Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Прилад приймально-контрольний пожежний, що має мікроконтролер, вузол вводу-виводу інформації, вузол вихідних ключів, блок живлення, мультиплексор, керовані вузли обмеження струму для кожної із зон, перший вузол узгодження сигналів, клеми для підключення зон, що охороняються, клеми для підключення оповіщувачів, вузол вводу-виводу інформації з'єднаний з мікроконтролером за допомогою першої групи входів та виходів, друга група виходів мікроконтролера підключена до входів вузла вихідних ключів, виходи яких з'єднані з першою групою клем для підключення оповіщувачів, перший вивід електроживлення мікроконтролера з'єднаний з першим виходом блока живлення, до другого виходу якого підключений вивід електроживлення вузла вихідних ключів, третя група виходів мікроконтролера через перший вузол узгодження сигналів підключена до відповідних входів керування керованими вузлами обмеження струму у кожній із зон, виходи керованих вузлів обмеження струму відповідно до зон з'єднані з першою групою клем для підключення зон, що охороняється, а виводи електроживлення керованих вузлів обмеження струму об'єднані між собою та підключені до третього виходу блока живлення, загальна шина якого з'єднана із другими виводами електроживлення мікроконтролера, вузла вихідних ключів, мультиплексора, першого вузла узгодження сигналів, який відрізняється тим, що додатково містить другий вузол узгодження сигналів та диференційний підсилювач, вихід якого підключений до аналогового входу мікроконтролера, а інвертуючий вхід диференційного підсилювача підключений до аналогового виходу мультиплексора, перший вивід електроживлення якого з'єднаний з першими виводами електроживлення диференційного підсилювача, першого та другого вузлів узгодження сигналів, а також з третім виходом блока живлення та неінвертуючим входом диференційного підсилювача, другий вивід електроживлення якого з'єднаний з другим виводом електроживлення другого вузла узгодження сигналів, з другими групами клем для підключення зон, з другими групами клем для підключення оповіщувачів та загальною шиною блока живлення, четверта група виходів мікроконтролера через другий вузол узгодження сигналів підключена до входів керування мультиплексором, аналогові входи якого підключені до аналогових виходів керованих вузлів обмеження струму.

2. Прилад приймально-контрольний пожежний за п. 1, який відрізняється тим, що кожний з керованих вузлів обмеження струму виконаний на біполярному транзисторі, колектор якого підключений до виходу керованого вузла обмеження струму, емітер транзистора через перший резистор з'єднаний з виводом електроживлення керованого вузла обмеження струму та першим виводом другого резистора, другий вивід якого з'єднаний з базою транзистора, яка через третій резистор підключена до входу керування вузла обмеження струму, аналоговий вихід якого через четвертий резистор підключений до емітера транзистора.

Текст

1. Прилад приймально-контрольний пожежний, що має мікроконтролер, вузол вводу-виводу інформації, вузол вихідних ключів, блок живлення, мультиплексор, керовані вузли обмеження струму для кожної із зон, перший вузол узгодження сигналів, клеми для підключення зон, що охороняються, клеми для підключення оповіщувачів, вузол вводувиводу інформації з'єднаний з мікроконтролером за допомогою першої групи входів та виходів, друга група виходів мікроконтролера підключена до входів вузла вихідних ключів, виходи яких з'єднані з першою групою клем для підключення оповіщувачів, перший вивід електроживлення мікроконтролера з'єднаний з першим виходом блока живлення, до другого виходу якого підключений вивід електроживлення вузла вихідних ключів, третя група виходів мікроконтролера через перший вузол узгодження сигналів підключена до відповідних входів керування керованими вузлами обмеження струму у кожній із зон, виходи керованих вузлів обмеження струму відповідно до зон з'єднані з першою групою клем для підключення зон, що охороняється, а виводи електроживлення керованих вузлів обмеження струму об'єднані між собою та підключені до третього виходу блока живлення, загальна шина якого з'єднана із другими виводами електроживлення мікроконтролера, вузла вихідних ключів, мультиплексора, першого вузла узгоджен U 2 (11) 1 3 формації з'єднаний з мікроконтролером за допомогою першої групи входів та виходів, друга група виходів мікроконтролера підключена до входів вузла вихідних ключів, виходи яких з'єднані з клемами для підключення оповіщувачів, виводи електроживлення мікроконтролера з'єднані з першим виходом блока живлення, до другого виходу якого підключений вивід електроживлення вузлу вихідних ключів. Вузли обмеження струму для кожної зони виконані на двох резисторах із значним обмеженням струму в колі шлейфу кожної зони. До другого виходу блока живлення підключені клеми для підключення шлейфу, від котрого живляться сповіщувачі. Недоліком відомого приладу приймальноконтрольного є низька завадостійкість, яка обумовлена високим імпедансом вхідних кіл приладу, до яких підключаються шлейфи відповідних зон, а також те, що підключення сповіщувачів здійснюється тільки по 4-х провідній схемі, коли для електроживлення сповіщувачів застосовується додаткова пара проводів. Крім того, на сигнальних провідниках шлейфу присутня низька напруга електроживлення мікроконтролеру (5В), від якої не може бути здійснено електроживлення сповіщувачів, що зазвичай потребують значно більшої напруги (10-30В) та значного струму для забезпечення стану «ПОЖЕЖА» сповіщувачів. Відомий також прилад приймальноконтрольний [патент Росії на винахід №2238591 «Система пожарно-охранной сигнализации», МПК G08B25/00, опубл. 20.10.2004p.] такий, що має контролер, вузол вводу-виводу інформації, блок живлення, клеми для підключення зон, що охороняються, клеми для підключення оповіщувачів та вузол обмеження струму у зоні. Вузли узгодження застосовуються для кожного сповіщувача, а всі сповіщувачі підключені паралельно до одного 2-х провідного шлейфу, напруга живлення якого здійснюється від виводів електроживлення контролера через резистор. Контролер виконаний на мікросхемах, які дозволяють здійснювати електроживлення від напруг, що забезпечують перекриття діапазону робочих напруг сповіщувачів (10-20В). Крім того для аналізу стану сповіщувачів прилад формує періодичні імпульси напруги живлення сповіщувачів. Недоліком такого приладу приймальноконтрольного є низька завадостійкість, яка обумовлена тим, що підключення сповіщувачів здійснюється тільки до однієї зони. Крім того існує суттєва залежність напруги у шлейфі від кількості застосованих сповіщувачів. Особливо це стає суттєвим при обмежені струму короткого замкнення менше 50мА. А імпульси аналізу стану сповіщувачів, що формуються приладом у шлейфі сигналізації тільки збільшують вірогідність хибного спрацювання сповіщувачів у такому шлейфі пожежної сигналізації. Найбільш близьким до корисної моделі є вибраний у якості прототипу прилад приймальноконтрольний пожежний [Прилад приймальноконтрольний пожежний «Варта 1/832», ТУ 3 Украины 7183.012-92, АКПИ.425513.004ПС, http://www.chelmash.com.ua] такий, що має мікро 46819 4 контролер, вузол вводу-виводу інформації, вузол вихідних ключів, блок живлення, мультиплексор, керовані вузли обмеження струму для кожної із зон, вузол узгодження сигналів, клеми для підключення зон, що охороняються, клеми для підключення оповіщувачів, вузол вводу-виводу інформації з'єднаний з мікроконтролером за допомогою першої групи входів та виходів, друга група виходів мікроконтролера підключена до входів вузла вихідних ключів, виходи яких з'єднані з клемами для підключення оповішувачів, перший вивід електроживлення мікроконтролера з'єднаний з першим виходом блока живлення, до другого виходу якого підключений вивід електроживлення вузлу вихідних ключів, третя група виходів мікроконтролера через вузол узгодження сигналів підключена до відповідних входів керування керованими вузлами обмеження струму у кожній із зон, виходи керованих вузлів обмеження струму з'єднані з першою групою клем для підключення зон, що охороняється, а перші виводи електроживлення керованих вузлів обмеження струму об'єднані між собою та підключені до третього виходу блока живлення. Четверта група виходів мікроконтролера підключена до входів керування мультиплексором, аналоговий вихід якого підключений до аналогового входу мікроконтролера. Аналогові входи мультиплексора з'єднані з другою групою клем для підключення зон, та через відповідні резистори - з загальною шиною приладу. Керовані обмежувачі струму виконані на основі двох біполярних транзисторів по типовій схемі. Недоліком такого приладу приймальноконтрольного пожежного є низька завадостійкість, яка обумовлена тим, що він містить резистори для контролю струму у шлейфах відповідних зон, падіння напруги на яких зменшує стабільність напруги між першою та другою групою клем для підключення зон, від котрих живляться сповіщувачі. Крім того, на цих резисторах утворюється ЕРС електричних завад відносно загальної шини, що зазвичай заземлюється. В основу корисної моделі поставлено задачу збільшення завадостійкості приладу, підвищення стабільності напруги електроживлення сповіщувачів, утворення такої схеми підключення зон, коли друга група клем для підключення зон має безпосередній контакт із загальною шиною приладу, що заземлюється. В той же час весь діапазон можливих значень струму у шлейфі сигналізації з кожної зони повинен надходити на аналоговий вхід мікроконтролера. Поставлена задача вирішується тим, що прилад приймально-контрольний пожежний має мікроконтролер, вузол вводу-виводу інформації, вузол вихідних ключів, блок живлення, мультиплексор, керовані вузли обмеження струму для кожної із зон, перший вузол узгодження сигналів, клеми для підключення зон, що охороняються, клеми для підключення оповіщувачів, вузол вводувиводу інформації з'єднаний з мікроконтролером за допомогою першої групи входів та виходів, друга група виходів мікроконтролера підключена до входів вузла вихідних ключів, виходи яких з'єднані з першою групою клем для підключення оповіщу 5 вачів, перший вивід електроживлення мікроконтролера з'єднаний з першим виходом блока живлення, до другого виходу якого підключений вивід електроживлення вузлу вихідних ключів, третя група виходів мікроконтролера через перший вузол узгодження сигналів підключена до відповідних входів керування керованими вузлами обмеження струму у кожній із зон, виходи керованих вузлів обмеження струму відповідно до зон з'єднані з першою групою клем для підключення зон, що охороняється, а виводи електроживлення керованих вузлів обмеження струму об'єднані між собою та підключені до третього виходу блока живлення, загальна шина якого з'єднана із другими виводами електроживлення мікроконтролера, вузла вихідних ключів, мультиплексора, першого вузлу узгодження сигналів, який відрізняється тим, що додатково містить другий вузол узгодження сигналів та диференційний підсилювач, вихід якого підключений до аналогового входу мікроконтролера, а інвертуючий вхід диференційного підсилювача підключений до аналогового виходу мультиплексора, перший вивід електроживлення якого з'єднаний з першими виводами електроживлення диференційного підсилювача, першого та другого вузлів узгодження сигналів, а також з третім виходом блока живлення та неінвертуючим входом диференційного підсилювача, другий вивід електроживлення якого з'єднаний з другим виводом електроживлення другого вузлу узгодження сигналів, з другими групами клем для підключення зон, з другими групами клем для підключення оповіщувачів та загальною шиною блока живлення, четверта група виходів мікроконтролера через другий вузол узгодження сигналів підключена до входів керування мультиплексором, аналогові входи якого підключені до аналогових виходів керованих вузлів обмеження струму. Кожний з керованих вузлів обмеження струму виконаний на біполярному транзисторі, колектор якого підключений до виходу керованого вузлу обмеження струму, емітер транзистору через перший резистор з'єднаний з виводом електроживлення керованого вузлу обмеження струму та першим виводом другого резистора, другий вивід якого з'єднаний з базою транзистора, яка через третій резистор підключена до входу керування вузла обмеження струму, аналоговий вихід якого через четвертий резистор підключений до емітера транзистора. В запропонованому приладі приймальноконтрольному пожежному за рахунок застосування додаткових елементів - диференційного підсилювача та другого вузла узгодження сигналів з їх зв'язками з іншими елементами приладу забезпечується поліпшена завадостійкість приладу. Така схема дозволяє застосування заземлення одного з проводів шлейфу пожежної сигналізації кожної зони. За рахунок застосування диференційного підсилювача з мультиплексором, електроживлення якого здійснюється від напруги живлення керованих обмежувачів струму, а також вузлів узгодження сигналів досягається можливість відтворення на аналоговому вході мікроконтролера відносно загальної шини блока живлення сиг 46819 6 налів пропорційних струму у колі кожної зони без застосування вимірювальних резисторів, як це робиться у прототипі. На сповішувачі, які підключаються до відповідних зон подається стабільна напруга, яка практично не залежить від кількості сповіщувачів у границях значень дозволених нормативним документом - ДСТУ EN 54-2:2003 для безадресних зон. На фігурі представлена блок - схема приладу приймально-контрольного пожежного. Прилад приймально-контрольний пожежний (див. фігуру) містить мікроконтролер 1, вузол 2 вводу-виводу інформації, вузол 3 вихідних ключів, блок 4 живлення, мультиплексор 5, керовані вузли 6 обмеження струму для кожної із зон, перший та другий вузли узгодження сигналів 7 та 8, диференційний підсилювач 9, перша група клем 10 для підключення зон, що охороняються, друга група клем для підключення зон, клеми 12 та 13 для підключення оповіщувачів. Керовані вузли 6 обмеження струму для кожної із зон складаються з транзистора 14 та чотирьох резисторів 15, 16, 17 та 18. Вузол 2 вводу-виводу інформації з'єднаний з мікроконтролером 1 за допомогою першої групи входів та виходів, друга група виходів мікроконтролера 1 підключена до входів вузла 3 вихідних ключів, виходи яких з'єднані з першою групою клем 12 для підключення оповіщувачів. Перший вивід електроживлення мікроконтролера 1 з'єднаний з першим виходом блока 4 живлення, до другого виходу якого підключений вивід електроживлення вузлу 3 вихідних ключів. Третя група виходів мікроконтролера 1 через перший вузол 7 узгодження сигналів підключена до відповідних входів керування керованими вузлами 6 обмеження струму у кожній із зон. Виходи керованих вузлів 6 обмеження струму відповідно до зон з'єднані з першою групою клем 10 для підключення зон, що охороняється. Виводи електроживлення керованих вузлів 6 обмеження струму об'єднані між собою та підключені до третього виходу блока 4 живлення, загальна шина якого з'єднана із другими виводами електроживлення мікроконтролера 1, вузла 3 вихідних ключів, мультиплексора 5, першого та другого вузлів 7 та 8 узгодження сигналів. Вихід диференційного підсилювача 9 підключений до аналогового входу мікроконтролера 1, а інвертуючий вхід диференційного підсилювача 9 підключений до аналогового виходу мультиплексора 5, перший вивід електроживлення якого з'єднаний з першими виводами електроживлення диференційного підсилювача 9, першого та другого вузлів 7 та 8 узгодження сигналів, а також з третім виходом блока 4 живлення та неінвертуючим входом диференційного підсилювача 9 , другий вивід електроживлення якого з'єднаний з другим виводом електроживлення другого вузлу 8 узгодження сигналів, з другими групами клем 11 для підключення зон, з другими групами клем 13 для підключення оповіщувачів та загальною шиною блока 4 живлення. Четверта група виходів мікро контролера 1 через другий вузол 8 узгодження сигналів підключена до входів керування мультиплексором 5, 7 аналогові входи якого підключені до аналогових виходів керованих вузлів 6 обмеження струму. Кожний з керованих вузлів 6 обмеження струму виконаний на біполярному транзисторі 14, колектор якого підключений до виходу керованого вузла 6 обмеження струму, емітер транзистору 14 через перший резистор 15 з'єднаний з виводом електроживлення керованого вузла 6 обмеження струму та першим виводом другого резистора 16, другий вивід якого з'єднаний з базою транзистора 14, яка через третій резистор 17 підключена до входу керування вузла 6 обмеження струму, аналоговий вихід якого через четвертий резистор 18 підключений до емітера транзистора 14. Прилад приймально-контрольний пожежний працює таким чином. Після підключення вхідної напруги до блока 4 живлення на його виходах з'являється відповідні напруги, що поступають на мікроконтролер 1, вузол З вихідних ключів та на виводи електроживлення керованих вузлів 6 обмеження струму, мультіплексора 5, вузлів 7 та 8 узгодження сигналів, диференційного підсилювача 9. Мікроконтролер 1 починає виконувати робочу програму відповідно до розробленого алгоритму функціювання приладу та внесеної обслуговуючим персоналом конфігурації приладу приймальноконтрольного пожежного відповідно до об'єкту, що охороняється. На початку програми відбувається само тестування приладу. Результати само тестування відтворюються вузлом 2 вводу - виводу інформації. Якщо тестування завершується з позитивними наслідками, а стан зон, що охороняється відповідає конфігурації приладу, що зберігається у енергонезалежній пам'яті, то прилад переходить у черговий режим роботи. У черговому режимі роботи мікроконтролер 1 відтворює відображення цього стану вузлом 2 вводу - виводу інформації та очікує змін, що можуть з'явитися за рахунок внесення нової інформації оператором через вузол 2 вводу - виводу інформації. Крім того, мікроконтролер 1 відтворює конфігурацію приладу створивши на другій та третій групі своїх виходів логічні сигнали, які поступають на вузол 3 вихідних ключів, а також через перший вузол 7 узгодження сигналів поступають на входи керування вузлами 6 обмеження струму. Відповідні вихідні ключі, а також транзистори 14/1,...,14/N будуть відкриті, або закриті. Якщо, згідно конфігурації приладу, якісь зони повинні бути відключені, то на відповідних виходах першого вузла 7 узгодження сигналів встановлюються високі потенційні рівні, тому відповідні транзистори 14 будуть закриті. У колі шлейфу сигналізації, яке підключене до відповідних клем 10 та 11 не буде струму. Не буде струму і в колі першого резистора 15 відповідного відключеного керованого обмежувача струму 6. На четвертій групі виходів мікроконтролера 1 змінюється стан, який дозволяє почергово з'єднувати за допомогою мультиплексора 5 резистори 15/1,...,15/N до входів диференційного підсилювача 9. Якщо до відповідної пари клем 10 та 11 не підключений шлейф сигналізації, або у колі цього шлейфу має місце обрив, тоді колекторний струм відповідного транзистора 14 буде відсутнім. За рахунок базового стуму на відповідному 46819 8 першому резисторі 15 незначне падіння напруги, але її величина буде значно менше граничного значення яке відповідає стану «ОБРИВ». У черговому режимі роботи струм у колі шлейфу сигналізації складається із суми струмів споживання усіх підключених до нього сповішувачів та струму через кінцевий резистор шлейфу сигналізації. Для задоволення вимог нормативних документів, що до організації шлейфів сигналізації, таких як серія європейських стандартів EN 54, або російський ГОСТ Р 53325, струм через кінцевий резистор повинен перевищувати граничне значення струму обриву, зафіксованого у енергонезалежній пам'яті приладу, яке, у свою чергу повинно перевищувати сумарний струм споживання максимальної кількості сповіщувачів, що дозволяється підключити до однієї зони. За звичай струм споживання сучасних пожежних сповіщувачів не перевищує 0,1мА. Максимальна кількість неадресних сповіщувачів, яка підключається до однієї зони, відповідно до EN 54, становить 32 шт. Таким чином, струм у черговому режимі роботи для зони з активними сповіщувачами може мати значення (4-8) мА, в залежності від кількості сповіщувачів підключених до цієї зони. А граничне значення струму обриву може складати (3-4) мА. У стані «ПОЖЕЖА» струм у колі шлейфу сигналізації може збільшуватись на (5-15) мА. Таким чином, фізичне обмеження стуму транзисторами 14/1,...,14/N при короткому замкнені між відповідною парою клем 10 та 11 може починатися зі значення більше 20 мА. Якщо при максимальному струмі падіння напруги на першому резисторі 15 становить не більше (10-15) % від напруги на третьому виході блока живлення, то можливо вважати, що живлення сповіщувачів у черговому режимі буде від стабільної напруги, тому що сумарне падіння напруги на транзисторі 14 та першому резисторі 15 буде незначним. Другий та третій резистори 16 та 17 утворюють дільник напруги, що відтворює потенціал на базі транзистора 14, необхідний для його відкриття з відповідним обмеженням струму у колекторному колі цього транзистора 14. Четвертий резистор 18 виконує захисну функцію для мультиплексора 5. Опір цього резистора 18 , разом з опором відкритого каналу мультиплексора 5 може бути зарахований при виборі коефіцієнту підсилення диференційного підсилювача 9. Диференційний підсилювач 9 забезпечує відтворення на аналоговому вході мікроконтролера 1 у діапазоні дозволених напруг всіх змін стуму, що відбуваються у всіх зонах. Мікроконтролер 1 аналізує стан струму у зонах і якщо ці зміни набувають критичних значень змінює стан індикації на вузлі 2 вводу-виводу інформації, а також при необхідності стан на відповідних парах клем 12 та 13 для підключення оповіщувачів. Відновлення початкового стану чергового режиму роботи приладу можливо після відновлення стану зон у черговий режим, та виконання оператором операції скидання стану з вузла 2 вводувиводу інформації на відповідному рівні доступу, як це означає нормативними вимогами. За рахунок диференційного підсилювача та другого вузла узгодження сигналів з їх зв'язками з 9 46819 іншими елементами приладу забезпечується поліпшена завадостійкість приладу. Така схема дозволяє застосування заземлення одного з проводів шлейфу пожежної сигналізації кожної зони та організації шлейфів сигналізації як постійно струмових петель у діапазоні значень близько (4-20) мА. Застосування екранованих шлейфів сигналізації, коли екран шлейфу та один з його провідників заземлені з боку приладу приймальноконтрольного пожежного дозволяє (див. Г. Отт Комп’ютерна верстка О. Рябко 10 «Методы подавления шумов и помех в электронных системах» М. Мир, 1979г., с.56) значно поліпшити завадостійкість системи пожежної сигналізації. Крім того, на сповіщувачі, які підключаються до відповідних зон у черговому режимі роботи подається стабільна напруга, яка практично не залежить від кількості сповіщувачів у границях значень дозволених нормативним документом ДСТУ ЕN 54-2:2003. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Fire reception-control device

Автори англійською

Bakanov Volodymyr Viktorovych, Semeniuk Oleh Dmytrovych, Mysevych Ihor Zakharovych

Назва патенту російською

Прибор приемно-контрольный пожарный

Автори російською

Баканов Владимир Викторович, Семенюк Олег Дмитриевич, Мисевич Игорь Захарович

МПК / Мітки

МПК: G08B 25/00

Мітки: приймально-контрольний, пожежний, прилад

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/5-46819-prilad-prijjmalno-kontrolnijj-pozhezhnijj.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Прилад приймально-контрольний пожежний</a>

Подібні патенти