Устройство управления установками пожаротушения

 

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах управления противопожарными установками с децентрализованным хранением огнетушащего состава и в автоматизированных системах управления технологическими процессами. Техническим результатом изобретения является снижение энергозатрат и повышение надежности устройства. Результат достигается тем, что в устройство управления установками пожаротушения, содержащее блок подключения каналов, установки пожаротушения, блок сигнализации, блок питания, а также вход запуска устройства, введены схемы совпадения, элемент HE, генератор импульсов, элемент задержки, ключ, счетчик циклов и n каналов (где n - целое число). Устройство позволяет подключить большое количество установок пожаротушения, при этом за счет последовательного включения их (сканирования) значительно снижены энергозатраты. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Предлагаемое изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах управления противопожарными установками с децентрализованным хранением огнетушащего состава, в автоматизированных системах управления технологическими процессами.

Известно устройство управления для установок пожаротушения, содержащее датчик сигнализации пожара, подключенный к блоку управления, состоящему из первой схемы совпадения, выход которой через вторую схему совпадения, к другому входу которой подключена кнопка управления таймером, подключен к таймеру, выход которого через схему ИЛИ подключен к установке пожаротушения, (см. заявку Японии N 4-77355, кл. G06 B 17/00, 1992).

Недостатком устройства является низкая надежность и большие энергозатраты при подключении большого количества оборудования пожаротушения, отсутствие контроля исправности линий подключения установок пожаротушения, ограниченные функциональные возможности, т.к. возможно подключение только одной установки пожаротушения.

Известно устройство управления для установок пожарной сигнализации с периферийными установками защиты и центральной системой сигнализации, содержащее блок управления, выход которого подключен к установке защиты, блок питания, выход которого подключен к установкам защиты, к блоку управления, к блоку сигнализации, вход последнего подключен к выходам установок защиты. (см. заявку WO N 91/09391, кл. G 08 B 29/06, 1991) Недостатками устройства являются большие энергозатраты, т.к. к каждой установке запуска постоянно подключено напряжение питания, кроме того, большой объем оборудования при подключении большого количества каналов, т.к. на каждую установку защиты требуется свое устройство запуска.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является снижение энергозатрат, повышение надежности устройства.

Результат достигается тем, что в устройство управления установками пожаротушения, блок сигнализации, блок питания, а также вход запуска устройства, введены схемы совпадения, элемент HE, генератор импульсов, элемент задержки, ключ, счетчик циклов и n каналов (где n целое число), причем вход запуска устройства подключен к первой шине блока питания через ключ и ко входу генератора импульсов, выход которого подключен к первому входу блока сигнализации, к информационным входам n каналов, к информационному входу и через элемент задержки ко входу разрешения блока подключения каналов, выходы которого подключены ко входам разрешения n каналов, информационный выход его подключен ко входу счетчика циклов, вход сброса которого подключен ко входу запуска устройства, выход его подключен ко входу сброса блока подключения каналов и через элемент HE ко второму входу схемы совпадения, при этом каждый канал содержит счетный коммутатор, к каждому из k выходов (где k целое число) которого подключен управляемый ключ, выход которого подключен ко входу установки пожаротушения и к первому входу порогового элемента, выходы пороговых элементов канала подключены ко входам элемента ИЛИ, выходы элементов ИЛИ n каналов объединены и подключены ко второму входу блока сигнализации, вторые входы управляемых ключей n каналов объединены и являются входом управления каналов, который подключен к второй шине блока питания, третья шина которого подключена к объединенным вторым входам пороговых элементов n каналов, выходы установок пожаротушения n каналов объединены и подключены ко входу управления резервом блока подключения каналов, вход счетного коммутатора каждого канала подключен к информационному входу канала, вход разрешения его - ко входу разрешения канала.

Блок подключения каналов содержит счетчик импульсов, счетчик двоичных кодов, мультиплексор, триггер резерва, первый и второй коммутаторы, первый и второй элементы ИЛИ, при этом вход счетчика импульсов является информационным входом блока подключения каналов, выход счетчика импульсов подключен к счетному входу счетчика двоичных кодов, выходы которого подключены ко входам мультиплексора, выходы которого являются выходами блока подключения каналов и подключены к соответствующим входам первого коммутатора, первый и второй выходы которого подключены ко входам коммутатора, выход которого является информационным выходом блока подключения каналов и подключен к первому входу триггера резерва, второй вход которого является входом управления резервом блока подключения каналов, выход триггера резерва подключен к управляющему входу второго коммутатора, выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого подключен ко входу сброса счетчика двоичных кодов, второй вход второго элемента ИЛИ подключен к выходу первого ИЛИ, к входу сброса счетчика импульсов, ко входу управления мультиплексора, первый вход первого элемента ИЛИ является входом разрешения, второй вход входом сброса блока подключения каналов.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства управления пожаротушения, на фиг. 2 структурная схема блока подключения каналов.

Устройство (фиг. 1) содержит схему 1 совпадения, первый вход которой является входом запуска, выход схемы 1 подключен ко входу ключа 3 и ко входу генератора 4 импульсов, выход генератора 4 подключен к информационным входам каналов 10₁-10_n, к первому входу блока 9 сигнализации, к информационному входу, а через элемент 5 задержки ко входу разрешения блока 8 подключения каналов, выходы которого подключены ко входам разрешения соответствующего канала 10, информационный выход блока 8 подключен к входу счетчика 6 циклов, вход сброса которого подключен к входу запуска устройства, выход его через элемент 2 HE подключен ко второму входу схемы 1 совпадения, ко входу СБРОС блока 8, вход управления резервом которого подключен к выходу каналов 10, входы управления которых объединены и подключены ко второй шине блока 7 питания, третья шина которого подключена к входу сигнализации каналов, выход сигнализации их подключен к второму входу блока 9 сигнализации, при этом каждый канал 10 состоит из счетного коммутатора 11, к каждому выходу которого подключен ключ 12, выход которого подключен к пороговому элементу 13, вторые входы пороговых элементов 13 канала объединены и являются входом сигнализации канала, выходы всех пороговых элементов 13₁-13_k канала 10 подключены к соответствующим входам элемента 14 ИЛИ, выход которого является выходом сигнализации канала, выход ключа 12 подключен к входу установки 15 пожаротушения, выход которых для n каналов объединены и являются выходом каналов 10, а вход управления каналов 10 подключен к вторым входам ключей 12₁-12_k.

Блок 8 подключения каналов (фиг. 2) содержит элемент 16 ИЛИ, первый вход которого является входом разрешения блока, второй вход его является входом сброса блока 8, выход элемента 16 подключен ко второму входу второго элемента 18 ИЛИ, ко входу управления мультиплексора 23 и ко входу сброса счетчика 21 импульсов, счетный вход которого является информационным входом блока 8, выход счетчика 21 подключен к счетному входу счетчика 22 двоичных кодов, вход сброса которого подключен к выходу второго элемента 18, выходы счетчика 22 подключены ко входам мультиплексора 23, выходы которого являются выходами блока 8 и подключены ко входам первого коммутатора 20, первый и второй выходы которого подключены ко входам второго коммутатора 19, выход которого является информационным выходом блока 8 и подключен к первому входу второго элемента 18 ИЛИ, к первому входу триггера 17 резерва, выход которого подключен ко входу управления второго коммутатора 19, второй вход триггера 17 резерва является входом управления резерва блока 8.

Генератор 4 импульсов предназначен для формирования импульсов запуска. При появлении импульсов запуска на его выходе поясняется высокий уровень, при этом блок 9 сигнализации выдает звуковую и оптическую информацию. После того, как счетчик 6 циклов просчитает 2 цикла генератор 4 автоматически отключается схемой 1 совпадения.

Элемент 5 задержки предназначен для задержания момента приведения в действие установок 15 пожаротушения на время t равное порядка 30 сек, необходимое для того, чтобы люди покинули помещение. По истечении этого времени на выходе элемента 5 появляется высокий уровень сигнала, разрешающий счет счетчику 21 импульсов и подключение канала 10_i к выходу мультиплексора 23 блока 8. Может быть выполнен на микросхеме серии 561 ИЕ 16.

Счетчик 6 цикла предназначен для отсчета количества циклов опроса каналов 10, а также для сброса счетчиков 21 и 22, выдачи импульса запрета на мультиплексор 23 и перевода устройства после окончания второго цикла в дежурный режим работы, при этом отключается генератор 4 и блок 7 питания от схемы и на блок 9 сигнализации выдается информация о выключении дежурного режима. Может быть выполнен на микросхеме серии 561 ИЕ8.

Блок 7 питания содержит два источника напряжения, необходимых для подключения управляемых ключей 12 каналов 10 и работы пороговых элементов 13 каналов 10.

Блок 9 сигнализации предназначен для оповещения об аварийной ситуации и режиме работы устройства, имеет звуковую и оптическую сигнализацию.

Счетный коммутатор 11 предназначен для поочередного подключения установок пожаротушения 15₁-15_k в канале. Может быть выполнен по схеме счетчика на микросхеме серии 561 ИЕ8.

Установки 15 пожаротушения содержат исполнительные механизмы и датчики срабатывания, по выходным сигналам которых подключается резервный состав каналов 10.

Элементы 16 и 18 ИЛИ могут быть выполнены на диодах.

Триггер 17 резерва предназначен для подключения резервных каналов 10 в случае, если не срабатывают исполнительные механизмы установок 15 каналов 10 основного состава. В начальный момент на первом и втором входах триггера 17 присутствует низкий уровень сигнала, на его выходе также низкий уровень (0). Может быть выполнен на микросхеме серии 651 ЛА7 и двух инверторах.

Второй коммутатор 19 предназначен для коммутации импульса сброса на счетчик 22, подачи импульса на счетный вход счетчика 6 циклов и переброс триггера 17. Коммутатор может быть выполнен на микросхеме серии 561 ЛА7.

Первый коммутатор 20 предназначен для коммутации основных 10₁-10_j и резервных 10_j+1-10_n каналов (варьирования их числом) и может быть выполнен в виде матрицы (с ручным переключателем), при этом первым выходом коммутатора 20 является вход разрешения последнего канала 10_j основного состава, вторым выходом коммутатора 20 является вход разрешения последнего канала 10_n резервного состава.

Счетчик 21 предназначен для отсчета k импульсов (время опроса одного канала), где k равно числу установок 15 пожаротушения в канале, после чего он выдает импульс переноса, который поступает на вход счетчика 22 двоичных кодов. Счетчик 22 двоичных кодов предназначен для формирования двоичного кода, согласно которому мультиплексор 23 подключает каналы 10 для опроса. Могут быть выполнены на микросхеме серии 561 ИЕ8 и 561 ИЕ10 соответственно.

Мультиплексор 23 предназначен для предварительного подключения каналов 10₁-10_n. При поступлении импульса разрешения на управляющий вход мультиплексора 23 к его выходу подключен первый канал 10₁. Длительность выходного (разрешающего) импульса мультиплексора 23 равна времени опроса одного канала. По первому циклу запуска мультиплексор 23 дает поочередное разрешение на опрос каналов 10₁-10_j основного состава, по второму циклу запуска (если не сработают установки 15 пожаротушения в каналах основного состава) мультиплексор 23 подключает для опроса резервные каналы 10_j+1-10_n. Мультиплексор может быть выполнен на микросхеме серии 561 КП2.

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент все счетчики 6, 21, 22 и счетный коммутатор 11 всех каналов 10 обнулены. При поступлении сигнала запуска (например "Пожар") с центрального пульта управления на первый вход схемы 1 совпадения (на ее втором входе присутствует сигнал "1") на выходе ее появится сигнал, который запустит генератор 4 и через ключ 3 подключит блок 7 питания к каналам 10₁-10_n. Сработает блок 9 сигнализации, указывающий аварийную ситуацию. Через время t элемент 5 задержки даст разрешение на счет счетчику 21 блока 8 и на подключение к мультиплексору 23 первого канала 10₁. Импульсы от генератора 4 запускают счетный коммутатор 11, который последовательно переключает опрос (запуск) исполнительных механизмов установок 15 первого канала 10₁, установки срабатывают, при этом на входах пороговых элементов 13 изменяется потенциал и на выходе элемента 14 ИЛИ появляется сигнал, который поступает на вход блока 9 сигнализации и на табло блока 9 появляется информация о запуске установок 15.

После поступления на счетчик 21 блока 8 (а на вход блока 11) k импульсов на выходе счетчика 21 появится импульс переноса, при поступлении которого на вход счетчика 22 на его выходе поменяется код, что соответствует подключению второго канала 10₂ к выходу мультиплексора 23 и т.д. После опроса последнего канала 10_j основного состава закончится первый цикл запуска. На первом выходе коммутатора 20 появится сигнал, который поступает на второй коммутатор 19, коммутатор 19 выдаст короткий импульс, который переключит триггер 17 в состояние "1" (высокий уровень сигнала), запустит счетчик 6 циклов и сбросит код на счетчике 22, который начнет считать с первого канала основного состава, т. е. начало второго цикла аналогично первому. При этом, если установки 15 каналов основного состава сработали, то во втором цикле запуска на втором входе триггера 17 будет низкий уровень сигнала, который перебросит триггер 17 в исходное состояние (резерв не подключится). По окончании второго цикла на выходе счетчика 6 появится сигнал переноса (высокий уровень), который поступает на вход схемы 1 совпадения через элемент 2 HE, в результате схема 1 отключает генератор 4 и блок 7 питания от каналов 10. Устройство переходит в дежурный режим.

Если же при опросе каналов основного состава 10₁-10_j по первому циклу была выявлена неисправность исполнительного механизма установки 15 (установка не сработала), то по окончании первого цикла запуска на выходе коммутатора 20 появится сигнал, который пройдет через коммутатор 19 и перебросит триггер 17 в состояние "1", а, т.к. уровень сигнала на втором входе триггера 17 не изменится (установка 15 не сработала), то на выходе триггера 17 присутствует "1" (высокий уровень сигнала), который подключит к коммутатору 19 второй выход коммутатора 20 и при опросе по второму циклу счетчик 22 будет считать до тех пор, пока мультиплексор 23 не выдаст сигнал разрешения на опрос 10_n каналов, т.е. во втором цикле подключатся каналы 10_j+1-10_n резервного состава. На этом второй цикл закончится, счетчик 6 цикла выдаст сигнал "1" на схему 1 совпадения, которая отключит генератор 4 и через ключ 3 питание от каналов 10.

Устройство позволяет подключить большое количество установок пожаротушения, при этом за счет последовательного включения их (сканирования) значительно снижены энергозатраты, по сравнению с известным устройством, значительно сокращено количество оборудования (для запуска М установок пожаротушения (M>2) известного устройства необходимо М блоков запуска, в предлагаемом одно).

Формула изобретения

1. Устройство управления установками пожаротушения, содержащее блок подключения каналов, установки пожаротушения, блок сигнализации, блок питания, а также вход запуска устройства, отличающееся тем, что введены схема совпадения, элемент НЕ, генератор импульсов, элемент задержки, ключ, счетчик циклов и n каналов, где n целое число, причем вход запуска устройства подключен к первому входу схемы совпадения, выход которой подключен к первой шине блока питания через ключ и к входу генератора импульсов, выход которого подключен к первому входу блока сигнализации, к информационным входам n каналов, к информационному входу и через элемент задержки к входу разрешения блока подключения каналов, выходы разрешения которого подключены к входам разрешения n каналов, а информационный выход подключен к счетному входу счетчика циклов, вход сброса которого подключен к входу запуска устройства, выход счетчика циклов подключен к входу сброса блока подключения каналов и через элемент НЕ к второму входу схемы совпадения, при этом каждый канал содержит счетный коммутатор, к каждому из k выходов, где k целое число, которого подключен первым входом управляемый ключ, выход которого подключен к входу установки пожаротушения и к первому входу порогового элемента, выходы пороговых элементов канала подключены к входам элемента ИЛИ этого канала, выходы элементов ИЛИ n каналов подключены к второму входу блока сигнализации, вторые входы управляемых ключей n каналов объединены и являются входом управления каналов, который подключен к второй шине блока питания, третья шина которого подключена к вторым входам пороговых элементов n каналов, выходы установок пожаротушения n каналов подключены к входу управления резервом блока подключения каналов, вход счетного коммутатора каждого канала подключен к информационному входу канала, а вход разрешения к входу разрешения канала.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок подключения каналов содержит счетчик импульсов, счетчик номера канала, мультиплексор, триггер резерва, первый и второй коммутаторы, первый и второй элементы ИЛИ, при этом вход счетчика импульсов является информационным входом блока подключения каналов, выход счетчика импульсов подключен к счетному входу счетчика номера канала, выходы которого подключены к входам мультиплексора, выходы которого являются выходами разрешения блока подключения каналов и подключены к соответствующим входам первого коммутатора, первый и второй выходы которого подключены к входам второго коммутатора, выход которого является информационным выходом блока подключения каналов и подключен к первому входу триггера резерва, второй вход которого является входом управления резервом блока подключения каналов, выход триггера резерва подключен к управляющему входу второго коммутатора, выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу сброса счетчика номера канала, второй вход второго элемента ИЛИ подключен к выходу первого элемента ИЛИ, к входу сброса счетчика импульсов, к входу управления мультиплексора, первый вход первого элемента ИЛИ является входом разрешения, второй вход входом сброса блока подключения каналов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2