Análisis del parámetro de bucle de un PPCP de dos umbrales.

Los principios operativos de los dispositivos de control y recepción no direccionables y el Las principales opciones de diseño ya se han discutido en la prensa del sector.

El análisis de la inmunidad al ruido se llevó a cabo principalmente utilizando varias soluciones de circuitos. Echemos un vistazo más de cerca a las características eléctricas de los bucles del panel de control de dos umbrales cuando se trabaja con detectores de incendios de varios tipos.

Los requisitos para la coordinación de paneles de control no direccionables con detectores de incendios no direccionables se establecen de forma general en GOST R 53325-2009 “Equipo de extinción de incendios. Equipos automáticos contra incendios. Requisitos técnicos generales.

Métodos de ensayo». La cláusula 4.2.1.1 establece que «los detectores de incendios que interactúan con el panel de control de alarma contra incendios deben garantizar la información y la compatibilidad eléctrica con él».

La cláusula 4.2.1.3 contiene el requisito: “las características eléctricas de los detectores de incendios (voltaje y corrientes del modo de espera y del modo de alarma) deben establecerse en la documentación técnica (TD) para detectores de incendios de tipos específicos y deben corresponder a las características eléctricas. características del circuito de alarma contra incendios del dispositivo de control receptor de incendios* con el que se supone que se utilizan los detectores de incendios.»

La documentación técnica para los paneles de control de acuerdo con la cláusula 7.2.1.5 de GOST R 53325-2009 debe indicar «los rangos de corriente en el circuito de alarma no direccionado, incluida la corriente máxima de suministro de energía para los detectores, en los cuales el panel de control registra todos los tipos proporcionados de notificaciones y el rango de voltajes de suministro «.

Como regla general, la documentación del panel de control proporciona el consumo de corriente máximo permitido de los detectores activos, el nivel de limitación de corriente del circuito en el modo «Fuego» y, con frecuencia, el rango de resistencias del circuito correspondientes a varios modos, pero los valores ​​Las tensiones y corrientes de bucle no suelen estar indicadas, lo que dificulta evaluar la compatibilidad de tipos específicos de detectores y paneles de control.

Además, actualmente, por razones económicas, solo se utilizan los llamados dos umbrales. Se utilizan paneles de control con identificación de la activación del 1er y 2do detector, lo que ha determinado la aparición del problema de emparejar los detectores con el panel de control [ 1].

MÉTODOS PARA EL MONITOREO DEL ESTADO DE LÍNEAS DE FUEGO

En el artículo de V. Bakanov [2] se analizan en detalle varias opciones para construir dispositivos de control y control de incendios desde el punto de vista de garantizar la confiabilidad. En el artículo de A. Pinaev y M. Nikolsky [3], los métodos existentes para monitorear el estado de bucles no direccionados se reducen a dos tipos:
— control de voltaje de bucle;
— control de corriente de bucle.

La estructura simplificada del bucle se puede presentar en forma de una fuente de voltaje UХХ, aproximadamente 12-24 V, una resistencia de medición de corriente RPPKP (Fig. 1), cuyo valor para varios dispositivos puede variar ampliamente, desde cientos de ohmios. a varios kOhms, y un dispositivo de procesamiento de información con umbrales establecidos correspondientes a los límites de los modos de bucle. En este sentido, el PPKP se puede dividir en dispositivos con una salida de bucle de alta resistencia, donde la resistencia de medición de corriente desempeña simultáneamente el papel de una resistencia limitadora de corriente, proporcionando una corriente de cortocircuito del bucle a un nivel de aproximadamente 20 mA, y con una salida de baja resistencia, unos 100 Ohmios, donde se utiliza un circuito adicional para limitar la corriente del bucle. El valor de tensión UХХ corresponde a la tensión del circuito sin carga, es decir en modo inactivo. Para controlar la rotura del bucle, se instala una resistencia terminal RОК, generalmente en el rango de 3,3 a 9,1 kOhm, según el tipo

PPKP. La condición del bucle del panel de control se puede determinar por la corriente del bucle, midiendo el voltaje en la resistencia de medición de corriente. Por alguna razón, la documentación del panel de control generalmente solo indica la resistencia del bucle en varios modos. En el caso general, la resistencia del bucle RШС es proporcional a la relación entre el voltaje del bucle y el voltaje en la resistencia de medición de corriente: RШС = RPPKPUSHS/URPPKP. Y como se suele utilizar una fuente estabilizada, la suma de los voltajes UШС+ URППКП es constante e igual al voltaje UХХ y el modo de bucle está determinado por cualquiera de estos valores.

Fig. 1. El panel de control controla la corriente del circuito mediante el voltaje a través de la resistencia

Consideremos varios ejemplos de circuitos de incendio con diferentes valores de voltaje UХХ, resistencia de medición de corriente RPPKP y resistencia terminal RОК. Determinaremos los umbrales aproximados de corriente y voltaje y, en función de la condición de determinar inequívocamente el modo de bucle de acuerdo con los requisitos de la cláusula 7.2.1.5 de GOST R 53325-2009, estimaremos el consumo de corriente permitido de los detectores activos en modo de espera. .

EJEMPLO nº 1
Tren combinado, es decir. Se encienden los detectores con contactos normalmente abiertos y con contactos normalmente cerrados, y se determina la activación del 1º y 2º detectores de cierre y apertura (Fig. 2). Este tipo de cable tiene un número máximo de modos de 7:
— rotura de cable;
— activación de dos detectores para apertura – “Fuego 2”;
— activación de un detector para abrir — “Fuego 1”;
— modo de espera;
— activación de un detector de cortocircuito — “Incendio 1”;
— activación de dos detectores de cortocircuito — “Fuego 2”;
— cortocircuito del bucle y, en consecuencia, 6 umbrales.

Como características iniciales, estableceremos parámetros típicos: tensión de circuito abierto UХХ igual a 20 V, resistencia de circuito limitadora de corriente RPPKP se tomará de 1 kOhm para garantizar la limitación de corriente de cortocircuito a 20 mA, resistencia de final de línea ROC de 7,5 kOhm ± 5%, la resistencia máxima del cable de bucle RCAB es de 220 ohmios y la resistencia mínima de fuga RUT entre los hilos del cable es de 50 kOhm. Entonces la corriente nominal del bucle en modo de espera será Idezh = UXX/(RPPPK + ROC) = 20 V/(1 + 7,5) kOhm = 2,35 mA. Determinemos la dispersión máxima de los parámetros del bucle, es decir con un valor mínimo de la resistencia terminal RОК — 5%, tendremos en cuenta la resistencia de fuga del bucle de 50 kOhm, y con un valor máximo de RОК + 5%, tendremos en cuenta la resistencia del cable de 220 Ohm. Teniendo en cuenta estos supuestos, la resistencia del circuito puede variar entre 6,24 kOhm y 38,1 kOhm, respectivamente, la corriente de espera puede estar en el rango de 2,2 a 2,76 mA. ¡Por lo tanto, la propagación de la corriente de espera supera los 0,5 mA! En consecuencia, el voltaje del bucle en modo de espera en la salida del panel de control puede estar dentro de 17,24 V317,8 V.

Fig. 2.Bucle combinado con doble disparo para cortocircuito y circuito abierto

Tabla. 1

Los detectores con contactos normalmente abiertos se incluyen en un bucle con resistencias adicionales RDOP = 1,6 kOhm ±5%, detectores con contactos normalmente cerrados – con resistencias de balasto RBAL = 4,7 kOhm ±5% (Fig. 2). Los parámetros de bucle para la resistencia de bucle mínima, nominal y máxima para varios modos se dan en la Tabla 1.

Fig. 3.Modos de bucle combinado

Normalmente, la documentación del panel de control proporciona límites de resistencia de bucle correspondientes a varios modos, pero la consideración de las corrientes y voltajes correspondientes proporciona información adicional, le permite evaluar la inmunidad al ruido y determinar el consumo de corriente máximo permitido de los detectores en modo de espera. Los datos de la Tabla 1 muestran que las zonas de disparo de uno y dos detectores se cruzan; si la resistencia de fuga entre los cables del bucle es de 50 kOhm y cuando se activan dos detectores, la corriente del bucle corresponderá a la corriente nominal cuando se activa un detector. Es decir, ¡el dispositivo no podrá identificar la activación del segundo detector! Además, cabe señalar que incluso las corrientes y tensiones nominales del bucle, excluido el cable, difieren ligeramente cuando se activan los detectores para abrirlos. Cuando se activa el primer detector, la corriente del circuito disminuye en 0,83 mA, y cuando se activa el segundo detector, en solo 0,4 mA.

Ahora determinaremos el consumo de corriente permitido de los detectores en modo de espera. Alexander Zaitsev propuso introducir un término que defina claramente el problema emergente: «corriente de bucle». De hecho, de acuerdo con los requisitos de GOST R 53325-2009 cláusula 7.2.1.1, “PPKP debe proporcionar… monitoreo automático de la integridad de las líneas de comunicación con dispositivos externos (IP y otros medios técnicos), señalización luminosa y sonora de un Funcionamiento defectuoso.» En general, una ruptura de bucle se identifica por una disminución en la corriente del bucle cuando se apaga la resistencia de final de línea. En este caso, es necesario tener en cuenta el consumo de corriente de los detectores de incendios y la resistencia a las fugas entre los cables del bucle. ¿Qué consumo actual de detectores es deseable proporcionar? Si se protegen hasta 10 habitaciones con un bucle, con 3 detectores por habitación, con una corriente de espera del detector de aproximadamente 0,1 mA, es necesario proporcionar una corriente de 3 mA. Sin embargo, de acuerdo con los datos de la Tabla 1, si se produce una ruptura del bucle al final del bucle y el valor actual es de 2-3 mA, el panel de control permanecerá en modo de espera y no detectará una falla. Si al romperse el bucle, aproximadamente la mitad de los detectores se apagan y la parte restante de los detectores consume aproximadamente 1,5 mA, el dispositivo generará una señal de “Fuego 1”, ya que este valor de la corriente del bucle corresponde a la activación de un detector de apertura (Fig. 3). En consecuencia, si una interrupción en el circuito detecta una corriente del detector de aproximadamente 1,2 mA, el dispositivo emitirá una señal de «Fuego 2». ¿Cuál es la “corriente de ruptura” en el caso que nos ocupa? Naturalmente, debe ser menor que la corriente del circuito correspondiente a la formación de la señal «Fuego 2» cuando se activan dos detectores con contactos normalmente cerrados. Con base en los datos dados en la Tabla 1, podemos determinar la “corriente de bucle” a la que se generará la señal de “Fallo”, menos de 1 mA, y teniendo en cuenta la corriente de fuga del bucle, que puede alcanzar 0,4 mA, la máxima El consumo de corriente permitido de los detectores debe reducirse a aproximadamente 0,5 mA.

Pero si hay detectores de circuito abierto en el circuito, en nuestro caso, conectar detectores con un consumo de corriente de 0,5 mA también es inaceptable. La corriente nominal del circuito en el modo “Fuego 2”, correspondiente al funcionamiento de dos detectores con contactos normalmente cerrados, igual a 1,12 mA, aumentará a 1,62 mA, que corresponde al modo “Fuego 1”. Es decir, el dispositivo, en principio, no permite la inclusión simultánea en el circuito de detectores normalmente cerrados y detectores que consumen corriente.

EJEMPLO No. 2
Para eliminar las deficiencias obvias del circuito dado en el ejemplo 1, en la práctica, el panel de control utiliza dos o tres tipos de circuito: un circuito con solo detectores normalmente cerrados (Fig. 4) y un circuito con solo detectores normalmente abiertos (Fig. 5) con la detección de la activación de dos detectores, a veces todavía se permite un bucle combinado con diferentes tipos de detectores, pero con la detección de la activación de un solo detector y con una corriente mínima de detectores en modo de espera. En este caso, para un circuito con detectores activos, con los mismos parámetros iniciales del panel de control, la “corriente de corte” no debe caer en el área reservada para la corriente de espera, y teniendo en cuenta la corriente de fuga, el consumo máximo de corriente. El número de detectores activos podría aumentarse a aproximadamente 1, 5 mA. Sin embargo, el límite entre los modos “Fuego 1” y “Fuego 2” es solo 1 mA, y para que se genere la señal “Fuego 1” y no “Fuego 2” cuando se activa un detector, la corriente del los detectores deben ser, en consecuencia, inferiores a 1 mA

Fig. 4.Bucle con detectores normalmente cerrados

Fig. 5.Bucle con detectores normalmente abiertos

En un circuito combinado, generalmente se selecciona aproximadamente el doble del valor de la resistencia del lastre, por ejemplo, Rbal = 10 kOhm, y la resistencia adicional es la mitad, en consecuencia, aumenta el delta entre la corriente del modo de espera y el modo «Fuego»; Sin embargo, cuando se activa un detector normalmente cerrado (Tabla 2), la «corriente de corte» sigue siendo la misma que en el ejemplo 1, por lo tanto, la corriente de los detectores activos también debe ser inferior a 0,5 mA.

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Tabla 2

Tabla. 3

A veces se recomienda compensar el consumo actual de detectores activos aumentando el consumo final resistencia de línea.

Obviamente, en un circuito combinado, cuando la corriente del circuito en el modo “Fuego” desde el detector hasta la apertura es de aproximadamente 1 mA, no se puede hablar de compensación alguna.

En un circuito con detectores de humo, la compensación para aumentar la corriente de una gran cantidad de detectores reduciendo la corriente de la resistencia terminal le permite «alcanzar» los umbrales del modo de espera y los modos «Fuego 1», «Fuego 2″, pero si en este caso el » “Corriente de corte” excede, el dispositivo no detectará una interrupción del bucle.

EJEMPLO No. 3
Cambiemos los parámetros del bucle; para aumentar la corriente de espera, aumentaremos el voltaje máximo del bucle UXX a 26 V, configuraremos la resistencia de final de línea a 3,9 kOhm ± 5% y tomaremos la resistencia limitadora de corriente. del bucle RPPKP a 1,2 kOhm.

Al mismo tiempo, la corriente nominal del bucle en modo de espera aumentará a 5,1 mA. La corriente de cortocircuito del bucle será inferior a 22 mA, lo que permite conectar detectores sin resistencias limitadoras de corriente.

Para generar señales “Fuego 1, 2”, incluimos detectores con contactos normalmente abiertos en un bucle con resistencias adicionales de 2,7 kOhm ± 5%, detectores con contactos normalmente cerrados con resistencias de balasto de 2,2 kOhm ± 5%.

Dejaremos la resistencia máxima del cable del bucle y la resistencia mínima de fuga igual que en los dos primeros ejemplos RCAB = 220 Ohm, RUT = 50 kOhm. Los resultados del cálculo se muestran en la Tabla 3.

Reduciendo el valor de la resistencia terminal aproximadamente 2 veces se obtuvo una influencia significativamente menor en el valor de la resistencia del bucle de conexión en paralelo de la resistencia a fugas del cable, pero, en consecuencia, la influencia de la resistencia del cable conectado en serie aumentó.

Determinemos la “corriente de bucle” para este caso

.La corriente mínima en espera es 4,71 mA, lo que parece sugerir un mayor consumo de corriente de los detectores en comparación con los ejemplos discutidos anteriormente, pero aquí aparece otra limitación. La corriente máxima en espera sin tener en cuenta el consumo de corriente de los detectores activos puede alcanzar los 5,59 mA, y la corriente mínima del bucle cuando se activa el primer detector es 6,91 mA.

Por lo tanto, para evitar señales falsas de “Fuego 1” en modo de espera, la corriente máxima de los detectores debe ser inferior a 1 mA. Por otro lado, cabe señalar aquí que la corriente máxima de bucle en el modo “Fuego 1” es de 9,73 mA, y la corriente mínima de bucle en el modo “Fuego 2” es de 8,8 mA (Tabla 3), es decir en este ejemplo, es posible generar una señal falsa de «Fuego 2» cuando se activa un detector, o cuando se activa el segundo detector, el dispositivo puede permanecer en el modo «Fuego 1».

El Las áreas de los modos «Fuego 1» y «Fuego 2» se cruzan, lo que no le permite seleccionar umbrales correctamente incluso en ausencia de detectores que consuman corriente.

Para un circuito con detectores normalmente cerrados, el Las áreas de los modos “Fuego 1” y “Fuego 2”, aunque no se cruzan, sus límites prácticamente coinciden.

Además, al evaluar la estabilidad del funcionamiento del dispositivo, también se debe tener en cuenta la inestabilidad de los parámetros del dispositivo, la variación de la temperatura de los umbrales, la variación durante el proceso de envejecimiento, etc.

Es obvio que la complejidad del La construcción de dispositivos de dos umbrales determinó el desarrollo de PPCP con umbrales adaptativos, lo que permite tener en cuenta los parámetros iniciales de cada bucle hasta cierto punto.

Sin embargo, las posibilidades de autocompensación son limitadas y no todo se puede compensar, por ejemplo, la dispersión en los valores de las resistencias RDOP y RBAL para cada detector, la resistencia del cable y la resistencia a fugas del cable se distribuyen en la naturaleza y su influencia depende. dependiendo de la ubicación del detector en el bucle.

En el mejor de los casos, es posible garantizar los parámetros nominales del bucle.

En conclusión, debería Cabe señalar una vez más que la documentación del panel de control generalmente proporciona solo rangos de resistencia de bucle para varios modos, a pesar de que en la cláusula 7.2.1.5 GOST R 53325-2009 establece que “PPKP debe tener los siguientes indicadores de propósito, los valores numéricos ​​de los cuales se dan en la documentación técnica (TD) para el PRCP de un tipo específico:
– rangos de corriente en el bucle de alarma no direccionado, incluida la corriente de suministro máxima de los detectores, en la que el panel de control registra todos los tipos de notificaciones proporcionadas”.

La falta de información en la documentación sobre los modos FACP en función de la corriente del circuito no permite determinar correctamente la corriente permitida de los detectores en modo de espera y evaluar la compatibilidad del dispositivo con detectores de incendios de varios tipos, especialmente con detectores de humo. con una característica corriente-voltaje no lineal, pero este es un tema para un artículo separado.

En la práctica, para verificar la provisión de «corriente de bucle», podemos recomendar una método simple: apague el último detector de incendios, en cuya base está instalada una resistencia de final de línea, y verifique la formación de la señal «Fallo» en el panel de control.

Si la señal de “Fallo” está ausente o se genera la señal de “Incendio”, significa que la corriente de espera de los detectores excede la “corriente de bucle”.

En este caso es necesario apagar los detectores uno por uno hasta que aparezca la señal de “Avería”.

Después de esto, desconecte varios detectores más para garantizar la reserva tecnológica y conecte las bases de los detectores retirados a un bucle adicional o a bucles adicionales si el número de detectores retirados es mayor. que el número de detectores restantes.

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