УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВАРИЙНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ И ОПОВЕЩЕНИЯ Российский патент 1997 года по МПК G08B19/00 G08B23/00 

Настоящее изобретение относится к специальной технике и может быть использовано для своевременного обнаружения и оповещения об аварийной обстановке на различных объектах (промышленных предприятиях, шахтах, складах, кораблях, судах, самолетах и т.д.).

Аварии и катастрофы на море, в воздухе и на земле ежегодно уносят десятки тысяч человеческих жизней. Успех борьбы с авариями во многом зависит от быстроты и правильности принятия решений. Однако противопожарные охранные и другие системы еще не обладают достаточной надежностью.

Известно устройство для аварийной сигнализации, содержащее счетчик, выходы которого соединены с соответствующими информационными входами дешифратора и адресными входами мультивибратора, информационные выходы которого соединены с выходами соответствующих датчиков, генератор импульсов, триггер, элемент И, индикаторы по числу датчиков и кнопку. Устройство используется в системах аварийной сигнализации и контроля [1]
Известно устройство для дистанционного контроля температуры [2] Это устройство содержит датчики температуры, каждый из которых через исполнительную схему связан с абонентской линией, включенной в абонентскую сесть.

Наиболее близкой к заявленному устройству является устройство аварийной сигнализации, содержащее группы датчиков контролируемых параметров (дым, открытый огонь), блок отображения и сигнализации, аналого-цифровой преобразователь, блок сравнения, блок хранения установок, исполнительный блок и блок контроля состояния датчиков [3]
Недостатками как аналогов, так и прототипа является то, что они не обеспечивают определения непосредственного места аварии, ее характера и передачу аварийной информации непосредственно вышестоящему должностному лицу или в противопожарное подразделение.

Достоверность первичной информации на участке очаг пожара должностное лицо ложится в основу оценки ситуации и принятия решения о передаче донесения в вышестоящий орган. Должностное лицо аварийного объекта, оценивая ситуацию, должно принять одно из двух решений: о ликвидации аварии своими силами или необходимости просьбы о помощи. Принятие такого ответственного решения довольно длительный процесс, так как одно из них всегда ошибочно. Первое решение может привести к катастрофе и гибели персонала, находящегося на объекте, второе к ложной тревоге с подъемом противоаварийных сил и средств. Поэтому оценка ситуации и выбор решения должностного лица аварийного объекта с одновременным руководством борьбой за живучесть объекта неизбежно ведет к задержке передачи сигнала об аварии. Судя по возможным последствиям аварии, предпочтение должно отдаваться второму решению (о незамедлительной информации вышестоящего органа и противоаварийных сил об аварии), поэтому все объекты должны иметь системы и средства автоматической передачи сигналов об аварии, помимо воли должностных лиц. Система аварийной сигнализации должна немедленно оповещать голосом, находящийся на аварийном объекте, персонал и документировать на устройство записи аварийную информацию. Известные системы аварийной сигнализации в настоящее время этого не обеспечивают.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет автоматизации передачи сигналов оповещения о месте и характере аварии.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства, которая содержит группы датчиков контролируемых параметров 1, сгруппированных по месту расположения и типу, которые соединены посредством линии 2 с блоком контроля состояния датчиков 3 и блоком отображения и сигнализации 4, блок питания 5, блок 4 соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя 6, выход которого соединен со счетчиком 7, который соединен с блоком сравнения 8 и исполнительным блоком 9, первый выход которого соединен с внешней абонентской линией, а второй с формирователем речевых команд 10. При этом выход блока 10 через блок сопряжения 11 соединен параллельно с входом блока воспроизведения 12 и блока записи 11. Датчики контролируемых параметров 1 предназначены для контроля параметров на различных объектах (температуры, дыма, огня, давления, воды и т.д.).

Линия связи 2 соединяет датчики 1 с блоком контроля состояния датчиков 3. Блок контроля состояния датчиков 3 предназначен для осуществления контроля за исправностью датчиков 1 в процессе их эксплуатации.

Блок отображения и сигнализации 4 предназначен для визуального определения аварии, ее характера и места. Сам блок 4 состоит из табло, сигнальных ламп, реле и звонка. На табло имеются надписи, например дым, огонь, вода и т.д. Против каждой надписи имеется лампа. Эта лампа загорается в зависимости от того, какой сработал датчик. Оператор видит на табло какая высвечивается надпись.

Блок питания 5 служит для питания схемы устройства и состоит из понижающего трансформатора с различными градациями напряжения, т.е. обычное сетевое напряжение 220 B понижается до 24 B, 12 B, 6 B. Аналого-цифровой преобразователь 6 предназначен для преобразования значения контролируемых параметров датчиков 1 в цифровой код.

Счетчик 7 предназначен для подсчета числа поступивших сигналов от АЦП 6.

Блок сравнения 8 предназначен для формирования рабочего сигнала при совпадении числа поступивших сигналов с числом, которое в двоичном коде соответствует заданным измеренным параметрам.

Исполнительный блок 9 предназначен для замыкания шлейфа внешней абонентской линии и установки счетчика 7 в исходное состояние, он работает в режиме ключа. Формирователь речевых команд 10 может быть выполнен на базе микропроцессора и формирует речевые формализованные команды для передачи их в блок воспроизведения 12 через блок сопряжения 11 и блок записи 13. Формирователь 10 хранит в памяти ПЗУ перечень аварийных команд и проводит анализ сигналов, поступивших от исполнительного блока 9, в также вырабатывает сигнал на выходе, соответствующий номеру необходимой команды (номеру выхода).

В качестве блока воспроизведения информации 12 может служить аппаратура внутриобъектовой громкоговорящей связи любого известного типа. Аппаратура громкоговорящей связи состоит из абонентских коммутаторов различной емкости, которые устанавливаются в жилых и служебных помещениях и соединяются между собой проводными линиями связи. Аппаратура содержит первый и второй трансформаторы дифференциальных систем, схемы приемопередающих сигналов вызова первого и второго абонентских приборов, причем входы схем приемопередачи сигналов вызова соединены со средними точками трансформаторов дифференциальных систем, крайние выводы которых соединены попарно через линию связи.

В качестве блока записи информации может служить любой аппарат магнитной записи и воспроизведения, имеющий старт-стопный режим работы, блок сопряжения 11 служит для сопряжения сигналов формирователя 10 с блоком воспроизведения 12 и передачи аварийных сигналов по существующей системе внутриобъектовой громкоговорящей связи.

Система работает следующим образом. Под воздействием неблагоприятных факторов после срабатывания одного (нескольких) из датчиков 1, сгруппированных по месту расположения и типу, напряжение от него (них) поступает по линиям 2 на блок контроля состояния датчиков 3, осуществляющих проверку их исправности, и через него по схеме провод команда подается на блок отображения и сигнализации 4. Блок контроля состояния датчиков 3 (фиг.2) состоит из сигнальных ячеек, каждая из которых содержит датчик, реле, два трансформатора T₁ и T₂, сигнальные лампы А и Б, а также вспомогательные элементы. Контроль датчиков осуществляется следующим образом. При срабатывании датчика включается сигнальная лампа А и реле P₁, которое своими контактами встает на самоблокировку и включает сигнальную лампу Б. Одновременное свечение сигнальных ламп свидетельствует о срабатывании датчика. При нажатии кнопки сброса памяти разрывается цепь самоблокировки реле, сигнальная лампа Б включается, продолжают светиться только сигнальные лампы А сигнальных ячеек, в которых датчики не вернулись в исходное состояние. При их возврате в исходное состояние реле через транзисторы вновь включается и встает на самоблокировку, сигнальная лампа А гаснет, а сигнальная лампа Б выключается, что свидетельствует о возврате датчика в исходное состояние.

Блок отображения и сигнализации 4 по факту появления напряжения на определенном проводе выдает информацию о характере и месте аварии путем высвечивания соответствующего транспоранта, т.е. загорается сигнальная лампа напротив надписи соответствующей аварийной ситуации и подается звуковой сигнал (звенит звонок). Одновременно блок отображения и сигнализации 4 транслирует по системе провод команда сигналы датчиков на аналого-цифровой преобразователь 6, где они превращаются в двоичный код и подаются в счетчик сигналов 7. Счетчик сигналов 7 считывает число поступивших сигналов. Если произошло совпадение числа поступивших сигналов числу, которое в кодированном виде соответствует измеренной величине, т.е. аварийного датчика 1, срабатывает блок сравнения 8, который формирует рабочие импульсы для исполнительного блока 9, который вырабатывает сигнал. Первый из этих сигналов замыкает шлейф внешней абонентской линии, а второй подается на формирователь речевых команд 10, который по поступлению на него кодовой информации о характере и месте аварии формирует соответствующую формализованную команду из ПЗУ и через блок сопряжения 11 эта команда поступает на блок воспроизведения 12 и параллельно записывается блоком записи и документирования информации 13.

Сопряжение формирователя 10 с блоком воспроизведения 12, т.е. с системой гормкоговорящей связи, установленной на объекте, происходит согласно структурной схеме, представленной на фиг. 3. Аварийная информация с микропроцессорного формирователя речевых команд 10 поступает на блок сопряжения 11 и далее на систему говорящей связи за счет нормирования на приемной стороне импульсной посылки с числом импульсов, соответствующим номеру сигнала оповещения об аварии, причем импульсная посылка сопровождается биимпульсными сигналами начала и конца посылки, которые исключают ложные срабатывания на приемной стороне системы громкоговорящей связи при передаче по линии сигналов вызова или речевых сигналов. На приемной стороне системы громкоговорящей связи импульсная посылка декодируется, в результате чего срабатывает соответствующий триггер, последовательно соединенный с элементом индикации.

Структурный блок сопряжения 11 содержит на фиг. 3 формирователь 10 речевых команд, триггеры 14, элемент ИЛИ 15, управляющий генератор 16, дешифратор 17, счетчик с изменяемым коэффициентом пересчета 18, второй элемент ИЛИ 19, разделительные емкости 20, первый и второй трансформаторы дифференциальных систем 21, линию связи 22, первую и вторую схемы приема-передачи сигналов вызова 23, одновибратор 24, первый элемент И 25, второй элемент И 26, RS-триггер 27, счетчик 28, RSC-триггеры 29, элементы индикации 30, кнопка сброса 31.

Блок сопряжения 11 работает следующим образом. При поступлении аварийного сигнала с микропроцессора 10 происходит срабатывание соответствующего RS-триггера 14, сигнал с выхода которого поступает на один из входов дешифратора 17. На выходе блока 17 в параллельном двоичном коде формируется сигнал, определяющий коэффициент пересчета счетчика 18, который соответствует сигналу, поступившему из формирователя 10. Одновременно сигнал с выходов дешифратора 17 через элемент ИЛИ 15 разрешают работу генератора 16. Первый импульс генератора проходит через элемент ИЛИ 19 в линию, этот же импульс поступает на вход "+1" счетчика 18. Через время, определяемое срабатыванием триггера первой ступени счетчика 18, на его выходе ("1") появляется импульс, который через второй вход элемента 19 проходит в линию системы громкоговорящей связи. Таким образом, формируется сдвоенный импульс канала посылки. Так как второй элемент ИЛИ 19 имеет динамические входы, то на его выходе формируются короткие импульсы по фронтам импульсов, приходящих от управляемого генератора 16 и счетчика с изменяемым коэффициентом пересчета 18.

В дальнейшем (пока количество накопленных счетчиком 18 импульсов не превысит установленного) импульсы с выхода генератора 16 проходят через второй элемент ИЛИ 19 в линию связи 22. При достижении переполнения счетчика 18 сигнал с его выхода проходит в линию связи 22 и одновременно устанавливает триггер 14 в исходное состояние, тем самым запрещая работу генератора 16 и обнуляя счетчик 18.

Таким образом, с выхода элемента 19 через емкость 20 и первичную обмотку трансформатора 21 в линию связи 22 поступает импульсная последовательность, ограниченная биимпульсными сигналами. На приемной стороне по каждому приходящему из линии сигналу срабатывает одновибратор 24, который формирует стробирующий сигнал длительностью меньше, чем минимально возможный интервал между импульсами помехи. Стробирующий сигнал поступает на входы первого 25 и второго 26 элементов И. При поступлении биимпульсного сигнала начала посылки второй его импульс проходит на третий вход элемента 25 в момент действия сигнала с выхода одновибратора 24 и на выходе первого элемента И 25 появляется импульс, переводящий RS-триггер в состояние "1" по прямому выходу, сигнал с этого выхода разрешает работу счетчика 28, который подсчитывает пришедшие после биимпульсного сигнала по входу "+1", который из пришедших импульсов устанавливает потенциал "1" на одном из выходом счетчика 28. По приходе второго биимпульсного сигнала аналогично на выходе элемента 26 формируется сигнал, который возвращает триггер в исходное состояние. При этом прекращается подсчет в счетчике 28 и сигналом с инверсного выхода в один из триггеров RSC 29 производится запись сигнала "1", с выхода счетчика 28 на выходе переключающегося триггера RSC 29 срабатывает элемент индикации (например, светодиод). Сброс состояния счетчика 28 и триггеров 29 производится кнопкой 31.

Схема сопряжения 11 расписана более подробно потому, что она является одним из сложных элементов работы системы.

Положительный эффект заявляемого изобретения заключается в расширении функциональных возможностей систем аварийной сигнализации, а также повышении оперативности передачи сигналов аварийного оповещения и, следовательно, своевременности принятия решений по борьбе с авариями. Кроме того, система позволяет передавать сигналы аварийной обстановки по существующим кабельным линиям связи.

Устройство для аварийной сигнализации и оповещения относится к специальной технике и может быть использована для сигнализации и оповещения об аварии на различных объектах (промышленных предприятиях, кораблях, самолетах, шахтах и т.д.). Целью изобретения является возможность мгновенно определять место аварии, характер аварии и передавать формализованные аварийные речевые команды как обслуживающему персоналу аварийного объекта, так и вышестоящему руководству или в противоаварийные подразделения. В существующую систему аварийной сигнализации дополнительно введен аналого-цифровой преобразователь, выход которого соединен со счетчиком числа сигналов, при этом счетчик числа сигналов соединен с блоком сравнения и исполнительным блоком, выход которого замыкает шлейф внешней абонентской связи, а второй подается на микропроцессор формирования речевых команд. 3 ил.

Устройство для аварийной сигнализации и оповещения, содержащее группы датчиков, блок контроля состояния датчиков, блок отображения и сигнализации, аналого-цифровой преобразователь, блок сравнения и исполнительный блок, отличающееся тем, что в устройство введены счетчик, формирователь речевых сигналов, блок сопряжения, блок воспроизведения и блок записи, выходы датчиков соответствующих групп через линии связи соединены с соответствующими входами блока контроля состояния датчиков и через блок отображения и сигнализации с входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен со счетным входом счетчика, выход счетчика соединен с информационным входом блока сравнения, выход блока сравнения подключен к исполнительному блоку, выходы которого соединены соответственно с входом сброса счетчика, с внешним абонентским устройством и входом формирователя речевых сигналов, выход которого через блок сопряжения соединен с входами блока записи и блока воспроизведения.