Тема: Разработка роботизированной установки пожаротушения на основе стационарного лафетного пожарного ствола ЛСД-С100УШ предприятия ООО Инженерный центр пожарной робототехники «ЭФЕР»

Пожар - это чрезвычайное происшествие, из-за которого многие люди каждый год погибают, теряют здоровье, лишаются жилья и испытывают множество различных, в том числе и психологических проблем после катастрофы. Самые опасные из них считаются лесные или же индустриальные пожары, которые происходят на различных предприятиях.
Пожарные и спасатели сталкиваются с огромной опасностью при тушении пожаров и спасении людей, это неизбежная часть их работы. Они проводят все виды спасательных работ. Их работа ставит их в потенциально опасные для жизни ситуации, которые могут стать причиной гибели, различных заболеваний или психических расстройств. Опасность пропорционально повышается при возникновении катастроф в опасных местах как, например, атомные станции, нефтеперерабатывающие предприятия, газовые заводы. Также пожарные сталкиваются и с другими трудностями во время работы, например при возникновении возгорания, в труднодоступном месте, в ограниченном пространстве. Возникает необходимость в замене человека на робота, который способен выдержать гораздо больше опасных факторов возникающих при пожаре. Робот в общем понимании, это автоматическая установка созданная человеком для выполнения определенных задач. Существуют гуманоидные роботы внешним видом и исполнением похожие на человека. Также существует множество роботов, конструкция которых далека от примеров из живой природы. Это сделано для увеличения продуктивности, прочности, физической силы или же установки вспомогательных устройств или инструментов. Конструкция робота зависит от его цели, чтобы ее выполнение было максимально эффективным. Пожарный робот - это вспомогательная установка, цель которой снизить риски, которым повергаются пожарные и спасатели.
Роботизированные установки пожаротушения защищены от высоких температур, токсичных газов, взрывов, обрушения несущих конструкций. Пожарные роботы выполняют операции по нейтрализации пожара, не подвергая риску самих пожарных. Роботы могут устанавливаться стационарно или же иметь передвижное исполнение. При стационарной установке роботизированная установка пожаротушения каждую секунду отслеживает ситуацию на своем участке, с помощью специальных датчиков и централизованной системы управления робот безошибочно и своевременно определяет эпицентр горения и в случае возникновения пожара немедленно включает режим оповещения местных служб борьбы с чрезвычайными ситуациями и начинает процесс тушения. Также пожарные роботы могут использоваться для охлаждения промышленных объектов, например, таких как реакторные блоки на атомных станциях. Передвижные пожарные роботы могут использоваться в агрессивных средах, таких как, например лесные пожары, где человеку наиболее опасно находиться или же нет возможности оперативно добраться до места возгорания.
Современное развитие безопасности неразрывно связано с процессами автоматизации и интеграции, которые во многом определяют уровень безопасности жизнедеятельности. Одной из современных общемировых тенденций обеспечения безопасности является разработка роботизированных установок пожаротушения.
Автоматические установки пожаротушения - самый действенный способ борьбы с пожарами. Они приводятся в действие по объективным показаниям и обеспечивают пожаротушение без участия человека. Пожарный робот формируют струи воды и пены и адресно подают их в очаг возгорания на значительные расстояния. Конструкция робота позволяет изменять направление струи в диапазоне 360 град. по горизонтали и 180 град. по вертикали, охватывая все окружающее пространство в радиусе ее действия. Угол распыления струи может меняться от 0 до 90 град., образуя целый спектр струй. Площадь, защищаемая небольшим пожарным роботом с расходом 20 л/с и дальностью подачи струи 50 м, составляет более 7500 м2 (nR2 = л-502). Весь расход огнетушащего вещества может быть направлен на очаг возгорания и обеспечивать интенсивность орошения более 1,2 л/(с-м2) на площади 12 м2. Такая высокая интенсивность дает возможность быстро подавлять огонь в ранней стадии развития пожара.
Роботизированные установки рекомендуется использовать для:
• всех пожароопасных объектов площадью более 1000 м2;
• высокопролетных зданий и сооружений (ангары для самолетов, производственные цеха, спортивные комплексы и места с массовым пребыванием людей);
• наружных объектов (резервуарные парки нефтепродуктов и сжиженных газов, нефтяные терминалы и причалы, вертодромы и др.);
• охлаждения металлоконструкций перекрытий пожароопасных производств (машинные залы ТЭЦ, АЭС, ГРЭС).
Для защиты помещений площадью менее 1000 м2 серийно выпускаются пожарные роботы-оросители ПРС-10-ИК-УФ, управляемые инфракрасной головкой самонаведения на очаг возгорания. Их стоимость значительно ниже пожарных роботов на базе лафетных стволов. ПРС-10-ИК-УФ устанавливаются на потолках защищаемых помещений. Они включают в себя: насадок; приводы наведения струи и регулирования угла распыливания; ультрафиолетовый датчик; инфракрасную головку самонаведения; блок управления.
Пожарные роботы производства "ЭФЭР" с программным и дистанционным управлением на базе лафетных стволов с дистанционным управлением, предназначены для автоматического обнаружения очага возгорания и автоматического тушения. Среди известных типов пожарных роботов, включая андроидные и мобильные, такие ствольные пожарные роботы нашли наиболее широкое применение. Особенно актуально их применение для защиты высокопролетных и наружных объектов в качестве автоматических установок пожаротушения.
Пожарный робот по ГОСТ Р 53326-2009 "Установки пожаротушения роботизированные" - это автоматическое устройство, манипулирующее пожарным стволом в сферической системе координат, на базе лафетного ствола с дистанционным управлением стационарного с фиксированной или подвижной установкой, с устройством обнаружения загорания и устройством программного управления, замещающее пожарного-ствольщика в местах, опасных для жизни, предназначенное для тушения и локализации пожара или охлаждения технологического оборудования и строительных конструкций на заданном участке защищаемого объекта. Выпускаемые пожарные роботы отличаются большой защищаемой площадью, наличием только магистральной сети, адресная доставка воды и пены осуществляется по воздуху. Пожарные роботы могут быть оснащены ИК-сканерами для автоматического обнаружения загорания и ТВ- камерами для видеоконтроля.
На базе пожарных роботов, объединённых магистралью RS-485, формируются автоматические установки пожаротушения - роботизированные пожарные комплексы (АУП РПК). Вся информация о пожаротушении регистрируется видеокамерами и электронным протоколом с регистрацией последовательности действий. В дежурное время система находится в режиме самотестирования и сама сообщает о необходимости коррекции по указанному адресу системы, поддерживая себя в постоянной боевой готовности.
Инженерным центром пожарной робототехники серийно выпускается весь комплекс оборудования для автоматических установок пожаротушения на базе роботизированных пожарных комплексов. Для применения данных установок в строительстве компанией ЭФЭР разработаны и согласованы с ВНИИПО типовые проекты для защиты высокопролетных сооружений и ангаров для самолетов на базе ПР.
В настоящее время разрабатываются новые высокоэффективные технологии пожаротушения на базе пожарных роботов. В том числе системы с применением ультразвука для формирования двухкомпонентной распыленной воды: с крупными частицами 100-400 микрон, обладающими высокой энергией, используемыми для дальности полета, и мельчайшими частицами,
образующимися при кавитации на переходе потока с низкой на высокую скорость, в паровых пузырьках, где вода при закипании распадается на молекулы (размер молекулы воды до 0,1 нанометра). Эти мельчайшие частицы обладают высокой эффективностью пожаротушения, связанной со значительным объемным поглощением тепловой энергии, ввиду многократного увеличения контактной поверхности воды.
Для тоннелей, где последствия дорожно-транспортных происшествий особенно значительны, предлагается применение мобильных роботов, быстро перемещающихся по монорельсу на болидах и эффективно действующих прямо на месте аварии.
Там, где существуют проблемы с водой, особенно эффективно применение роботизированных пожарных комплексов с азотно-водяным пожаротушением. Ведь воздух есть везде, а в нем 78% азота - инертного газа, применяемого при пожаротушении. Генераторы азота сейчас широко распространены. Струя азота, "армированная" эжектированной распыленной водой, создает локально в месте очага горения повышенную концентрацию азота. При снижении кислорода в воздухе до 10% горение прекращается.
Роботизированные охранно-пожарные комплексы с использованием роботов двойного назначения и тушат пожары, и охраняют объект от несанкционированного доступа, используя гидромеханическое воздействие на движущийся объект. Особенно актуально применение таких комплексов на судах дальнего плавания, где такие роботы, подключенные к пожарному трубопроводу судна, оснащенные системами теленаблюдения и телеуправления, могут применяться в качестве нелетального оружия для борьбы с пиратами.
РУП предназначена для формирования сплошной и распыленных струй огнетушащего вещества[1].

Купить

В ходе выпускной квалификационной работы был рассмотрен вопрос разработки электропривода поворота стационарного лафетного ствола.
В ходе расчетов был выбран двигатель CAHB-10, с номинальной мощностью Р н = 2 5 В т , который прошел проверку по нагреву и перегрузочной способности. Для управления двигателем был выбран блок питания MDR60-24 и драйвер MD13S. Так же были рассчитаны защитные устройства.
Была построена архитектура системы автоматизации, выбран микроконтроллер Maxon ESCON Module 24/2.
В среде Matlab Simulink была построена математическая модель системы. В результате моделирования был получен необходимый процесс движения, в котором выполняются все выдвинутые требования.
Затраты на разработку и сборку составляют 302 851 рубля, прибыль от ед. РУП составляет 63 815 руб.

Купить