Пожарная автоматика для потенциально опасных объектов. Принципиальные аспекты (часть вторая)

С.А. Калашников

Технический директор ООО "СТАЛТ", к.т.н., с.н.с.

Кроме основных принципиальных подходов, были рассмотрены и некоторые варианты технически наиболее сложных решений. Предлагаем продолжить анализ различных технических вариантов решения этой задачи.

Противоположная крайность – комплекты оборудования типа конструктор

Считаю необходимым предостеречь прежде всего заказчиков от соблазна широкого применения на сложных промышленных предприятиях простых и дешевых технических решений и оборудования, пусть даже очень хорошо зарекомендовавших себя на гражданских объектах. Не хочу обижать проектировщиков, но такая тенденция в значительной степени поддерживается именно их попытками использовать на промышленных предприятиях "гражданские" наработки и нежеланием осваивать более сложные приборы.

На рынке имеются хорошо известные, весьма популярные и широко распространенные комплекты оборудования, которые представляют собой некий конструктор. Отдельные задачи пожарной автоматики в них поделены между узкоспециализированными простыми функциональными "блочками".

Это действительно удобно и довольно надежно, когда необходимо построить несложную установку, что называется "без излишеств". Соответственно задача проектировщика – собрать из них требуемую систему. На первый взгляд комплект оборудования получается заманчиво недорогим. При несложной логике управления решение вполне оправдано и рационально для большинства гражданских объектов. При небольшом объеме задач установка получается весьма простой и надежной. Однако для крупных промышленных предприятий, при необходимости реализации более сложного алгоритма работы, адаптивного взаимодействия с технологическими аварийными защитами, при требовании нормативно и технологически корректного управления не только пожаротушением, но и другой пожарной автоматикой такая технология не позволяет построить надежную установку. Не следует забывать постулат диалектики: "На определенном этапе количество должно переходить в качество".

Аппаратное взаимодействие

Достаточная надежность и устойчивость взаимодействия любых пространственно распределенных систем обеспечивается только при взаимодействии аварийных защит на аппаратном уровне. У простых и дешевых отдельных функциональных блоков на необходимое надежное решение такой задачи не хватает своего ресурса. А вынужденное участие в таком управлении основного сетевого контроллера или компьютера делают систему по сути централизованной. Вряд ли такой путь построения систем для ответственных объектов следует признать приемлемым.

Время реакции системы

Зачастую на крупных объектах для выполнения сложных алгоритмов функционирования пожарной автоматики функциональные возможности системы из простых приборов достигаются только при обязательном применении компьютера в качестве центрального управляющего устройства. ГОСТ Р 53325–2009 теперь допускает такую возможность, но с оговоркой специальных требований к средствам вычислительной техники. Однако это еще более усугубляет недостатки централизации. Дополнительно следует учитывать, что работа в наиболее популярной среде Windows, как известно, не может строго гарантировать необходимое расчетное время реакции системы.

Для систем пожарной автоматики, особенно потенциально опасных объектов, время срабатывания систем безопасности – принципиально критичный параметр. Поэтому оборудование и проектные решения должны гарантировать заданное быстродействие системы.

И еще о быстродействии. Этот параметр практически для всех систем в значительной степени в первую очередь зависит от инерционности первичного обнаружения факторов пожара, а значит, и от быстродействия пожарных извещателей и скорости их опроса системообразующим оборудованием.

Адресные и адресно-аналоговые извещатели

В отношении даже самых современных адресных и адресно-аналоговых извещателей следует специально проанализировать возможности этого наиболее современного оборудования.

Для такого анализа основное значение имеют возможности протокола общения адресных элементов с системообразующим оборудованием. Протокол, как правило, разрабатывается производителем адресных элементов. Разработчик панели, конечно, знает предельные возможности протокола и стремится реализовать их в полном объеме. К сожалению, проектировщикам технические особенности протоколов и их критически важные особенности далеко не всегда хорошо известны – протокол относится к "ноу-хау".

Для большинства адресных систем для определения времени реакции системы критичным параметром является время полного опроса адресной сигнальной линии (шлейфа). Поскольку панель взаимодействует с каждым адресом индивидуально, то опрос всех элементов занимает значительное время.

Сокращение количества адресов в шлейфе далеко не всегда означает кратное сокращение периода их опроса. Извещатели "питаются" от шлейфа, и опрашивать их чаще, чем они успевают "подпитываться", нельзя. Кроме того, изве-щателям необходимо время на выполнение "внутренних" задач по анализу состояния среды для обнаружения пожара. По этой причине большинство адресных протоколов не позволяют опрашивать шлейф быстрее чем за 6–8 с даже при неполном шлейфе (производители оборудования часто вовсе не афишируют этот весьма важный параметр).

Вместе с тем для снижения вероятности ложных сигналов во многих случаях крайне желательно работать в режиме "с перезапросом", то есть принимать решение о пожаре после получения как минимум повторного извещения от данного адреса. Однако нормы не допускают задержку извещения о пожаре более чем 10 с. В таком случае приборы с периодом опроса адресных извещателей и модулей более 5 с в принципе не позволяют реализовать режим перезапроса. Поэтому хотелось бы более внимательного отношения проектировщиков к данному параметру. Возможно, и нормативно следует обязать производителей оборудования объявлять такие критически важные параметры.

Скорость обмена информацией

Следующим критичным параметром, определяющим работное время системы, является время передачи информации между отдельными приборами системы. Оно зависит от необходимого количества пересылаемой информации и от скорости обмена, а также от необходимости обмена в принципе (полнофункциональные приборы решат задачу и автономно).

Большинство производителей оборудования применяют либо общеизвестные стандартные линии связи, либо стандартную элементную базу и, как правило, схожие скорости обмена. Попытки увеличить скорость обмена приводят к повышенным требованиям к кабельной продукции и качеству монтажа. В противном случае связь работает неустойчиво.

При ограниченной скорости обмена для увеличения быстродействия следовало бы минимизировать объем пересылаемой информации. Но это не во власти проектировщиков, к тому же производители и эту информацию о внутренних протоколах обмена обычно не раскрывают. Поэтому оценить предельные возможности оборудования по быстродействию затруднительно. Однако чудес не бывает, и абсолютно очевидно, что объем пересылаемой информации и соответственно быстродействие зависят от степени участия центрального оборудования в процессе управления.

Для распределенных систем обмен минимален – необходимы только сообщения о событиях и состояниях. В централизованных системах, особенно состоящих из простых блоков, для обеспечения управления необходима пересылка "из центра" и "в центр" многочисленных докладов, запросов и команд. Следовательно, системы, составляемые из множества простых блоков, в принципе не могут быть быстродействующими.

Надежность и устойчивость

Построение систем не из простых блоков, а из полнофункциональных зонных приборов не просто позволяет быстро и надежно решать задачи внутри самих приборов. Такая технология позволяет построить систему, в которой срабатывание приборов может не зависеть от возможной последующей потери связи по мере развития аварии.

Кроме того, для распределенных систем в памяти каждого прибора могут быть записаны полные алгоритмы его работы на все случаи жизни. Таким образом, как минимум нужна только первоначальная информация о факте (месте) возгорания, то есть достаточно живучести линий связи только на первый период ЧС. Для надежного решения этой задачи линии связи между приборами системы предлагается выполнять кольцевыми, с защитой каждого участка от короткого замыкания (отказ любого одного участка никак не сказывается на полномасштабной работе всей установки).

Более того, функциональные возможности автономной работы приборов почти для всех случаев позволяют построить установку практически независимой от работоспособности линий связи для автоматического режима функционирования (если при проектировании задаться такой целью).

Полнота реализации функций

Действующие нормы, к сожалению, таковы, что для сертификационных испытаний перечислены требуемые функции и тут же указано, что часть из них можно не выполнять (ГОСТ Р 53325–2009 п. 7.2.1.1, 7.2.1.2 и 7.2.2.1). Одни производители в своих комплектах оборудования реализуют все указанные требования и даже больше, а в других (дешевых) комплектах реализованы только минимально необходимые требования. А сертификаты мы получаем одинаковые.

Радиоканальные системы

В последнее время на рынке пожарной автоматики идет широкая пропаганда применения радиоканальных систем. В системах пожарной сигнализации такое оборудование, конечно, имеет определенные преимущества: быстрое оснащение объекта, возможность индивидуального оповещения "подвижного" персонала на всей территории объекта, резервирование каналов доставки извещений и т.д. Автор статьи даже был одним из первых, кто искренне поздравил производителей такого оборудования во время его предметного обсуждения на весьма представительном техническом совещании.

Однако не могу согласиться с некоторыми завышенными оценками помехоустойчивости и имитостойкости радиоканальных решений. По этой причине применение исключительно такой технологии в системах автоматического пожаротушения, особенно на объектах, относящихся к технически сложным, потенциально опасным и критически важным для национальной безопасности, считаю недопустимым.

Необходима дискуссия

В рамках одной статьи невозможно более подробно отразить все проблемы построения пожарной автоматики для технически сложных, потенциально опасных и уникальных объектов. Определенные надежды на совершенствование в этой области пожарной безопасности возлагаю на проводимую в настоящее время работу по совершенствованию соответствующей нормативной базы. Для того чтобы помочь этой работе, необходима широкая и честная дискуссия профессионалов по данным вопросам.

Опубликовано: Журнал "Системы безопасности" #2, 2011