СИСТЕМА ПОЖАРНО-ОХРАННОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ Российский патент 2006 года по МПК G08B17/10 

Описание патента на изобретение RU2274902C2

Изобретение относится к технике пожарно-охранной сигнализации, может быть использовано для организации пожарно-охранной сигнализации, например, пассажирских железнодорожных вагонов и предназначено для: беспрерывного контроля состояния извещателей для своевременного нахождения, локализации и адресного извещения о возникновении признаков пожара или несанкционированного доступа; подачи звуковой и световой сигнализации при возникновении тревожного состояния; автоматической проверки отсутствия неисправности составных частей системы.

Известна система пожарной сигнализации (см.: декларационный патент Украины № 38271, кл. G 08 B 17/10, 2001), которая включает n датчиков дыма, каждый из которых через усилитель, нуль-орган соединен отдельным проводом с исполнительным органом и схемой совпадения, орган самоконтроля, соединенный через управляемый регулятор с входом датчика дыма. Недостатком этой системы являются повышенные массогабаритные и стоимостные характеристики из-за большого количества проводов между датчиками дыма и схемой совпадения и низкие функциональные возможности, так как система реагирует только на наличие дыма.

Известна установка пожарной сигнализации типа BWZ-3 (см: Ю.С.Александров. Пожарная безопасность вагонов, Москва, Транспорт, 1988, стр.34-36), которая состоит из пожарного приемно-контрольного прибора из n раздельных каналов, к каждому присоединены отдельными проводами пожарные извещатели, которые реагируют на появление дыма. Недостатками установки являются повышенные массогабаритные и стоимостные характеристики и низкие функциональные возможности.

Наиболее близкой к изобретению по технической сути есть система пожарной сигнализации "Тесла" (см: Ю.С.Александров. Пожарная безопасность вагонов, Москва, Транспорт, 1988, стр.23-30), которая содержит пожарный приемно-контрольный прибор, в состав которого входят блок питания, блок анализа аналоговых сигналов, к выходам которого подключен блок индикации, сигнализации, контроля и управления, а также пожарные извещатели, в состав которых входят датчики дыма и тепловые датчики, выходы пожарных извещателей отдельными проводами соединены с пожарным приемно-контрольным прибором. Недостатками этой системы является повышенные массогабаритные и стоимостные характеристики из-за большого количества проводов между пожарными извещателями и пожарным приемно-контрольным прибором и суженные функциональные возможности из-за отсутствия охранной сигнализации.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования системы пожарно-охранной сигнализации путем замены многопроводной линии между извещателями и пожарным приемно-контрольным прибором на двухпроводную линию и введение охранной сигнализации, которая обеспечивает уменьшение массогабаритных и стоимостных характеристик и расширение функциональных возможностей.

Поставленная задача решается тем, что в известной системе пожарно-охранной сигнализации, которая содержит пожарный приемно-контрольный прибор, в состав которого входят блок питания, блок индикации, сигнализации, контроля и управления, а также пожарные извещатели, в состав каждого из них входят датчик дыма, тепловой датчик, в соответствии с изобретением в пожарный приемно-контрольный прибор введены первый микропроцессор с согласующими устройствами, блок управления коммутаторами, первый, второй транзисторы типа р-п-р, третий, четвертый транзисторы типа п-р-п и первый резистор, первые выходы первого микропроцессора соединены с блоком индикации, сигнализации, контроля и управления, вторые выходы первого микропроцессора соединены со входами блока управления коммутаторами, четыре выхода которого подключены к базам первого - четвертого транзисторов, к эмиттерам первого и второго транзисторов подключено опорное напряжение из блока питания, коллекторы первого и четвертого транзисторов подсоединены к первому проводу двухпроводной линии, а коллекторы второго и третьего транзисторов подсоединены к второму проводу двухпроводной линии, эмиттеры третьего и четвертого транзисторов подключены к первому резистору и входу первого микропроцессора, пожарные извещатели подключены к двухпроводной линии, в каждый пожарный извещатель введены второй микропроцессор с согласующими устройствами, охранные датчики с нормально-разомкнутыми и нормально-замкнутыми контактами, выходы датчика дыма, теплового датчика и охранных датчиков связаны с вторым микропроцессором, выпрямитель, блок стабилизированного напряжения, пятый и шестой транзисторы типа п-р-п, входы выпрямителя подсоединены к двухпроводной линии, вход положительной полярности выпрямителя подключен к блоку стабилизированного напряжения и через светодиод к коллектору шестого транзистора, выход отрицательной полярности выпрямителя подключен к эмиттеру пятого транзистора и к блоку стабилизированного напряжения непосредственно, а к эмиттеру шестого транзистора через второй резистор, база пятого транзистора соединена с первым проводом двухпроводной линии, база шестого транзистора соединена с выходом второго микропроцессора, стабилизированное напряжение через третий резистор подключено к коллектору пятого транзистора и отдельного входа второго микропроцессора, нагрузка, которая состоит из четвертого резистора и диода, подсоединена к двухпроводной линии.

Предложенная система обеспечивает связь пожарного приемно-контрольного прибора с всеми пожарными извещателями через двухпроводную линию, при этом по ней осуществляется как питание пожарных извещателей, так и обмен информацией о состоянии всех пожарных и охранных датчиков всех извещателей, что позволяет уменьшить массогабаритные и стоимостные характеристики и расширить функциональные возможности.

Суть предложенного изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана структурная схема предложенной системы пожарно-охранной сигнализации, на фиг.2 - диаграммы напряжения, объясняющие ее работу.

Предложенная система содержит пожарный приемно-контрольный прибор 1, в состав которого входят блок питания 2, первый микропроцессор с согласующими устройствами 3, к первым выходам которого подключен блок индикации, сигнализации, контроля и управления 4, блок управления коммутаторами 5, входы которого подсоединены к вторым выходам микропроцессора 3, первый, второй транзисторы 6, 7 типа р-п-р, третий, четвертый транзисторы 8, 9 типа п-р-п и первый резистор 10, четыре выхода блока 5 подключены к базам первого-четвертого транзисторов, к эмиттерам первого и второго транзисторов 6, 7 подключено опорное напряжение из блока 2, который также обеспечивает питание стабилизированным напряжением блоков и элементов системы, коллекторы транзисторов 6, 9 подсоединены к первому проводу 11 двухпроводной линии, а коллекторы транзисторов 7, 8 подсоединены к второму проводу 12 двухпроводной линии, эмиттеры транзисторов 8, 9 подключены к первому резистору и входу микропроцессора 3, пожарные извещатели подключены к двухпроводной линии, в каждый пожарный извещатель входят датчик дыма 14, тепловой датчик 15, охранный датчик 16 с нормально-разомкнутыми контактами, охранный датчик 17 с нормально-замкнутыми контактами, выходы датчиков подключены к входам второго микропроцессора с согласующими устройствами 18, выпрямитель 19, блок стабилизированного напряжения 20, пятый и шестой транзисторы 21, 22 типа п-р-п, входы выпрямителя 19 подсоединены к двухпроводной линии, выход положительной полярности выпрямителя 19 подключен к блоку стабилизированного напряжения 20 и через светодиод 23 к коллектору транзистора 22, выход отрицательной полярности выпрямителя 19 подключен к эмиттеру транзистора 21 и блоку 20 непосредственно, а к эмиттеру транзистора 22 через второй резистор 24, база транзистора 22 соединена с выходом микропроцессора 18, стабилизированное напряжение из блока 20 через третий резистор 25 подключено к коллектору транзистора 21 и отдельному входу микропроцессора 18, нагрузка, которая состоит из четвертого резистора 26 и диода 27, подключена к двухпроводной линии.

Система пожарно-охранной сигнализации работает следующим образом.

Блок питания 2, подключенный к источнику постоянного тока, который имеет значительные разбросы напряжения, вырабатывает стабилизированные напряжения для питания соответствующих блоков и элементов системы. Микропроцессор 3 обеспечивает циклический опрос всех извещателей в двух режимах "Работа" и "Самопроверка".

Цикл опроса состоит из периода синхронизации и n периодов опроса n извещателей. Период синхронизации в режимах "Работа" ТC1 и "Самопроверки" ТC2 разный, что позволяет автоматически определить, в каком режиме работает система.

Диаграмма напряжения Uu, которое снимается из резистора 10 в режиме "Работа" при отсутствии тревожной информации, изображена на фиг.2а. В начале цикла опроса ТЦ1 на протяжении времени τС1 формируется синхронизирующий импульс, по которому система приводится в исходное положение. Для формирования синхронизирующего импульса микропроцессор 3 через блок 5 открывает на время τС1 транзисторы 6 и 8 и закрывает транзисторы 7 и 9. При этом за счет опорного напряжения, подаваемого на эмиттер транзистора 6, протекает ток последовательно через транзистор 6, провод 11, извещатели 13 и нагрузку 26, 27, провод 12, транзистор 8 и резистор 10, на минусовый полюс блока 2, из резистора 10 снимается напряжение Uu=U2 и подается на вход микропроцессора 3. Одновременно с формированием импульсов микропроцессором 3 открывается транзистор 21 и из резистора 25 снимается напряжение, которое подается на вход микропроцессора 18 и характеризует наличие импульса. Таким образом микропроцессор 18 каждого извещателя отслеживает циклограмму работы на протяжении цикла опроса и в момент опроса данного извещателя формирует текущую информацию о его состоянии.

После окончания синхроимпульса микропроцессор 3 через блок 5 закрывает транзисторы 6, 8, открывает транзисторы 7, 9, одновременно закрывается транзистор 21 из-за изменения полярности напряжения на его базе. При этом ток значительно уменьшается, так как он протекает только через извещатель 13, а через нагрузку не протекает, так как положительное напряжение прикладывается к катоду диода 27, при этом напряжение Uu=U1<U2, до окончания периода ТС1. Затем микропроцессор 3 последовательно формирует циклы опроса каждого извещателя. Каждый цикл опроса извещателя состоит из четырех интервалов: интервал длительностью τД, характеризующий состояние датчика дыма 14, интервал продолжительностью τНР, характеризующий состояние охранного датчика с нормально-разомкнутыми контактами 16, интервал продолжительностью τТ, характеризующий состояние датчика температуры 15, и интервал τНЗ, характеризующий состояние охранного датчика с нормально-замкнутыми контактами 17.

На интервалах τД и τТ формируются импульсы и при отсутствии тревожной информации с датчиков дыма и температуры схема работает аналогично интервалу формирования синхроимпульса, поэтому Uu=U2. На интервале τНР при отсутствии тревожной информации из охранного датчика с нормально-разомкнутыми контактами схема работает аналогично участку TC1C1, поэтому Uu=U1.

На интервале τНЗ при отсутствии тревожной информации из охранного датчика с нормально-замкнутыми контактами система работает следующим образом. Микропроцессор 3 через блок 5 открывает транзисторы 7, 9 и закрывает транзисторы 6, 8. При этом ток через нагрузку не протекает, так как положительное напряжение на проводе 12 прикладывается к катоду диода 27. На интервале τНЗ микропроцессор 18 открывает транзистор 22, поэтому ток будет протекать последовательно через транзистор 7, провод 12, выпрямитель 19, светодиод 23, который сигнализирует о том, что транзистор 22 открытый, транзистор 22, резистор 24, выпрямитель 19, провод 11, транзистор 9 и резистор 10 на минусовый полюс блока 2. Величина резистора 24 меньше величины резистора 26, поэтому ток на этом интервале будет больше тока синхроимпульса, поэтому из резистора 10 будет сниматься напряжение Uu=U3>U2.

Диаграмма напряжения, которое снимается из резистора 10 в режиме "Работа" при наличии тревожной информации из разных датчиков, изображена на фиг.2б. Для примера рассмотрим наличие тревожной информации с датчика дыма 14 и охранного датчика с нормально-замкнутыми контактами 17 первого извещателя и охранного датчика с нормально-разомкнутыми контактами 16 второго извещателя. По информации с датчика дыма 14 при повышенной дозе дыма микропроцессор 18 дополнительно открывает транзистор 22 на интервале τД и ток протекает через параллельно подключенные резисторы 24 и 26, поэтому напряжение Uu=U4>U3. При размыкании нормально-замкнутых контактов охранного датчика 17 на интервале τНЗ транзистор 22 закрытый, поэтому ток через него не протекает и Uu=U1. При замыкании нормально-разомкнутых контактов охранного датчика 16 на интервале τНР транзистор 22 открытый. Схема работает аналогично интервалу τнз при отсутствии тревожной информации, поэтому Uu=U3. По информации из датчика температуры при достижении температуры порогового значения, или при достижении скорости изменения этой температуры установленной нормы микропроцессор 18 открывает транзистор 22 на интервале τТ и аналогично тревожной информации на интервале τД Uu=U4.

Диаграмма напряжения Uu в режиме "Самопроверка" при отсутствии неисправных датчиков приведена на фиг.2в. В этом режиме из каждого датчика имитируется тревожная информация, поэтому величина напряжения Uu на интервалах τД и τТ Uu=U4, на интервале τНР Uu=U3, на интервале τНЗ Uu=U1.

Диаграмма напряжения Uu в режиме "Самопроверка" при наличии неисправных датчиков приведена на фиг.2г. Для примера рассмотрена неисправность датчиков 14 и 17 первого извещателя и датчика 16 второго извещателя. В этом случае величины напряжений Uu на интервалах цикла опроса извещателя такие: на интервале τД Uu=U2, на интервале τНР Uu=U1, на интервале τНЗ Uu=U3.

Система автоматически контролирует обрыв и короткое замыкание в линии. Если на протяжении всего периода синхронизации Uu=U1, то микропроцессор 3 выдает в блок 4 сигнал "обрыв". Если напряжение Uu значительно превосходит величину Uн, то микропроцессор выдает в блок 4 сигнал "короткое замыкание". При наличии тревожной информации или неисправности в системе микропроцессор 3 выдает в блок 4 соответствующие сигналы, по которым формируется световая и звуковая тревожная сигнализация аналогично прототипу.

Таким образом, предложенная система расширяет функциональные возможности при одновременном уменьшении массогабаритных и стоимостных характеристик. При этом введенные в пожарный приемно-контрольный прибор микропроцессор 3 может быть выполнен на микроконтроллере типа A089S8252-12PI фирмы ATMEL, блок 5 может быть выполнен на микросхемах серии 1533, транзисторы 6... 9 могут быть типа BD135, BD136, а введенные в извещатель микропроцессор 18 может быть выполнен на микроконтроллере типа PIC16C711-04I/P фирмы Microchip и блок 20 может быть выполнен на микросхеме типа ADM663AAN фирмы Analog Devices. Кроме этого предложенная система за счет перехода на двухпроводную линию связи позволяет резко уменьшить трудоемкость и стоимость монтажных работ.

Похожие патенты RU2274902C2

название год авторы номер документа
СИСТЕМА ПОЖАРНО-ОХРАННОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ 2007
  • Гробов Вячеслав Григорьевич
  • Макаренко Валентин Николаевич
  • Щербак Александр Владимирович
  • Бандура Иван Николаевич
RU2357292C2
УСТАНОВКА ПОЖАРНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ ДЛЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА 2006
  • Карнаухов Геннадий Михайлович
  • Карнаухова Елена Анатольевна
  • Турыгина Юлия Геннадьевна
RU2308091C1
АВТОНОМНАЯ СИСТЕМА ПОЖАРНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ 2013
  • Каткова Лилия Евгеньевна
  • Тукан Елена Ивановна
  • Шарыгин Лев Николаевич
RU2534959C2
УСТРОЙСТВО СОПРЯЖЕНИЯ АДРЕСНОЙ ПОЖАРНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ 2008
RU2371773C1
МОДУЛЬНАЯ ИНЖЕНЕРНАЯ СИСТЕМА 2006
  • Татарченко Николай Валентинович
RU2363973C2
СПОСОБ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ И ЦЕЛОСТНОСТИ ШЛЕЙФА 2008
  • Курочкин Константин Валерьевич
RU2368015C1
УСТРОЙСТВО АДРЕСНОЙ ПОЖАРНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ 2006
RU2331929C2
СПОСОБ АДАПТИВНОЙ АДРЕСНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ 2003
  • Виктор Евгеньевич
RU2269819C2
ДЫМОВОЙ ПОЖАРНЫЙ ИЗВЕЩАТЕЛЬ 2005
  • Баканов Владимир Викторович
  • Мисевич Игорь Захарович
RU2305325C1
СПОСОБ ОБМЕНА ИНФОРМАЦИЕЙ В СИСТЕМЕ ТРЕВОЖНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ 1999
  • Даниченко М.Ю.
  • Дронников А.В.
  • Соломаха В.Н.
  • Тюремнов Н.Г.
RU2155383C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 274 902 C2

Реферат патента 2006 года СИСТЕМА ПОЖАРНО-ОХРАННОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ

Изобретение относится к технике пожарно-охранной сигнализации, например железнодорожных вагонов. Технический результат - расширение функциональных возможностей, уменьшение массогабаритных и стоимостных характеристик. Для достижения результата система содержит пожарный приемно-контрольный прибор, а также пожарные извещатели, при этом в пожарный приемно-контрольный прибор введены первый микропроцессор, блок управления коммутаторами, первый, второй транзисторы типа р-п-р, третий, четвертый транзисторы типа п-р-п и первый резистор, пожарный приемно-контрольный прибор и извещатели соединены двухпроводной линией, в каждый пожарный извещатель введены второй микропроцессор, охранные датчики с нормально-разомкнутыми и нормально-замкнутыми контактами, выпрямитель, блок стабилизированного напряжения, пятый и шестой транзисторы типа п-р-п, второй, третий и четвертый резисторы. Первый и второй микропроцессоры и блок управления коммутаторами выполнены соответственно на микроконтроллерах определенных серий и на микросхеме определенной серии. 2 ил.

Формула изобретения RU 2 274 902 C2

Система пожарно-охранной сигнализации преимущественно пассажирских железнодорожных вагонов, которая содержит пожарный приемно-контрольный прибор, в состав которого входят блок питания, блок индикации и сигнализации, а также пожарные извещатели, в состав каждого из них входят датчик дыма, тепловой датчик, отличающаяся тем, что в пожарный приемно-контрольный прибор введены первый микропроцессор с согласующими устройствами, выполненный на микроконтроллере типа AT89S8252-12P1, первый, второй транзисторы типа p-n-p, третий, четвертый транзисторы типа n-p-n и первый резистор, первые выходы первого микроконтроллера соединены с блоком индикации и сигнализации, вторые выходы первого микроконтроллера подключены к базам первого - четвертого транзисторов для открывания первого и второго транзисторов и закрывания третьего и четвертого транзисторов приемно-контрольного прибора на время формирования синхроимпульса и на время интервалов опроса датчика дыма и теплового датчика и для закрывания первого и второго транзисторов и открывания третьего и четвертого транзисторов на время после окончания синхроимпульса и на время интервалов опроса охранных датчиков с нормально-разомкнутыми и нормально-замкнутыми контактами в каждом цикле опроса, к эмиттерам первого и второго транзисторов подключено опорное напряжение из блока питания, коллекторы первого и четвертого транзисторов подсоединены к первому проводу двухпроводной линии, а коллекторы второго и третьего транзисторов подсоединены к второму проводу двухпроводной линии, эмиттеры третьего и четвертого транзисторов подключены к первому резистору и входу первого микроконтроллера для передачи сигнала, соответствующего состояниям датчиков, на его первый выход, пожарные извещатели подключены к двухпроводной линии, в каждый пожарный извещатель введены второй микропроцессор с согласующими устройствами, выполненный на микроконтроллере типа Р1С16С711-041/Р, охранные датчики с нормально-разомкнутыми и нормально-замкнутыми контактами, причем выходы датчика дыма, теплового датчика и охранных датчиков связаны с входами второго микроконтроллера для проверки наличия тревожной информации, выпрямитель, блок стабилизированного напряжения, пятый и шестой транзисторы типа n-p-n, при этом входы выпрямителя подсоединены к двухпроводной линии, выход положительной полярности выпрямителя подключен к блоку стабилизированного напряжения и через светодиод к коллектору шестого транзистора, выход отрицательной полярности выпрямителя подключен к эмиттеру пятого транзистора и к блоку стабилизированного напряжения непосредственно, а к эмиттеру шестого транзистора через второй резистор, база пятого транзистора соединена с первым проводом двухпроводной линии, база шестого транзистора соединена с выходом второго микроконтроллера для открывания этого транзистора в соответствии с состояниями охранных датчиков с нормально-разомкнутыми и нормально-замкнутыми контактами датчика дыма, теплового датчика, стабилизированное напряжение системы через третий резистор подключено к коллектору пятого транзистора и другому входу второго микроконтроллера для подачи на него напряжения, которое характеризует наличие синхроимпульсов, нагрузка, которая состоит из четвертого резистора и диода, подключена к двухпроводной линии.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2006 года RU2274902C2

АЛЕКСАНДРОВ Ю.С
Пожарная безопасность вагонов
- М.: Транспорт, 1988, с.23-30
УСТРОЙСТВО СИГНАЛИЗАЦИИ О ПОЖАРОВЗРЫВООПАСНОЙ СИТУАЦИИ В ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТАХ 1998
  • Осин Н.С.
  • Соколов А.С.
  • Михайлов В.А.
RU2145117C1
Пожарный извещатель 1985
  • Яковлев Михаил Васильевич
  • Мишутин Олег Анатольевич
  • Козюлин Лев Васильевич
  • Бунаков Николай Сергеевич
  • Юревич Борис Александрович
SU1275503A1
US 5049861 A, 17.09.1991
Устройство для пневматического распределения пылевидных материалов 1979
  • Михеев Александр Васильевич
  • Иванов Юрий Васильевич
  • Крылов Евгений Валерьянович
  • Гладков Геннадий Михайлович
  • Черников Борис Павлович
  • Ярешко Михаил Филиппович
SU940679A1

RU 2 274 902 C2

Авторы

Гробов Вячеслав Григорьевич

Майстренко Владимир Николаевич

Санин Виктор Александрович

Двухименный Анатолий Дмитриевич

Даты

2006-04-20Публикация

2004-01-30Подача