RU1795493C - Устройство пожарной сигнализации - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технике пожарной сигнализации. Целью изобретени   вл етс  повышение помехозащищенности устройства за счет устранени  ложных срабатываний от помех, наводимых в шлейфе. Это обеспечиваетс  тем, что сигналы датчиков шлейфа 2, усиленные нормирующим 4 усилителем, поступают на пороговый элемент 8. При превышении амплитуды входного сигнала срабатывани  порогового элемента 8, последний вырабатывает сиг- нал, соответствующий логической единице, поступающий на интегрирующее звено 9, ft посто нна  времени которого выбрана пор дка 10с. Таким образом, на выходе интегрирующего звена 9 через врем , равное 10 с, установитс  логическа  единица, при условии , что уровень сигнала на выходе нормирующего усилител  4 не понижалс  ниже уровн  срабатывани  порогового элемента 8. С выхода интегрирующего звена 9 этот сигнал поступает на элемент И 14, второй вход которого соединен через делитель 7 напр жени  с выходом нормирующего усилител  4. При срабатывании элемента И 14 с его выхода сигнал поступает на вход интегрирующего звена 10с посто нной времени 10 с. Сигнал уровн  логической единицы с выхода интегрирующего звена 10 устанавливает блок индикации 19 в режим Пожар. При обрыве или коротком замыкании шлейфа через 5 с устройство вырабатывает команды Авари . В устройстве осуществлена блокировка режимов по принципу первого сработавшего, т.е. если в начале была выработана Авари , то команда Пожар не вырабатываетс  и наоборот. 2 ил. С

Description

Изобретение относитс  к области электрической пожарной сигнализации и может быть использовано при построении систем обнаружени  пожара и систем автоматического пожаротушени .

Известна система обнаружени  пожара , состо ща  из последовательно соединенных ДПС-038, ПИО-017, РКП, линии сигнализации, При повышении температуры окружающей среды на 30°С на концах термобатареи ДСП-038 возникает термо- ЭДС (ТЭДС) пор дка 17-20 мв, достаточной дл  срабатывани  пол ризованного реле промежуточного исполнительного органа ПИО-017, который в свою очередь подключен к пульту централизованной сигнализации через специальный релейный комплект РКИ-1.

Недостатком этой системы  вл етс  критичность к сопротивлению линии, которое должно быть равно 2 Ома. В противном случае, если.сопротивление линии больше 2 Ом, то развиваемой ТЭДС не достаточно дл  срабатывани  реле, если сопротивление линии меньше 2 Ом, то при незначитель- ных скорост х нарастани  окружающей среды возможны ложные срабатывани . Кроме этого, эта система не предусматривает контрол  обрыва или короткого замыкани  линии сигнализации.

Известна система пожарной сигнализации , а именно - приемно-контрольный пульт пожарной сигнализации ТОЛ-10/100, предназначенный дл  централизованного приема по двухпроводным лини м св зи сигналов от пожарных извещателей с нор- мально замкнутыми контактами.

Эта система прин та за прототип. Она содержит блок питани , блок индикации пожара и блок индикации аварии, однопро водный шлейф, блок обработки информации. Недостатком этой системы  вл етс  зависимость работоспособности от сопротивлени  проводов каждого шлейфа - оно должно быть не более 400 Ом. Кроме того, в этой системе низка  защищенность от помех вследствие применени  реле, срабатывание или несрабатывание которого зависит от величины тока в луче, который, в свою очередь,  вл етс  суперпозицией токов сигнала и помехи, например, при коммутации силовых цепей.

Целью изобретени   вл етс  повышение помехозащищенности устройства.

Суть решени  основана на спектральном различии сигнала и помехи. Характер .сигнала от очага пожара на выходе шлейфа

l имеет вид U(1 - е т ), где г - посто нна 

времени воздушной среды и составл ет единицы секунд. В то врем , как характер помехи (от короткого замыкани  и обрыва в шлейфе) имеет вид единичной функции

U 1(t). To есть сигнал о пожаре монотонный и медленный, а помеха имеет скачкообразный характер. Помехи же от коммутаций силовых цепей (например, включение, выключение двигател  и т.п.) имеют вид в первом приближении - U sin ft) (t) - 1(t - т), где О) t - частота сети 50 Гц, что соответствует длительности полуволны этой наводимой помехи - 10 мс, т.е. длительности сигнала и помехи различаютс , как минимум , на два пор дка. Учитыва  вышеизложенное , поставленна  задача решаетс  устройством, аналогичным фильтру с частотой среза 0,05 Гц и крутизной более 100 дб/дек.

В результате в таком устройстве помехи , навод щиес  на линии, не приведут к ложным срабатывани м устройства ложар- ной сигнализации, а при обрыве или коротком замыкании шлейфа устройство

вырабатывает сигнал Авари ,

Достижение поставленной цели обеспечиваетс  тем. что в устройство пожарной сигнализации, содержащее блок питани , блок индикации, однопроводный шлейф

сигнализации, один выход которого соединен с одним выводом нагрузочного резистора , блок обработки информации, блок индикации пожара и блок индикации аварии введены нормирующий усилитель и токозадающий резистор. Другой вывод нагрузочного резистора соединен с нулевой шиной питани , плюсова  шина питани  через то- козадающий резистор соединена с выходом шлейфа. Выход шлейфа соединен со входом

нормирующего усилител , блок обработки информации содержит делитель напр жени , пороговый элемент, п ть интегрирующих звеньев, четыре элемента И, элемент ИЛИ. Выход нормирующего усилител  соединен со входом делител  напр жени  блока обработки информации, первый, второй, третий и четвертый выходы делител  напр жени  соединены соответственно со входами порогового элемента, первым входом

первого элемента И, первым входом второго элемента И, и входом четвертого интегрирующего звена, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход порогового элемента соединен со входом первого интегрирующего звена, выход которого соединен со вторым входом первого элемента И, выход которого соединен со вторым входом второго интегрирующего звена, выход которого соединен с первым входом

третьего элемента И, плюсова  шина блока питани  соединена со входом п того интегрирующего звена, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И. Выход элемента ИЛИ соединен со вторым входом четвертого элемента И, выход второго элемента И соединен со входом третьего интегрирующего звена, выход которого соединен со вторым входом элемента ИЛИ, выход четвертого элемента И и выход п того интегрирующего звена блока обработки информации соединены с соответствующими информационными входами первого блока отображени  информации, выход которого соединен со вторым входом третьего элемента И блока обработки информации. выход третьего элемента И и выход п того Интегрирующего звена соединены с соответствующими информационными входами второго блока отображени  информации, выход которого соединен со вторым входом второго элемента И блока обработки информации .

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства пожарной сигнализации; на фиг. 2 - пример реализации принципиальной схемы устройства пожарной сигнализации.

Устройство пожарной сигнализации содержит блок питани  1, шлейф 2 с подключенным к нему балластным сопротивлением 3, нормирующий усилитель 4, сопротивле- нйе смещени  5 и блок б обработки и отображени  информации, причем ;.илейф 2 подключен к неинвертирующему эходу нормирующего усилител  4, выход которого соединен со входом блока б обработки и отображени  информации, блок б содержит делитель напр жени  7, пороговый элемент 8, первое - п тое интегрирующие звень  9, 10, 11, 12, 13, элементы И 14, 15. 16, 17 элемент ИЛИ-НЕ 18, а также первый и второй блоки отображени  информации 19, 20. Первый выход делител  напр жени  7 через последовательно включенные пороговый элемент 8 и первое интегрирующее звено 9 подключен к первому входу элемент И 14, второй вход которой соединен со вторым выходом делител  напр жени  7. Выход элемента И 14 подключен ко входу интегрирующего звена 10. Третий выход делител  напр жени  7 соединен с первым входом элемента И 15, выход которой через интегрирующее звено 11 подключен к первому входу элемента ИЛИ-НЕ 18. Четвертый выход делител  напр жени  7 через интегрирующее звено 12 соединен со вторым входом элемента ИЛИ-НЕ 18, выход которой подключен к первому входу элемента И 16, выход которой соединен с первым входом блока индикации 19. выход которого

подключен к первому входу элемента И 17. второй вход которой соединен с выходом интегрирующего звена 10, а выход с первым входом второго блока отображени  инфор- 5 мации 20. При этом вторые входы первого и второго блоков отображени  информации 19, 20 объединены и соединены с выходом (А) интегрирующего звена 13, а выход второго блока отображени  информации 20

10 подключен ко второму входу элемента И 15.

Кроме того, выход блока питани  подключен

ко входу интегрирующего звена 13 блока 6

обработки и отображени  информации.

При включении устройства пожарной

15 сигнализации осуществл етс  принудительный запрет на выдачу команд Авари  или Пожар в течение времени, определ емого посто нной времени Ts интегрирующего звена 13 (в приведенном примере Тз

0 20 с). Этот запрет необходим дл  устранени  вли ни  переходных процессов, св занных с подачей питани  в шлейф 2, на нормирующий усилитель 4 и все микросхемы устройства и реализуетс  подачей сигна5 ла низкого уровн  на второй вход схемы совпадени  16 и на вторые входы блоков отображени  информации 19, 20 с выхода интегрирующего звена 13.

По окончании переходного процесса

0 при нормальных услови х на выходе нормирующего усилител  4 и на 4 выходе делител  напр жени  7 установитс  уровень сигнала, соответствующего логической единице, определ емой сопротивлением 5, осуществл 5 гащего начальное смещение выхода нормирующего усилител  4. Это сопротивление 5 подбираетс  таким образом, чтобы уровень сигнала на выходе нормирующего усилител  4 при нормальных услови х воз0 душной среды соответствовал логической единице. На выходах 1,2,3 делител  напр жени  7 установитс  напр жение с амплитудой меньшей, чем логическа  единица, причем: УвыхЗ ивых2 ивых1, где Квыхь

5 ивых2, иВыхЗ - амплитуда сигнала соответственно на выходах 1, 2, 3 делител  7. Вследствие этого на выходах элемента ИЛИ-НЕ 18 установитс  уровень сигналов, соответствующих логической единице. Следова0 тельно, на первом входе элемента и 16 сформируетс  уровень сигнала, соответствующий логическому нулю, а на первом входе блока отображени  информации 19 - высокий уровень. Из фиг. 2 очевидно, что

5 команда Авари  вырабатываетс  только при формировании на выходе элемента И 16 низкого уровн  сигнала, что возможно только при наличии на одном из входов элемента ИЛИ-НЕ 18 сигнала с низким уровнем .

На выходе порогового элемента 8, на входах элемента И 14 и на ее выходе установитс  уровень сигнала, соответствующего логическому нулю. А на выходе элемента И 17 - высокий уровень сигнала (1).

При возрастании температуры (начало пожара)термоЭДС, вырабатываема  датчиками шлейфа 2, возрастает, также растет напр жение на выходе нормирующего делител  4 и пропорционально на 1-4 выходах делител  напр жени  7.

При превышении на первом выходе делител  напр жени  7 уровн  срабатывани  порогового элемента 8 (когда сигнал достигнет уровн  логической единицы) на выходе последнего напр жение ступенчато изменитс  с уровн  логического нул  до логической единицы. При этом начнетс  зар д емкости интегрирующего звена 9. Через врем  Ti. 10 с емкость зар дитс  и на первом входе элемента И 14 установитс  сигнал с уровнем логической единицы. Если к этому времени на втором выходе делител  напр жени  7 сигнал достигнет уровн  логической 1 - на выходе элемента И 14 установитс  также логическа  1.

Через врем  Та (посто нна  времени интегрирующего звена 10) на I входе элемента И 17 установитс  сигнал высокого уровн  (1), что приводит к формированию сигнала низкого уровн  на входе устройства отображени  информации 20, что соответствует состо нию Пожар.

Дальнейшее непрерывное возрастание температуры воздушной среды (продолжение пожара) вызывает дальнейшее повыше- .ние уровн  сигнала на выходе нормирующего усилител  4, что рано или поздно приведет к формированию на 3 выходе делител  напр жени  7 сигнала 1, что обуславливает формирование низкого уровн  на втором входе элемента ИЛИ-НЕ 18 через врем  Тз (посто нна  интегрирующего звена 11). Это предполагает по вление на устройстве 19 сигнала Авари , что не соответствует действительной ситуации Пожар. Дл  устранени  этого с выхода устройства отображени  20 подаетс  сигнал низкого уровн  на второй вход элемента И 15, что предотвратит в этой ситуации по вление сигнала Авари .

Рассмотрим следующую возможную ситуацию . Произошел обрыв шлейфа 2. В этом случае напр жение на выходе нормирующего усилител  4 и, следовательно, на выходах

1,2,3,4 делител  напр жени  7 ступенчато достигнет высокого уровн . Это формирует на выходах порогового элемента 8 и элемента И 15 сигналы соответственно высокого и низкого уровн . Это приведет к формированию через врем  Тз Ti на входе элемента 14 сигнала 1, а на втором входе элемента ИЛИ 18 низкого уровн , что приведет к формированию сигнала Авари . В этот же момент на втором входе элемента И 17

формируетс  сигнал О, что приведет к запрету формировани  сигнала Пожар.

Рассмотрим функционирование устройства в случае короткого замыкани  шлейфа 2. В этом случае сигнал на выходе нормирующего усилител  4 ступенчато уменьшитс  до О. Это приведет к формированию на первом входе элемента ИЛИ-НЕ 18 О через врем  (посто нна  времени интегрирующего звена 12), что приведет к

выработке сигнала АВАРИЯ.

При возникновении помех, наводимых в шлейфе 2 из-за индуктивности последнего или емкостных св зей, на выходе усилител  4 сформируютс  гармонические колебь и 

напр жени  относительно начального уровн , причем спектр этих помех имеет нижнюю границу п.100 Гц (где п - любое число). Учитыва , что посто нна  времени интегрирующих звеньев Тг Тз ТА Ti (к примеру,

в нашем случае 10 с), то при воздействии на них вышеупом нутой помехи, емкость интегрирующих звеньев не успевает осуществить накопление зар да на столько, чтобы амплитуда сигнала сколько-нибудь существенно изменилась, так как на сколько емкость подзар дилась за врем  положительной части амплитуды помехи, то настолько же ана разр дитс  за врем  отрицательной части амплитуды помехи.

Учитыва  посто нные времени интегрирующих звеньев и спектр помех, величина зар да и разр да составл ет пор дка нескольких процентов от уровн  сигнала без помех. Таким образом, на выходе интегрирующего звена уровень сигнала не зависит от наличи  высокочастотных помех.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство пожарной сигнализации, содержащее блок питани , блок индикации, однопроводный шлейф сигнализации, один

   вывод которого соединен с нагрузочным резистором , блок обработки информации, блок индикации пожара и блок индикации аварии, отличающеес  тем. что, с целью

   повышени  помехозащищенности устройства , в него введены нормирующий усилитель и токозадающий резистор, другой вывод нагрузочного резистора соединен с нулевой шиной питани , плюсова  шина питани  через токозадающий резистор соединена с выходом шлейфа, который соединен с входом нормирующего усилител , блок обработки информации содержит делитель напр жени  пороговый элемент, п ть интегрирующих звеньев, четыре элемента И, элемент ИЛИ, выход нормирующего усилител  соединен с входом делител  напр жени  блока обработки информации, первый и второй, третий и четвертый выходы делител  напр жени  соединены соответственно с входами порогового элемента, первым входом первого элемента И, первым входом второго элемента И и входом первого интегрирующего звена, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход порогового элемента соединен с входом второго интегрирующего звена, выход которого соединен с вторым входом элемента И. выход которого соединен с входом третьего интегрирующего звена, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, плюсова  шина блока питани  соединена с входом п того интегратора, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И, выход элемента ИЛИ соединен с вторым входом четвертого элемента И, выход второго элемента И соединен с входом четвертого интегрирующего звена, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выходы четвертого элемента И и п того интегратора блока обработки информации соединены с соответствующими информационными входами блока индикации аварии,выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И блока обработки информации, выходы третьего элемента И и п того интегратора , соединены с соответствующими информационными входами блока индикации пожара , выход которого соединен с вторым входом второго элемента И блока обработки информации.