Прибор пожарной сигнализации с контролем по напряжению

 
 
 
 
 
 
 
 
 

4. Описание работы схемы электрической принципиальной прибора 

       При разработке прибора использовались компараторы типа К1401СА1, на прямой или инвертирующий вход которых подается напряжение питания через делитель или напряжение с шины сигнализации. Если напряжение, подающееся на прямой выход, больше напряжения, подающегося на инвертирующий, то на выходе компаратора возникает разность этих напряжений умноженная на коэффициент усиления. Если включить два компаратора по схеме (рисунок 3), то можно отлавливать определенный диапазон значений напряжения. 

     

     Рисунок 3 - Включение компараторов. 

       Рассмотрим как работает данная схема. На прямой вход компаратора 1 через делитель устанавливается пороговое напряжение . На другой вход подается напряжение с шины сигнализации . В случае, когда > на выходе компаратора будет потенциал земли, в обратном случае какое-то значение  напряжения. Тем самым отлавливается верхняя граница диапазона.  Компаратор  2 подключен наоборот (на инвертирующий вход подается пороговое напряжение , а на прямой вход напряжение с шины сигнализации ). В случае, когда < на выходе компаратора будет потенциал земли, в обратном случае какое-то значение  напряжения. Тем самым отлавливается нижняя граница диапазона. В случае, когда попадает в искомый интервал, срабатывают оба компаратора, подавая сигнал на входы логического элемента «И», который в свою очередь формирует выходной сигнал. В случае, когда не попадает в искомый интервал, срабатывает только один компаратор и логический элемент не формирует выходного сигнала.

       Точно так же работает схема прибора. Компараторы  DA1.2, DA1.4, DA2.2, DA2.4, DA3.2, DA3.4 соответственно ловят верхнюю границу уровней срабатывания одного, двух и трех извещателей, нормы, короткого замыкания. Компараторы DA1.1, DA1.3, DA2.1, DA2.3, DA3.1, DA3.3 соответственно ловят нижнюю границу уровней обрыва, срабатывания одного, двух и трех извещателей, нормы. При попадании уровня напряжения с шины сигнализации в один из отслеживаемых диапазонов загораются светодиоды HL1, HL2, HL3, HL4, HL5, HL6 которые соответствуют диапазону напряжений обрыва, срабатывание одного, двух, трех извещателей, нормы, короткого замыкания.

       Уровни  напряжений сработок сигнализации задаются сопротивлениями R1-R13, путем создания перед каждым компаратором определенного делителя напряжения. Формула делителя:

                                                                 (4.1)

     где U_{шс n} – напряжение шлейфа, соответствующее границе n-го уровня, обеспечиваемое делителем напряжения и подаваемое на компаратор. За первый уровень считаем уровень обрыва.

     R_общ – суммарное (общее) сопротивление резисторов, входящих в делитель.

     Из  формулы (4.1) выражаем отношение R_общ к сумме n-х сопротивлений

                                                                             (4.2)

       Доля  сопротивления каждого резистора  относительно общего сопротивления  рассчитывается по формуле:

                                                                       (4.3)

       Зная  это соотношение, легко находим  сопротивление каждого резистора, считая общее сопротивление равным 10 кОм.

       Расчет  резисторов, входящих в систему делителя, производился в программе Excel. 
 

     Таблица 2 - Значения сопротивлений по ряду Е192 для задания уровней сработок

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

5. Описание пожарных  извещателей

       Извещатели  пожарные дымовые ИП 212-26 (модификация  извещателя ДИП-3 с более высокой  чувствительностью и низким токопотреблением) предназначены для обнаружения в закрытых помещениях возгораний, сопровождающихся появлением дыма. Извещатели многократного действия, рассчитаны на непрерывную круглосуточную работу в помещениях с температурой окружающего воздуха от минус 30 до +60 °С и предназначены для совместной работы с пожарными приборами и пультами приемно-контрольными, обеспечивающими в шлейфе пожарной сигнализации постоянное напряжение величиной  17-26 В.

       Извещатели  представляют собой автоматические оптико-электронные устройства, осуществляющие сигнализацию о появлении дыма в  месте их установки уменьшением  внутреннего сопротивления и  включением оптического индикатора срабатывания. При этом извещатели не реагируют на изменение температуры, влажности, наличие пламени, естественного  и искусственного освещения.

       В аварийных ситуациях извещатели не являются источником опасности ни для людей, ни для материальных ценностей.

       Электропитание  извещателей осуществляется по шлейфу сигнализации.

       Извещатели  представляют собой единую конструкцию, состоящую из корпуса и крышки, соединенных винтами. На лицевой  поверхности извещателей расположен индикатор срабатывания. Извещатель посредством четырехконтактного разъема  соединяется с розеткой, устанавливаемой  на стене или потолке. Разъемное  соединение извещателей с розетками  обеспечивает удобство установки, монтажа  и обслуживания извещателей.  

       Таблица 3 - Основные  технические характеристики:

 
 
 
 

       6. Описание структурной схемы прибора  

            В данной работе рассматривается пожарная сигнализация, состоящая из следующих составных частей: 

       - Пожарные датчики, называемые извещателями;  

       - Система делителей напряжения;  

       - Система компараторов; 

       - Система светодиодов;

         - Источник питания.

       В свою очередь составные части  объединяются в следующие элементы:

           Прибор пожарной системы – объединяет в себе датчики (в данном случае 3 датчика)

            Приемно-контрольный прибор - объединяет в себе систему делителей напряжения, систему компараторов и систему светодиодов (оповещателей);

       Источник  питания соединен с приемно-контрольным прибором через систему делителей напряжения для определения уровней сработки, и с прибором пожарной охраны для питания датчиков.

       Прибор  пожарной охраны соединен с приемо-контрольным  прибором через систему делителей  напряжения, предназначенную для  формирования уровней сработки извещателей.

       Система компараторов отвечает за сравнение  уровней сработки извещателей с  текущим напряжением шлейфа.

       Система светодиодов отвечает за передачу информации о состоянии прибора пожарной системы. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       Заключение 

       В результате работы над курсовым проектом была разработана конструкция охранной сигнализации с контролем по напряжению, разработана и проанализирована схема электрическая принципиальная, построена диаграмма напряжений сработок охранной сигнализации.

       Результатом разработки явились данная пояснительная  записка и комплект чертежей и  диаграмм разработанного изделия. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       Литература

       1. «Современные датчики. Справочник» -- Дж. Фрайден, М., Техносфера, 2005.

       2. Методические пособия по курсу  «Первичные измерительные преобразователи  в системах безопасности».

       3. Конспект лекций по курсу «Первичные  измерительные преобразователи  в системах безопасности».

       4.    Информация с сайта http://www.okaphone.nl/calc/russian.shtml