книги / Пожарная автоматика, управление и связь

Импликанты x1x2, x2 x3 составляют ядро, поэтому не могут

быть исключены.

Исключаем из сокращенной формы импликанту х1х3. 6. Получаем минимальную дизъюнктивную форму

y= x1x2 x2 x3.

7.Для проверки полученного результата проведем минимизациюдругимметодом– сиспользованиемкартКарно(рис. 3.12).

Рис. 3.12. Карта Карно

В данной карте Карно переменные обозначены кодом Грея, когда два соседних числа отличаются содержимым не более одного разряда. При этом таблица хорошо согласуется с таблицей истинности, можнолегконайтинаборысоответствующихпеременных.

Делим таблицу на области с попарно находящимися рядом единицами. Сочетаний может быть сколько угодно, и любая единица может сочетаться с любыми находящимися рядом единицами попарномногократно. Таким образом, областиминимизации могут перекрещиватьсяинакладыватьсячастичнооднанадругую.

ОбластиI соответствуетнабор11* иличленx1x2 = 110 + 111= = 11 (0 + 1) (общими для двух чисел являются первые две единицы, вынесем их за скобку) (по закону алгебры логики 0 + 1 = 1, в результате теряется третья переменная) 11* (умножение на единицу любого числа равно самому числу). Здесь используются законы склеивания и поглощения. Физически это означает,

101

что третья переменная (x3) не участвует в формировании единицы таблицы истинности. Звездочка стоит, напоминая о потерянной переменной, она нужна при сравнении на равенство двух выражений. Аналогично упрощаются другие области.

Области II соответствует набор *01, это член x2 x3 .

Минимальная дизъюнктивная форма представляет собой дизъюнкцию двух конъюнкций, соответствующих двум сочетаниям переменных:

y = x1x2 x2 x3.

Таким образом, минимальные ДНФ, полученные различными методами, совпадают.

8. Построим структурную схему устройства по полученной минимальной ДНФ (рис. 3.13).

Рис. 3.13. Структурная схема устройства после минимизации

Структурная схема содержит всего четыре элемента вместо шести в первоначальной схеме. Значительно сокращено число межэлементных соединений. Однако в схеме использованы три различных элемента НЕ (ДД1), И (ДД2, ДДЗ), ИЛИ (ДД4).

9. Воспользуемся законами де Моргана и синтезируем схему в базисе 2И-НЕ, т.е. перейдем от дизъюнкции к конъюнкции (от базовых логических схем ИЛИ к базовым логическим схемам И или И-НЕ, именно последняя БЛЭ формирует базовую

102

основу для конструирования любого цифрового логического устройства):

y= x1x2 x2 x3 = x1x2 x2 x3 = (x1x2 )(x2 x3 ).

10.Построим структурную схему устройства в базисе

2И-НЕ (рис. 3.14).

Рис. 3.14. Структура цифрового устройства в базисе 2 И-НЕ

Контрольная работа выполнена.

Варианты заданий

103

3.2.5. Задания и методические указания по выполнению лабораторных работ «Имитация работы системы охранно-пожарной сигнализации»

Цель работы – изучение работы системы охранно-пожар- ной сигнализации.

Краткие теоретические сведения

Любая система охранной сигнализации состоит из датчиков (извещателей), которые непосредственно контролируют охраняемую зону, а в случае тревоги выдают электрический сигнал на приемно-контрольный прибор (пульт-концентратор), который, в свою очередь, обрабатывает этот сигнал с помощью встроенных микропроцессоров и определяет все дальнейшие действия (включение сирены или автодозвона и т.п.), а также исполнительных устройств, к которым относятся звуковые или световые оповещатели, блоки индикации, принтеры для распечатки протокола событий и т.п. Обычно все датчики объединяются в зоны. Это когда какой-либо объект или зону объекта контролирует группа датчиков. Различают датчики с ручным включением и датчики, реагирующие на факторы, сопутствующие пожару (дым, тепловое или световое излучение). В зависимости от того, на какой фактор пожара они реагируют, различают тепловые, дымовые извещатели, извещатели пламени, а также пожарные извещатели специального назначения. Воспринимая информацию об изменении каких-либо параметров (к примеру, температуры в охраняемом помещении), извещатели преобразуют ее в электрические сигналы. Пожарные извещатели могут входить в состав охранной сигнализации; в этом случае она называется охранно-пожарной. Приемные устройства пожарной сигнализации служат для приема сигналов о пожаре от пожарных извещателей, индикации номера охраняе-

104

мого объекта, с которого принят сигнал, и звуковой (световой) сигнализации о получении сигнала тревоги для дистанционного включения пожарной автоматики, а также трансляции сигнала тревоги в подразделения пожарной охраны.

Классификация извещателей

Извещатели, применяемые в системах охранных сигнализаций, различаются:

по типу обнаруживаемых тревожных событий

–на движение (инфракрасные активные (фотоэлектрические) и пассивные – радиоволновые линейные и объемные, ультразвуковые);

–на открытие (магнитоконтактные);

–на разбитие стекла (акустические, ударно-контактные);

–на приближение или прикосновение (емкостные);

–на тряску (вибрационные);

–напреступноенападение(тревожныекнопки, педали, проч.);

–наналичиекакого-либовещества(утечкиводы, газа, проч.);

–совмещенные;

–комбинированные;

по способу передачи данных на прибор датчики делятся на проводные или беспроводные (радиоканальные).

Работа пожарных извещателей

Работа всех видов автоматических пожарных извещателей основана на обнаружении тех или иных признаков пожара: дыма, тепла или теплового излучения.

♦Ручные пожарные извещатели срабатывают в результате замыкания электрической цепи при ручном воздействии на кнопку или тумблер.

♦Дымовые пожарные извещатели работают по принципу обнаружения в воздухе дыма, т.е. мельчайших твердых частиц, образующихся при неполном сгорании веществ и материалов. Различаютдвавидадымовыхдатчиков: ионизационныеиоптические.

105

♦Оптические дымовые извещатели могут действовать по принципу контроля рассеяния света либо по принципу контроля проходящего света.

♦Тепловые пожарные извещатели в зависимости от примененного принципа работы содержат в своем составе один или два полупроводниковых термочувствительных элемента

исрабатывают при превышении температурой определенного значения либо при скорости ее нарастания, превышающей определенную величину.

Извещатели пламени могут реагировать на инфракрасную или ультрафиолетовую часть спектра его излучения, датчики, реагирующие на появление лучиков видимой части спектра излучения пламени, применяются достаточно редко. Извещатели пламени реагируют на открытое пламя гораздо быстрее других видов пожарных извещателей, поэтому их применение наиболее целесообразно в тех случаях, когда пламенное горение возникает на начальных стадиях пожара.

Инфракрасные извещатели пламени реагируют на часть светового спектра, наиболее характерную для пламени. Одновременно с улавливанием излучения современные датчики пламени могут производить анализ частоты его мерцания, дабы исключить срабатывание в результате воздействия инфракрасного излучения, испускаемого иными источниками (солнце, отопительные приборы, технологическое оборудование, лампы накаливания и т. д.). Обнаружив совпадение длины волны и частоты мерцания с заданными значениями, извещатель должен выдать сигнал о возникновении пожара.

Ультрафиолетовые извещатели пламени реагируют на ко-

ротковолновый («жесткий») ультрафиолет, присутствующий в спектре излучения пламени. Лучи с такой длиной волны практически полностью задерживаются при прохождении через земную атмосферу, поэтому ультрафиолетовые извещатели пламени не реагируют на обычный дневной свет.

106

Магнитоконтактные извещатели

Предназначены для блокировки дверных и оконных проемов, а также для блокировки других конструктивных элементов зданий и сооружений. Извещатели состоят из магнитоуправляемого датчика на основе геркона и задающего элемента (магнита). Магнитоконтактные извещатели отличаются друг от другу по типу установки (накладные, врезные), материалу, из которого они изготовлены (металл или пластик), а также величине рабочего зазора, при котором извещатель находится в дежурном режиме.

Извещатель охранный точечный магнитоконтактный взрывозащищенный ИО 102-26/В (АЯКС) предназначен для блокировки дверей, ворот, ангаров и других конструктивных элементов зданий и сооружений (выполненных как из стальных, так и неметаллических материалов), открывания или смещения с выдачей сигнала «Тревога» на приемно-контрольные приборы, концентраторы или пульты централизованного наблюдения с входными искробезопасными цепями (рис. 3.15).

Рис. 3.15. Извещатель охранный магнитоконтактный взрывозащищенный

Для подключения извещателя ИО 102-26/В в шлейф сигнализации необходимо использовать устройства, имеющие необходимый уровень взрывозащиты. Извещатель ИО 102-26/В имеет уровень взрывозащиты «особовзрывобезопасный» и предназначен для работы во взрывоопасных зонах помещений и наруж-

107

ных установок. Извещатель ИО 102-26/В конструктивно состоит из датчика магнитоуправляемого на основе геркона и задающего элемента – магнита. Длина выводов датчика – 700 мм кабеля, заключенного в металлорукав. Извещатель ИО 102–26/В выпускается в двух модификациях: исполнение «10» – нормальноразомкнутый и исполнение «20» – переключающий. Характеристики извещателя представлены ниже:

Инфракрасные извещатели пламени

Инфракрасные извещатели пламени используются для обнаружения открытого огня в помещениях или открытых пространствах. Они обнаруживают бездымное возгорание жидкости или газа, а также возгорание материалов, содержащих углерод и образующих сильный дым.

Характерные области применения: большие промышленные складские помещения, ангары для самолетов, химические

108

предприятия, нефтеперерабатывающие заводы, машинные отделения, паромы и товарные поезда-экспрессы, электростанции, типографии, лесохранилища, подземные железнодорожные туннели. DF1101A-Ex является безопасным инфракрасным извещателем пламени для использования в потенциально взрывоопасных зонах 1 и 2, например, в складских помещениях с высокими потолками для хранения легковоспламеняющихся жидкостей, где жидкости могут воспламениться в огнеопасной атмосфере. Когда датчик 1 обнаруживает пламя, два других датчика одновременно измеряют помехи, создаваемые в другом волновом диапазоне. Волновой диапазон представлен в табл. 3.8.

Комбинация из трех датчиков и интеллектуальная обработка сигналов с нечеткими алгоритмами и импульсом обеспечивают высокий уровень достоверности обнаружения пламени и предохраняют от ложных сигналов.

Тепловой пожарный извещатель

Тепловые пожарные извещатели представляют собой максимальные или максимально-дифференциальные извещатели, которые могут идентифицировать пожар не только по температуре окружающего воздуха, но и по скорости возрастания его температуры. В качестве чувствительного элемента тепловой пожарный извещатель использует термистор – резистор, сопротивление которого изменяется в зависимости от температуры. Преимуществом термистора перед другими датчиками темпера-

109

туры является его высокая температурная чувствительность, а также большое сопротивление, что устраняет проблемы, связанные с необходимостью усиления сигнала. На основании сравнения текущей температуры окружающей среды с результатами предыдущих измерений тепловые пожарные извещатели определяют скорость изменения температуры. Когда текущая температура и скорость ее роста превышают установленное по-

роговое значение, приемно-кон- трольный прибор, получающий информацию со всех пожарных извещателей, выдает сигнал пожарной тревоги. Помимо идентификации пожара, эти пожарные извещатели могут работать и в качестве датчика для измерения текущей температуры в помещении. Тепловой пожарный извещатель представленнарис. 3.16.

Дымовой пожарный извещатель

По принципу действия дымовые пожарные извещатели представляют собой точечные пороговые датчики дыма с настраиваемой чувствительностью, функционирование которых основано на оптическом контроле плотности окружающего воздуха. С определенной частотой пожарные извещатели сравнивают с заданным пороговым значением амплитуды импульсов инфракрасного излучения, отраженного от частиц дыма в дымовой камере. Для этого в оптической камере пожарного извещателя под определенным углом устанавливаются инфракрасный светодиод и фотоприемник. В дежурном режиме работы извещателя инфракрасное излучение от светодиода не попадает на фотоприемник. Однако при попадании в оптическую камеру дыма его частицы рассеивают инфракрасное излучение, часть которого достигает фотоприемника. Если поток отраженного от

110