Резервирование датчиков и модулей ввода дискретных сигналов

При вводе дискретных сигналов используются методы голосования и резервирования замещением, описанные в разделе "Резервирование ПЛК и устройств ввода-вывода".

Схемы подключения датчика типа "сухой контакт", которые обеспечивают диагностику обрыва, к. з. на землю и на шину питания, показаны на рис. 8.6 и рис. 8.7. При обрыве линии на входе модуля появляется сигнал, величина которого определяется делителем напряжения (см. рис. 8.6-а). В случае короткого замыкания на шину питания напряжение на входе модуля равно напряжению питания. При к. з. на землю напряжение на входе равно нулю. При разомкнутом состоянии датчика напряжение равно , при замкнутом - .

а)	б)
Рис. 8.6. Схема обнаружения обрыва и к.з. в цепи датчика: с пятью различимыми состояниями (а) и с тремя (б)

Таким образом, на входе модуля дискретного ввода могут быть пять различных уровней напряжения, которые с помощью АЦП преобразуются в пять различных событий: "0", "1", "к. з. на землю", к. з. на питание", "Обрыв". Переключение на резерв происходит, если в блок выбора модуля (см. рис. 8.2) поступает информация о неисправности. Тип неисправности выдается на пульт оператора системы автоматизации и заносится в журнал ошибок.

В ряде случаев достаточно иметь упрощенную схему диагностики. Например, если на рис. 8.6-а убрать резисторы и (см. рис. 8.6-б), то при замкнутом датчике получим напряжение на входе модуля, равное ; при открытом состоянии датчика, при обрыве линии и при к. з. на землю - одно и то же напряжение, равное нулю; при к. з. на шину питания - . Таким образом, вместо пяти состояний на входе получаем только три.

Предположим, что датчик используется в системе охраны и его нормальным состоянием является открытое. Тогда обрыв линии связи и к. з. на землю останутся незамеченными, поскольку их невозможно отличить от нормального состояния датчика. Предположим теперь, что нормальным состоянием датчика является замкнутое, как показано на рис. 8.6-б. Тогда при любом из перечисленных отказов линии связи сигнализация сработает, т.е. отказа, приводящего к несрабатыванию функции безопасности, произойти не может. Поэтому такая упрощенная схема контроля может быть использована в системах безопасности только с датчиками, у которых нормальным состоянием считается замкнутое.

При выборе упрощенных схем диагностики следует учитывать, что в правильно спроектированной системе безопасности срабатывание датчика не должно быть блокировано неисправностями линии связи, а если такая блокировка возможна, то она должна быть обнаружена системой контроля.

Для обнаружения неисправностей модуля ввода может использоваться автоматическое тестирование во время кратковременного отключения источников сигнала и нагрузок путем подачи на вход тестовых комбинаций логических уровней (см. выше).

б) Рис. 8.7. Схема обнаружения обрыва и к. з. в цепи датчика

Контроль соединительных линий оповещателей и цепей пуска аппаратуры пожаротушения

В связи в введением в действие с января 2002 года новых норм противопожарной безопасности НПБ 88-2001 "Установки пожаротушения и сигнализации. Нормы и правила проектирования" появились дополнительные требования к приборам, управляющим установками пожаротушения. В частности, одно из требований п. 11.1. г) звучит дословно так: "Аппаратура установок пожаротушения должна обеспечивать автоматический контроль … соединительных линий световых и звуковых оповещателей на обрыв и короткое замыкание; электрических цепей дистанционного пуска установки пожаротушения на обрыв и короткое замыкание." Из всех приборов, входящих в состав интегрированной системы "Орион", в настоящее время наиболее развитыми функциями в области автоматического пожаротушения обладает прибор "Сигнал-20П".

Указанная функция может быть реализована при помощи реле с двумя группами контактов на переключение. Принципиальная схема представлена на рисунке 1.

Рисунок 1. Общая схема контроля соединительных линий звукового оповещателя

Рассмотрим работу этой схемы совместно с "Сигналом-20П". Цепи "ШС+" и "ШС-" - это один из шлейфов прибора, который контролирует состояние цепей оповещателей. Когда прибор находится в дежурном режиме, контакты реле К1 подключают цепи оповещателя к шлейфу сигнализации. Для ШС можно использовать любой из пожарных типов шлейфов. В этом случае различаются состояние "обрыв" и "короткое замыкание". Можно использовать и технологический тип шлейфа, но в этом случае будет передано простое сообщение о нарушении технологического ШС. При любом из этих вариантов шлейф автоматически возмётся под охрану, как только неисправность будет устранена.

Большинство сирен имеют внутри встроенный диод, защищающий от включения в неверной полярности; в этом случае, ток шлейфа протекает через оконечный резистор R1 и диод VD1. Если цепь будет оборвана или находится в коротком замыкании, прибор передаст сообщение о неисправности по данному шлейфу.

Для управления оповещателем необходимо соответствующим образом запрограммировать один из выходов прибора "Сигнал-20П". Рекомендуется, чтобы выход управлялся по одной из программ: 1 (включить) или 3 (включить на время). При пожаре, когда возникнет необходимость включить тот или иной оповещатель, замкнётся ключ К2 прибора, контакты реле К1 отключат цепи шлейфа сигнализации и подключат оповещатель к источнику питания. На рисунке показано напряжение "+12В", однако, если сирена или реле рассчитаны на напряжение 24В, следует использовать источник питания на 24В.

Наиболее просто такую схему можно реализовать, используя коммутационные блоки УК-ВК, выпускаемые нашим предприятием. При питании прибора от источника напряжением 12В необходимо использовать УК-ВК/02. При питании от 24В - УК-ВК/04. Схема подключения УК-ВК к релейному выходу "Сигнала-20П" показана на рисунке 2. Схема подключения УК-ВК к выходу "открытый коллектор" "Сигнала-20П" показана на рисунке 3.

Рисунок 2. Контроль соединительных линий светового оповещателя

Рисунок 3. Контроль соединительных линий цепи пуска

Все приведённые схемы и алгоритмы справедливы также и для приборов "С2000-4", и "Сигнал-20" сер.02, за одним исключением: они не поддерживают технологический тип шлейфа.

Данную задачу также можно решить с помощью контроллера "С2000-КДЛ" адресного расширителя "С2000-АР8" (АР8). Для этого помимо АР8 необходим будет релейный модуль "С2000-СП1" (СП1) и блок УК-ВК/02 (для 12 В) и УК-ВК/04 (для 24 В). Схема подключений приводится на рисунке 4.

В ближайшее время ожидается выход в свет новой редакции ГОСТ Р 53325 "Техника пожарная. Технические средства пожарной автоматики. Общие технические требования. Методы испытаний". Проект этого ГОСТ Р 53325-2012 с дополнительными разделами по газовым извещателям моноокиси углерода (угарного газа) СО с электрохимическим сенсором представлен на сайте ФГБУ ВНИИПО МЧС России. Одним из существенных изменений в новой редакции ГОСТ Р 53325 стала возможность обеспечения пожарных и охранных функций одним приемно-контрольным прибором.

На нашем рынке имеется широкий выбор охранно-пожарных панелей в основном отечественного и североамериканского производства. Зарубежные панели для небольших объектов, например коттеджей, обычно содержат один пожарный шлейф и несколько охранных шлейфов с различными техническими решениями. При необходимости используются адресные модули расширения пожарных и охранных зон, а также радиоканальные расширители. Отечественные ППКОП(Приборы приемно-контрольные охранно-пожарные), как правило, не имеют выделенных пожарных шлейфов - все шлейфы универсальные, и их тип задается при конфигурировании прибора на объекте. В Европе совмещение охранных и пожарных функций в одной панели не допускается.

В раздел "Общие требования назначения" новой редакции ГОСТ Р 53325 введен п. 7.2.14, в котором определены принципы организации шлейфов пожарной сигнализации (ШПС) и выдачи сигналов во внешние цепи ППКП и ППУ, одновременно выполняющих функции пожарной и охранной сигнализации:

"Прибор не должен выполнять функций, не связанных с противопожарной защитой, за исключением функций, связанных с охранной сигнализацией. ППКП и ППУ, одновременно выполняющие функции пожарной и охранной сигнализации, должны удовлетворять следующим требованиям:

• безадресные ШПС и линии связи должны выполнять либо только пожарные, либо только охранные функции. Не допускается применение в одном безадресном ШПС или линии связи пожарных и охранных технических средств;
• прием сигналов от внешних технических средств пожарной и охранной сигнализации, их обработка и выдача сигналов во внешние цепи должны быть независимы для функций пожарной и охранной сигнализации;
• обобщенная индикация режимов "Пожар" и "Тревога", а также выдача данных сигналов во внешние цепи должны быть раздельными".