Принципы и способы управления инженерными системами при пожаре

Теоретические размышления о принципах и способах управления различными инженерными системами здания.

Попытка абсолютно абстрактной классификации с точки зрения стороннего наблюдателя - без привязки к нормативным документам и техническим средствам.

Для начала определимся с терминами (используемые словосочетания случайны и совершенно условны - можно применить великое множество комбинаций слов).

Принцип управления можно еще назвать логическим подходом, а способ управления - технологическим.

Но формат повествования в той статье больше заточен на рассмотрение конкретных устройств и систем, поэтому в нормативно-методологическом смысле является кашей.

В свою очередь, в этой статье не буду касаться конкретных примеров оборудования и схем соединений.

В новых СП5 подача материала уже приближается к состоянию реальности и уже можно пытаться что-то понять и как-то грамотно применять теоретические аспекты и формулировки.

Зачем нужно разбираться в принципах управления?

Так, например, очень удобным является подключение нескольких "УК-ВК" на один выход для управления всем. Или отключение всего, что надо отключать при пожаре, при помощи силового реле и независимого расцепителя.

Эти, очень удобные способы управления, основаны на принципах управления, которые не соответствуют нормам.

Инженерные системы и исполнительные устройства здания.

С точки зрения противопожарных норм в здании могут быть три вида инженерных систем:

1. Технологические системы.
2. Системы жизнеобеспечения.
3. Системы противопожарной защиты.

Каждая из этих систем выполняет какую-то функцию при помощи исполнительных устройств.

По сигналам системы пожарной сигнализации система противопожарной автоматики должна как-то влиять на состояние этих исполнительных устройств.

Граница между системой пожарной автоматики и пожарной сигнализации зыбкая - часто физически это одна система без возможности условного разделения.

Принцип управления исполнительным устройством.

Любой из способов реализации управления при помощи конкретных технических средств может быть основан на одном из принципов управления.

Принцип управления заключается в комбинации вариантов параметров канала управления.

Список параметров канала управления ограничен, поэтому существует конечное число принципов управления.

Можно выделить следующие параметры участков канала управления.

Типы управляющих выходов.

На состояние исполнительных устройств оказывают влияние управляющие выходы системы пожарной автоматики.

Пожарная сигнализация может управлять внешними устройствами при помощи таких выходов:

1. Слабое реле (до 120В).
2. Силовое реле (220В 5А и выше).
3. Выход напряжения (контролируемый токовый выход 12/24В).

Обычно выходы напряжения называют "открытый коллектор" (ОК), а релейные выходы - "сухой контакт" (К).

Выход напряжения может осуществлять управление исполнительным устройством как непосредственно, так и при помощи промежуточного реле.

Выход может физически находится:

1. На самом пожарном приборе управления.
2. На расширителе выходов, подключаемом к прибору по интерфейсу RS-485.
3. На адресном устройстве, подключаемом по адресной линии связи вместе с другими датчиками.

Нормальное состояние контактов выхода.

Нормальное состояние - это состояние при отсутствии сигнала управления.

Цепь управления исполнительным устройством можно подключить как к нормально открытым (НО) контактам реле, так и к нормально закрытым (НЗ).

Устройство, подключённое к нормально открытым контактам, включается при активации выхода.

Устройство, подключенное к нормально закрытым контактам выключается при активации выхода.

Нормальное состояние управляющего выхода

Поведение выхода напряжения типа ОК также может различаться: активируется ли управляющее воздействие при сработке (запуске сценария управления) или наоборот - деактивируется.

При активации выхода на выходе появляется напряжение для управления исполнительным устройством или промежуточным реле.

Включение промежуточного реле в цепь управления.

Промежуточные реле, как самостоятельные устройства, бывают:

1. Слабое реле с питанием 12/24В (релейный усилитель).
2. Слабое реле с питанием 220В (сигнальное реле).
3. Силовое реле (промежуточное реле).

Цепь управления исполнительным устройством можно подключить как к нормально открытым (НО) контактам промежуточного реле, так и к нормально закрытым (НЗ).

Поведение (тип) исполнительного устройства.

Состояние исполнительного устройства.

Исполнительные устройства бывают включаемые или выключаемые при переходе из дежурного режима в пожар.

Состояние исполнительного устройства может быть: норма или защита.

И устройство может быть как включено в состоянии норма, так и выключено.

Вход исполнительного устройства.

Исполнительные устройства могут переходить в состояние защиты как замыканием входных контактов, так и размыканием.

Кроме того, исполнительные устройства могут управляться подачей или снятиемм управляющего напряжения на вход.

Также для исполнительного устройства можно применить термин "исходное состояние".

Исходное состояние - это состояние исполнительного устройства, при прекращении управляющего воздействия.

Бывают устройства, которые при обрыве линии управления переходят в состояние защиты, а бывает наоборот.

Принципы и способы управления на примере противопожарного клапана.

Принцип управления в этом случае влияет на то - что произойдёт с клапаном при выключении (гибели) системы сигнализации в результате поломки, вмешательства или полного обесточивания.

Если клапана открыты при включенном выходе (под действием сценария или выбора начального состояния), то при выключении сигнализации выход тоже выключится и клапана закроются.

Если же включение выхода происходит для закрытия клапанов, то при выключении сигнализации выход и останется выключенным, а клапана открытыми.

Выбор может быть сделан как в сторону максимальной безопасности при пожаре, так в сторону максимального удобства пользователя системы вентиляции.

Если система не обслуживается или обслуживается за бумажки и вышла из строя - то возможны два варианта:

1. Клапан останется в исходном (нормальном) состоянии и никто ничего не заметит.
2. Клапан перейдет в состояние защиты и перестанет выполнять функции нормального режима.

Стоит ли говорить, что второй вариант проще для всех: проще - но не безопасней. Прямая аналогия - отключение антивируса.

Кроме выбора начального состояния управляющего выхода программно, мы можем выбрать начальное состояние, подключением линии управления на НО или НЗ контакты (если управляющий выход - перекидное реле).

То же самое касается и линий управления: принцип управления может быть такой, что при обрыве линий управления клапан перейдет в состояние защиты до устранения обрыва. Или обрыв линий управления никак не повлияет на состояние клапана при отсутствии сигнала управления, передаваемого по этим линиям.

Проще говоря - обрыв линий управления может быть или не быть сигналом управления.

На что влияет принцип управления.

Казалось бы, что комбинаций указанных выше параметров канала управления может быть много.

И следовательно много принципов управления.

Действительно, если у нас три параметра, каждый из которых может принимать пусть 4 значения - это уже 4³ (ясли я правильно помню комбинаторику).

Но на самом деле вариантов меньше, поскольку возможные значения параметров зависимы.

Но все дело в том, что часть принципов управления не соответствует нормам для ряда управляемых систем.

И чем выше система в иерархии

1. Системы противопожарной защиты.
2. Системы жизнеобеспечения.
3. Технологические системы.

, тем больше к ней предъявляется требований - и тем меньше принципов управления соответствует нормам.

Например, делается предположение, что цепь управления клапаном ОЗК и саму обмотку привода ОЗК контролировать не надо.

Это предположение основывается на выбранном принципе управления - таком, что при обрыве обмотки или линии управления клапан ОЗК все равно закроется (перейдет в состояние защиты от пожара).

Если это предположение вдруг не верно, то клапанами ОЗК имеет смысл управлять только при помощи адресных модулей управления. А это совсем другой принцип управления - сложнее и дороже.

В действующих нормах ответ на этот вопрос найти сложно. Но в почти совсем уже окончательном (но еще не утвержденном) варианте СП 5.13130 «Системы пожарной сигнализации и автоматизация систем противопожарной защиты. Нормы и правила проектирования» ответ есть:

5.17 Линии связи между компонентами СПА, а также линии формирования сигналов управления инженерными системами объекта необходимо выполнять с условием обеспечения автоматического контроля их исправности.
Допускается линии формирования сигналов управления инженерными системами выполнять без автоматического контроля их исправности, при условии выполнения данных линий нормально-замкнутыми.