Прибор приемно-контрольный пожарный

 

Полезная модель относится к области пожарной сигнализации и может быть использована в системах пожарной сигнализации для анализа состояния пожарных извещателей, обработки и предоставления информации в приемлемом для оператора виде, а также для автоматического передачи сигналов на оповещатели и на пульты центрального наблюдения в условиях прерывания электропитания от сети переменного напряжения. Прибор приемно-контрольный пожарный имеет микроконтроллер, узел ввода-вывода информации, узел охраняемых зон, клеммы для подключения зон, узел выходных ключей и выходные клеммы, преобразователь переменного напряжения в постоянное, стабилизатор напряжения, клеммы для подключения аккумулятора, одиннадцать резисторов и два диода, два усилителя, транзисторный ключ и конденсатор. В предлагаемом приборе приемно-контрольном пожарном за счет применения дополнительных элементов: двух усилителей, транзисторного ключа, второго диода, конденсатора и резисторов с их связями с другими элементами схемы согласно предложенного решения достигается возможность контроля наличия аккумулятора и его состояния автоматически микроконтроллером с отображением информации в приемлемом для оператора виде, а также для автоматического передачи сигналов на пульт центрального наблюдения в соответствии с требованиями нормативных документов, таких как ДСТУ EN 54-2:2003, ДСТУ EN 54-4:2003, ДСТУ EN 54-21:2009 и ГОСТ Р 53325-2009.

Полезная модель относится к области пожарной сигнализации и может быть использована в системах пожарной сигнализации для анализа состояния пожарных извещателей, обработки и предоставления информации в приемлемом для оператора виде, а также для автоматического передачи сигналов на оповещатели и на пульты центрального наблюдения в условиях прерывания электропитания от сети переменного напряжения.

Известный прибор приемно-контрольный [журнал «Радиохобби» 5, 2008 г., с.25] содержит микроконтроллер, узел ввода-вывода информации, узел охраняемых зон, клеммы для подключения зон, блок питания, выходные ключи, клеммы для подключения оповещателей и внешних устройств, узел ввода-вывода информации соединен с микроконтроллером с помощью первой группы входов и выходов, вторая группа входов и выходов микроконтроллера подключена к узлу охраняемых зон, с выходами которого соединены клеммы для подключения зон, выходы выходных ключей соединены с выходными клеммами, а входы выходных ключей соединены с выходами микроконтроллера, первый вывод электропитания которого соединен с первым выходом блока питания, ко второму выходу которого подключены первые выводы электропитания выходных ключей, вторые выводы электропитания которых соединены со вторым выводом электропитания микроконтроллера и с общей шиной блока питания.

Недостатком известного прибора приемно-контрольного является отсутствие резервного источника питания, что означает: такой прибор не соответствует требованиям нормативных документов, таких как ДСТУ EN 54-2:2003, ДСТУ EN 54-4:2003, ДСТУ EN 54-21:2009 и ГОСТ Р 53325-2009.

Наиболее близким к предложенному техническому решению является выбранный в качестве прототипа прибор приемно-контрольный охранно-

пожарный "Варта-1/4" [Паспорт АКПЫ. 42 5513.003ПС, ТУ Украины 7183.012-92, www.chelmash.com.ua] имеющий микроконтроллер, узел ввода-вывода информации, узел охраняемых зон, клеммы для подключения зон, выходные ключи и выходные клеммы, преобразователь переменного напряжения в постоянное, стабилизатор напряжения, клеммы для подключения аккумулятора, три резистора и диод, анод которого соединен с первым выводом первой резистора и первой клеммой для подключения минусового вывода аккумулятора, катод диода соединен со вторым выводом первого резистора и с общей шиной, к которой подключены первые выводы электропитания микроконтроллера, стабилизатора напряжения, первый вывод второго резистора и первый выход преобразователя переменного напряжения в постоянное, входы которого подключены к сети переменного тока, а второй выход соединен со вторым выводом электропитания стабилизатора напряжения, со второй клеммой для подключения плюсового вывода аккумулятора и первым выводом третьего резистора, второй вывод которого соединен со вторым выводом второго резистора и первым аналоговым входом микроконтроллера, второй вывод электропитания которого подключен к выходу стабилизатора напряжения, а первая группа входов-выходов микроконтроллера подключена к узлу ввода вывода информации, вторая группа входов-выходов микроконтроллера подключена к узлу охраняемых зон, выходы которого подключены к клеммам охраняемых зон, третья группа входов-выходов микроконтроллера подключена к узлу выходных ключей, выходы которого соединены с выходными клеммами. Анод диода соединен с базой транзистора, эмиттер которого подключен к катоду диода, а коллектор транзистора подключен к выводу обратной связи преобразователя переменного напряжения на постоянное.

Недостатком такого приемно-контрольного прибора является то, что диагностика состояния аккумуляторной батареи производится только по напряжению без контроля направления и величины тока в цепи аккумуляторной батареи. Кроме того, такой прибор не обеспечивает контроль наличия аккумуляторной батареи при наличии напряжения переменного тока от сети, как основного источника питания.

В основу изобретения поставлена задача - обеспечение контроля наличия и состояния аккумуляторной батареи в соответствии с требованиями нормативных документов, таких как ДСТУ EN 54-2:2003, ДСТУ EN 54-4:2003, ДСТУ EN 54-21:2009 и ГОСТ Р 53325-2009.

Поставленная задача решается тем, что прибор приемно-контрольный пожарный имеет микроконтроллер, узел ввода-вывода информации, узел охраняемых зон, клеммы для подключения зон, узел выходных ключей и выходные клеммы, преобразователь переменного напряжения в постоянное, стабилизатор напряжения, клеммы для подключения аккумулятора, три резистора и первый диод, анод которого соединен с первым выводом первого резистора и первой клеммой для подключения минусового вывода аккумулятора, катод первого диода соединен со вторым выводом первого резистора и общей шиной, к которой подключены первые выводы электропитания микроконтроллера, стабилизатора напряжения, первый вывод второго резистора и первый выход преобразователя переменного напряжения в постоянное, входы которого подключены к сети переменного тока, а второй выход соединен со вторым выводом электропитания стабилизатора напряжения, второй клеммой для подключения плюсового вывода аккумулятора и первым выводом третьего резистора, второй вывод которого соединен со вторым выводом второго резистора и первым аналоговым входом микроконтроллера, второй вывод электропитания которого подключен к выходу стабилизатора напряжения, а первая группа входов-выходов микроконтроллера подключена к узлу ввода-вывода информации, вторая группа входов-выходов микроконтроллера подключена к узла охраняемых зон, выходы которого подключены к клеммам охраняемых зон, третья группа входов-выходов микроконтроллера подключена к узлу выходных ключей, выходы которого соединены с выходными клеммами, отличающийся тем, что дополнительно содержит первый усилитель, неинвертирующий вход которого через четвертый резистор соединен с первой клеммой для минусового вывода аккумулятора, а инвертирующий вход - через пятый резистор соединен с первыми выводами шестого и седьмого резисторов и конденсатора, второй вывод которого подключен к выходу первого усилителя, второй вывод шестого резистора соединен с общей шиной и первыми выводами электропитания первого и второго усилителей, вторые выводы электропитания которых соединены со второй клеммой для плюсового вывода аккумулятора, второй аналоговый вход микроконтроллера соединен с выходом второго усилителя, вход которого соединен с первыми выводами восьмого и девятого резисторов, второй вывод восьмого резистора соединен со вторым выводом седьмого резистора и выходом стабилизатора напряжения, а второй вывод девятого резистора соединен с первой клеммой для минусового вывода аккумулятора, выход первого усилителя через последовательно соединенные второй диод и десятый реистор подключен к выводу обратной связи преобразователя переменного напряжения в постоянное, который через одиннадцатый резистор подключен к коллекторному выходу транзисторного ключа, вывод электропитания которого соединен с общей шиной, а вход - с логическим выходом микроконтроллера.

В предлагаемом приборе приемно-контрольному пожарному за счет применения двух усилителей, транзисторного ключа, второго диода, конденсатора и резисторов и их связями с другими элементами схемы согласно предложенного решения достигается возможность контроля наличия аккумулятора и его состояния автоматически микроконтроллером с отображением информации в приемлемом для оператора виде, а также для автоматической передачи сигналов на пульты центрального наблюдения в соответствии с требованиями нормативных документов, таких как ДСТУ EN 54-2:2003, ДСТУ EN 54-4:2003, ДСТУ EN 54-21:2009 и ГОСТ Р 53325-2009.

На фигуре представлена блок-схема прибора приемно-контролыюго пожарного. Выводы электропитания второго усилителя и их подключение к выводам электропитания первого усилителя условно не показаны.

Прибор приемно-контрольный пожарный (см. фигуру) содержит микроконтроллер 1, узел 2 ввода-вывода информации, узел 3 охраняемых зон, клеммы 4/14/N для подключения зон, узел 5 выходных ключей и выходные клеммы 6/16/М, преобразователь 7 переменного напряжения в постоянное, стабилизатор 8 напряжения, клеммы 9 и 10 для подключения аккумулятора, первый резистор 11, первый диод 12, второй и третий резисторы 13 и 14, первый усилитель 15, четвертый - девятый резисторы 16-21, второй усилитель 22, десятый резистор 23, второй диод 24, одиннадцатый резистор 25, транзисторный ключ 26 и конденсатор 27.

Анод первого диода 12 соединен с первым выводом первого резистора 11 и первой клеммой 9 для подключения минусового вывода аккумулятора. Катод первого диода 12 соединен со вторым выводом первого резистора 11 и общей шиной, к которой подключены первые выводы электропитания микроконтроллера 1, стабилизатора напряжения 8, первый вывод второго резистора 13 и первый выход преобразователя 7 переменного напряжения в постоянное. Входы преобразователя 7 переменного напряжения в постоянное подключены к сети переменного тока, а второй его выход соединен со вторым выводом электропитания стабилизатора 8 напряжения, второй клеммой 10 для подключения плюсового вывода аккумулятора и с первым выводом третьего резистора 14. Второй вывод третьего резистора 14 соединен со вторым выводом второго резистора 13 и первым аналоговым входом микроконтроллера 1. Второй вывод электропитания микроконтроллера 1 подключен к выходу стабилизатора 8 напряжения, а первая группа входов-выходов микроконтроллера 1 подключена к узлу 2 ввода-вывода информации. Вторая группа входов-выходов микроконтроллера 1 подключена к узлу 3 охраняемых зон, выходы которого подключены к клеммам 4/14/N охраняемых зон. Третья группа входов-выходов микроконтроллера 1 подключена к узлу 5 выходных ключей, выходы которого соединены с выходными клеммами 6/16/М. Неинвертируючий вход первого усилителя 15 через четвертый резистор 16 соединен с первой клеммой 9 для минусового вывода аккумулятора АБ. Инвертирующий вход первого усилителя 15 через пятый резистор 17 соединен с первыми выводами шестого и седьмого резисторов 18 и 19. Второй вывод шестого резистора 18 соединен с общей шиной и первыми выводами электропитания первого и второго усилителей 15 и 22. Вторые выводы электропитания первого и второго усилителей 15 и 22 соединены со второй клеммой 10 для плюсового вывода аккумулятора АБ. Второй аналоговый вход микроконтроллера 1 соединен с выходом второго усилителя 22, вход которого соединен с первыми выводами восьмого и девятого резисторов 20 и 21. Второй вывод восьмого резистора 20 соединен со вторым выводом седьмого резистора 19 и выходом стабилизатора 8 напряжения. Второй вывод девятого резистора 21 соединен с первой клеммой 9 для минусового вывода аккумулятора АБ. Выход первого усилителя 15 через последовательно соединенные десятый резистор 23 и второй диод 24 подключен к выводу обратной связи преобразователя 7 переменного напряжения в постоянное. Этот вывод обратной связи преобразователь 7 переменного напряжения в постоянное через одиннадцатый резистор 25 подключен к коллекторному выходу транзисторного ключа 26, вывод электропитания которого соединен с общей шиной, а вход - с логическим выходом микроконтроллера 1. Конденсатор 27 подключен между выходом первого усилителя 15 и первыми выводом шестого резистора 18.

Прибор приемно-контрольный пожарный работает следующим образом. После подключения входного напряжения от сети переменного тока к преобразователю 7 переменного напряжения на постоянное и при отсутствии аккумуляторной батареи, которая должна была бы быть подключенной к клеммам 9 и 10 согласно указанной полярности, на втором выходе преобразователя 7 относительно общей шины установится почти максимально возможное напряжение, например, 13, 8 В. Значение этого напряжения устанавливается соотношением резисторов обратной связи в преобразователе 7 переменного напряжения на постоянное. При отсутствии аккумуляторной батареи АБ через первый резистор 11 не будет проходить ток, поэтому на выходе первого усилителя 15 будет присутствовать низкий потенциальный уровень сигнала. Будет отсутствовать ток и в цепи второго диода 24. Стабильное напряжение с выхода стабилизатора 8 напряжения поступит на выводы электропитания микроконтроллера 1, а через делитель напряжения на шестом и седьмом резисторах 18 и 19 - на инвертирующий вход первого усилителя 15. На вход второго усилителя 22 напряжение подается через цепь, образованную первыми резистором 11, девятым и восьмым резисторами 21 и 20. При отсутствии падения напряжения на первом резисторе 11 на выходе второго усилителя 22 будет присутствовать потенциальный сигнал среднего уровня. Микроконтроллер 1 начинает выполнять рабочую программу в соответствии с разработанным алгоритмом функционирования прибора и внесенной обслуживающим персоналом конфигурации прибора приемно-контрольного пожарного согласно охраняемого объекта. В начале выполнения программы происходит самотестирование прибора. В процессе самотестирования прибора на вход транзисторного ключа 26 периодически подается импульс, в течение которого вход обратной связи преобразователь 7 переменного напряжения на постоянную через дополнительный одиннадцатый резистор 25 подключается к общей шине. При отсутствии аккумуляторной батареи, которая должна была быть подключена к клеммам 9 и 10, на выходе преобразователя 7 переменного напряжения в постоянное относительно общей шины установится максимально возможная напряжение, например 15 В. Результаты самотестирования воспроизводятся узлом 2 ввода - вывода информации. В этом случае должно отобразиться узлом 2 ввода - вывода информации состояние неисправности резервного источника питания - отсутствие аккумулятора. Если аккумулятор будет подключен к клеммам 9 и 10, то с помощью первого усилителя 15 на выходе преобразователя 7 переменного напряжения в постоянное относительно общей шины установится такое напряжение, чтобы через аккумуляторную батарею АБ проходил ток заряда, величина которого задается значением потенциала на инвертирующем входе первого усилителя 15. На выходе первого усилителя 15 установится такое напряжение, чтобы между обеими входами разность потенциалов равнялась нулю. Конденсатор 27 обеспечивает фазовую задержку на выходе первого усилителя 15 таким образом, чтобы стабилизация тока зарядки аккумуляторной батареи АБ проходила плавно, без возбуждений. Если аккумулятор АБ соответствует своим техническим характеристикам и находится в заряженном состоянии, то на клеммах 9 и 10 установится напряжение от 12, 6 до 13, 8 В, а ток заряда, проходящего через первый резистор 11 должен соответствовать требованиям технической документации на аккумуляторную батарею АБ и зависеть от ее емкости. Если аккумулятор АБ будет частично разряжен, то напряжение на клеммах 9 и 10 будет менее 12, 6 В, но не менее 10, 5 В. В этом случае тестирование завершается с положительными последствиями по электропитанию и если состояние охраняемых зон 3, соответствует конфигурации прибора, то соответствующие значения сигналов хранится в энергонезависимой памяти микроконтроллера 1, а прибор переходит в дежурный режим работы.

В дежурном режиме работы микроконтроллер 1 отображает это состояние узлом 2 ввода - вывода информации и ожидает изменений, которые могут появиться за счет внесения новой информации оператором через узел 2 ввода - вывода информации. Кроме того, микроконтроллер 1 отображает конфигурацию прибора создав на второй и четвертой группе своих выходов логические сигналы, которые поступают на входы узла 3 охраняемых зон, и на входы узла 5 выходных ключей. Соответствующие выходные ключи 6/16/М, будут открыты, или закрыты.

Микроконтроллер 1 также анализирует состояние режимов в зонах и если изменения достигают критических значений изменяется состояние индикации на узлах 2 ввода-вывода информации, а также при необходимости положение на соответствующих выходных клеммах 6/16/М, предназначенных для подключения оповещателей и внешних устройств.

Восстановление первоначального состояния дежурного режима работы прибора возможно после восстановления состояния зон в дежурный режим, и выполнения оператором операции сброса состояния с узла 2 ввода-вывода информации на соответствующем уровне доступа, как это обозначено нормативными требованиями.

Таким образом, достигается возможность контроля наличия аккумулятора и его состояния автоматически микроконтроллером с отображением информации в приемлемом для оператора виде, а также для автоматической передачи сигналов на пульты центрального наблюдения.

Прибор приемно-контрольный пожарный имеет микроконтроллер, узел ввода-вывода информации, узел охраняемых зон, клеммы для подключения зон, узел выходных ключей и выходные клеммы, преобразователь переменного напряжения в постоянное, стабилизатор напряжения, клеммы для подключения аккумулятора, три резистора и первый диод, анод которого соединен с первым выводом первого резистора и первой клеммой для подключения минусового вывода аккумулятора, катод первого диода соединен со вторым выводом первого резистора и общей шиной, к которой подключены первые выводы электропитания микроконтроллера, стабилизатора напряжения, первый вывод второго резистора и первый выход преобразователя переменного напряжения в постоянное, входы которого подключены к сети переменного тока, а второй выход соединен со вторым выводом электропитания стабилизатора напряжения, второй клеммой для подключения плюсового вывода аккумулятора и первым выводом третьего резистора, второй вывод которого соединен со вторым выводом второго резистора и первым аналоговым входом микроконтроллера, второй вывод электропитания которого подключен к выходу стабилизатора напряжения, а первая группа входов-выходов микроконтроллера подключена к узлу ввода-вывода информации, вторая группа входов-выходов микроконтроллера подключена к узлу охраняемых зон, выходы которого подключены к клеммам охраняемых зон, третья группа входов-выходов микроконтроллера подключена к узлу выходных ключей, выходы которого соединены с выходными клеммами, отличающийся тем, что дополнительно содержит первый усилитель, неинвертирующий вход которого через четвертый резистор соединен с первой клеммой для минусового вывода аккумулятора, а инвертирующий вход через пятый резистор соединен с первыми выводами шестого и седьмого резисторов и конденсатора, второй вывод которого подключен к выходу первого усилителя, второй вывод шестого резистора соединен с общей шиной и первыми выводами электропитания первого и второго усилителей, вторые выводы электропитания которых соединены со второй клеммой для плюсового вывода аккумулятора, второй аналоговый вход микроконтроллера соединен с выходом второго усилителя, вход которого соединен с первыми выводами восьмого и девятого резисторов, второй вывод восьмого резистора соединен со вторым выводом седьмого резистора и выходом стабилизатора напряжения, а второй вывод девятого резистора соединен с первой клеммой для минусового вывода аккумулятора, выход первого усилителя через последовательно соединенные второй диод и десятый резистор подключен к выводу обратной связи преобразователя переменного напряжения в постоянное, который через одиннадцатый резистор подключен к коллекторному выходу транзисторного ключа, вывод электропитания которого соединен с общей шиной, а вход - с логическим выходом микроконтроллера.



 

Наверх