Прилад приймально-контрольний пожежний

Реферат: UA 77584 U UA 77584 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі пожежної сигналізації і може бути використана у системах пожежної сигналізації для аналізу стану пожежних оповіщувачів, обробки та надання інформації у прийнятному для оператора вигляді, а також для автоматичного передавання сигналів на оповіщувачі та на пульти центрального спостереження. Найбільш близьким до винаходу є вибраний як прототип прилад приймально-контрольний пожежний [патент України на корисну модель № 46864 "Прилад приймально-контрольний пожежний", бюл. № 1, 11.01.2010] такий, що має мікроконтролер, вузол вводу-виводу інформації, вузол вихідних ключів, блок живлення, мультиплексор, керовані вузли обмеження струму для кожної із зон, 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 відповідними клемами для підключення оповіщувачів, перший вивід електроживлення мікроконтролера з'єднаний з першим виходом блока живлення, до другого виходу якого підключений вивід електроживлення вузла вихідних ключів та мультиплексора, аналоговий вихід якого з'єднаний з аналоговим входом мікроконтролера, третя група виходів якого 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 друга група клем для підключення зон з'єднана із загальною шиною блока живлення, четверта група виходів мікроконтролера підключена до входів керування мультиплексором, аналогові входи якого підключені відповідно до перших виводів вимірювальних резисторів та дзеркальних струмових виходів керованих вузлів обмеження струму, перші виводи електроживлення яких 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, керованих вузлів обмеження струму та з другими виводами вимірювальних резисторів, кожний з керованих вузлів обмеження струму виконаний таким чином, що колектор першого транзистора цього вузла підключений до виходу вузла, емітер першого транзистора через перший резистор з'єднаний з першим виводом електроживлення вузла, до якого підключені перші виводи другого та третього резисторів, база першого транзистора з'єднана з базою другого транзистора, першим виводом четвертого резистора, другий вивід третього резистора підключений до емітера другого транзистора, колектор якого з'єднаний з дзеркальним виходом керованого вузла обмеження струму, другий вивід електроживлення якого з'єднаний з емітером третього транзистора, колектор якого підключений до другого виводу четвертого резистора, а база - через п'ятий резистор підключена до входу керування керованим вузлом обмеження струму. База першого транзистора через діод підключена до другого виводу другого резистора. Недоліком такого приладу приймально-контрольного пожежного є те, що у випадку значної сумарної ємності шлейфа пожежної сигналізації не забезпечується швидке скидання оповіщувачів при проведені автоматичної верифікації шлейфа приладом приймальноконтрольним пожежним. В основу корисної моделі поставлено задачу - прискорення розряду сумарної ємності шлейфа пожежної сигналізації за допомогою додаткового транзисторного ключа керованих вузлах обмеження струму. 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, 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 відповідними клемами для підключення оповіщувачів, перший вивід електроживлення мікроконтролера з'єднаний з першим виходом блока живлення, до другого виходу якого підключений вивід електроживлення вузла вихідних ключів та мультиплексора, аналоговий вихід якого з'єднаний з аналоговим входом мікроконтролера, третя група виходів якого 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 охороняються, а друга група клем для підключення зон з'єднана із загальною шиною блока живлення, четверта група виходів мікроконтролера підключена до входів керування мультиплексором, аналогові входи якого підключені відповідно до перших виводів вимірювальних резисторів та дзеркальних струмових виходів керованих вузлів обмеження струму, перші виводи електроживлення яких об'єднані між собою та підключені до 1 UA 77584 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 третього виходу блока живлення, загальна шина якого з'єднана із другими виводами електроживлення мікроконтролера, вузла вихідних ключів, мультиплексора, керованих вузлів обмеження струму та з другими виводами вимірювальних резисторів, кожний з керованих вузлів обмеження струму виконаний таким чином, що колектор першого транзистора цього вузла підключений до виходу вузла, емітер першого транзистора через перший резистор з'єднаний з першим виводом електроживлення вузла, до якого підключені перші виводи другого та третього резисторів, база першого транзистора з'єднана з базою другого транзистора, першим виводом четвертого резистора, другий вивід третього резистора підключений до емітера другого транзистора, колектор якого з'єднаний з дзеркальним виходом керованого вузла обмеження струму, другий вивід електроживлення якого з'єднаний з емітером третього транзистора, колектор якого підключений до другого виводу четвертого резистора, а база через п'ятий резистор підключена до входу керування керованим вузлом обмеження струму, який відрізняється тим, що база першого транзистора з'єднана з другим виводом другого резистора, а колектор третього транзистора через шостий резистор з'єднаний з базою четвертого транзистора, емітер якого з'єднаний з емітером третього транзистора, а колектор - з колектором першого транзистора. В запропонованому приладі приймально-контрольному пожежному за рахунок застосування керованих вузлів обмеження струму з додатковим четвертим транзистором та його зв'язками з іншими елементами приладу забезпечується прискорення розряду сумарної ємності шлейфа пожежної сигналізації. На кресленні представлена блок - схема приладу приймально-контрольного пожежного. Прилад приймально-контрольний пожежний (див. кресл.) 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, першу групу клем 7 для підключення зон, що охороняються, другу групу клем 8 для підключення зон, вимірювальні резистори 9 та групу клем 10 для підключення оповіщувачів. Керовані вузли 6 обмеження струму для кожної із зон складаються з першого транзистора 11, першого, другого та третього резисторів 12, 13, 14, другого транзистора 15, четвертого резистора 16, третього транзистора 17, п'ятого резистора 18, шостого резистора 19 та четвертого транзистора 20. 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 групою клем 10 для підключення оповіщувачів. Перший вивід електроживлення мікроконтролера 1 з'єднаний з першим виходом блока 4 живлення, до другого виходу якого підключений перші виводи електроживлення вузла 3 вихідних ключів та мультиплексора 5. Третя група виходів мікроконтролера 1 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 7 для підключення зон, що охороняється. Перші 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 та керованих вузлів 6 обмеження струму для кожної із зон, а також до другої групи клем 8 для підключення зон. Перші виводи вимірювальних резисторів 9 з'єднані з аналоговими входами мультиплексора 5 та дзеркальними виходами керованих вузлів 6 обмеження струму для кожної із зон. Другі виводи вимірювальних резисторів 9 підключені до загальної шини блока 4 живлення та до другої групи клем 8 для підключення зон. Аналоговий вихід мультиплексора 5 з'єднаний з аналоговим входом мікроконтролера 1, четверта група виходів якого з'єднана з входами керування мультиплексора 5. Кожний з керованих вузлів 6 обмеження струму виконаний на чотирьох транзисторах 11, 15, 17 та 20. Колектор першого транзистора 11 підключений до виходу керованого вузла 6 обмеження струму, емітер першого транзистора 11 через перший резистор 12 з'єднаний з виводом електроживлення керованого вузла 6 обмеження струму, до якого підключені перші виводи другого та третього резисторів 13 та 14. База першого транзистора 11 з'єднана з базою другого транзистора 15, першим виводом четвертого резистора 16 та другим виводом другого резистора 13. Другий вивід третього резистора 14 підключений до емітера другого транзистора 15, колектор якого з'єднаний з дзеркальним виходом керованого вузла 6 обмеження струму. Другий вивід електроживлення керованого вузла 6 обмеження струму з'єднаний з емітером третього транзистора 17, колектор якого підключений до другого виводу четвертого резистора 16, а база через п'ятий резистор 18 підключена до входу керування керованим вузлом 6 обмеження струму. Колектор третього транзистора 17 через шостий резистор 19 з'єднаний з 2 UA 77584 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 базою четвертого транзистора 20, емітер якого з'єднаний з емітером третього транзистора 17, а колектор - з колектором першого транзистора 11. 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 3 вихідних ключів, мультиплексор 5 та на виводи електроживлення керованих вузлів 6 обмеження струму. Мікроконтролер 1 починає виконувати робочу програму відповідно до розробленого алгоритму функціювання приладу та внесеної обслуговуючим персоналом конфігурації приладу приймально-контрольного пожежного відповідно до об'єкта, що охороняється. На початку програми відбувається самотестування приладу. Результати самотестування 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 мікроконтролера 1, 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 - на входи керування вузлами 6 обмеження струму. Відповідні вихідні ключі вузла 3 вихідних ключів, а також транзистори 11, 15, 17 та 20 керованого вузла 6 обмеження струму будуть відкриті, або закриті. Якщо, згідно конфігурації приладу, якісь зони повинні бути відключені, то на відповідних виходах третьої групи виходів мікроконтролера 1 встановлюються низькі потенційні рівні, тому відповідні перші три транзистори 11, 15 та 17 керованого вузла 6 обмеження струму будуть закриті, а четвертий транзистор 20 буде відкритий. У колі шлейфа сигналізації, яке підключене до відповідних клем 7 та 8 не буде струму. Не буде струму і в колі колектора другого транзистора 15. Тому на відповідних резисторах 9 не буде напруги відносно загальної шини блока 4 живлення. На четвертій групі виходів мікроконтролера 1 змінюється стан, який дозволяє почергово з'єднувати за допомогою мультиплексора 5 резистори 9/1,…, 9/N з аналоговим входом мікроконтролера 1. Якщо на відповідних виходах третьої групи виходів мікроконтролера 1 встановлюються високі потенційні рівні, а до відповідної пари клем 7/і та 8/і не підключений шлейф сигналізації, або у колі цього шлейфа має місце обрив, тоді колекторний струм відповідного першого транзистора 11 керованого вузла 6 обмеження струму буде відсутнім. Падіння напруги на першому резисторі 12 буде викликано тільки базовим струмом першого транзистора 11 і воно буде незначним. По цій причині практично буде закритий і другий транзистор 17. У черговому режимі роботи струм у колі шлейфа сигналізації складається із суми струмів споживання усіх підключених до нього оповіщувачів та струму через кінцевий резистор шлейфа сигналізації. Зазвичай струм споживання сучасних пожежних оповіщувачів не перевищує 0,1 мА. Максимальна кількість неадресних оповіщувачів, яка підключається до однієї зони, відповідно до EN 54, становить32 шт. Таким чином, струм у черговому режимі роботи для зони з активними оповіщувачами може мати значення (4-8) мА, в залежності від кількості оповіщувачів підключених до цієї зони. А граничне значення струму обриву може складати (3-4) мА. У стані "ПОЖЕЖА" струм у колі шлейфа сигналізації може збільшуватись на (5-15) мА. Таким чином, фізичне обмеження стуму першим транзистором 11 при короткому замкнені між відповідною парою клем 7 та 8 може починатися зі значення більше 20 мА. Якщо при максимальному струмі падіння напруги на першому резисторі 12 становить не більше (10-15) % від напруги на третьому виході блока живлення, то можливо вважати, що живлення оповіщувачів у черговому режимі буде від стабільної напруги, тому що сумарне падіння напруги на першому транзисторі 11 та першому резисторі 12 буде незначним. Вибір співвідношення резисторів 12 та 14 задає коефіцієнт перетворення колекторних струмів транзисторів 11 та 15. Опір вимірювальних резисторів 9/1,…, 9/N, та діапазон можливих значень напруг на цих резисторах повинен відповідати вимогам технічної документації на мікроконтролер 1 відносно аналогового входу. Другий та четвертий резистори 13 та 16 утворюють дільник напруги, що відтворює потенціал на базах транзисторів 11 та 15, необхідний для їх відкриття з відповідним обмеженням струму у колекторних колах цих транзисторів. П'ятий резистор 18 виконує функцію формування базового струму третього транзистора 17. Другий, четвертий, шостий резистори 13, 16, 19 та база-емітерний перехід четвертого транзистора 20 утворюють дільник напруги, що відтворює потенціал на базах транзисторів 11 та 15, необхідний для їх закриття, та відкриття четвертого транзистора 20, який створює коло розряду сумарної ємності шлейфа пожежної сигналізації. 3 UA 77584 U 5 10 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 клемах 10/1,…, 10/N 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 вводу-виводу інформації на відповідному рівні доступу, як це означено нормативними вимогами. За рахунок застосування керованого вузла 6 обмеження струму з дзеркальним струмовим виходом на чотирьох транзисторах забезпечується швидкий розряд сумарної ємності шлейфа пожежної сигналізації і на цій основі створюється можливість передачі від мікроконтролера 1 кодових сигналів управління на інтелектуальні оповіщувачі, у тому числі й адресні оповіщувачі. Якщо тривалість передачі кодових сигналів не буде перевищувати 0,1 с, а період повторення такої передачі не буде менше 1 с, то зазвичай такі сигнали не будуть заважати нормальній роботі інших оповіщувачів, включених у такий шлейф пожежної сигналізації. 15 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 30 35 40 45 Прилад приймально-контрольний пожежний, який має мікроконтролер, вузол вводу-виводу інформації, вузол вихідних ключів, блок живлення, мультиплексор, керовані вузли обмеження струму для кожної із зон, 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 відповідними клемами для підключення оповіщувачів, перший вивід електроживлення мікроконтролера з'єднаний з першим виходом блока живлення, до другого виходу якого підключений вивід електроживлення вузла вихідних ключів та мультиплексора, аналоговий вихід якого з'єднаний з аналоговим входом мікроконтролера, третя група виходів якого 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 охороняються, а друга група клем для підключення зон з'єднана із загальною шиною блока живлення, четверта група виходів мікроконтролера підключена до входів керування мультиплексором, аналогові входи якого підключені відповідно до перших виводів вимірювальних резисторів та дзеркальних струмових виходів керованих вузлів обмеження струму, перші виводи електроживлення яких 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, керованих вузлів обмеження струму та з другими виводами вимірювальних резисторів, кожний з керованих вузлів обмеження струму виконаний таким чином, що колектор першого транзистора цього вузла підключений до виходу вузла, емітер першого транзистора через перший резистор з'єднаний з першим виводом електроживлення вузла, до якого підключені перші виводи другого та третього резисторів, база першого транзистора з'єднана з базою другого транзистора, першим виводом четвертого резистора, другий вивід третього резистора підключений до емітера другого транзистора, колектор якого з'єднаний з дзеркальним виходом керованого вузла обмеження струму, другий вивід електроживлення якого з'єднаний з емітером третього транзистора, колектор якого підключений до другого виводу четвертого резистора, а база через п'ятий резистор підключена до входу керування керованим вузлом обмеження струму, який відрізняється тим, що база першого транзистора з'єднана з другим виводом другого резистора, а колектор третього транзистора через шостий резистор з'єднаний з базою четвертого транзистора, емітер якого з'єднаний з емітером третього транзистора, а колектор - з колектором першого транзистора. 4 UA 77584 U Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5