автоматизированная система управления противопожарной защитой

Формула изобретения

1. Автоматизированная система управления противопожарной защитой, содержащая пожарные извещатели, соединенные с преобразователем сигналов, датчики параметров окружающей среды, датчики метеорологических параметров, датчики параметров технологического оборудования, датчики параметров технологического процесса, датчики параметров технического состояния установок пожаротушения, подключенные через преобразователи сигналов к соответствующим входам вычислительного устройства, блок определения ложных срабатываний, выход которого подключен к пульту оператора, логический блок, блок управления, устройства сигнализации, подключенные через блок групповой тревожной сигнализации к первому выходу логического блока, устройства аварийного оповещания и управления эвакуацией, подключенные через блок аварийного оповещения к второму выходу логического блока, устройства пуска средств локализации аварийных выбросов, подключенные к первому выходу блока управления, устройства пуска установок пожаротушения, подключенные ко второму выходу блока управления, устройства пуска средств охлаждения и тепловой защиты, подключенные к третьему выходу блока управления, устройства аварийного отключения и переключения аппаратов и коммутации, подключенные к четвертому выходу блока управления, при этом первый выход вычислительного устройства подключен к первому входу логического блока, второй - к первому входу блока управления, третий подключен к пульту оператора, четвертый - к входу блока автоматического регулирования параметров технологического процесса и технологического оборудования, а пятый подключен к входу блока автоматического включения средств резервирования установок пожаротушения и предупредительной сигнализации, первый выход преобразователя сигналов от пожарных извещателей подключен к логическому блоку, второй - к блоку определения ложных срабатываний, а третий - к блоку управления, пятый выход блока управления подключен к входу блока определения ложных срабатываний, выход логического блока подключен к входу пульта оператора, отличающаяся тем, что дополнительно содержит датчики контроля местонахождения персонала и блокировки дверей, подключенные через преобразователь сигналов к вычислительному устройству, устройства блокировки дверей, подключенные к шестому выходу вычислительного устройства, блок контроля действий персонала и блок контроля качества тушения пожара, подключенные к пульту оператора, причем вторые выходы преобразователей сигналов от датчиков параметров технологического оборудования, датчиков параметров технологического процесса и датчиков контроля местонахождения персонала и блокировки дверей подключены к соответствующим входам блока контроля действий персонала, второй выход преобразователя сигналов от пожарных извещателей подключен к первому входу блока контроля качества тушения пожара, к второму входу которого подключен второй выход преобразователя сигналов от датчиков параметров технического состояния установок пожаротушения, к третьему - выход блока контроля действий персонала, к четвертому - пульт оператора, к пятому - выход преобразователя сигналов от датчиков параметров окружающей среды, первый выход блока контроля качества тушения пожара подключен к вычислительному устройству, второй выход блока контроля качества тушения пожара - к пульту оператора.

2. Автоматизированная система управления противопожарной защитой по п.1, отличающаяся тем, что вычислительное устройство состоит из блока приема сигналов, блока расчета критерия безопасности, блока анализа аварийной ситуации и блока прогнозирования развития аварийной ситуации.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к противопожарной технике, в частности к системам пожарной безопасности, предназначенным для предупреждения возможности возникновения пожаров и взрывов и для обеспечения качественного пожаротушения в случае возникновения аварийной ситуации. Изобретение может быть, использовано в промышленности, особенно на предприятиях с потенциально взрывопожароопасными непрерывными технологическими процессами, например, в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической промышленности.

Известна система пожарной безопасности [Авторское свидетельство СССР N 797706, МКИ A 62 C 37/10, 1979], содержащая соединенные с преобразователями сигналов пожарные извещатели, датчики параметров окружающей среды, датчики параметров технологического оборудования, датчики параметров технологического процесса, блок определения ложных срабатываний, логический блок, блок управления, вычислительное устройство, блок групповой тревожной сигнализации, пульт оператора, устройства сигнализации, устройства пуска установок пожаротушения, устройства аварийного отключения и переключения аппаратов и коммутации, блок автоматического регулирования параметров технологического процесса и технологического оборудования.

Получению требуемого технического результата препятствуют ограниченные функциональные возможности вышеописанной системы, которые не способны устранить все возможные опасные факторы, возникающие на современных предприятиях.

Наиболее близкой к заявляемому изобретению является известная автоматизированная система управления противопожарной защитой [Патент СССР N 1788902, МКИ A 62 C 37/10, 1993], содержащая пожарные извещатели, соединенные с преобразователем сигналов, датчики параметров окружающей среды, датчики метеорологических параметров, датчики параметров технологического оборудования, датчики параметров технологического процесса, датчики параметров технического состояния установок пожаротушения, подключенные через преобразователи сигналов к соответствующим входам вычислительного устройства, блок определения ложных срабатываний, выход которого подключен к пульту оператора, логический блок, блок управления, устройства сигнализации, подключенные через блок групповой тревожной сигнализации к первому выходу логического блока, устройства аварийного оповещения и управления эвакуацией, подключенные через блок аварийного оповещения к второму выходу логического блока, устройства пуска средств локализации аварийных выбросов, подключенные к первому выходу блока управления, устройства пуска установок пожаротушения, подключенные ко второму выходу блока управления, устройства пуска средств охлаждения и тепловой защиты, подключенные к третьему выходу блока управления, устройства аварийного отключения и переключения аппаратов и коммутации, подключенные к четвертому выходу блока управления, при этом первый выход вычислительного устройства подключен к первому входу логического блока, второй - к первому входу блока управления, третий подключен к пульту оператора, четвертый - к входу блока автоматического регулирования параметров технологического процесса и технологического оборудования, а пятый подключен к входу блока автоматического включения средств резервирования установок пожаротушения и предупредительной сигнализации, первый выход преобразователя сигналов от пожарных извещателей подключен к логическому блоку, второй - к блоку определения ложных срабатываний, а третий - к блоку управления, пятый выход блока управления подключен к входу блока определения ложных срабатываний, выход логического блока подключен к входу пульта оператора.

Получению требуемого технического результата препятствуют ограниченные функциональные возможности вышеописанной системы, которые не способны обеспечить максимальную безопасность персонала при возникновении аварийной ситуации, а также оперативно производить контроль качества тушения пожара.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является обеспечение максимальной безопасности персонала и обеспечение принятия эффективных мер при ликвидации аварийной ситуации за счет оперативного отражения контроля качества тушения пожара.

Технический результат при осуществлении заявляемого изобретения выражается в расширении функциональных возможностей системы.

Для достижения вышеуказанного технического результата автоматизированную систему управления противопожарной защитой, содержащую пожарные извещатели, соединенные с преобразователем сигналов, датчики параметров окружающей среды, датчики метеорологических параметров, датчики параметров технологического оборудования, датчики параметров технологического процесса, датчики параметров технического состояния установок пожаротушения, подключенные через преобразователи сигналов к соответствующим входам вычислительного устройства, блок определения ложных срабатываний, выход которого подключен к пульту оператора, логический блок, блок управления, устройства сигнализации, подключенные через блок групповой тревожной сигнализации к первому выходу логического блока, устройства аварийного оповещения и управления эвакуацией, подключенные через блок аварийного оповещения к второму выходу логического блока, устройства пуска средств локализации аварийных выбросов, подключенные к первому выходу блока управления, устройства пуска установок пожаротушения, подключенные ко второму выходу блока управления, устройства пуска средств охлаждения и тепловой защиты, подключенные к третьему выходу блока управления, устройства аварийного отключения и переключения аппаратов и коммутации, подключенные к четвертому выходу блока управления, при этом первый выход вычислительного устройства подключен к первому входу логического блока, второй - к первому входу блока управления, третий подключен к пульту оператора, четвертый - к входу блока автоматического регулирования параметров технологического процесса и технологического оборудования, а пятый подключен к входу блока автоматического включения средств резервирования установок пожаротушения и предупредительной сигнализации, первый выход преобразователя сигналов от пожарных извещателей подключен к логическому блоку, второй - к блоку определения ложных срабатываний, а третий - к блоку управления, пятый выход блока управления подключен к входу блока определения ложных срабатываний, выход логического блока подключен к входу пульта оператора, дополняют датчиками контроля местонахождения персонала и блокировки дверей, подключен- ными через преобразователь сигналов к вычислительному устройству, устройствами блокировки дверей, подключенными к шестому выходу вычислительного устройства, блоком контроля действий персонала и блоком контроля качества тушения пожара, подключенными к пульту оператора, причем вторые выходы преобразователей сигналов от датчиков параметров технологического оборудования, датчиков параметров технологического процесса и датчиков контроля местонахождения персонала и блокировки дверей подключают к соответствующим входам блока контроля действий персонала, второй выход преобразователя сигналов от пожарных извещателей подключают к первому входу блока контроля качества тушения пожара, к второму входу которого подключают второй выход преобразователя сигналов от датчиков параметров технического состояния установок пожаротушения, к третьему - выход блока контроля действий персонала, к четвертому - пульт оператора, к пятому - выход преобразователя сигналов от датчиков параметров окружающей среды, первый выход блока контроля качества тушения пожара подключают к вычислительному устройству, второй выход блока контроля качества тушения пожара - к пульту оператора. В частном случае выполнения системы вычислительное устройство может быть выполнено состоящим из блока приема сигналов, блока расчета критерия безопасности, блока анализа аварийной ситуации и блока прогнозирования развития аварийной ситуации.

Введение в систему датчиков контроля нахождения персонала и блокировки дверей и устройств блокировки дверей позволяет точно отслеживать нахождение персонала в момент аварии и производить включение установок пожаротушения с учетом фактора нахождения людей в зоне данных установок, а также производить блокировку дверей во избежании попадания персонала в зону аварии, что в итоге позволяет обеспечить наибольшую безопасность персонала. Введение в систему блока контроля действий персонала и блока контроля качества тушения пожара обеспечивает своевременное отображение оперативной обстановки на пульте оператора, а также позволяет учитывать фактор правильности действий персонала при прогнозировании развития аварийной ситуации, и как следствие, принимать наиболее эффективные меры при ликвидации аварии.

На фиг. 1 изображена блок-схема автоматизированной системы управления противопожарной защитой, на фиг. 2 - блок схема вычислительного устройства.

Автоматизированная система управления противопожарной защитой содержит пожарные извещатели 1, соединенные с преобразователем сигналов 8, датчики параметров окружающей среды 2, датчики метеорологических параметров 3, датчики параметров технологического оборудования 4, датчики параметров технологического процесса 5, датчики параметров технического состояния установок пожаротушения 6, датчики контроля местонахождения персонала и блокировки дверей 7, подключенные через соответствующие преобразователи сигналов 9-14 к соответствующим входам вычислительного устройства 18, блок определения ложных срабатываний 15, выход которого подключен к пульту оператора 21, логический блок 16, блок управления 17, устройства сигнализации 22, подключенные через блок групповой тревожной сигнализации 19 к первому выходу логического блока 16, устройства аварийного оповещения и управления эвакуацией 23, подключенные через блок аварийного оповещения 20 к второму выходу логического блока 16, устройства пуска средств локализации аварийных выбросов 24, подключенные к первому выходу блока управления 17, устройства пуска установок пожаротушения 25, подключенные ко второму выходу блока управления 17, устройства пуска средств охлаждения и тепловой защиты 26, подключенные к третьему выходу блока управления 17, устройства аварийного отключения и переключения аппаратов и коммутации 27, подключенные к четвертому выходу блока управления 17, устройства блокировки дверей 30, подключенные к шестому выходу вычислительного устройства 18, блок контроля действий персонала 31 и блок контроля качества тушения пожара 32, подключенные к пульту оператора. При этом первый выход вычислительного устройства 18 подключен к первому входу логического блока 16, второй - к первому входу блока управления 17, третий подключен к пульту оператора 21, четвертый - к входу блока автоматического регулирования параметров технологического процесса и технологического оборудования 28, а пятый подключен к входу блока автоматического включения средств резервирования установок пожаротушения и предупредительной сигнализации 29, первый выход преобразователя сигналов от пожарных извещателей 8 подключен к логическому блоку 16, второй - к блоку определения ложных срабатываний 15, а третий - к блоку управления 17, пятый выход блока управления 17 подключен к входу блока определения ложных срабатываний 15, выход логического блока 16 подключен к входу пульта оператора 21. Вторые выходы преобразователей сигналов от датчиков параметров технологического оборудования 4-11, датчиков параметров технологического процесса 5-12 и датчиков контроля местонахождения персонала и блокировки дверей 7-14 подключены к соответствующим входам блока контроля действий персонала 31. Второй выход преобразователя сигналов от пожарных извещателей 8 подключен к первому входу блока контроля качества тушения пожара 32, к второму входу которого подключен второй выход преобразователя сигналов от датчиков параметров технического состояния установок пожаротушения 6 - 13, к третьему - выход блока контроля действий персонала, к четвертому - пульт оператора, к пятому - выход преобразователя сигналов от датчиков параметров окружающей среды 2-9, первый выход блока контроля качества тушения пожара 32 подключен к вычислительному устройству 18, второй выход блока контроля качества тушения пожара 32 - к пульту оператора 21.

Вычислительное устройство 18 состоит из блока приема сигналов 33, блока расчета критерия безопасности 34, блока анализа аварийной ситуации 35 и блока прогнозирования развития аварийной ситуации 36.

Система работает следующим образом. Данные о параметрах окружающей среды, метеорологические параметры, данные о параметрах технологического оборудования и параметрах технологического процесса, данных о местонахождении персонала, данные о состоянии установок пожаротушения поступают с датчиков 2-7 через соответствующие преобразователи сигналов 9-14 на вход блока приема сигналов 33 вычислительного устройства 18. В блоке приема сигналов происходит обработка и преобразование сигналов для передачи в блок расчета критерия безопасности 34, где в соответствии с математической моделью, описывающей объект с точки зрения взрывопожаробезопасности, рассчитывается комплексный показатель безопасности, в зависимости от значения которого формируется сигнал, передаваемый на вход блока анализа аварийной ситуации 35. В блоке анализа аварийной ситуации 35 происходит сравнение текущего показателя безопасности с нормативным и с предыдущим значением для определения скорости его изменения. По скорости изменения комплексного показателя безопасности осуществляется прогнозирование времени, по истечении которого при отсутствии внешнего управляющего воздействия этот показатель может достичь предельно-допустимого значения, при котором на объекте возникнет аварийная ситуация. Затем определяются параметры, способствующие повышению скорости приближения комплексного показателя безопасности к предельно-допустимым границам, вырабатываются сигналы на коррекцию этих параметров, которые с выхода блока анализа аварийной ситуации 35 поступают на вход блока автоматического регулирования параметров технологического процесса и технологического оборудования 28, а также на вход блока автоматического включения средств резервирования установок пожаротушения и предупредительной сигнализации 29. Сигналы, пропорциональные ожидаемому времени достижения комплексным показателем безопасности предельно-допустимого значения, с выхода блока 35 поступают на вход пульта оператора 21 для визуальной оценки текущей обстановки на объекте защиты.

При достижении комплексным показателем нормативного предельно-допустимого значения с выхода блока 35 на вход блока управления 17 и на вход логического блока 16 поступают сигналы, идентифицирующие параметры, обуславливающие возникновение взрывопожароопасной ситуации. В процессе анализа данных сигналов блок управления 17 определяет аппараты и коммуникации, которые должны быть частично или полностью отключены или перекрыты для устранения опасности возникновения пожара (взрыва), и вырабатываются сигналы на приведение в действие устройств аварийного отключения и переключения аппаратов и коммуникаций 27.

С другого выхода блока управления 17 поступает сигнал на вход блока определения ложных срабатываний 15, работающего в режиме "И". В логическом блоке 15 происходит определение зоны, в которой возникла взрывопожароопасная ситуация, и вырабатываются сигналы на включение индикации на пульте оператора 21, а также сигналы поступающие на вход блока групповой тревожной сигнализации 19, который включает устройства сигнализации 22 в зоне аварии.

При превышении комплексным показателем безопасности предельно-допустимого значения в блоке анализа аварийной ситуации вырабатываются сигналы, соответствующие режиму аварии. Сигналы данного типа поступают в блок прогнозирования развития аварийной ситуации 36, в котором по программе определяются размеры зон опасных концентраций парогазовых сред и производится расчет перемещения взрывоопасных сред по территории объекта защиты с учетом сигналов, поступающих из блока приема сигналов 33. По методике расчета, реализованной в программируемом блоке 36, производится расчет прогнозов развития аварийной ситуации с учетом таких факторов как параметры окружающей среды, метеорологические параметры, параметры технического оборудования и технологического процесса. Сигналы, отражающие результаты произведенного расчета, поступают в блок анализа аварийной ситуации 34 и на пульт оператора 21. В блоке анализа аварийной ситуации 34 вычислительного устройства 18, поступившие сигналы преобразуются в управляющие сигналы, которые поступают на вход блока управления 17 и вход логического блока 16. По этим сигналам или по команде с пульта оператора 21 блок управления 17 включает устройства пуска средств локализации аварийных выбросов, водяных и парогазовых преград 24. Сигнал о достоверности пуска средств 24 поступает на пульт оператора 21 и включает световую индикацию.

Логический блок 16 определяет вероятные границы взрывоопасной зоны на территории объекта защиты и вырабатывает сигналы на включение световой индикации, высвечивая на пульте оператора 21 зону опасности, и сигналы поступающие на блок аварийного оповещения 20, который включает устройства аварийного оповещения и управления эвакуацией 23, в той зоне, где возникла опасность аварии. Полученные в вычислительном устройстве данные о прогнозах развития аварийной ситуации (размеры взрывоопасного облака, направление, скорость и время его распространения) выводятся на дисплей (или на печатающее устройство) пульта оператора 21 для визуальной оценки обстановки и принятия решения оператором о необходимости эвакуации населения, близлежащих к объекту защиты жилых кварталов и обслуживающего персонала соседних промышленных объектов.

При срабатывании пожарных извещателей 1 сигналы через преобразователь сигналов 8 поступают на вход блока управления 17, вход логического блока 16, вход блока обнаружения ложных срабатываний 15 и блок контроля действий персонала 31. При этом логический блок 16 определяет зону, в которой возник пожар и вырабатывает сигнал на включение индикации для высвечивания на пульте оператора 21 зоны пожара, и сигнал на блок групповой тревожной сигнализации 19, который включает устройства сигнализации 22 на пульте оператора и непосредственно в зоне, где возник пожар.

Блок управления 17 формирует сигнал, воздействующий на устройства пуска установок пожаротушения 25, а на выходе блока обнаружения ложных срабатываний 15 при наличии сигнала от блока управления 17 формируется сигнал, поступающий на пульт оператора 21, и подтверждающий истинность информации, полученной с пожарных извещателей 1. При получении этого сигнала автоматически или по команде с пульта оператора 21 блок управления 17 включает устройства пуска средств охлаждения и тепловой защиты 26 непосредственно в зоне, где возни к пожар. При отсутствии такого сигнала на выходе блока обнаружения ложных срабатываний 15 оператор пульта 21 дает команду блоку управления 17 на отключение установок пожаротушения 25.

Данные о местонахождении персонала и блокировки дверей с датчика 7, данные о параметров технологических процессов с датчиков 5 и данные о состоянии технологического оборудования 4 через соответствующие преобразователи 11, 12, 14 поступают на входы блока контроля действий персонала, который по команде с пульта оператора 21, в соответствии с программой, предусматривающей определения действия персонала при аварии, влияющие на параметры технологического процесса и на состояние техническогоо обслуживания (при аварии, главным образом, используется ручной режим управления оборудованием и процессами), производят сопоставления параметров технологических процессов и состояния технологического оборудования правильному регламенту действий персонала в соответствии с его местонахождением на момент аварии. По результатам такого сопоставления формируется сигнал, передаваемый на вход пульта оператора 21 и на вход блока контроля качества тушения пожара 32.

В блок контроля качества тушения пожара 32 поступают сигналы о состоянии установок пожаротушения с датчиков 6 через преобразователь сигналов 13, данные с пожарных извещателей 1 через преобразователь сигналов 8, данные о правильности действий персонала из блока 31 и данные о состоянии окружающей среды с датчиков 2 через преобразователь сигналов 9. По программе, реализованной в блоке контроля качества тушения пожара 32, производится анализ изменения состояния окружающей среды в районе аварии в зависимости от работы установок пожаротушения, установок защиты и локализации аварийных выбросов, действий персонала, а также других принимаемых мер по локализации аварии. Сигналы, сформированные на основе промежуточного анализа, передаются на пульт оператора 21 и в вычислительное устройство 18 в блок приема сигналов 33. В результате в соответствии с методикой расчета, реализованной в программируемом блоке 36, производится расчет прогнозов развития аварийной ситуации с учетом дополненным такими факторами как правильность действий персонала и уровень качества тушения пожара. Сигналы, отражающие результаты произведенного расчета, поступают в блок анализа аварийной ситуации 34 и на пульт оператора 21.

Предлагаемая система позволяет существенно поднять уровень безопасности объекта защиты и обеспечить принятие правильных решений при ликвидации аварийной ситуации за счет учета правильности действий персонала и оперативного отражения контроля качества тушения пожара.