Контроль состояния клапанов озк

Контроль состояния клапанов озк

Содержание

С 1 мая 2009 года в России введены новые нормативные требования к приводам противопожарных клапанов систем вентиляции и противодымной защиты!

Часть 2 ст. 138 «Технического регламента о требованиях пожарной безопасности» запрещает применение в системах вентиляции и кондиционирования противопожарных нормально открытых (ранее называемых огнезадерживающими) клапанов с пружинным приводом и тепловым замком (плавкой вставкой), так как такой привод не может управляться дистанционно и тепловой замок в составе привода является основным термочувствительным элементом, а не дублирующим, как того требует регламент.

Согласно СП 7.13130 исполнительные механизмы (приводы) противопожарных нормально закрытых (в том числе дымовых) клапанов приточно-вытяжных систем противодымной вентиляции ( должны сохранять заданное положение заслонки клапана при отключении электропитания привода. Отличительной особенностью указанных систем, включающих несколько клапанов с адресным управлением, является наличие двух заданных положений заслонки – «открыта» (например, на этаже пожара) и «закрыта» (на других этажах), которые должен обеспечить привод при любых вариантах отключения напряжения цепи питания, в том числе и аварийных.

Данное требование фактически запрещает применение электромеханических приводов с возвратной пружиной на противопожарных
нормально закрытых и дымовых клапанах, так как при снятии с них напряжения обеспечивается только одно заданное положение заслонки – «открыта». Указанному требованию удовлетворяют противопожарные нормально закрытые (в том числе дымовые) клапаны с электромагнитным приводом или реверсивным электроприводом, управляющим сигналом на срабатывание которых
является подача напряжения на привод. Эти приводы обеспечивают заданные положения заслонки «открыта» и «закрыта» при отключении электропитания.

ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ЗАКОН « ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕГЛАМЕНТ О ТРЕБОВАНИЯХ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ »

Раздел VI . Требования пожарной безопасности к продукции общего назначения

Глава 31. Требование пожарной безопасности к строительный конструкциям и инженерному оборудованию зданий, сооружений и строений

Читайте также:  Лучшие тепловые насосы воздух вода

Статья 138. Требования пожарной безопасности к конструкциям и оборудованию вентиляционных систем, систем кондиционирования и противодымной защиты.

Управлять противопожарными клапанами можно несколькими способами.

1. Используем шкаф управления и контроля клапанов;

2. Управление клапанами — из шкафа, а контроль — шлейфами пожарных приборов;

3. Управление и контроль клапанов специализированными модулями пожарной системы.

Рассмотрим подробнее эти способы.

Введение.

Термины.

ОЗК — огнезадерживающий клапан.

КДУ — клапан дымоудаления.

КПВ -клапан подпора воздуха.

АПС — автоматическая пожарная сигнализация.

Реверсивный — привод клапана имеет два входа: для движения в направление открытия или закрытия требуется подача питания на соответствующий вход.

С возвратной пружиной — клапан открыт при наличии питания и закрывается под действием пружины при снятии питания.

Какие бывают противопожарные клапана.

По назначению: огнезадерживающие, дымоудаления, подпора воздуха и двойного действия.

По способу действия: с возвратной пружиной и реверсивные.

По алгоритму работы: закрываются при пожаре, открываются при пожаре, закрываются при пожаре и открываются после запуска пожаротушения для удаление огнетушащего вещества.

Применяемые клапана.

ОЗК, обычно, с возвратной пружиной — закрываются при пожаре.

КДУ и КПВ должны быть реверсивными.

Клапана двойного действия — это ОЗК, которые реверсивные. Не имеет смысла применять реверсивные приводы для ОЗК, которые не подразумевается использовать в качестве клапанов двойного действия.

Особенности, которые надо учитывать.

1. Для КДУ и КПВ мы должны контролировать целостность линий управления.

2. Для всех клапанов мы должны контролировать положение заслонки.

3. Запуск достаточно мощного вентилятора необходимо осуществлять только если открыт хотя бы один клапан соответствующей вентиляционной системы.

Были случаи вываливания клапана подпора воздуха, когда вентилятор включился при закрытом клапане, или складывания вентиляционного короба, когда включение вентилятора дымоудаления произошло при закрытых всех клапанах.

4. Существует требование наличия кнопки для местного опробования клапана:

СП 60.13330.2012 п. 12.4 "Дымовые и противопожарные клапаны, дымовые люки, фонари, фрамуги и окна, а также противодымные экраны с опускающимися полотнами, предназначенные для противодымной защиты, должны иметь автоматическое, дистанционное и ручное (в местах установки) управление".

5. Контроль целостности линии подачи сигнала управления из АПС в шкаф управления.

Способы управления и контроля противопожарных клапанов.

1. Используем шкаф управления и контроля клапанов.

В шкафах используется релейная логика. Это древний, самый дорогой и самый надежный способ. Шкафы управления противопожарными клапанами работают как часы до сих пор.

Главная особенность — к каждому клапану от шкафа необходимо тянуть 5-ти или 6-ти проводной силовой кабель, что недешевое удовольствие.

Бывают как отдельные шкафы управления клапанами, так и шкафы управления, в которых совмещены управление клапанами и вентилятором одной вентсистемы.

Совмещенные шкафы с релейной логикой.

Совмещение имеет смысл и возможно, когда все параметры объекта заранее известны и можно не ошибиться с выбором заказного шкафа, что бывает очень редко. На совмещенный шкаф подается один сигнал, по которому и открываются/закрываются клапана и запускается/останавливается вентилятор.

Если система дымоудаления или подпора воздуха мощная, то имеет смысл использовать именно совмещенный шкаф с целью надежного контроля запуска двигателя только с открытым клапаном — иначе цена ущерба от смятого воздуховода может превысить экономию на шкафу.

С совмещенного шкафа выдается совокупные сигналы: "Все клапана закрыты", "Все клапана открыты", "Вентилятор запущен", "Авария(не готов)". Обычно в таком совмещенном шкафу присутствует логика, которая не позволяет запускаться вентилятору, если не открыт клапан. Если клапанов несколько, то логика разрешения запуска работает по схеме "И" или "ИЛИ".

Вот пример шкафа, частично имеющим нужный функционал: ВЕЗА ШСАУ.

Одна из моделей — "ВЕЗА ШСАУ ВПД-4П1-3К2":

ВПД означает, что шкаф подпора воздуха, 4П1 — что один вентилятор 4кВт, 3К2 — три клапана с 2-мя каналами управления (реверсивных).

Схемы соединений шкафа из паспорта:

Из схем видно, что шкаф работает по схеме "И" — должны открыться все клапана, чтобы вентилятор запустился.

Можно встретить и более примитивные шкафы управления вентилятором и клапанами, которые лишь формально можно такими назвать:

Часто можно видеть, когда клапана подключаются через дополнительные контакты пускателя двигателя или даже к одному из фазных проводников двигателя, если это клапана ОЗК.

Шкаф специально для клапанов.

Может быть отдельный шкаф для управления клапанами без функции управления вентилятором.

Это будет шкаф, подобный рассмотренному выше. Такой способ управления клапанами больше подходит для клапанов ОЗК.

Должно быть два совокупных выхода: "все клапана открыты" и "все клапана закрыты" — это разные выхода и не являются инверсными вариантами одного и того же выхода.

Выход "все клапана открыты" используется для разрешения запуска вентилятора соответствующих вентсистем. Выход "все клапана закрыты" — для диспетчеризации в противопожарной системе.

Полнофункциональный шкаф.

Блок релейной логики BU-SHU-DU, отвечает за получение команд от системы ППУ (прибора пожарного управления) и УДП (устройства дистанционного управления), а также за диспечеризацию шкафа.

Блок релейной логики BKL, отвечает за определение неисправности подключенного электродвигателя.

Блок релейной логики BU-K, отвечает за управление одним дымовым клапаном.

Например, для увеличения числа управляемых клапанов необходимо добавить нужное количество блоков BU-K.

Проблемы управления клапанами со шкафов.

Контроль и диспетчеризация. Недостатки шкафа ВЕЗА ШСАУ ВПД-4П1-3К2 в том, что нет контроля целостности линий и нет совокупного выходного сигнала о том, что все клапана закрыты. Все это требует дополнительных элементов шкафа, что ведет к усложнению схемы и удорожанию. Контроля целостности линий управления клапанами не видел ни у одного шкафа с релейной логикой. Другое дело — шкаф из блоков.

Дистанционное и ручное (в местах установки) управление. С небольшой натяжкой можно считать, что у шкафа ВЕЗА ШСАУ ВПД-4П1-3К2 есть способ это осуществить при помощи клемм для подключения пульта дистанционного управления ПДУ.

Сигналы состояния клапанов. Самая большая проблема такого способа вообще — необходимость привести сигнал состояния заслонки клапана. Это сигналы силовой логики, поэтому нужны силовые кабеля.

Например, в приведенном выше шкафу, в следствии того что общим для управления клапана есть 0, а общим для контроля клапана есть фаза, то к каждому клапану необходимо протянуть кабель с 6-ю проводниками. Огнестойкий силовой кабель с 6-ю проводами — это дорогой кабель В схеме для подсоединения клапана вообще предусмотрено 7 клемм, хотя две из них можно объединить. Альтернативные схемы шкафов требуют проводки 5-ти проводного кабеля.

Даже если управление клапанов может осуществляться одним кабелем (идущим от шкафа по всем клапанам), а клапана подключаться в цепь параллельно — все равно сигналы состояния должны быть индивидуально собраны от каждого клапана.

2. Управление клапанами — из шкафа, а контроль — шлейфами пожарных приборов.

Это мой любимый способ управления ОЗК. В нем совмещены простота реализации, надежность работы и минимизация стоимости.

Ведь при пожаре ОЗК должны просто обесточиваться, как и простые вентсистемы.

Под "шкафом управления клапанами ОЗК" может пониматься просто реле, пускатель или расцепитель на DIN-рейке в любом другом шкафу или боксе.

Сигналы управления клапанами подаются из шкафов управления вентиляцией или дополнительных релейных модулей пожарной сигнализации. Это может быть дополнительный контакт пускателя вентилятора или контакт реле шкафа управления вентилятором.

Можно организовать схему управления клапанами вообще независимой от шкафов управления вентиляторами: вентиляция в своем разделе проекта, а клапана в разделе проекта АПС.

Для управления клапаном можно применить релейный модуль расширения, включенный в состав системы АПС, или реле, управляемое сигналом из АПС.

Для всех клапанов на объекте может быть один управляемый выход, к которому и подключаются все клапана, как осветительные приборы к выключателями.

Контроль состояния клапанов будет осуществляться адресными метками, установленными возле клапанов, или шлейфами любого пожарного прибора, хоть "Сигнал20".

Если прибор не предусматривает тип шлейфа "Технологический" можно использовать "Охранный шлейф".

Отображение состояния — средствами системы пожарной сигнализации, например — те ми же индикаторами состояния шлейфа "Сигнал20".

3. Управление и контроль клапанов специализированными модулями пожарной системы.

С появлением требования чтобы КДУ и КПВ были реверсивными и контролировалась целостность цепей управления, применение способов управления с только релейной логикой стало проблематичным.

Проблема может решаться, включением в цепи управления устройства контроля линий связи и пуска (силовое) УКЛСиП (С):

На практике, правда, ни разу не видел подобное и самому в голову не пришло запроектировать.

Но если мы размещаем УКЛСиП (С) в шкафу, то в момент нажатия кнопки ручного опробования возникнет сигнал аварии линии. Можно конечно увеличить время интегрирования в параметрах шлейфа — надо будет попробовать.

Распространенным решением стало появление в линейке продуктов производителей систем АПС специализированных модулей управления клапанами. Самыми популярными являются модули адресных систем Болид и Рубеж — МДУ-1 и С2000-СП4:

Есть много альтернативных экзотических решений у других производителей адресных систем пожарной сигнализации, заслуживающих отдельного обзора:

БР-4 (ПСК-Модуль), ИСМ-220 (Сигма), МАКС-У (Юнитроник), ВЭРС-АСД(У) (ВЭРС), Z-027 (Z-Line), МС322 (Плазма-Т), БУОК (Форинд), БР-1+ (Кластер Автоматики), БУКП-4 (Гольфстрим-Автоматика), БУЭП (ТДС Прибор), КУПТ-06 (Миртен), IMP3 (Лиора), Карат БР4 (Сибирский арсенал), БР-1М (Сис ПБ), ИСМ220 ИСП4(Рубикон), МС322 (Плазма-Т), МАКС-УРП (Юнитроник).

Надо будет изучить все эти модели подробнее, хотя всегда оказывается на практике все не так, как предполагал.

При использовании модулей управления клапанами необходимо развести по объекту два кабеля, соединяющие все модули: адресную линию связи и сетевой кабель питания.

Такое решение призвано значительно удешевить и упростить систему противодымной защиты.

Проблемы управления клапанами с использованием модулей.

На первый план выходят пусконаладочные работы. Система оказывается должна быть проще в монтаже и дешевле (что не факт), но непременно будет сложнее в настройке.

Оказалось, что подружить приводы клапанов и модули управления нелегко. У дешевых приводов (а для ОЗК будут установлены именно дешевые приводы) что-то не так с сопротивлением обмотки. Необходимо подбирать дополнительные сопротивления и конденсаторы в силовую цепь управления приводами, чтобы модуль управления все время не ругался на обрыв или КЗ линии управления.

Производитель С2000-СП4 предлагает такие решения:

Но в итоге на объектах можно увидеть такую картину:

Резистор нагревается до температуры плавления пластика.

Более того, оказалось что клапаны бывают "вырубленные топором", что не позволяет корректно настроить работу концевых датчиков хода. Если шлейф, при невозможности настройки, можно обмануть, то модуль ругается и глючит.

Поэтому сам стараюсь избегать модулей управления клапанами для огнезадерживающих клапанов. А вот с дымоудалением и подпором воздуха ничего не поделаешь — тут только модули. Если конечно на объекте не запроектированы шкафы с релейной логикой.

Компания: ООО «СПб-Автоматика»

Город: Санкт-Петербург

Используемая продукция ОВЕН:

Задача автоматизации

Перед компанией ООО «СПб-Автоматика» была поставлена задача создать щиты автоматики для системы автоматического управления противодымной вентиляцией (АПДВ) для пятиэтажного административно-бытового комплекса цеха Термообработки Обуховского завода.

Система АПДВ создается с целью обеспечения высокой степени готовности системы противодымной защиты к срабатыванию по заданному алгоритму при возникновении пожара, а также позволяет выполнять дистанционное управление оборудованием из помещения диспетчерской.

Для реализации алгоритма управления в АПДВ предусматриваются функции автоматического управления огнезадерживающими клапанами, клапанами дымоудаления, клапанами подпора, вентилятором дымоудаления.

Работоспособность системы определяется выполнением следующих автоматизированных функций:

  • непрерывный контроль состояния технологического оборудования системы;
  • самодиагностика технических средств системы АПДВ;
  • возможность индивидуального опробования оборудования.

Система АПДВ реализует следующий алгоритм управления оборудованием противодымной защиты:

  • при появлении общего сигнала «Пожар» закрываются все огнезадерживающие клапаны и накладывается блокировка на их открытие;
  • при поступлении сигнала о пожаре в зоне дымоудаления (соответствующий этаж) производится открытие клапанов дымоудаления и подпора и накладывается блокировка на их закрытие; по истечении времени, требуемого для открытия клапанов, производится запуск вентилятора дымоудаления, накладывается блокировка на его отключение;

Сигналы на запуск системы могут поступить:

  • от системы автоматической пожарной сигнализации;
  • от пусковых элементов дистанционного включения, расположенных у эвакуационных выходов;
  • от пульта диспетчерской службы (рабочего места оператора).

В случае срабатывания системы АПДВ посылается дополнительный сигнал в систему общеобменной вентиляции для ее отключения (щиты 1ЩУВ-1, 1ЩУВ-2).

Реализация проекта и выбор средств автоматизации

Система включает в себя следующие щиты автоматики:

1ЩУВД – щит управления вентилятором дымоудаления. содержит центральный контроллер управления. Реализован на базе промышленного логического контроллера Segnetics SMH 2Gi. Предназначен для автоматического (дистанционного) включения вентилятора ВД1, удаляющего продукты горения и термического разложения с этажа, на котором произошел пожар. В автоматическом режиме – по сигналу от системы пожарной сигнализации. Дистанционно – от пусковых элементов дистанционного включения ПЭДВ. Щит также управляют клапанами КДУ (клапан дымоудаления) и КПД (клапан подпора) с электромеханическим приводом. Передает управляющие сигналы на щиты 1ЩОК-1, 1ЩОК-2, 1ЩОК-4 для управления клапанами ОЗК, проверки их состояния и состояния связи между щитами (рис. 1 – щит 1ЩУВД).

1ЩОК-1, 1ЩОК-2, 1ЩОК-4 – щиты автоматического управления клапанами ОЗК (огнезадерживающий клапан). Реализованы на базе модулей удаленного ввода-вывода информации ОВЕН МВ110-16Д, ОВЕН МУ110-16Р. Предназначены для автоматического управления клапанами ОЗК. А также для сбора информации о состоянии клапанов, состоянии системы АПС (пожарная сигнализация), состояния связи со щитом 1ЩУВД (рис. 2 – щиты 1ЩОК-1, 1ЩОК-2, 1ЩОК-4).

Связь щитов 1ЩУВД, 1ЩОК-1, 1ЩОК-2, 1ЩОК-4 представлена на структурной схеме (рис. 3).

Для совместной работы оборудования ОВЕН и Segnetics был создан алгоритм, зашитый в память контроллера Segnetics SMH 2Gi щита 1ЩУВД.

Все модули ОВЕН в щитах 1ЩОК-1, 1ЩОК-2, 1ЩОК-4 (общее количество модулей: ОВЕН МВ110-16Д – 5 шт., ОВЕН МУ110-16Р – 3 шт.) были запрограммированы на постоянный обмен данными по протоколу Modbus RTU (RS-485). Это обеспечило постоянный мониторинг состояния клапанов ОЗК, состояния системы АПС, состояния связи с модулями и с общей системой диспетчеризации здания. На рис. 4 представлены экраны контроллера, состояние модулей ОВЕН и подключенного к ним оборудования

На рисунке 4 изображены 3 экрана контроллера:

  1. Визуализация клапанов ОЗК (закрашенный кружок, состояние ОЗК «закрыт») при наличии сигнала «Пожар» на 2 этаже здания. Состояние клапанов выводится за счет информации, полученной с модулей ОВЕН МВ110-16Д, управление клапанами осуществляется с помощью модулей ОВЕН МУ110-16Р. Модули расположены в этажных щитах ЩОК.
  2. Подробное состояние клапанов ОЗК. Формируется за счет информации, полученной с модулей ОВЕН МВ110-16Д.
  3. Журнал событий хранит аварийные состояния системы, например, потерю связи с одним из модулей ОВЕН, в данном случае модуль МУ110-16Р (А1) в щите ЩОК-1.1.

Система прошла все необходимые тестирования и проверки, была введена в эксплуатацию и подключена к общей системой диспетчеризации здания, это позволяет выполнять дистанционное управление оборудованием из помещения диспетчерской. На рис. 5 – система диспетчеризации АПДВ.

Полученная автоматическая система в полном объеме обеспечивает выполнение требований к автоматизации системы противодымной вентиляции, а также имеет возможность модификации и расширения за счет подключения к щиту 1ЩУВД новых щитов ЩОК на базе модулей ОВЕН МВ110-16Д, ОВЕН МУ110-16Р.

Результат автоматизации

В результате необходимо отметить, что данная система АПДВ является недорогой и надежной и может применяться для различных типов зданий с разной этажностью (за счет изменения количества щитов ЩОК). При необходимости функционал системы легко наращивается и изменяется. Использование контроллеров отечественного производства позволяет внедрять подобные системы на объектах закрытого типа.

Оценить статью
Добавить комментарий