CC BY
28
Рисунок 3 - Отображение замыканий на дополнительном окне программы
Трудоемкость прозвонки кросс платы модуля РЭС на 1106 контактов насчитывает 6,9 человеко-дней, т.е. более 1 рабочей недели. И причиной тому является человеческий фактор [5]. К примеру, из-за работы с маленькими деталями сотрудник достаточно быстро начинает испытывать усталость, что влечет за собой снижение скорости и качества. Устройство же лишено человеческих чувств и за счет этого показывает быстрые и высокоточные результаты, всего 3 часа с учетом сборки и разбора рабочего места.
Аналог предлагает АО «Ижевский мотозавод «Ак-сион-холдинг» в виде «Автоматизированной системы контроля монтажно-коммутационных изделий» (АСК-
МКИ) , которая может работать минимум от 1 коммутатора на 1200 входов, но главным недостатком аналога являются габариты 600х600х2000 мм, по сравнению с предлагаемым устройством 350х500х70 мм.
Представленное в статье устройство для проверки целостности электрических цепей практически не имеет аналогов и легко интегрируется в производственный процесс, так как просто в эксплуатации. Себестоимость устройства около 150 тыс. руб., а массогабаритные характеристики позволяют использовать устройство на каждом аттестованном рабочем месте, на котором установлен ПК.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бибило, П. Н. Основы языка VHDL: Учебное пособие. Изд. 5-е. / П. Н. Бибило. - Москва: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2012.
2. Орлов, С. Б. Справочник Novell Netware 4 / С. Б. Орлов. - ИИЦ "Попурри", 1994 г.
3. Скотт Мюллер, Модернизация и ремонт ПК / Скотт Мюллер. - Москва: «Вильямс», 2007
4. Герасимов О.Н., Доросинский А.Ю., Березин М.Н. Методы контроля качества контактных узлов изделий электронной техники. Труды международного симпозиума надежность и качество. / Герасимов О.Н. - Пенза: «Пензенский государственный университет», 2017.
5. Медведев А.М., Мылов Г.В., Юрков Н.К. К проблеме создания критерия автоматического контроля соединений. Труды международного симпозиума надежность и качество. / Медведев А.М. - Пенза: «Пензенский государственный университет», 2017.
УДК 614.841 - 52 (075.32)
Гурьянова Л.С., Киселева Д.В., Кулапин В.И.
ФГБОУ ВО «Пензенский государственный университет», Пенза, Россия
ПОВЫШЕНИЕ ПОМЕХОЗАЩИЩЕННОСТИ ПОЖАРНЫХ ИЗВЕЩАТЕЛЕЙ
Ключевые слова:
ОХРАННО - ПОЖАРНАЯ СИГНАЛИЗАЦИЯ - ПОЖАРНЫЙ ИЗВЕЩАТЕЛЬ, ДВУХПРОВОДНЫЙ ШЛЕЙФ ПОДКЛЮЧЕНИЯ, ПОМЕХО-ЗАЩИЩЕННЫЙ СИГНАЛ, ГЕНЕРАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ
Исторические сведения и постановка задачи актуальности разработок пожарных тепловых датчиков (извещателей)
Технические средства автоматической пожарной и охранно-пожарной сигнализации предназначены для получения информации о состоянии контролируемых параметров на охраняемых объектах приема, преобразования, передачи, хранения, обработки и отображения этой информации в виде звуковой и оптической сигнализации и выдачи управляющих сигналов на исполнительные элементы установок
пожаротушения, дымоудаления, взрывоподавления и т.д. Технические средства по функциональному назначению по отношению к потоку информации подразделяют на следующие группы: а) технические средства обнаружения или извещатели; б) технические средства оповещения.
После Великой Октябрьской социалистической революции извещатели начали применять в Москве, Ростове-на-Дону, Горьком, Пензе, Архангельске, Иркутске и других городах. В 1940 г. пожарной
сигнализацией было оборудовано 17 городов, которые имели 312 8 извещателей и 7 4 приемные станции. В 50-е годы были разработаны основные типы автоматических пожарных извещателей (дымовых, тепловых, световых), а также различные приемные станции. В 60-е годы началось внедрение средств автоматической сигнализации на объектах народного хозяйства. С конца 60-х годов и по настоящее время разрабатываются средства охранно-пожарной сигнализации, которые являются весьма действенной, простой и достаточно надежной системой сигнализации на объектах народного хозяйства.
Описание существующих на данный момент двух-и четырехпроводных температурных датчиков (из-вещателей)
Основными параметрами пожарных извещателей являются: порог, срабатывания, инерционность, контролируемая зона, помехозащищенность, надежность и конструктивное исполнение [1] .
Автоматическое выявление пожара осуществляется с помощью различных приборов, среди которых:
дымовые детекторы;
датчики пламени;
тепловые сигнализаторы.
Каждый из этих типов датчиков работает по-разному и настроен на фиксирование изменений определенных параметров.
По виду включения в чувствительную схему подразделяют на двухпроводные и четырехпроводные пожарные извещатели.
Примером двухпроводного пожарного извещателя является сигнализатор температуры, который представлен на рисунке 1. Сигнализатор включает в себя делитель напряжения, выполненный на термочувствительном элементе (терморезисторе), омическом резисторе и диоде, инерционной цепи на резисторе, конденсаторе, выходном блоке на тиристоре, светодиоде и нуль-органе.
Недостатком данного сигнализатора является пониженная помехозащищенность информационного сигнала, представляющего собой перепад тока или напряжения в цепи питания. Помехи обусловленные, например, импульсными наводками на проводах питания или токами утечки в проводах питания будут вызывать ложные срабатывания системы.
Рисунок 1
Наведенная помеха может влиять как на входную, так и на выходную цепь извещателей иллюстрация этого представлена на рисунке 2.
Рисунок 2
Известно, что наиболее уязвимой для помех частью любого пожарного извещателя является входной в данном случае фотодиодный каскад. Рано или поздно ложный сигнал от наведенной электромагнитной помехи воспринимается извещателем как истинный. Причем ни применение экранирования металлом, ни использование микропроцессорных алгоритмов или специализированных микросхем не дают 100%-ого результата.
Методы повышения электромагнитной устойчивости, которые приводятся в специализированной литературе, можно разделить на три группы:
подавление источника помех;
• разделение во времени режимов появления помехи и функционирования чувствительного элемента;
• подавление или ослабление помех в тракте распространения, использование для передачи по-мехозащищенных сигналов.
Специалистам в области систем безопасности ясно, что более или менее выполнимым является лишь последний пункт [2].
Однако даже применение таких способов защиты, как: разделение информационных и силовых цепей, организация экранирования, протоколы с коррекцией ошибок - не исключает вероятности появления
ложной тревоги из-за ошибки пожарного извеща-теля, который однажды поймает импульс помехи со шлейфа сигнализации.
Описание предлагаемого датчика двухпроводного температурного извещателя
Одним из действенных способов защиты от наведенных помех может быть введение переменной составляющей в информационный сигнал. Как известно, гармонические сигналы менее подвержены искажениям. Примером такого решения является тепловой пожарный извещатель [ 3 ], главной целью которого являлось повышение помехозащищенности информационного сигнала, вырабатываемого извещателем.
Поставленная цель достигалась тем, что в пожарный сигнализатор, содержащий пассивный делитель напряжения, выполненный на резисторе и термочувствительном элементе (терморезисторе), конденсатор, тиристор, был введен генератор и новые связи.
На рисунке 3 представлена схема такого пожарного извещателя, а на рисунке 4 представлена схема используемого генератора, для получения переменной составляющей в шлейфе питания.
Пожарный извещатель содержит пассивный делитель напряжения, выполненный на резисторе и термочувствительном элементе, конденсатор, тири-
стор и генератор, при этом один из входов пассивного делителя напряжения соединен с положительной шиной источника питания, а другой вход, один вывод конденсатора и катод тиристора соединены с отрицательной шиной источника питания, выход пассивного делителя напряжения соединен с другим выводом конденсатора и управляющим электродом тиристора, анод тиристора - с отрицательным входом «В» питания генератора, положительный вход «А» питания генератора - с положительной шиной источника питания.
Рисунок 4
Принцип работы извещателя. В начальный момент работы предполагаем, что температура окружающей среды ниже температуры срабатывания пожарного извещателя, определяемой коэффициентом деления пассивного делителя напряжения. Выходной сигнал Од на выходе пассивного делителя ниже значения открывания тиристора, равного Цт, тиристор закрыт. Отрицательный вход В питания генератора отключен от отрицательной шины источника питания, генератор не работает. Ток, потребляемый извещателем, определяется главным образом током пассивного делителя напряжения I = "пит
д К1+К2((т°) '
где - резистор 1; Я2 - термочувствительный
элемент, ток утечки закрытого тиристора пренебрежительно мал.
При помощи температуры окружающей среды изменяется значение Я2, что приводит к изменению сигнала на выходе пассивного делителя напряжения К2(С°)
°д Й1 + К2(С°)
питания. Генератор начинает вырабатывать колебания с частотой /0, что приводит к появлению переменной составляющей тока с частотой /0 в цепи питания пожарного извещателя, которая может быть легко отфильтрована и усилена в конечном устройстве.
По наличию переменной составляющей тока цепи питания судят о повышении температуры окружающей среды в зоне извещателя.
Повышение помехозащищенности информационного сигнала достигается заменой постоянного перепада тока в цепи питания на переменную составляющую тока с частотой /0.В этом случае возникновение токов утечки в проводниках (шинах) питания не вызывает ложной тревоги. Назначение конденсатора аналогично назначению конденсатора сигнализатора температуры. При использовании термозависимого элемента с обратным законом изменения сопротивления от температуры резистор и тремоза-висимый элемент меняются местами.
Генератор может быть реализован на базе операционного усилителя. Схема такого генератора представлена на рисунок.3, возможность двухпроводного подключения такого генератора обусловлена наличием делителя на сопротивлениях Я4 и Я5.
Преимущества предлагаемой разработки:
повышение помехозащищенности с помощью замены постоянного перепада тока в цепи питания на переменную составляющую тока;
снижение вероятности ложного срабатывания.
Разработка датчиков, контролирующих нагрузку на электросеть, позволит избежать значительного числа пожаров. Как известно, немалая доля пожаров приходится именно на неисправность электросети.
Такие датчики следует устанавливать в производственных и административно-общественных зданиях. Их задача состоит в реагировании на превышение заданного уровня нагрузки электропроводки, последующем выключении неисправного участка цепи и подаче звукового сигнала, предупреждающего о ЧС, а также производится открытие всех закрытых запасных выходов, облегчающих эвакуацию из здания.
В виду широкого использования легковоспламеняющихся жидкостей и газов в производстве, а также участившихся случаев террористических актов, можно выделить еще одно направление развития систем пожарной сигнализации - разработка датчиков резкого возрастания давления. Такие датчики предусмотрены для установки в производственных помещениях, а также в административно-общественных зданиях. Они реагируют на прирост давления в определенном помещении. Зарегистрировав превышение установленных показателей, система издает сигнал тревоги, открывает все пути эвакуации и включает автоматические системы пожаротушения на нужном участке. Важность подобных систем сложно переоценить.
Все больше удельный вес на рынке технических средств пожарной сигнализации приобретают адресные приборы. Использование в предложенном пожарном извещателе генераторов, настроенных на разные частоты, позволяет реализовать адресность срабатывания. Неоспоримым преимуществом применения адресных технических средств пожарной сигнализации является возможность обеспечения однозначного определения мест возникновения возгораний.
при достижении Цд > Цт тиристор открывается и восстанавливается связь отрицательного входа В питания генератора с отрицательной шиной источника
ЛИТЕРАТУРА
1. Пожарная автоматика: Учебник для пожарно-технических училищ / Н.Ф. Бубырь, В.П. Бабуров, В.И. Мангасаров. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Строй-издат, 1984. - 208 с., ил.
2. Синтез измерительного преобразователя для измерения проводимости кондуктометрического датчика. Кулапин В.И., Колдов А.С. Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2017г. -Т.1.С. 250-251.
3. АС. СССР «Пожарный извещатель» №1749902 кл. 9 08 В 17/10 БН. №27 от 23.07.92. Авторы: В.И. Кулапин, А.И. Мартяшин, С.А. Селин, В.В. Жирнов.
4. Измерительный преобразователь для резистивно-емкостного датчика на микроконтроллере. Кулапин В.И., Колдов А.С. Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2017г. -Т.2.С. 61-62.
