Table of Contents
Automatisoitu palontorjuntajärjestelmät ovat kriittinen puolustuslinja teollisissa, kaupallisissa ja asuintiloissa. Niiden luotettava toiminta riippuu täsmällisestä, luotettavasta ohjauslogiikasta, joka toteutetaan ohjelmoitavien logiikkaohjaajien (PLC) avulla. Tikaslogiikka, graafinen ohjelmointikieli mallitetaan relepohjaisten sähkökaavioiden jälkeen, on edelleen suosituin valinta tällaisille turvallisuuskriittisille sovelluksille, koska se on selkeä, helppokäyttöinen ja suorakartoitus fyysisiin johtoihin. Tehokkaiden tikkaiden logiikkaohjelmien luominen palontorjuntaan edellyttää syvää ymmärrystä sekä ohjelmointiperusteista että turvallisuusteknisistä periaatteista. Tämä artikkeli tarjoaa arvovaltaisen oppaan, jolla suunnitellaan, ohjelmoidaan, testataan ja ylläpidetään tikkaiden logiikkaa automaattisia palontorjuntajärjestelmiä varten, varmistetaan nopea ja tarkka reagointi tulipaloihin samalla kun minimoidaan vääriä hälytyksiä.
Tikkaiden perusasiat Logiikka
Tikas logiikka on graafinen esitys ohjauspiirien, käyttäen symboleja tuloihin (kosketukset) ja lähtöihin (kelat) kytketty vaaka-asentoon kahden pystysuoran tehokaiteen välillä. Jokainen soitto muodostaa loogisen tilan, joka määrittää, onko lähtö kelan on energised. PLC skannaa ohjelman peräkkäin, päivittämällä lähdöt perustuu tulosta tilassa. Mastering peruskomponentit on välttämätöntä ennen kuin torjua palontorjuntajärjestelmä.
Yhteystiedot ja kelat
Koskettimet edustavat fyysisiä syötteitä, kuten anturit, kytkimet tai painonappi. Ne voivat olla normaalisti auki (NO) tai normaalisti suljettuja (NC). Tikkaiden logiikassa normaalisti avoin kosketus kulkee virtaa, kun vastaava syöte on totta (aktiivinen), kun taas normaalisti suljettu kosketus kulkee virtaa, kun syöte on väärä (inaktiivinen). Kelat edustavat lähtölaitteita, kuten hälytyksiä, solenoidia tai toimilaiteventtiilejä. Kun juoksu on loogisesti totta, kela on energisoitu.
Avainsymboleja ovat:
- ] .........................................................................................................................................................................................................................................................
- .........................................................................................................................................................................................................................................................
- .........................................................................................................................................................................................................................................................
- .........................................................................................................................................................................................................................................................
- .........................................................................................................................................................................................................................................................
Peruslogiikkatoiminnot
Tikas logiikka toteuttaa Boolean algebra. Sarja yhteystiedot luoda JA toiminto: molemmat on totta. Rinnakkaiset kontaktit luoda OR toiminto: vähintään yksi on totta. Yhdistämällä nämä mahdollistavat monimutkaisen päätös puita. Palonesto, sensori syötteet (savu, lämpö, liekki) yhdistetään ajastimet, laskurit, ja vertailuohjeet tuottaa luotettavia havaitseminen ja aktivointi sekvenssejä.
Palonestojärjestelmän komponentit
Tyypillinen automaattinen palontorjuntajärjestelmä sisältää anturilaitteet, PLC:n ja aktivointimekanismit. Niiden vuorovaikutuksen ymmärtäminen on ohjelmoinnin kannalta ratkaisevan tärkeää.
- Anturit[: savunilmaisimet (ionisaatio- tai valosähkö), lämpöilmaisimet (kiinteä lämpötila tai nousunopeus), liekinilmaisimet (ultravioletti- tai infrapuna-anturit) ja käsin vedettävät keskukset.
- PLC[: Tikkaiden logiikkaohjelman suorittava ohjain. Sen on oltava riittävän suuri syöte/tuotos (I/O) ja sen on oltava ympäristön kannalta mitoitettu (esim. lämpötila, kosteus).
- Toimilaitteet[: vesi- tai kaasupurkausventtiilit, palopumppujen käynnistimet, ääni-/näköhälyttimet ja hätäsammutusreleet.
- Interface[: Ihmisen ja koneen välinen liitäntä (HMI) seurantaan ja manuaaliseen ohjaukseen, usein integroituna rakennuksen hallintajärjestelmään.
Jokaisen komponentin käyttäytymisen on heijastuttava tarkasti tikkaiden logiikkaan käyttämällä asianmukaista osoitetta ja skaalautumista.
Tikkaiden logiikkaohjelman suunnittelu
Järjestelmällinen suunnittelutapa varmistaa, että ohjelma täyttää turvallisuusstandardit (esim. NFPA 72, NFPA 2001) ja toiminnalliset vaatimukset. Prosessiin kuuluu syötteiden, tuotoksen, havaitsemislogiikan, aktivointisekvenssien ja vikavarmojen tilojen määrittely.
Anturien syötteet ja signaalin hoito
Raaka-anturisignaalit voivat olla digitaalisia (on/off) tai analogisia (esim. lämpötila-arvo). Digitaaliset syötteet on kytketty suoraan PLC-tulomoduuleihin. Analogiset syötteet vaativat muuntamista konekonsertteihin (esim. asteet Fahrenheit) käyttäen skaalausohjeita. Luotettavuutta varten käytetään yleensä suljettuja yhteystietoja kriittisiin syötteisiin, kuten valvontasignaaliin, jotta johdotusvika laukaisee hälytyksen (virheturvallinen).
Esimerkki: Paloilmaisimen hälytyskontakti (NO) on kytketty PLC-tuloon. Kun savu havaitaan, kosketus sulkeutuu ja tikkaiden logiikka näkee todellisen syötön.
Logiikka detektiota ja todentamista varten
Jotta voidaan estää virheelliset aktivoinnit yhdestä viallisesta tunnistimesta, on toteutettava äänestysjärjestelmä. Yhteisiin kokoonpanoihin kuuluvat:
- JA logiikka (cross-zone) : Kahden sensorin (esim. savu ja lämpö) on molempien osoitettava tulipalo aikaikkunassa ennen aktivointia.
- OR ajastimen kanssa [: Yksikin sensori laukaisee esihälytyslaitteen, mutta vaimennus aktivoituu vain, jos toinen sensori vahvistaa sen minuutissa.
- Kaksi ulos kolmesta (2o3) : Korkean luotettavuusjärjestelmän osalta vähintään kahden kolmesta sensorista on sovittava.
Tikas logiikka AND-kokoonpano: Rung 1: Smoke A AND Heat B → Aseta hälytys käyttöön. Rung 2: Hälytys Ota käyttöön → Käynnistä hälytyslähtö.
Ajastimia (TON ... Ajastin on Deallow) käytetään anturien syötteiden poistoon ja aikaikkunoiden luomiseen.
Aktivointisarjat
Kun palo on varmistettu, sammutustoimien on oltava ennalta määritellyn järjestyksen mukaisia.
- Aktivoi ääni- ja näköhälyttimet matkustajien varoittamiseksi.
- Käynnistäkää ennen tyhjentämistä tapahtuvat viiveet (esim. 30 sekuntia) evakuoinnin mahdollistamiseksi.
- Sammuta LVI-pellit tai pakotuulettimet vaimentimen eristämiseksi.
- "Päästönestoaine" (vesi sprinklereistä, FM-200, Novec 1230 jne.)
- Tarkkaile purkausten jälkeisiä olosuhteita; jos tulipalo jatkuu, aktivoi varmuuskopiojärjestelmät.
Jokainen askelma vaatii oman soitonsa sopivilla ajastimilla, liittimillä ja manuaalisilla ohitustuloilla.
Näytetikkulogiikkaohjelma
Nyt esitämme yksityiskohtaisen tikaslogiikan, jossa käytetään yksinkertaistettua palontorjuntajärjestelmää, jossa käytetään kahta savuilmaisinta (Smoke1, Smoke2), yhtä lämpöilmaisinta (Heat), hälytystehoa, sprinkleriventtiiliä ja kaasunpoistoventtiiliä. Logiikka toteuttaa alueiden välisen havaitsemisen ja ajoitetun julkaisujakson.
Rung 1 ... .................................................................................................................................................................................................................................................
Rung 2 ...hälytys- ja esipurkausajastin:[[ [
] Selitys: Kun hälytys Enable on totta ja esipurkausajastin (PreDelay Timer) ei ole valmis, hälytyslähtö aktivoituu. Ajastin alkaa ja laskee 30 sekunniseen.
Rung 3 ... Sprinklerin aktivointi:[[
[
].] Selitys: 30 sekunnin viiveen jälkeen (DN = valmis), sprinklerin venttiili avautuu, ellei manuaalinen ohitus tai järjestelmän kytkeminen pois päältä ole aktiivinen.
Rung 4 ... Kaasun vapautuminen (jos tulipalo jatkuu sprinklereiden jälkeen):[[
[[
].] Selitys: Jos sprinkleri on aktiivinen ja lämpöilmaisin pysyy toiminnassa 60 sekunnin kuluttua (toisella ajastimella), kaasupurkaussoneliitti on viritetty.
Tämä esimerkki kuvaa, miten salpaaminen, ajastimet ja lukitteet yhdistetään. Tuotantojärjestelmissä lisäruuvit kahva nollataan, manuaalinen vetoasemat, ja viestintä seurantakeskusten.
Turvallisuusnäkökohdat
Palontorjuntaohjelmoinnin tulee priorisoida turvallisuus ennen kaikkea. Seuraavat periaatteet ohjaavat vankkaa tikkaiden logiikkaa.
- ]Haita-turvallinen suunnittelu[: Käytä yleensä suljettuja kontakteja kriittisiin turvaantujiin. Esimerkiksi anturin tehon menetystä on tulkittava vikana, joka aiheuttaa hälytyksen.
- Manuaaliset ohituslaitteet[: Tarjoa fyysisiä ja ohjelmistopohjaisia ohituslaitteita, joilla voidaan poistaa automaattinen esto kunnossapidon tai väärien hälytysten aikana. Ohituskytkimet on merkittävä selvästi ja ne on toteutettava tarkoituksellisesti.
- Lukot[: Varmista, että esto on pois päältä, kun havaintopiirit ovat testaustilassa tai kun henkilökunta on suojatulla alueella (esim. työsulku/tagout).
- Punaisohjaimet[: Korkeariskisissä olosuhteissa käytetään kaksitoimisia ohjauslaitteita, joissa on kuuma valmiustila tai joissa on äänestys, jotta vältetään yksittäiset vikakohdat.
- Standardien noudattaminen[: Seuraa NFPA 72:ta (kansallinen palohälytyskoodi), NFPA 2001:a (puhtaan Agentin palosammutusjärjestelmät) ja paikallisia rakennuskoodeja.
Testaus ja validointi
Ennen käyttöönottoa on tehtävä tiukka testaus simuloiduissa olosuhteissa. Käytä PLC:n sisäänrakennettua simulointitilaa tai offline-emulaattoria todentamaan logiikkaa.
- Yksisensorin aktivointi ei saisi aiheuttaa täydellistä vaimennusta, jos se on tarpeen.
- Useiden anturien aktivointi ... Varmista oikea sekvenssi ja ajastimet.
- Anturien vika (avoin tai oikosulku) ... ... ..........................................................................................................................................................................................................................................
- Manuaalinen ohitus ... ...
- Virranhukka ja käynnistää ... Varmista, että tila palautuu.
Dokumentoi kaikki testitulokset ja pidä ne osana järjestelmän hyväksyntäpakettia. Suorita myös integrointitestaus todellisilla laitteistoilla, tarkista johdot, toimilaitteen vasteajat ja yhteydenpito rakennuksen hälytysjärjestelmään.
Huolto ja dokumentointi
Tikaslogiikkaohjelmat vaativat jatkuvaa huoltoa. Koska laitosasettelut muuttuvat tai uusia sensoreita lisätään, ohjelma tulee päivittää vastaavasti. Säilytä versiohistoria ja vaihda lokia. Tallenna varmuuskopioita tikkaiden logiikasta versio-ohjauksessa. Dokumentoi ohjelma:
- Täydellinen I/O-kartta, joka yhdistää kunkin anturin ja toimilaitteen PLC-osoitteeseen.
- -Selvittäen.
- Käsikäyttöisen toiminnan vakiomenettelyt.
- Järjestelmän kuvaus, jossa kuvataan havaitsemisen ja aktivoinnin filosofia.
Määräaikaistestin (esim. neljännesvuosittain) pitäisi varmistaa, että logiikka täyttää edelleen sen suunnittelutavoitteet. Päivitä ohjelma, jos vikatiloja havaitaan tai jos standardeja tarkistetaan.
Lisätietoja PLC:n parhaista toimintatavoista on PLCdev-yhteisön ja NFPA-ohjelmassa. Yksityiskohtaisia tikkaiden logiikka-opetusohjelmia varten ks. [AutomationDirectin tukikirjallisuus.
Päätelmä
Tikkaiden logiikkaohjelmien luominen automaattisia palontorjuntajärjestelmiä varten on tehtävä, jossa yhdistyvät sähkötekniikka, turvallisuustekniikka ja ohjelmistologiikka. Ymmärtämällä tikkaiden logiikan perusteet, järjestelmällisesti suunnittelemalla havaitsemista ja aktivointia, valvomalla turvalukkoja ja testaamalla tarkasti ohjelmaa, insinöörit voivat toimittaa järjestelmiä, jotka suojaavat ihmishenkiä ja omaisuutta. Noudata aina sovellettavia koodeja ja neuvottele sertifioitujen palontorjunta-alan ammattilaisten kanssa. Huolellisella suunnittelulla ja huollolla PLC-pohjainen palontorjuntajärjestelmä tarjoaa vuosien luotettavan ja automaattisen suojan.