателей пожарных пламени 28
1.2.6 История развития газовых пожарных извещателей 29
1.3 Пожарная сигнализация 30
1.3.1 Неадресная система пожарной сигнализации 31
1.3.2 Адресно-пороговая система пожарной сигнализации 35
1.3.3 Адресно-аналоговая система пожарной сигнализации 37
1.4 Пожарные извещатели 39
1.4.1 Классификация пожарных извещателей 40
1.4.2 Тепловой пожарный извещатель 42
1.4.3 Дымовой пожарный извещатель 43
1.4.4 Газовый пожарный извещатель 47
1.4.5 Комбинированный пожарный извещатель 49
1.4.6 Пожарный извещатель пламени 50
1.4.7 Мультикритериальные извещатели 51
1.5 Выводы по первому разделу 52
2 Методика испытаний адресной системы пожарной сигнализации с
последовательной адресацией 55
2.1 Исследования измерения чувствительности передачи информации от сенсора дыма 58
2.2 Исследования измерения чувствительности передачи информации от
теплового сенсора 60
2.3 Исследования проверки прохождения команды «квитирование» и влияние
параметров линии связи (шлейфа) 60
2.4 Исследования сохранения работоспособности системы при коротком
замыкании и обрыве линии связи 62
2.5 Исследования влияния электроимпульсных помех 62
2.6 Исследование влияние «длинной линии» на стабильность работы 62
2.7 Выводы по второму разделу 63
3 Экспериментальные исследования адресной системы пожарной сигнализации с последовательной адресацией 64
3.1 Результаты исследования измерения чувствительности передачи информации от сенсора дыма 64
3.2 Результаты исследования измерения чувствительности передачи информации от теплового сенсора 65
3.3 Результаты исследования проверки прохождения команды
«квитирование» и влияние параметров линии связи (шлейфа) 67
3.4 Результаты исследования сохранения работоспособности системы при
коротком замыкании и обрыве линии связи 73
3.5 Результаты исследования влияния электроимпульсных помех 75
3.6 Результаты исследование влияние «длинной линии» на стабильность
работы 76
3.7 Выводы по третьему разделу 77
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 79
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 81

Купить

Актуальность и научная значимость настоящего исследования. Огонь приносит пользу и одновременно представляет большую опасность для человечества весь период нашего существования на Земле, поскольку является причиной пожаров. Пожар - неконтролируемое горение, причиняющее материальный ущерб, вред жизни и здоровью граждан, интересам общества и государства [1]. Так в Петербурге 8 июня 1832 года произошел пожар, в котором погибло в огне свыше 500 человек. В 1837 году сильный пожар, продолжавшийся 3 суток, полностью уничтожил Зимний дворец, а в 1853 года всю внутреннюю часть Московского Большого театра. Пожары в Петербурге 1862 и 1878 годов принесли большой ущерб городу и погубили много людей [1]. Не меняется ситуация и сейчас. По данным отчета ФГУ ВНИИПО МЧС России количество пожаров, произошедших в период с января по сентябрь 2017 года, составляет 94911 случаев [2]. Это приводит к тому, что возникновение пожаров на объектах различного профиля является одной из самых актуальных проблем. Человек на протяжении всей жизни пытается найти защиту от пожара, а также минимизировать ущерб от тех случаев, когда его возникновения не удалось избежать.
Сейчас для минимизации вреда здоровью и жизни людей в случае уже возникшего пожара во время эвакуации должна быть обеспечена безопасность. Для выполнения этого требования применяется ряд систем, такие как системы охранно-пожарной сигнализации; автоматические установки пожаротушения; системы оповещения и управления эвакуацией; системы вентиляции и кондиционирования, аварийной вентиляции, управления пожарным водопроводом; системы управления лифтами.
Обеспечение пожарной безопасности является одной из главной функции государства. В направленные на это меры входят: законодательное регулирование сферы, организация и осуществление пожарного надзора, тушение пожаров и проведение аварийно-спасательных работ. Федеральный закон «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» № 123-ФЗ, являющийся основным нормативным документом этой области, а также другие нормативные правовые акты, регулярно подвергаются корректировкам в целях совершенствования законодательства отрасли, способствованию увеличения порядка в этой сфере, снижению количества пожаров.
Автоматические системы пожарной сигнализации (АПС) являются эффективными средствами противопожарной защиты, которые позволяют проводить своевременную эвакуацию людей из горящих зданий, а также предоставляют пожарным и спасательным службам больше времени для действий по тушению пожара и они должны быть работоспособны на весь период эвакуации людей из горящего здания. Однако функционирование данных систем при эксплуатации может выйти из строя из-за нарушения шлейфа пожарной сигнализации (ШПС). Шлейф является одной из необходимых и «уязвимых» составных частей системы пожарной сигнализации, представляющий собой проводную линию, электрически связывающую выносной элемент, выходные цепи пожарных извещателей с входом на приемно-контрольный прибор.
В настоящее время важной проблемой на объекте являются ложные срабатывания системы и нарушение шлейфа пожарной сигнализации из -за обрыва или короткого замыкания в шлейфе [3]. Ложные тревоги чаще всего происходят из-за воздействия на чувствительные элементы систем пожарной сигнализации случайных электромагнитных полей различного происхождения. Следует отметить, что условия, в которых эксплуатируются системы пожарной автоматики, сильно изменились. Если раньше источником электромагнитных помех были в основном грозовые разряды, то в настоящее время современный мир насыщен электромагнитными индустриальными и радиочастотными помехами. Для передачи правильных сигналов система должна обладать высокой устойчивостью к помехам, в противном случае, применение данных систем не имеет смысла.
Наиболее распространёнными типами АПС являются неадресная система пожарной сигнализации (пороговая), имеющая радиальный шлейф, и адресная система пожарной сигнализации, имеющая шлейф кольцевого типа. В нормативных документах приведено требование об обязательном контроле исправности шлейфов систем пожарной сигнализации. В радиальной системе с пороговыми извещателями при обрыве или коротком замыкание шлейфа происходит отключение части или всех пожарных извещателей, находившиеся в этом шлейфе. Также в пороговых системах при отключении пожарного извещателя от базы происходит разрыв шлейфа, приводящий остальную часть шлейфа в неработоспособное состояние. Подключение извещателей к кольцевому адресному шлейфу проще и быстрее, так как питание и передача данных осуществляется по двум проводам с двух сторон, поэтому радиальный шлейф начинает замещаться с рынка все более активно [4]. Шлейфы кольцевого типа обеспечивают повышенную «живучесть» системы благодаря устойчивости к обрывам и короткому замыканию в линии. При возникновении обрыва или короткого замыкания в кольцевом шлейфе, прибор приемно-контрольный пожарный (ППКП) начинает «опрашивать» свою линию с двух сторон, сначала с одной стороны, а потом с другой.
В настоящее время адресная система пожарной сигнализации является более дорогостоящим решением. Поэтому предлагается использовать сигнальную линию с последовательной адресацией с и передачей информации аналоговым путём, которая упрощает работу системы и обладает 100% живучестью при одном коротком замыкании или обрыве.
Объект исследования - адресная система пожарной сигнализации с кольцевым шлейфом и изоляторами короткого замыкания в каждом извещателе.
Предмет исследования - работоспособность кольцевого шлейфа пожарной сигнализации с мультикритериальными извещателями в условиях воздействия мешающих факторов.
Цель исследования - повышение уровня обеспечения пожарной безопасности на объекте защиты филиала АО «Концерн Росэнергоатом» «Кольская атомная станция».
Гипотеза исследования состоит в том, что на основе анализа работы первых адресных информационных систем сигнализации и вариантов их дальнейшего развития, сформирована гипотеза о возможности создания адресной, адресно-аналоговой системы с упрощённой системой последовательной адресацией, но по своим параметрам не уступающей широко применяемым измерительным системам.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- изучение научно-технической литературы и нормативной документации по автоматическим системам пожарной сигнализации;
- анализ имеющихся существующих технических решений и выработка новых решений в развитии адресной системы пожарной сигнализации эстафетной передачей адреса;
- проведение испытаний с воздействием электромагнитных помех и других мешающих факторов.
Теоретико-методологическую основу исследования составили:
- открытая информация о существующих информационных протоколах MODBUS, SISTEM SENSOR, AUTRONICA, HART и подробного изучения протокола адресно-аналоговой системы «ТРИУМФ» и «Олимп».
- нормативные документы Российской Федерации по пожарной безопасности, а также нормативные документы, определяющие перечень требований и применение технических средств пожарной сигнализации, в Европе-EN 54-14 [5] и в Северной Америке UL217 [6] и UL268 [7].
Базовыми для настоящего исследования явились также: нормативные документы, учебные пособия, учебники, публикации, представленные в печатных и электронных изданиях по пожарной сигнализации.
Методы исследования: анализ, оптимизация, теоретические исследования.
Опытно-экспериментальная база исследования - объект защиты филиала АО «Концерн Росэнергоатом» «Кольская атомная станция».
Научная новизна исследования:
- на основе анализа работы первых адресных информационных систем сигнализации и вариантов их дальнейшего развития сформирована гипотеза о возможности создания адресной, адресно-аналоговой системы с упрощённой системой последовательной адресацией, но по своим параметрам не уступающей широко применяемым измерительным системам. При этом существуют теоретические предпосылки возможности работы данного протокола не на специально организованных высокочастотных линиях связи, а на обычных шлейфах пожарной сигнализации;
- при отработке различных алгоритмов построения протоколов было проведено математическое моделирование режимов работы и выполнен ряд экспериментальных исследований, подтверждающих правомерность научной гипотезы о возможности создания простого информационного протокола с последующей адресацией.
Информационные протоколы, применяемые в адресных, адресно - аналоговых системах пожарной сигнализации обладают определенной спецификой, не свойственной информационным системам связи и промышленной автоматизации. В настоящее время фактически существуют единицы оригинальных информационных протоколов, позволяющих создать полноценную адресно-аналоговую систему пожарной автоматики. Большинство фирм предпочитает не разрабатывать новые, а покупать существующие с незначительной индивидуальной адаптацией. Способ обмена информацией носит сугубо конфиденциальный характер, что позволяет поддерживать высокую цену на продукцию и сохранять монополию.
Теоретическая значимость исследования:
- поставленные задачи решались путём теоретических и экспериментальных исследований, методами получения экспериментальных зависимостей на основе обработки экспериментальных данных, анализа и обобщения результатов теоретических и экспериментальных исследований.
Практическая значимость исследования заключается в том, что на основании полученных результатов, в последующем возможна реализация адресной системы пожарной сигнализации с последовательных адресаций на различных объектах защита АО «Концерн Росэнергоатом» «Кольская атомная станция».
Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечивались:
- путём теоретических и экспериментальных исследований;
- с помощью методов получения экспериментальных зависимостей на основе обработки экспериментальных данных;
- с помощью анализа и обобщения результатов теоретических и экспериментальных исследований.
Личное участие автора в организации и проведении исследования состоит в следующем. При отработке различных алгоритмов построения протоколов было проведено математическое моделирование режимов работы и выполнен ряд экспериментальных исследований, подтверждающих правомерность научной гипотезы о возможности создания простого информационного протокола с последующей адресацией, не уступающий по своим основным характеристикам системам, работающих на сложных цифровых протоколах.
Апробация и внедрение результатов работы велись в течение всего исследования. Его результаты докладывались на двух конференциях:
- Тепляков, Б.М. Анализ причин пожаров и обстоятельств, обуславливающих их возникновение // Научный альманах. 2019. N 6 - 1 (56). С. 75-77.
- Тепляков, Б.М. Анализ современного состояния требований пожарной безопасности на объектах защиты // Вестник научных конференций. 2019. N 4 - 1 (44). С. 102-106.
На защиту выносятся:
1. Результаты исследования работоспособности адресной системы пожарной сигнализации с последовательных адресаций на протоколе ДЭМП.
2. Результаты, полученные при определении чувствительности мультикритериальных пожарных извещателей и точности передачи значения контролируемого параметра по шлейфу сигнализации.
3. Результаты исследования сохранения работоспособности системы при условиях воздействия мешающих факторов.
Структура магистерской диссертации. Работа состоит из введения, 3 разделов, заключения, содержит 32 рисунка, 3 таблицы, список использованной литературы (41 источник), 0 приложений. Основной текст работы изложен на 85 страницах.
Купить