МИКРОПРОЦЕССОРНАЯ СИСТЕМА ПОЖАРНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ И ПОЖАРОТУШЕНИЯ Российский патент 2024 года по МПК B61C17/00 A62C37/40 G08B17/06 

Изобретение относится к автоматическим системам пожарной сигнализации и управления пожаротушением, адаптированной к использованию в железнодорожном транспорте, преимущественно для магистральных локомотивов.

Система предназначена для автоматического обнаружения очага загорания на локомотиве по факторам повышения температуры и наличия дыма, а также для тушения пожара в ручном (дистанционном) режиме (при наличии на локомотиве локомотивной бригады) и в автоматическом режиме (в период отстоя).

Микропроцессорная система пожарной сигнализации и пожаротушения (далее МПСП) включает в себя извещатели тепловые и комбинированные (дым/тепло), контролирующие пожароопасные параметры защищаемой среды (машинное отделение, тамбур, кабина), исполнительные средства пожаротушения (модули газового/аэрозольного типа), один прибор пожарный контрольно-приемный (ППКП) и блок управления пожаротушением (БУП), соединенные между собой по цифровой линии связи RS-485, оповещатели пожарные звуковые и световые, датчики контроля положения дверей, пульты дистанционного пуска, также МПСП включает в себя контроль уровня заряда аккумуляторных батарей резервного питания.

Каждый блок контроля и управления выполнен с возможностью самостоятельно принимать решение о запуске исполнительных средств пожаротушения независимо от БУП. Система дополнительно содержит интерфейс RS-485 для передачи информации системе управления локомотивом МПСУ.

Система может функционировать в трех режимах: «РУЧНОЙ», «РУЧНОЙ С ЗАДЕРЖКОЙ» и «АВТОМАТИЧЕСКИЙ» и помимо функций контроля возгорания и пожаротушения несет охранную функцию в режиме отстоя.

Из уровня техники известны различные системы охраны, пожарной сигнализации и автоматического пожаротушения для тягового подвижного состава, например, раскрытые в патентах РФ №2584852, №2681412, №2711830.

Система противопожарной сигнализации и автоматического пожаротушения для тягового подвижного состава (RU №2584852 С9), содержащая в каждой секции локомотива блоки контроля, индикации и управления, объединенные через блок коммутации в единую систему с пожарными извещателями, звуковыми и световыми оповещателями, исполнительными средствами пожаротушения, блоком резервного питания, пультами дистанционного управления и устройствами связи локомотивов. Известная система выполнена с возможностью работы в ручном режиме работы, автоматическом режиме работы и ручном с задержкой режиме работы. Она снабжена адаптером радиосвязи, выполненным с возможностью оповещения дежурного по депо об обнаружении пожарной ситуации либо несанкционированном вмешательстве в систему по радиоканалу с помощью поездной радиостанции с указанием номера локомотива в автоматическом режиме без участия машиниста. Исполнительные средства пожаротушения выполнены в виде генераторов огнетушащего аэрозоля и модулей газового пожаротушения, оснащенных тепловыми пускателями. Тепловые пускатели включены в дополнительный шлейф пожарной сигнализации с возможностью обеспечения защиты системы от ложных срабатываний в автоматическом режиме. Пульты дистанционного управления расположены на внешней поверхности локомотивов.

Известная система пожарной сигнализации и автоматического пожаротушения для локомотива (RU 2681412 С1) предназначена для использования на локомотиве тягового подвижного состава, содержащем по меньшей мере две секции, причем каждая из секций снабжена системой пожарной сигнализации и автоматического пожаротушения. В каждой секции установлены блок индикации и управления, блок управления секцией, блок резервного питания, устройство дистанционного пуска, ручные, тепловые и дымовые извещатели, звуковые и световые оповещатели, а также генераторы тушащего вещества. В одной из секций установлены устройство регистрации пожарных состояний и блок управления радиостанцией. Блоки индикации и управления каждой секции соединены между собой, а также с устройством регистрации пожарных состояний и блоком управления радиостанцией. Устройства дистанционного пуска, извещатели и оповещатели и генераторы тушащего вещества каждой секции связаны с блоком индикации и управления с образованием кольцевой локальной цифровой сети.

Модульная автоматическая система пожарной сигнализации и пожаротушения специального железнодорожного подвижного состава (СПС) (RU №2711830 С1) содержит: центральный блок управления и индикации (ЦБУИ), устройство регистрации пожарных состояний, блок резервного питания, блок управления радиостанцией. При этом каждая секция СПС содержит: два устройства дистанционного пуска, первый локальный управляющий блок (ЛУБ) с подключенными к нему устройствами, включающими: минимум один тепловой пожарный датчик и/или минимум один дымовой пожарный датчик, минимум один датчик открытия/закрытия двери, минимум один ручной извещатель, минимум один пожарный световой оповещатель и/или минимум один пожарный звуковой оповещатель и минимум одно автономное исполнительное устройство пожаротушения. При этом первый ЛУБ выполнен с возможностью осуществления в зоне своей работы следующих действий: определения события пожароопасной ситуации и/или пожара, извещения о возникновении указанного события, определения состояния открытия/закрытия дверей, запуска автономных исполнительных устройств пожаротушения, получения от ЦБУИ уведомления о приведении в действие минимум одного из подключенных к первому ЛУБ устройств и передачи в ЦБУИ информации о состоянии подключенных к ЛУБ устройств и возникновении пожароопасной ситуации и/или пожара. ЦБУИ выполнен с возможностью получения информации от первого ЛУБ, ее сохранения в устройстве регистрации пожарных состояний и передачи на удаленный сервер внешнего управляющего пункта.

Вышеуказанные системы имеют ряд недостатков и упущений, а именно:

1. Блок резервного питания - отдельный модуль, который занимает дополнительное место при оборудовании локомотива, а также дополнительные провода (кабели) в системе;

2. Отсутствует возможность контроля и управления пожаротушением в любой секции локомотива с любого из блоков управления, соединенных между собой по межсекционной линии связи;

3. Отсутствует возможность принудительного запуска системы, в том числе при нахождении в другой кабине локомотива;

4. Отсутствие автоматической инициализации по межсекционной линии связи при маневровых работах, при стыковках/расстыковках локомотивов при работе в режиме СМЕ.

Прототипом настоящего изобретения является система охраны, пожарной сигнализации и автоматического пожаротушения для тягового подвижного состава (RU 2610391 С2), включающая в себя блоки контроля, индикации и управления, размещаемые в каждой секции локомотива, блоки дистанционного управления, объединенные через блок коммутации в единую систему с тепловыми и дымовыми извещателями, звуковыми и световыми оповещателями, исполнительными средствами пожаротушения с тепловыми пускателями, блоком резервного питания, устройствами связи локомотивов, и адаптер радиосвязи. Также в состав системы входят датчики состояния дверей, система контроля уровня заряда аккумуляторных батарей блока резервного питания, адаптер регистратора параметров движения и адаптер сети передачи данных на сервер единой системы мониторинга работы бортовых систем локомотивов в режиме реального времени. Логический блок содержит функцию автоматического отключения технологического оборудования локомотива перед запуском исполнительных средств пожаротушения путем опускания пантографа и отключения вентиляторов при использовании в электровозах, либо разрыва цепей сбора тяги и остановки дизеля при использовании в тепловозах перед запуском систем пожаротушения.

Однако данная система имеет также ряд недостатков, к которым относятся:

1. Блок резервного питания - отдельный модуль, который занимает дополнительное место при оборудовании локомотива, а также дополнительные провода (кабели) в системе;

2. Отсутствие автоматической инициализации по межсекционной линии связи при маневровых работах, при стыковках/расстыковках локомотивов при работе в режиме СМЕ.

3. Отсутствует функция возврата состояния системы и перевод ее в дежурный режим при ложном срабатывании извещателей.

Предлагаемая микропроцессорная система пожарной сигнализации и пожаротушения на тяговом подвижном составе обладает набольшим функциональным техническим решением относительно прототипа.

Задачей, на решение которой направлена предлагаемое изобретение, является расширение арсенала автоматических систем пожарной сигнализации и управления пожаротушением в подвижных транспортных средствах и ее элементов, обеспечивающих максимально возможную надежность срабатывания средств пожаротушения в автоматическом и ручном режимах управления устройствами пожаротушения, а также эргономичность при расположении на защищаемом объекте (локомотиве).

Технический результат заключается в обеспечении стабильной работы даже в самых экстремальных условиях, а также при частичном повреждении межблочных связей, возможности анализа причин пожара, снижении вероятности ложных срабатываний, а также информировании оператора о возможном пожаре и о неисправностях системы.

Для решения задач и обеспечения технического результата предлагается микропроцессорная система пожарной сигнализации и пожаротушения для тягового подвижного состава, включающая в себя датчики (извещатели), контролирующие пожароопасные параметры защищаемой среды, исполнительные средства пожаротушения, блок контроля прибор пожарный контрольно-приемный ППКП и блок управления БУП, соединенные между собой по линии связи RS-485. При этом каждый блок контроля ППКП выполнен с возможностью связи с другими ППКП по цифровым линиям связи, использующим интерфейс RS-485.

Система выполнена с возможностью функционирования как в автоматическом, так и в ручном режиме управления.

Количество блоков контроля и управления соответствует количеству секций в локомотиве.

Для обеспечения возможности функционирования в ручном режиме система снабжена двумя пультами дистанционного (ручного) пуска исполнительных средств пожаротушения. Пульты дистанционного пуска исполнительных средств пожаротушения, устанавливаются предпочтительно на левой и правой наружных сторонах каждой секции локомотива.

Система выполнена с возможностью работы, как от основного, так и от резервного источников питания.

Блок управления пожаротушением БУП состоит из корпуса, в котором расположены модуль центрального процессора, связанный с панелью управления ввода-вывода для обмена информацией с ППКП, модуль индикации, клавиатурный модуль, пьеза-динамик.

Прибор пожарный контрольно-приемный (ППКП) выполнен в отдельном металлическом корпусе, в котором расположены: основная управляющая плата, содержащая два модуля центрального процессора (два микроконтроллера); блок резервного питания в виде 2-х последовательно соединенных аккумуляторных батарей по 12 В каждая; модуль энергонезависимой памяти для записи, хранения и считывания информации; интерфейс RS-485 для подключения системы управления локомотивом, а также для сервисных приборов обслуживания и считывания данных, перепрограммирования по линии связи RS-485; преобразователь напряжения питания DC/DC 110/24 В, реле для коммутации дискретных сигналов количестве 3 штук; внешний соединитель для подключения поездной радиостанции с целью передачи информации по радиоканалу дежурному на пульт; внешний соединитель для подключения БУП; внешние соединители для межсекционного соединения МПСП между собой по системе многих единиц (СМЕ); внешние соединители барьерного типа (2-х проводные) для подключения датчиков (извещателей, как тепловых, так и комбинированных), оповещателей звуковых, оповещателей световых, основного питания, пультов (устройств) дистанционного пуска, автоматического выключателя, модулей пожаротушения газового/аэрозольного типа, датчиков положения дверей, датчиков контроля давления в модулях пожаротушения.

Предлагаемая система предназначена для непрерывного функционирования, как в дежурном режиме контроля за состоянием ситуации, так и в режиме автоматического или ручного управления средствами пожаротушения, при этом система способна определять и предупреждать о вероятности «пожароопасной ситуации».

На фиг. 1 представлена структурная схема микропроцессорной системы пожарной сигнализации и пожаротушения со следующими обозначениями:

БУП - блок управления пожаротушением;

ИПК - извещатель пожарный комбинированный;

ИПТ - извещатель пожарный тепловой;

МПСУ - микропроцессорная система управления;

ОПЗ - оповещатель пожарный звуковой;

ОПС - оповещатель пожарный световой;

ПДУ - пульт дистанционного управления;

ППКП - прибор пожарный контрольно-приемный;

РВС - радиостанция высокочастотная стационарная;

СД - сигнализатор давления;

УПТ - установка пожаротушения;

УР - устройство регистрации;

БРП - блок резервного питания.

МПСП содержит извещатели, контролирующие пожароопасные параметры защищаемой среды на принципах обнаружения пожара по факторам (тепло, пламя) и видимым продуктам горения (дым), аналоговые извещатели, дымовые, тепловые и комбинированные. Исполнительные средства пожаротушения (модули пожаротушения), блок управления пожаротушением (БУП), прибор пожарный контрольно-приемный (ППКП), количество которых соответствует количеству секций локомотива. Система выполнена с возможностью контроля герметичности защищаемых отсеков, при этом к прибору ППКП подключены герконовые датчики для извещения оператора об открытии дверей.

Каждый ППКП контролирует состояние всех подключенных шлейфов извещателей, контролирует состояние устройств пожаротушения (модули, сосуды под давлением), а также осуществляет непрерывный контроль за состоянием шлейфов пультов дистанционного пуска. ППКП способен производить прием и функциональный анализ сигналов об обстановке в защищаемых отсеках, контроль и диагностику состояния подключенных компонентов системы, а также выполнен с возможностью самостоятельно принимать решение о запуске исполнительных средств пожаротушения независимо от БУП и выдавать команды о запуске исполнительных средств пожаротушения. Каждый ППКП выполнен с возможностью записи, хранения и считывания информации о событиях в энергонезависимую память.

По существу, ППКП является многофункциональным устройством с возможностью легкой адаптации к новым требованиям и возможностью расширения функций под требования заказчика.

Каждый БУП предназначен для отображения на лицевой панели и выдачи оператору (локомотивной или обслуживающей бригаде) всей поступающей от компонентов системы информации с определением видов событий, места их возникновения с указанием защищаемых отсеков, с последующей записью информации о событиях в энергонезависимую память, светового и звукового оповещения оператора о нештатной ситуации, а также управления процессом запуска исполнительных средств пожаротушения. БУП состоит из корпуса, в котором расположены модуль центрального процессора, связанный с панелью управления и соединителем ввода-вывода для обмена информацией по линии связи RS-485 с ППКП, модуль индикации, клавиатурный модуль, пьеза-динамик. Для связи с внешними устройствами (компьютерами, сервисными приборами) и для информационного обмена с ППКП в блоке БУП предусмотрен модуль ввода-вывода, использующий проводной интерфейс связи RS-485, обеспечивающий обмен данными и связь с ППКП системы.

Основные блоки системы соединяются между собой посредством проводной линии связи, использующей интерфейс RS-485, предназначенной для передачи информации между БУП и ППКП. Межсекционная линия связи также выполнена на базе интерфейса RS-485 (экранированная витая пара) и предназначена для передачи информации между ППКП всех секций между собой (максимальное количество подключенных секций - 4). Интерфейс RS-485 характеризуется протоколом, обеспечивающим передачу данных в реальном масштабе времени и коррекцию ошибок, обладающим высокой помехоустойчивостью.

Предлагаемая система осуществляет автоматический контроль исправности цифровых линий связи, использующих интерфейс RS-485, на пропадание связи, исправности линий связи исполнительных средств пожаротушения на обрыв и короткое замыкание, исправности шлейфа пожарной сигнализации на обрыв и короткое замыкание. Система автоматически обнаруживает новые блоки БУП и ППКП при их подключении к межсекционной линии связи, использующей интерфейс RS-485, загружает конфигурацию блоков с выводом данной информации на лицевые панели всех подключенных блоков БУП. Для корректной работы системы адреса всех блоков в линии связи RS-485 должны быть уникальными. Система является восстанавливаемой, обслуживаемой, многофункциональной системой многоразового действия.

Питание на блоки системы подается от бортовой сети через преобразователь напряжения, подключаемый к блоку ППКП.

Кроме того, предлагаемая система может быть подключена через источник бесперебойного питания к основному и резервному источникам питания.

Блоки системы (ППКП, БУП) выполнены с возможностью самодиагностики, результаты которой записываются в энергонезависимую память устройства регистрации УР, физически расположенную в ППКП, выводятся на лицевую панель БУП, что позволяет своевременно выявлять и устранять неисправности.

Система работает следующим образом.

После включения питания и завершения тестов самодиагностики система переходит в режим «Ручной с задержкой», который автоматически задается конфигурацией. Система имеет выбор работы в следующих режимах:

1) Ручной с задержкой;

2) Ручной режим;

3) Автоматический режим.

Режим «АВТОМАТИЧЕСКИЙ» применяется при отсутствии локомотивной бригады при нахождении локомотива в состоянии отстоя.

В автоматическом режиме при возникновении пожара в какой-либо защищаемой зоне сигнал о превышении порогового значения температуры воздуха в этой зоне фиксируется извещателями, сигнал от извещателей поступает в прибор контроля ППКП. Последний передает сигнал на блок БУП, в систему управления локомотивом и в поездную радиостанцию, и начинает обратный отсчет на запуск модулей пожаротушения. ППКП сохраняет сообщение о пожаре в энергонезависимую память УР. Сообщение о пожаре передается через радиостанцию на пульт диспетчера и/или дежурного. Если в защищаемой зоне срабатывает не менее двух пожарных извещателей, и в зоне тушения продолжают фиксировать температуру воздуха выше порогового значения, а от БУП не поступает сообщений или дополнительной команды об изменении режима работы, то ППКП самостоятельно выдает команду на запуск модулей пожаротушения в зоне контроля.

В режиме «Ручной режим» решение о тушении пожара принимает оператор при получении информации на БУП.

В режиме «Ручной с задержкой» система позволяет оператору остановить обратный отсчет запуска средств пожаротушения и вручную произвести пуск. Также возможен переход из автоматического режима в ручной или обратно.

Предлагаемая микропроцессорная система пожарной сигнализации и пожаротушения для подвижного тягового состава является одной из самых надежных систем данного вида, она обеспечивает стабильную работу даже в самых экстремальных условиях, а также при частичном повреждении межблочных связей. Система является надежной и гибкой. В системе предусмотрена возможность анализа причин пожара, снижена вероятность ложных срабатываний, обеспечено информирование оператора о возможном пожаре, о неисправности. Также имеется возможность принудительного пуска устройств пожаротушения.

Изобретение относится к системам пожарной сигнализации и управления пожаротушением для магистральных локомотивов. Микропроцессорная система пожарной сигнализации и пожаротушения для тягового подвижного состава состоит из блока управления пожаротушением (БУП), прибора пожарного приемо-контрольного (ППКП), извещателей пожарных комбинированных, извещателей пожарных тепловых, оповещателей пожарных звуковых, оповещателей пожарных световых, пультов дистанционного управления, установленных на левой и правой наружных сторонах каждой секции локомотива, сигнализаторов давления, герконовых датчиков контроля открытия дверей, установок пожаротушения, блока резервного питания, устройства регистрации. При этом блоки системы соединяются между собой посредством проводной линии связи, использующей интерфейс RS-485, предназначенной для передачи информации между БУП и ППКП. Количество БУП и ППКП зависит от количества секций локомотива. ППКП по интерфейсу RS-485 соединен с микропроцессорной системой управления локомотива и подключается к сервисным приборам обслуживания, считывания данных и перепрограммирования. Технический результат заключается в повышении надежности срабатывания средств пожаротушения в автоматическом и ручном режимах управления. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Микропроцессорная система пожарной сигнализации и пожаротушения для тягового подвижного состава, состоящая из блока управления пожаротушением (БУП), прибора пожарного приемо-контрольного (ППКП), извещателей пожарных комбинированных (ИПК), извещателей пожарных тепловых (ИПТ), оповещателей пожарных звуковых (ОПЗ), оповещателей пожарных световых (ОПС), пультов дистанционного управления правого и левого (ПДУ), установленных на левой и правой наружных сторонах каждой секции локомотива, сигнализаторов давления (СД), герконовых датчиков контроля открытия дверей, установок пожаротушения (УПТ), блока резервного питания (БРТ), устройства регистрации (УР), при этом блоки системы соединяются между собой посредством проводной линии связи, использующей интерфейс RS-485, предназначенной для передачи информации между БУП и ППКП, количество которых зависит от количества секций локомотива, кроме того, ППКП по интерфейсу RS-485 соединен с микропроцессорной системой управления (МПСУ) локомотива и подключается к сервисным приборам обслуживания, считывания данных и перепрограммирования.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что блок резервного питания (БРТ) в виде 2 последовательно соединенных аккумуляторных батарей по 12 В расположен в ППКП.

3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что ППКП имеет внешние соединители для межсекционного соединения для автоматической инициализации по межсекционной линии связи по системе многих единиц (СМЕ) локомотивов между собой при маневровых работах и стыковках/расстыковках.

4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что при ложном срабатывании извещателей система, при нажатии кнопки «СБРОС» на лицевой панели БУП, возвращается в дежурный режим работы.