Все о пожарных извещателях. История, классификация, перспективы

Овчинников В. Все о пожарных извещателях. История, классификация, перспективы // Системы безопасности. 2004 . №6. C. 30-37

В процессе развития любой техники наступает момент, когда необходимо приостановиться для того, чтобы оглядеться и оценить пройденный путь, понять наше место на нем и определить направления дальнейшего развития. Такой момент настал сегодня в области создания технических средств пожарной сигнализации. Попробуем проследить пути развития этой техники и систематизировать то, что создано

О классификации систем пожарной сигнализации

Современные системы пожарной сигнализации (СПС) выполняют функции сбора и обработки информации, управления системами автоматического тушения пожара и инженерными системами здания. Одним из важнейших элементов систем сигнализации, которая определяет уровень развития этой техники, являются пожарные извещатели. Они измеряют величину контролируемого фактора пожара и передают информацию на приемно-контрольный прибор (ПКП). В связи с этим классификация СПС отражает основные принципы работы извещателей и их взаимодействия с ПКП.

Вопрос классификации систем пожарной сигнализации (табл. 1) впервые был затронут в НПБ 58-97 "Системы пожарной сигнализации адресные", согласно которым СПС подразделяются по принципу получения информации о контролируемом факторе пожара на дискретные (пороговые) и аналоговые, а по типу связи с извещателем -на адресные и неадресные. При этом адресным, в отличие от неадресного, называется "пожарный извещатель, который передает на ПКП код своего адреса вместе с извещением о пожаре" пороговых системах сигнализации извещатели определяют превышение контролируемым фактором пожара некоторого жестко установленного порога и передают на ПКП извещение о пожаре, при этом отсутствие сигнала считается условием нормальной работы. Аналоговые системы сигнализации проводят математическую обработку измеренной "количественной характеристики контролируемого фактора пожара" с целью получения более полной информации о происходящих событиях.

Таблица 1. Типы систем пожарной сигнализации и время их разработки

Типы систем

Неадресные

Адресные

Пороговые (дискретные)

1960-е гг.

1980-е гг.

Аналоговые

2003г.

1980-е гг.

Вопрос об определении аналогового извещателя сегодня является предметом спора. Термин "аналоговый" относят к непрерывно меняющимся физическим величинам в отличие от дискретных величин, изменяющихся скачкообразно. Определение для неадресных аналоговых извещателей сегодня не приведено ни в одном документе. Для адресных аналоговых извещателей в НПБ 58-97 указано, что они должны передавать измеренное ими значение контролируемого фактора пожара на ПКП, который проводит анализ данных и принимает решение о возникновении пожара. Хочется обратить внимание на противоречие последней формулировки приведенному чуть выше определению адресного извещателя из тех же НПБ 58-97, где фактически сказано, что решение о возникновении пожара принимает извещатель. Причиной спорной ситуации, по-видимому, явилось то, что определение пытались дать отдельно извещателю, рассматривая его как самостоятельную единицу, то есть в отрыве от системы сигнализации, частью которой он является. Если смотреть с позиции системы как неразрывного целого, то вопрос о том, кто принимает решение - ПКП или извещатель, не является принципиальным и не влияет на определение аналоговой системы сигнализации и соответственно извещателя (рис. 1.) Схема работы аналоговой системы сигнализации одинакова в обоих случаях, и вопрос только в том, где расположить анализатор. Сегодня техника позволяет расположить его и в извещателе, что дает возможность разгрузить линии связи от непомерных потоков информации, увеличить их помехозащищенность и быстродействие всей системы. Существуют примеры систем, в которых анализатор расположен как в ПКП, так и в извещателе.

Рис. 1. Схема построения адресно-аналоговых систем

Что касается измерения "количественной характеристики контролируемого фактора пожара", эту функцию выполняют и пороговые системы сигнализации. В этом плане их отличает от аналоговых только способ логической обработки сигнала: простой, на превышение порога или более сложный, основанный на специальных алгоритмах. "Простой" алгоритм подразумевает простейшую логическую операцию сравнения, а "сложный" - цепь логических операций. В связи с вышеизложенным можно сделать следующее определение: аналоговой называется система пожарной сигнализации, в которой производится измерение количественного значения контролируемого фактора пожара и его логическая обработка по сложным алгоритмам с целью повышения достоверности обнаружения пожара.

Данное определение относится не к извещателю, а к системе пожарной сигнализации. Важным является выполнение функции системой в целом, а конкретный способ распределения обязанностей между извещателем и ПКП имеет второстепенное значение.

История развития

Вследствие ограниченных возможностей передачи информации в традиционных неадресных шлейфах сигнализации первыми появились неадресные пороговые извещатели. Они и сегодня занимают основную долю российского рынка (более 90%), хотя на мировом рынке их доля уже уменьшилась до 40-50%. Основная проблема пороговых извещателей заложена в самой их концепции, согласно которой отсутствие сигнала считается нормой. На самом деле отсутствие сигнала может быть обусловлено выходом извещателя из строя. Поэтому даже при использовании извещателей с высокой надежностью надежность системы сигнализации в целом оказывается низкой. В связи с этим в свое время для повышения общей надежности систем сигнализации был принят принцип дублирования: в каждом помещении, даже самом маленьком, необходимо устанавливать не менее двух пожарных извещателей - на случай выхода из строя одного из них.

Еще одна проблема, характерная для наиболее широко распространенных оптических дымовых извещателей, - накопление в процессе эксплуатации в рабочей камере пыли, что приводит к повышению уровня нулевого сигнала (на пыль извещатель реагирует так же, как на дым), и разница между новым уровнем нуля и жестко заданным порогом срабатывания уменьшается. В результате чувствительность извещателя к дыму возрастает, что приводит к ложным срабатываниям.

На следующем этапе развития техники в связи с потребностью оборудования системами сигнализации все более крупных и сложных по структуре объектов появились адресные системы сигнализации. Они позволили резко сократить количество линий связи на объекте и осуществлять цифровой обмен информацией между из-вещателями и ПКП по одной адресной шине. Это сократило затраты на монтаж и обслуживание оборудования, сделало реальным создание и поддержание работоспособности крупных систем сигнализации.

В большинстве адресных систем сигнализации был сохранен пороговый принцип получения информации о контролируемом факторе пожара, а значит, сохранены были и все недостатки, присущие пороговым извещателям - в первую очередь, низкая надежность систем сигнализации, обусловленная отсутствием на ПКП информации о работоспособности извещателя. Тем не менее сегодня значительная часть крупных объектов в России оборудуется адресными пороговыми системами сигнализации благодаря удачному сочетанию преимуществ адресных систем и низкой стоимости извещателей. Это, как правило, системы с внешней адресацией, организуемые с помощью адресных модулей и меток, к которым подключаются извещатели или целые шлейфы сигнализации. Практически одновременно с пороговыми адресными системами сигнализации были разработаны и адресно-аналоговые системы, которые строились по схеме, показанной на рис. 1 (слева). Действительно, раз была решена столь сложная задача организации цифрового обмена информацией между ПКП и периферийными устройствами, то прямой смысл использовать его не только для передачи адреса, но и для передачи количественного значения контролируемого фактора пожара, измеренного извещателем. В этот момент у разработчиков возникли ожидания, связанные с достижением нового качества системы за счет получения ценнейшей информации о состоянии охраняемого объекта, поэтому ее необходимо было передать по линиям связи на пульт управления системой для того, чтобы ПКП мог детально ее изучать, прогнозировать и контролировать ситуацию на объекте. До сих пор производители в рекламных изданиях декларируют необыкновенные преимущества адресно-аналоговых систем сигнализации, которые чаще всего сводятся к заботе о курильщиках: "пороги срабатывания адаптируются к каждому помещению и изменяются в зависимости от времени суток, дней недели для исключения ложных срабатываний от сигаретного дыма". Однако для того, чтобы управлять чувствительностью и не выходить за пределы допустимого диапазона 0,05-0,2 дБ/м, необходимо превратить извещатель в точный измерительный прибор с высокой температурной стабильностью и регулярными поверками, что в большинстве случаев неоправданно дорого. Другое декларируемое преимущество: если расположить анализатор в ПКП, то имеется возможность групповой обработки информации от разных извещателей, например, построения полей распространения задымленное?. Вероятно, это может быть нужно на специальных промышленных объектах, где есть возможность содержать персонал, управляющий подобной техникой. Для обычных объектов нет необходимости перегружать центральный контроллер, организовывать мощные потоки информации по линиям связи, снижая их помехозащищенность (а ведь именно так и работает большинство современных систем пожарной сигнализации). Сравним эти решения с теми, которые применяются в современных системах охранной сигнализации (эта область техники близка по назначению и развивалась параллельно). "Интеллект" в современных системах сосредоточен в извещателях: они полностью проводят весь анализ ситуации, даже отличают животных весом 30 кг от подобных, но весом 20 кг. Если этим будет заниматься центральный контроллер, к которому подключены сотни таких извещателей, быстрота реакции точно будет потеряна. На практике оказывается, что заказчик, установив вместо пороговой адресно-аналоговую систему за немалые деньги, получает всего одно преимущество - это возможность достижения высокой надежности функционирования системы сигнализации. Высокая надежность определяется тем, что современные аналоговые извещатели, в отличие от пороговых, способны проводить самодиагностику: контролировать работоспособность оптического канала, отслеживать процесс накопления пыли в оптической камере, а также способны передавать сигнал о неисправности на ПКП. Оказывается, не хватало всего лишь одной единицы информации, которую надо передавать на прибор. Стоит задуматься, а насколько необходимо постоянно перегружать прибор и линии связи потоками информации, как это происходит в адресно-аналоговых системах, чтобы получать информацию второстепенного характера, которая в подавляющем большинстве случаев оказывается невостребованной? Ответом на данный вопрос могут стать разработанные недавно неадресные аналоговые извещатели. Они обладают внутренним интеллектом: корректируют чувствительность по мере запыления рабочей камеры, определяют момент возникновения недопустимого уровня запыленности, получают информацию о работоспособности всех узлов извещателя, включая дымовой канал, передают на ПКП не только сигнал о пожаре, но и сигнал о неисправности. Извещатели работают в традиционном шлейфе сигнализации с любым лучевым ПКП, передают сигнал "Пожар" обычным для этих приборов способом, а для передачи сигнала "Неисправность" используют имитацию неисправности шлейфа сигнализации. В случае обнаружения неисправности извещатель разрывает шлейф сигнализации, а обрыв шлейфа обязан определять любой пожарный ПКП. Интеллектуальные ПКП последнего поколения даже умеют различать сигналы о неисправности извещателя и обрыве шлейфа. При небольшом количестве помещений это техническое решение ненамного затрудняет идентификацию неисправного извещателя (ведь существует еще индикатор самого извещателя, а при необходимости и выносной индикатор) и окупается низкой стоимостью системы сигнализации. Аналоговые неадресные системы сигнализации являются оптимальным решением для малых и средних объектов: школ, медучреждений, офисов, магазинов и т.д., где использование адресно-аналоговых систем экономически не оправдано, а применение п&