RU2027224C1

RU2027224C1 - Fire-alarm system

Info

Publication number: RU2027224C1
Authority: RU
Inventors: В.П. Беликов; В.М. Бакаев
Original assignee: Беликов Владимир Полиектович; Бакаев Вячеслав Михайлович
Priority date: 1991-01-15
Filing date: 1991-01-15
Publication date: 1995-01-20

Abstract

FIELD: fire-alarm systems. SUBSTANCE: system has relay 1, detectors 2 which has like outputs to be connected together and with one output of winding of relay 1. Any other like output of detectors 2 is connected with output of adjusting resistor 3 through checking resistor 4. Voltage divider resistor 5 is connected through resistor 3 to control switch 7 at positive bus and with additional terminal of switch 7 at negative circuit through the second voltage divider resistor 6. EFFECT: improved reliability. 3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к промышленной автоматике и может быть применено в системах пожарной сигнализации, например, на самолетах и вертолетах. The invention relates to industrial automation and can be applied in fire alarm systems, for example, on airplanes and helicopters.

Предложенное устройство позволит уменьшить вероятность отказа системы сигнализации и повысит надежность системы, обеспечит регулярность и безопасность полетов. The proposed device will reduce the likelihood of a failure of the alarm system and increase the reliability of the system, ensure regularity and safety of flights.

Известно устройство для сигнализации о пожаре, содержащее соединенные между собой последовательно и образующие замкнутый контур реле, датчики пожарной сигнализации, подстроечный резистор и резистор контроля, выводы которого через резисторы делителя напряжения и выключатель контроля в плюсовой цепи подключены к источнику питания. A device for signaling a fire is known, comprising relays interconnected in series and forming a closed loop, fire alarm sensors, a tuning resistor, and a control resistor, the terminals of which are connected to a power source via voltage divider resistors and a control switch in the positive circuit.

Это устройство используют как самостоятельно, так и в качестве одного из каналов в системах пожарной сигнализации, рассматриваемого в качестве прототипа. Так оно эксплуатируется на самолетах гражданской авиации, например, в широко известной системе ССР-ГА, содержащей шесть аналогичных устройств (каналов) в каждом из которых содержатся по три датчика пожарной сигнализации, соединенных последовательно. Причем для надежности одну пожароопасную зону обслуживают три канала с одним общим выходом сигнала (из них два канала резервных). This device is used both independently and as one of the channels in fire alarm systems, considered as a prototype. So it is operated on civilian aircraft, for example, in the well-known SSR-GA system, which contains six similar devices (channels) in each of which three fire alarm sensors are connected in series. Moreover, for reliability, one fire hazard zone is served by three channels with one common signal output (of which two are backup channels).

Известному устройству присущи два основных недостатка, снижающих его надежность. Первый недостаток заключается в том, что выход одного из датчиков пожарной сигнализации устройства равносилен выходу всех последовательно соединенных датчиков. Получается, что при выходе одного датчика из трех (в ССП-2А) устройство теряет работоспособность (пассивный отказ), хотя два других датчика исправны. Такой недостаток приводит к необходимости для поддержания требуемой надежности увеличить количество резервируемых устройств (каналов), что приводит к увеличению веса, габаритов и стоимости системы. Второй недостаток состоит в том, что при по падании в цепь датчиков нештатного напряжения устройство может выдать ложный сигнал о пожаре (активный отказ), так как при этом по цепи: датчик, реле, подстроечный резистор, резистор делителя напряжения течет ток к минусовой клемме источника питания, достаточный для срабатывания реле. Устройство выдает сигнал о пожаре при его отсутствии. Ложный сигнал о пожаре является одним из наиболее опасных видов отказа на самолете по своим последствиям, так как он может привести к вынужденным посадкам либо к прерванным полетам. Ложное срабатывание одного канала равносильно выходу из строя всех каналов, так как при этом расходуются все средства пожаротушения и самолет остается незащищенным от пожара. The known device has two main disadvantages that reduce its reliability. The first disadvantage is that the output of one of the sensors of the device’s fire alarm is equivalent to the output of all the sensors connected in series. It turns out that when one of the three sensors (in the SSP-2A) exits, the device loses its functionality (passive failure), although the other two sensors are serviceable. This drawback leads to the need to maintain the required reliability to increase the number of redundant devices (channels), which leads to an increase in weight, dimensions and cost of the system. The second drawback is that if an abnormal voltage sensor falls into the circuit, the device can give a false signal about a fire (active failure), because in this case the current flows to the negative terminal of the source along the circuit: sensor, relay, trimmer resistor, voltage divider resistor enough power to operate the relay. The device gives a signal about a fire in its absence. A false fire signal is one of the most dangerous types of aircraft failure in its consequences, as it can lead to emergency landings or to interrupted flights. False operation of one channel is equivalent to the failure of all channels, since all fire extinguishing means are expended and the aircraft remains unprotected from fire.

Целью изобретения является повышение надежности устройства путем исключения влияния единичных отказов датчиков на его работоспособность и исключения выдачи им ложных сигналов о пожаре при появлении нештатных напряжений в цепях датчиков. The aim of the invention is to increase the reliability of the device by eliminating the influence of individual sensor failures on its performance and eliminating the issuing of false signals about a fire when abnormal voltages occur in the sensor circuits.

Цель достигается тем, что в устройстве для сигнализации о пожаре, содержащем соединенные между собой реле, датчики пожарной сигнализации, подстроечный резистор и резистор контроля, выводы которого подключены к источнику питания через резисторы делителя напряжения и выключатель контроля в плюсовой цепи, все выводы датчиков пожарной сигнализации одной полярности соединены между собой и с одним из выводов обмотки реле, а каждый из выводов другой полярности датчиков соединен через отдельный для каждого датчика резистор контроля и общий для всех подстроечный резистор с другим выводом обмотки реле, при этом каждая общая точка соединения подстроечного резистора с выводом датчика подключена к плюсовой клемме источника питания через резистор делителя напряжения и выключатель контроля. The goal is achieved in that in a device for signaling a fire comprising interconnected relays, fire alarm sensors, a tuning resistor and a control resistor, the terminals of which are connected to the power source through voltage divider resistors and a control switch in the positive circuit, all the terminals of the fire alarm sensors of one polarity are connected to each other and to one of the terminals of the relay winding, and each of the terminals of the other polarity of the sensors is connected through a monitoring resistor separate for each sensor and common to I all have a tuning resistor with a different output of the relay winding, with each common point connecting the tuning resistor to the sensor output connected to the positive terminal of the power supply through a voltage divider resistor and a control switch.

Дополнительно в устройство введен выключатель, подключенный к минусовой клемме источника питания, например в виде дополнительной платы галетного переключателя. In addition, a switch connected to the negative terminal of the power supply is introduced into the device, for example, in the form of an additional board of a screw switch.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленное устройство отличается тем, что в нем одни одноименные выводы датчиков пожарной сигнализации соединены между собой и с одним из выводов обмотки реле, а каждый из других одноименных выводов датчиков подсоединен через отдельный резистор контроля и через подстроечный резистор к другой обмотке реле, а через отдельный резистор делителя напряжения к выключателю контроля в плюсовой цепи, что позволяет исключить влияние одиночных отказов датчиков на работоспособность устройства. Дополнительный выключатель в минусовой цепи делителя напряжения в устройстве снижает вероятность выдачи ложного сигнала о пожаре при попадании нештатного напряжения в цепи датчиков. Таким образом, заявленное устройство соответствует критерию "новизна". Comparative analysis with the prototype shows that the claimed device is characterized in that it contains the same terminals of the fire alarm sensors connected to each other and to one of the terminals of the relay winding, and each of the other terminals of the same name sensors is connected through a separate control resistor and through a tuning resistor to the other relay coil, and through a separate resistor of the voltage divider to the control switch in the positive circuit, which eliminates the effect of single sensor failures on the device’s performance. An additional switch in the negative circuit of the voltage divider in the device reduces the likelihood of issuing a false signal about a fire in case of abnormal voltage in the sensor circuit. Thus, the claimed device meets the criterion of "novelty."

Сравнение заявленного решения с другими техническими решениями показывает, что устройство проявляет новые свойства, которые обеспечивают увеличение надежности и достоверности. Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "существенные отличия". Comparison of the claimed solution with other technical solutions shows that the device exhibits new properties that provide increased reliability and reliability. This allows us to conclude that the technical solution meets the criterion of "significant differences".

На чертеже изображена схема устройства для сигнализации о пожаре с тремя датчиками пожарной сигнализации (в конкретных устройствах количество датчиков может быть и два, и более трех). The drawing shows a diagram of a device for fire alarm with three fire alarm sensors (in specific devices, the number of sensors can be two or more than three).

Устройство содержит три замкнутых контура, каждый из которых состоит из общих для всех контуров реле 1 и последовательно подсоединенного к нему подстроечного резистора 3. К выводу реле 1 подключены одноименными полюсами три датчика 2, каждый из других одноименных выводов датчика 2 подключен через свой резистор 4 контроля к выводу подстроечного резистора 3. Выводы резисторов 4 контроля, имеющие общую точку с датчиками 2, подключены дополнительно через резисторы 5 делителя напряжения к выводам одной платы переключателя 7, а общая точка подстроечного резистора 3 и резисторов 4 контроля подключена через резистор 6 делителя напряжения к выводам другой платы переключателя 7. Плюсовая шина источника питания подключена к цепи 8 сигнализации о пожаре и включения средств пожаротушения. The device contains three closed loops, each of which consists of a relay 1, common to all loops, and a trimming resistor 3 connected in series to it. Three sensors 2 are connected to the output of relay 1, each of the other outputs of the same sensor 2 is connected through its control resistor 4 to the output of the tuning resistor 3. The findings of the control resistors 4, having a common point with the sensors 2, are additionally connected via resistors 5 of the voltage divider to the terminals of one switch board 7, and the common point is fine tuning the resistor 3 and the control resistors 4 is connected through the resistor 6 of the voltage divider to the terminals of another switch board 7. The positive power supply bus is connected to the fire alarm circuit 8 and fire extinguishing means.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

При возникновении пожара в зоне, где установлен датчик 2, под воздействием температуры на его выходных зажимах появляется термоЭДС. В цепи: реле 1, подстроечный резистор 3, резистор 4 контроля течет ток, величина которого достаточна для срабатывания реле 1. Реле срабатывает и своими контактами замыкает цепь 8 сигнализации о пожаре и включения средств пожаротушения. When a fire occurs in the zone where the sensor 2 is installed, thermoEMF appears at the output terminals under the influence of temperature. In the circuit: relay 1, trimming resistor 3, control resistor 4, a current flows, the magnitude of which is sufficient for relay 1 to operate. The relay operates and closes fire alarm circuit 8 and fire extinguishing means with its contacts.

Обрыв любого одного или любых двух из трех датчиков 2 не приводит к потере работоспособности устройства. Реле 1 выдает сигнал о пожаре от любого одного из неотказавших датчиков, так как каждый из них имеет свою цепь, замкнутую на обмотку реле 1 (в отличие от известного устройства, в котором все три датчика включены последовательно и разноименными полюсами, выход любого из них приводит к потере работоспособности устройства, так как при этом цепь через обмотку реле отключается). A break in any one or any two of the three sensors 2 does not lead to a loss of operability of the device. Relay 1 provides a fire signal from any one of the failed sensors, since each of them has its own circuit closed to the winding of relay 1 (unlike the known device in which all three sensors are connected in series and unlike poles, the output of any of them leads to the loss of operability of the device, since in this case the circuit is disconnected through the relay winding).

Контроль устройства осуществляется путем последовательного переключения двухплатного переключателя 7 в положения а, б, в. При этом падение напряжения на резисторе контроля достаточно для прохождения тока через соответствующий датчик и обмотку реле 1, приводящего к его срабатыванию и включению средств сигнализации (средства пожаротушения при контроле отключены). При обрыве в цепи датчика ток через обмотку реле 1 не проходит и сигнал исправности отсутствует. The control of the device is carried out by sequentially switching the two-board switch 7 in position a, b, c. In this case, the voltage drop across the control resistor is sufficient for the current to pass through the corresponding sensor and the relay 1 winding, leading to its operation and the inclusion of alarm means (fire extinguishing means are disabled during control). If an open in the sensor circuit current through the winding of relay 1 does not pass and there is no signal of serviceability.

После прохождения контроля переключатель 7 ставится в нейтральное положение. При этом устройство (за исключением цепей сигнализации) полностью отключено от источника питания как от плюсовой, так и от минусовой шины. Полное отключение устройства от источника питания обеспечивает безотказную работу устройства даже при случайном попадании нештатного напряжения в цепь датчика (например, при нарушении изоляции в цепях коммутации кабельного плана), так как при этом ток от нештатного напряжения через обмотку реле 1 не идет из-за того, что минус источника питания отключен от цепи контроля и для нештатного напряжения нет замкнутой цепи. After passing the control, the switch 7 is placed in the neutral position. In this case, the device (with the exception of the signaling circuits) is completely disconnected from the power source from both the plus and minus buses. Complete disconnection of the device from the power source ensures the device’s trouble-free operation even if an abnormal voltage accidentally enters the sensor circuit (for example, if insulation is broken in the cable plan switching circuits), since the current from the abnormal voltage does not flow through the relay 1 winding due to that minus the power source is disconnected from the control circuit and there is no closed circuit for abnormal voltage.

Таким образом, предложенное устройство трехотказно по пассивному виду отказа и двухотказно по активному виду отказа в отличие от известного устройства, которое одноотказно по обоим видам отказа. По пассивному отказу - потеря работоспособности - предложенное устройство трехотказно (оно теряет работоспособность только при трех отказах - т.е. при отказах трех датчиков), по активному отказу оно двухотказно, т.е. устройство может выдать ложный сигнал о пожаре при наличии двух видов отказа - появлении нештатного напряжения в цепи датчика и при замыкании цепи контроля (резистора 6) на минус источника питания. Thus, the proposed device is three-fault in the passive type of failure and two-fault in the active type of failure, in contrast to the known device, which is single-fault in both types of failure. For a passive failure - loss of operability - the proposed device is three-fault (it loses functionality only for three failures - i.e., when three sensors fail), for an active failure it is two-fault, i.e. the device can give a false signal about a fire in the presence of two types of failure - the occurrence of abnormal voltage in the sensor circuit and when the control circuit (resistor 6) closes to minus the power source.

Надежность предложенного устройства значительно выше надежности известного устройства, как показывают расчетные данные надежности (вероятность отказа устройства) для устройства с одним реле и тремя датчиками. The reliability of the proposed device is much higher than the reliability of the known device, as shown by the calculated reliability data (probability of device failure) for a device with one relay and three sensors.

Вероятность отказа известного устройства связана с отказами датчиков: Q_y = 3Q₁, где Q₁- вероятность отказа одного датчика. Вероятность отказа предложенного устройства, связанного с отказами датчиков, равна
Q_y' = Q₁ ³ при Q₁ = 10^-4, Q_y = 3 ˙ 10^-4, Q_y' = 10^-12.The probability of failure of a known device is associated with sensor failures: Q _y = 3Q ₁ , where Q ₁ is the probability of failure of one sensor. The probability of failure of the proposed device associated with the failure of the sensors is equal to
Q _y '= Q ₁ ³ with Q ₁ = 10 ^-4 , Q _y = 3 ˙ 10 ^-4 , Q _y ' = 10 ^-12 .

Надежность порядка Q_y = 3 ˙ 10^-4 на практике недостаточна, поэтому, например, в системе ССП-2а на один выход сигнала о пожаре задействовано три устройства, при этом вероятность выдачи сигнала о пожаре повышается: Q_y = (3 ˙ 10^-4)³ = 27 ˙ 10^-12.Reliability of the order of Q _y = 3 ˙ 10 ^-4 in practice is insufficient, therefore, for example, in the SSP-2a system there are three devices connected to one fire signal output, while the probability of a fire signal is increased: Q _y = (3 ˙ 10 ^{- 4} ) ³ = 27 ˙ 10 ^-12 .

Предложенное устройство одно само по себе обеспечивает более высокую надежность, чем три резервированных известных устройства. На практике это позволяет иметь систему предложенных устройств, содержащую в три раза меньше элементов для защиты от пожара одинаковых объектов (т.е. при в три раза меньшем весе и габаритах), чем систему сигнализации о пожаре из известных устройств или при одинаковом количестве элементов иметь более надежную систему (на несколько порядков), т.е. иметь более высокий срок службы и наработку на отказ. И в этом, и в другом случае это ведет к увеличению безопасности полетов самолетов и к удешевлению их эксплуатации. The proposed device alone provides higher reliability than three redundant known devices. In practice, this allows you to have a system of the proposed devices containing three times fewer elements for fire protection of the same objects (i.e., with three times less weight and dimensions) than a fire alarm system from known devices or with the same number of elements more reliable system (by several orders of magnitude), i.e. have a longer service life and MTBF. And in this, and in another case, this leads to an increase in the safety of aircraft flights and to cheaper their operation.

В отличие от существующих устройств для сигнализации о пожаре путем снижения вероятности появления активных и пассивных отказов предложенная система обеспечивает достижение цели за счет введения новых связей, а именно соединения одноименных выводов датчиков с одним из выводов обмотки реле, а каждый из других одноименных выводов датчиков подсоединен через отдельный резистор контроля к выводу подстроечного резистора и через делитель напряжения (резистор) к выключателю в плюсовой цепи. Обеспечение достижения цели осуществляют также за счет дополнительного выключателя в минусовой цепи делителя напряжения. Unlike existing devices for signaling a fire by reducing the likelihood of active and passive failures, the proposed system ensures the achievement of the goal by introducing new connections, namely connecting the sensor leads of the same name to one of the relay winding terminals, and each of the other sensor terminals of the same name is connected through a separate control resistor to the output of the tuning resistor and through the voltage divider (resistor) to the switch in the positive circuit. Ensuring the achievement of the goal is also carried out by an additional switch in the negative circuit of the voltage divider.

Claims

1. FIRE ALARM DEVICE, comprising a first circuit of a series-connected first resistor, a voltage divider, a control resistor and a second voltage divider resistor connected through a switch between the positive and zero buses of the power supply, and a first circuit of a series-connected sensor is connected in parallel with the terminals of the control resistor , windings of the monitoring relay and tuning resistor, the positive bus of the power supply is connected to the closing movable contact of the monitoring relay, fixed circuit CT monitoring relay is connected to the signaling device, characterized in that n - 1 circuits are introduced from the device from the sensor and the control resistor connected in series, to one common point of which is connected one terminal of the first voltage divider resistor, the other terminal of which is connected to the corresponding fixed contact of the switch, other conclusions of all sensors are combined, other conclusions of control resistors are also combined and connected to a common point of the tuning resistor and the second resistor of the voltage divider.

2. The device according to claim 1, characterized in that it contains an additional switch in the negative circuit of the second resistor of the voltage divider.