Прилад приймально-контрольний пожежний

Реферат: UA 77805 U UA 77805 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 сповіщувачів, обробки та надання інформації у прийнятному для оператора вигляді, а також для автоматичного передавання сигналів на оповіщувачі та на пульти центрального спостереження. Відомий прилад приймально-контрольний [журнал "Радиохобби" № 5, 2008 р., с. 25] містить мікроконтролер, вузол вводу-виводу інформації, вузол вихідних ключів, блок живлення, клеми для підключення зон, що охороняються, клеми для підключення оповіщувачів та вузли обмеження струму для кожної із зон, 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 оповіщувачів, виводи електроживлення мікроконтролера з'єднані з першим виходом блока живлення, до другого виходу якого підключений вивід електроживлення вузла вихідних ключів, п'єзоелектричний випромінювач з'єднаний через підсилювач з виходом мікроконтролера. Живлення підсилювача п'єзоелектричного випромінювача здійснюється від другого виходу блока живлення, а контроль за станом кришки приладу здійснюється за допомогою тамперного контакту. Недоліком відомого приладу приймально-контрольного є те, що живлення внутрішнього звукового п'єзоелектричного сигналізатора здійснюється від нестабілізованої напруги, а тамперний контакт не забезпечує стабільної якості контролю кришки приладу з причини довгих електричних кіл, та необхідності механічних компенсаторів ходу. Найбільш близьким до винаходу є вибраний як прототип прилад приймально-контрольний пожежний [Прилад приймально-контрольний пожежний "Варта 1/832", ТУ 3 Украины 7183.01292, АКПИ.425513.004ПС, http://www.chelmash.com.ua] 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 вузлу 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, п'ятий вихід мікроконтролера з'єднаний через підсилювач з п'єзоелектричним випромінювачем, аналогові входи мультиплексора підключені відповідно до перших виводів вимірювальних резисторів та відповідно до струмових виходів керованих вузлів обмеження струму, а 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, підсилювача та з другими виводами вимірювальних резисторів. Аналогові входи мультиплексора з'єднані з другою групою клем для підключення зон. Живлення підсилювача п'єзоелектричного випромінювача здійснюється від другого виходу блока живлення, а контроль за станом кришки приладу здійснюється за допомогою тамперного контакту. Недоліком такого приладу приймально-контрольного пожежного є те, що живлення внутрішнього звукового п'єзоелектричного сигналізатора здійснюється від нестабілізованої напруги, а тамперний контакт не забезпечує стабільної якості контролю кришки приладу по причині довгих електричних кіл, та необхідності механічних компенсаторів ходу. В основу корисної моделі поставлено задачу - підвищення якості охоронних функцій пожежного приймально-контрольного приладу за рахунок живлення п'єзоелектричного звукового сигналізатора стабільною напругою, від якої живляться вхідні кола шлейфів пожежної сигналізації, а контроль за станом кришки приладу здійснюється за допомогою оптикоелектричної схеми на основі фото- та світлодіодів. 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 1 UA 77805 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 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 вузлу 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, п'ятий вихід мікроконтролера з'єднаний через підсилювач з п'єзоелектричним випромінювачем, аналогові входи мультиплексора підключені відповідно до перших виводів вимірювальних резисторів та відповідно до струмових виходів керованих вузлів обмеження струму, а 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, підсилювача та з другими виводами вимірювальних резисторів який відрізняється тим, що додатково введені вузол випромінювача з світлодіодом та фотодіод з вузлом узгодження, перший вивід живлення вузла випромінювача та вузла узгодження об'єднані між собою та з першим виводом живлення мікроконтролера, логічний вхід якого з'єднаний з виходом вузла узгодження, до входів якого підключений фотодіод, що оптично зв'язаний з світлодіодом, який з'єднаний з виходами вузла випромінювача, вхід якого підключений до шостого виходу мікроконтролера, а перший вивід електроживлення підсилювача підключений до третього виходу блока живлення. В запропонованому приладі приймально-контрольному пожежному за рахунок застосування додаткових елементів: вузол випромінювача з світлодіодом та фотодіод з вузлом узгодження та за рахунок живлення підсилювача стабільною напругою, від якої живляться вхідні кола шлейфів пожежної сигналізації, забезпечується підвищення якості охоронних функцій пожежного приймально-контрольного приладу. На кресленні представлена блок-схема приладу приймально-контрольного пожежного. Прилад приймально-контрольний пожежний (див. креслення) 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. Крім того, прилад містить підсилювач 11, п'єзоелектричний випромінювач 12, вузол 13 випромінювача з світлодіодом 14 та фотодіод 15 з вузлом 16 узгодження. 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 додатковими 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. Підсилювач 11 підключений до виходу мікроконтролера 1, його виходи з'єднані з виводами п'єзоелектричного випромінювача 12. Перший вивід електроживлення підсилювача підключений до перших виводів електроживлення керованих вузлів 6 обмеження струму, а другий - зі загальною шиною блока 4 живлення. Шостий вихід мікроконтролера 1 через випромінювач 13 з'єднаний із світлодіодом 14. При закритій кришці приладу світлодіод 14 оптично зв'язаний з фотодіодом 15 так, що кодований оптичний сигнал, який виробляє світлодіод 14 по командах 2 UA 77805 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 мікроконтролера 1, через вузол 16 узгодження подається на логічний вхід мікроконтролера 1. Перший вивід живлення вузла 13 випромінювача та вузла узгодження 16 об'єднані між собою та з першим виводом живлення мікроконтролера 1. Прилад приймально-контрольний пожежний працює таким чином. Після підключення вхідної напруги до блока 4 живлення на його виходах з'являється відповідні напруги, що надходять на мікроконтролер 1, вузол 3 вихідних ключів, мультиплексора 5, підсилювача 11, вузла 13 випромінювача, вузла 16 узгодження 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'єкту, що охороняється. На початку програми відбувається самотестування приладу. Результати самотестування відтворюються вузлом 2 вводу-виводу інформації. Мікроконтролер 1 також забезпечує формування кодових сигналів на своєму шостому виході та контролює стан сигналів на своєму логічному вході. Якщо на першому рівні доступу буде створена спроба відкрити кришку приладу, то буде порушений оптичний зв'язок між світлодіодом 14 та фотодіодом 15 та перестануть надходити на логічний вхід мікроконтролера 1 відповідні кодовані сигнали. Такий стан приладу відповідає стану охоронної тривоги, коли активними стають відповідні ключі вузла 3 вихідних ключів, а п'єзоелектричний випромінювач 12 відтворює звуковий сигнал тривоги. Характер звукового сигналу - його рівень гучності та частота звучання не залежать від стану основного або резервного джерела живлення блока живлення 4, тому що живлення підсилювача 11 відбувається від стабілізованої напруги, якою живляться шлейфи пожежної сигналізації через керовані вузли 6 обмеження струму. Якщо тестування завершується з позитивними наслідками, стан зон, що охороняється відповідає конфігурації приладу, що зберігається у енергонезалежній пам'яті мікроконтролера 1, а кришка приладу закрита, 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 керовані вузлів 6 обмеження струму будуть відкриті, або закриті. Якщо, згідно з конфігурацією приладу, якісь зони повинні бути відключені, то на відповідних виходах третьої групи виходів мікроконтролера 1 встановлюються низькі потенційні рівні, тому відповідні керовані вузли 6 обмеження струму будуть закриті. У колі шлейфу сигналізації, яке підключене до відповідних клем 7 та 8 не буде струму. 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. У черговому режимі роботи струм у колі шлейфу сигналізації складається із суми струмів споживання усіх підключених до нього сповіщувачів 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 шлейфу пожежної сигналізації повинен перевищувати граничне значення струму обриву, зафіксованого у енергонезалежній пам'яті мікроконтролера 1, яке, у свою чергу повинно перевищувати сумарний струм споживання максимальної кількості сповіщувачів, що дозволяється підключити до однієї зони. Зазвичай струм споживання сучасних пожежних сповіщувачів не перевищує 0,1 мА. 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 струму вузлом 6 при короткому замкнені між відповідною парою клем 7 та 8 може починатися зі значення більше 20 мА. 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 3 UA 77805 U 5 вузла 2 вводу-виводу інформації на відповідному рівні доступу, як це означено нормативними вимогами. За рахунок застосування кодованого оптоелектричного контролю стану кришки приладу та стабілізованої напруги живлення підсилювача 11 забезпечується підвищення якості охоронних функцій пожежного приймально-контрольного приладу. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 20 25 30 35 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 вузлу 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, п'ятий вихід мікроконтролера з'єднаний через підсилювач з п'єзоелектричним випромінювачем, аналогові входи мультиплексора підключені відповідно до перших виводів вимірювальних резисторів та відповідно до струмових виходів керованих вузлів обмеження струму, а 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, підсилювача та з другими виводами вимірювальних резисторів, який відрізняється тим, що додатково введені вузол випромінювача зі світлодіодом та фотодіод з вузлом узгодження, перший вивід живлення вузла випромінювача та вузла узгодження об'єднані між собою та з першим виводом живлення мікроконтролера, логічний вхід якого з'єднаний з виходом вузла узгодження, до входів якого підключений фотодіод, що оптично зв'язаний з світлодіодом, який з'єднаний з виходами вузла випромінювача, вхід якого підключений до шостого виходу мікроконтролера, а перший вивід електроживлення підсилювача підключений до третього виходу блока живлення. 4 UA 77805 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