Интерфейс охранная система



Организация каналов связи СПА

В СПА ИСО «Орион» для организации связи между приборами и устройствами используются:

  • канал интерфейса RS-485,
  • двухпроводная линия связи (ДПЛС),
  • локальная вычислительная сеть (ЛВС),
  • волоконно-оптическая линия связи (ВОЛС).
  • Интерфейс RS-485 — последовательный асинхронный полудуплексный интерфейс, в основе которого лежит принцип дифференциальной (балансной) передачи данных. Для передачи и приёма данных используется одна пара проводов, сопровождаемая общим проводом, объединяющим «0В» приборов;
  • Локальная вычислительная сеть (ЛВС) —компьютерная сеть, покрывающая обычно относительно небольшую территорию или небольшую группу зданий;
  • Ethernet — это протокол канального уровня, используемый подавляющим большинством современных локальных вычислительных сетей;
  • Волоконно-оптическая линия связи (ВОЛС) — волоконно-оптическая система, состоящая из пассивных и активных элементов, предназначенная для передачи информации в оптическом (как правило — ближнем инфракрасном) диапазоне.

По каналу интерфейса RS-485 осуществляется обмен данными между блоками системы «Орион» и пультами «С2000М исп.02» или ППКУП «Сириус», а также связь между несколькими ППКУП «Сириус».

По ДПЛС осуществляется обмен данными между адресными извещателями, расширителями, сигнально-пусковыми блоками и контроллером «С2000-КДЛ», на основе которого строятся адресно-аналоговые системы пожарной сигнализации и противопожарной автоматики. Питание большинства адресных устройств также осуществляется от ДПЛС.

По ЛВС осуществляется обмен данными между ППКУП «Сириус» и компьютером с АРМ «Орион Про». Также ЛВС может использоваться для передачи RS-485 интерфейса между «С2000М исп.02» и блоками системами при помощи преобразователей «С2000-Ethernet».

По ВОЛС осуществляется трансляция сигналов интерфейса RS-485 между блоками системы «Орион» и пультами «С2000М исп.02» или ППКУП «Сириус», а также связь между ППКУП «Сириус».

Прокладка линий связи СПА регламентируется СП6.13130.2021 п.п. 6.2 — 6.8:

«6.2. Электропроводки СПЗ, в том числе линии слаботочных систем, должны выполняться огнестойкими, не распространяющими горение кабелями с медными жилами.

Волоконно-оптические линии связи СПЗ должны выполняться огнестойкими, не распространяющими горение кабелями. Допускается выполнять электропроводки СПЗ шинопроводами с медными и алюминиевыми шинами.

6.3. Электропроводки СПЗ допускается выполнять неогнестойкими кабелями (без индекса «FR») в:

  • безадресных линиях связи с неадресными пожарными извещателями СПС;
  • кольцевых линиях связи при подключении в них изоляторов короткого замыкания;
  • кольцевых волоконно-оптических линиях связи;
  • цепях управления и контроля противопожарными нормально открытыми клапанами (НО), входящими в состав общеобменной вентиляции;
  • цепях питания светильников аварийного освещения со встроенными АИП (например, АКБ) и иными накопителями энергии, обеспечивающими работу светильников на путях эвакуации продолжительностью не менее 1 часа в режиме «Пожар»;
  • линиях, прокладываемых в огнестойких коробах, сохраняющих работоспособность электропроводок СПЗ в условиях пожара в течение времени, необходимого для выполнения их функций;
  • линиях электропитания ППКП и ППУ, имеющих резервный ввод от встроенных АИП (АКБ).

6.4. Работоспособность электропроводок СПЗ в условиях пожара обеспечивается выбором типа исполнения кабелей в соответствии с ГОСТ 31565 (за исключением электропроводок по 6.3 настоящего свода правил) и способом их прокладки.

6.5. Время работоспособности электропроводки в условиях пожара определяется в соответствии с ГОСТ Р 53316.

6.6. Совместная прокладка кабелей и проводов СПЗ с кабелями и проводами иного назначения, а также кабелей питания СПЗ и кабелей линий связи СПЗ в одном коробе, трубе, жгуте, замкнутом канале строительной конструкции не допускается.

В одном сплошном металлическом коробе (лотке) допускается совместно прокладывать экранированные кабели линий связи СПЗ с линиями связи не относящимися к СПЗ и экранированные кабели линий связи СПЗ с экранированными кабелями питания СПЗ при условии их разделения, в указанных случаях, сплошной металлической перегородкой по всей высоте короба (лотка).

6.7. Не допускается использование двух и более пар жил одного кабеля или провода для реализации кольцевой линии связи.

6.8. Не допускается совместная прокладка кольцевых линий связи СПЗ в одном коробе, трубе, жгуте, замкнутом канале строительной конструкции или на одном лотке».

СП 484 вводит дополнительные требования к надежности линий связи: при единичной неисправности линии связи возможен отказ только автоматического или только ручного управления одной зоной противопожарной защиты (пожаротушения, оповещения и т.д.).

Все требования СП 484 в части единичной неисправности линий связи обеспечиваются наличием в пульте «С2000М исп.02» и ППКУП «Сириус» резервированного интерфейса RS-485, который в ИСО «Орион» также поддерживают ряд блоков индикации, некоторые приемно-контрольные блоки, блоки речевого оповещения, шкафы управления трехфазной нагрузкой, а также шкафы для монтажа средств пожарной автоматики «ШПС». Таким образом, для связи между сетевыми контроллерами и блоками системами прокладывается две линии интерфейса RS-485, и при обрыве или КЗ одной из них, вторая остается работоспособной.

Резервированный RS-485 интерфейс представляет собой две идентичных независимых друг от друга линии RS-485 интерфейса.

При этом допускается подключать отдельные блоки, на функционирование которых не накладывает ограничений СП 484, только к одной из линий интерфейса. Рекомендации к линиям связи между сетевыми контроллерами и блоками системы, а также линиям при объединении ППКУП «Сириус» аналогичны.

Ниже будут приведены рекомендации по построению отдельных резервирующих друг друга линий интерфейса.

Интерфейс RS-485 предполагает использование соединения между приборами типа «шина», когда все приборы соединяются по интерфейсу одной парой проводов (линии A и B) без ответвлений. Линия связи должна быть согласована с двух концов оконечными резисторами (см. рис.).

Максимально возможная длина линии RS-485 определяется, в основном, характеристиками кабеля и электромагнитной обстановкой на объекте эксплуатации. При использовании кабеля с диаметром жил 0,5 мм (сечение около 0,2 кв. мм) рекомендуемая длина линии RS-485 — не более 1200 м, при сечении 0,5 кв. мм не более 3000 м. Использование кабеля с сечением жил менее 0,2 кв. мм нежелательно. Рекомендуется использовать кабель типа «витая пара» для уменьшения восприимчивости линии к электромагнитным помехам, а также уменьшения уровня излучаемых помех. При протяжённости линии RS-485 от 100 м использование витой пары обязательно.

Для подключения приборов к резервированному интерфейсу RS-485 необходимо контакты «А» и «В» приборов подключить соответственно к линиям A и B каждого интерфейса.

Для согласования используются резисторы сопротивлением 620 Ом, которые устанавливаются на первом и последнем приборах в линии. Большинство приборов имеет встроенные согласующие сопротивления, которые могут быть включены в линию установкой перемычек («джамперов») на плате прибора. Поскольку в состоянии поставки перемычки установлены, их нужно снять на всех приборах, кроме первого и последнего в линии RS-485. В преобразователях-повторителях «С2000-ПИ» согласующее сопротивление для каждого (изолированного и неизолированного) выхода RS-485 включается переключателями. Пульт «С2000М» и ППКУП «Сириус» могут быть установлены в любом месте линии RS-485. Подключение согласующего сопротивления ППКУП «Сириус» выполняется джамперами аналогично большинству блоков системы. Подключение согласующих сопротивлений для пультов «С2000М исп.02» не требуется.

Если пульт «С2000М исп.02» и приборы питаются от разных источников питания, необходимо объединение цепей «0 В» всех приборов и пульта для выравнивания их потенциалов в каждой из линий RS-485. Аналогичное требование обязательно для всех случаев использования ППКУП «Сириус», имеющего собственный блок питания. Несоблюдение этого требования может привести к неустойчивой связи «С2000М исп.02» или ППКУП «Сириус» с приборами. При использовании кабеля с несколькими витыми парами проводов для цепи выравнивания потенциалов можно использовать свободную пару. Допускается использовать для этой цели экран экранированной витой пары при условии, что экран не заземлен.

На объектах с тяжелой электромагнитной обстановкой для линии RS-485 можно использовать кабель «экранированная витая пара». Максимальная дальность связи при использовании экранированного кабеля может быть меньше из-за более высокой емкости такого кабеля. Экран кабеля нужно заземлять только в одной точке (см. рис. выше).

Рекомендации к линиям связи RS-485 между ППКУП «Сириус» аналогичны.

Для увеличения длины линии связи могут быть использованы повторители-ретрансляторы интерфейса RS-485 с автоматическим переключением направления передачи (см. рис.).

Например, преобразователь-повторитель интерфейсов с гальванической изоляцией «С2000-ПИ» позволяет увеличить длину каждой линии максимум на 1500 м, обеспечивает гальваническую изоляцию между сегментами линии. Каждый изолированный сегмент линии RS-485 должен быть согласован с двух сторон — в начале и конце.

Следует обратить внимание на включение согласующих резисторов в каждом сегменте линии RS-485: они должны быть включены переключателями в повторителях «С2000-ПИ», а не перемычками в приборах, поскольку переключатели не только подключают согласующее сопротивление, но также выдают в линию RS-485 напряжение смещения, которое необходимо для правильной работы этих повторителей.

ВНИМАНИЕ!Цепи «0 В» изолированных сегментов линии между собой не объединяются. Более того, нельзя питать изолированные приборы от общего источника питания во избежание гальванической связи через общие цепи питания.

ВНИМАНИЕ! Обычно ток, протекающий по проводу выравнивания потенциалов, очень мал. Но если «0 В» приборов или источников питания будут подключены к различным локальным шинам защитного заземления, то разность потенциалов между цепями «0 В» может достигать нескольких единиц и даже десятков вольт, а протекающий по цепи выравнивания потенциалов ток может быть значительным. Это может быть причиной неустойчивой связи сетевого контроллера с блоками и даже привести к их выходу из строя. Поэтому нужно избегать заземления цепи «0 В» или, в крайнем случае, заземлять эту цепь только в единственной точке. Нужно учитывать возможность связи «0 В» с цепью защитного заземления в оборудовании, используемом в системе СПА. Причиной протекания паразитных токов может быть замыкание внешних цепей приборов (RS-485, шлейфы сигнализации и т.п.) на металлические конструкции здания. С такой проблемой можно столкнуться в больших системах, в которых сетевой контроллер и приборы расположены в разных зданиях и объединены интерфейсом RS-485. Надежный способ избежать их — развязать сегменты линии RS-485, соединяющие разные здания, с помощью повторителей интерфейса RS-485 с гальванической изоляцией «С2000-ПИ». Указанные рекомендации актуальны только для линий связи между сетевыми контроллерами и блоками системы. Порты RS-485 ППКУП «Сириус», предназначенные для межпанельного взаимодействия, оснащены гальванической развязкой.

Для дополнительного повышения защищенности резервированного интерфейса от внешних воздействий допускается организовывать линии связи разными маршрутами. Например, линия 1 идет от первого блока к последнему, а линия 2 наоборот от последнего к первому (см. рис.). При подобной организации интерфейса даже физическое разрушение помещения с каким-либо блоком системы и неисправность сразу двух линий интерфейса в этом месте не приведет к потере связи с остальными блоками. Часть из них продолжит опрашиваться по линии 1, а другая часть по линии 2. Для дополнительной защиты линий интерфейса от КЗ можно применять повторители «С2000-ПИ» с гальванической развязкой.

Ответвления на линии RS-485 нежелательны, так как они увеличивают искажение сигнала в линии, но практически допустимы при небольшой длине ответвлений (не более 50 м). Согласующие резисторы на отдельных ответвлениях не устанавливаются. Ответвления большой длины рекомендуется делать с помощью повторителей «С2000-ПИ», как показано на рис.

Основным вариантом значительного увеличения дальности резервированного RS-485 является использование волоконно-оптической линии связи и преобразователей «RS-FX-MM» (для многомодовых ВОЛС), «RS-FX-SM40» (для одномодовых ВОЛС)(см. рис.).

Основные достоинства ВОЛС:

  • большая дальность передачи данных;
  • высокая помехозащищенность;
  • отсутствие ограничений и специальных требований при «воздушной прокладке»;
  • искро-взрывобезопасность;
  • высокая степень защиты передаваемой информации;
  • высокая скорость передачи данных.

Преобразователи «RS-FX-MM» и «RS-FX-SM40» имеют сертификаты соответствия ГОСТ Р 53325-2012 и могут применяться в СПА.

Максимальная дальность передачи данных для преобразователя «RS-FX-MM» составляет 2 км, для преобразователя «RS-FX-SM40» — 40 км.

Для резервированного RS-485 интерфейса пультов «С2000М исп.02» допустимо использовать преобразователи «С2000-Ethernet», передающие информационные сигналы по ЛВС. При этом «С2000-Ethernet» должны работать в «прозрачном режиме». Допускается топология «точка — многоточие» (см. рисунок)

Для выполнения требований СП 484 по устойчивости линий связи к единичным неисправностям для передачи каждой из двух линий RS-485 должна использоваться независимая ЛВС, авария которой не приведет к сбоям в работе второй.

Напомним, что СП 484 накладывает на ДПЛС, как линию связи ЗКПС и зон противопожарной защиты (оповещения, пожаротушения и т.п.), следующие ограничения:

  • Единичная неисправность в линии связи ЗКПС не должна приводить к одновременной потере автоматических и ручных ИП, а также к нарушению работоспособности других ЗКПС — п.6.3.4.
  • При единичной неисправности линии связи возможен отказ только автоматического или только ручного управления одной зоной противопожарной защиты. При этом требование не распространяется на линии связи непосредственно с исполнительными устройствами (оповещателями, приводами, модулями тушения и т.п.) – п.5.4. Т.е. при обрыве или КЗ система может потерять только одну зону защиты, также для этой зоны защиты одновременно может быть потеряна только часть ЗКПС с автоматическими извещателями или с ручными, или УДП.

Исходя из этого формируются основные принципы построения ДПЛС в СПА (см. рис.):

  • Базовая топология ДПЛС – «кольцо»;
  • Изоляторы короткого замыкания необходимо устанавливать на границах ЗКПС (не реже чем через 32 автоматических извещателя);
  • Ручные извещатели и УДП должны быть окружены изоляторами КЗ или иметь встроенные изоляторы;
  • Необходимо защищать изоляторами КЗ релейные блоки и группы адресных оповещателей, относящихся к разным зонам защиты;
  • Ответвления от ДПЛС допускаются, если к ним будет подключено не более одной части ЗКПС с автоматическими или ручными извещателями (по аналогии со шлейфами для неадресных извещателей), или УДП, или устройства одной зоны защиты. При этом ответвление должно производиться при помощи разветвителя «БРИЗ-Т» или точка ответвления должна быть с двух сторон защищена другими модификациями изоляторов КЗ.

Цепи ДПЛС блоков «С2000-КДЛ» различных исполнений конструктивно выполнены в виде двух независимых выходов – ДПЛС1 и ДПЛС2. Данная реализация позволяет формировать произвольную топологию ДПЛС: «кольцо», «кольцо с ответвлениями». Согласующие резисторы и другие элементы в ДПЛС не требуются.

В ДПЛС допускается подключать до 127 устройств с типовым суммарным током потребления 64 мА (максимальный суммарный ток потребления не более 100 мА). Для примера, ток потребления большинства адресных устройств, например, «ДИП-34А» равен 0,5 мА, 127 извещателей будут потреблять 63,5 мА, что меньше граничных 100 мА. Соответственно, к одному «С2000-КДЛ» можно подключить 127 извещателей «ДИП-34А».

При расчёте длины ДПЛС, для обеспечения устойчивой работоспособности АУ, необходимо учитывать следующее:

  • разность напряжения на входных контактах АУ и выходного напряжения контроллера не должна превышать 2 В;
  • сопротивление линии от контроллера до АУ не должно превышать 200 Ом;
  • суммарная ёмкость проводов не должна превышать 0,1 мкФ (100 нФ).

Для примера: ток потребления 127 извещателей «ДИП-34А-03» равен 63,5 мА, для простоты представим, что все извещатели установлены в конце линии (граничное условие). Падение напряжения в 2 В будет создаваться при сопротивлении ДПЛС равном примерно 30 Ом. Для сечения 0,75 кв. мм, при вышеизложенных условиях, длина ДПЛС составит ≈ 600 м, а для сечения 0,9 кв. мм ≈ 700 м. Реально на объектах нагрузка имеет распределённый характер и падение напряжения 2 В возникнет при больших расстояниях, но при этом сопротивление линии до удалённого АУ не должно превышать 200 Ом.

Ответвления в ДПЛС могут быть, но при этом надо учитывать суммарную ёмкость проводов (не более 0,1 мкФ).

В качестве двухпроводной линии связи желательно использовать витую пару проводов.

Для сохранности обмена между контроллером и АУ при неисправности ДПЛС (короткое замыкание (КЗ), обрыв) можно использовать изоляторы КЗ «БРИЗ» различных исполнений, а также организовывать структуру ДПЛС в виде «кольца» (см. рис.).

Изоляторы КЗ выпускаются в следующих исполнениях:

  • Отдельные блоки «Бриз»;
  • Базы «БРИЗ исп.03» для извещателей: «ДИП-34А-03», «С2000-ИП-03», «С2000-ИПГ»;
  • Извещатели и адресные устройства со встроенными изоляторами: «ДИП-34А-04», «ИПР-513-3АМ исп.01», «ИПР-513-3АМ исп.01 IP67», «УДП-513-3АМ», «УДП-513-3АМ исп.02», «С2000-Спектрон-512-Exd…», «С2000-Спектрон-535-Exd…», «С2000-АРР125». Обращаем внимание, что «ДИП-34А-04» дешевле, чем «ДИП-34А-03» плюс «БРИЗ исп.03».

При этом в линию можно включать до 40 изоляторов короткого замыкания «БРИЗ» без дополнительных расчётов.

При подсчёте длины ДПЛС для подтверждения правильности выбранного сечения кабеля и оптимизации затрат можно воспользоваться следующей методикой:

  • ДПЛС разбивается на участки, например, от «С2000-КДЛ» до АУ1, от АУ1 до АУ2 и так далее вплоть до АУn (n — количество подключённых АУ). Для каждого участка подсчитываются значения сопротивлений R1…Rn.
  • Считается падение напряжения U1 на первом участке с сопротивлением R1 с учётом суммарного токопотребления всех подключенных после этого участка — от АУ1 до АУn.
  • Далее считается падение напряжения U2 на втором участке с сопротивлением R2 с учётом суммарного токопотребления всех подключённых после этого участка — от АУ2 до АУn.
  • Расчёт падения напряжения на участках цепи проводится до последнего АУn.
  • В итоге необходимо просуммировать полученные значения напряжений U1…Un, сопротивлений R1…Rn и электрической ёмкости проводов полученные значения не должны превысить указанные в таблице ниже.

В данной таблице представлены максимальные значения длин ДПЛС при различных параметрах жил кабеля и используемой суммарной нагрузке. Таблица позволяет без дополнительных расчётов использовать кабели с представленными параметрами жил при указанных значениях токопотребления адресных устройств при произвольном распределении АУ по ДПЛС.

Как уже было отмечено, АРМ «Орион Про» в СПА используется только для реализации сервисных функций: дублирования отображения состояния СПА на графических интерактивных планах помещений, ведения журнала событий и тревог, указания причин тревог, для сбора статистики по адресно-аналоговым пожарным извещателям, а также для построения различных отчётов. Таким образом, в архитектуре ИСО «Орион» при построении систем пожарной сигнализации АРМ представляет собой дополнительное средство диспетчеризации и, ввиду отсутствия сертификации соответствия требованиям ГОСТ Р 53325-2012, не является частью приемно-контрольного прибора или прибора управления.

Поэтому специальные требования к организации сети Ethernet между ППКУП «Сириус» и ПК с АРМ «Орион Про» не предъявляются.

Использование ЛВС Ethernet в качестве канала связи для передачи резервированного RS-485 интерфейса пульта «С2000М исп.02» требует применения сертифицированного на соответствие ТР 043/2017 сетевого оборудования. Для решения этой задачи компания «Болид» поставляет неуправляемые 8-портовые Ethernet коммутаторы «Ethernet-SW8» и преобразователи сигналов сетей Ethernet в ВОЛС «Ethernet-FX».

Преобразователь «Ethernet-FX-MM» предназначен для использования с многомодовым оптическим волокном. Длина оптической линии до 2 км. Для обмена данными используются два волокна – одно для приема, другое для передачи сигнала.

Преобразователь «Ethernet-FX-SM40» предназначен для использования с одномодовым оптическим волокном. Длина оптической линии до 40 км. Для обмена данными используются два волокна – одно для приема, другое для передачи сигнала.

Преобразователи «Ethernet-FX-SM40SA» и «Ethernet-FXSM40SB» работают в паре и предназначены для использования с одномодовым оптическим волокном. Длина оптической линии до 40 км. Для обмена данными используется одно волокно – прием и передача осуществляются на разных длинах волн по технологии WDM.

Для резервирования питания коммутаторов «Ethernet-SW8» рекомендуется использовать источники питания серии «РИП» производства ЗАО НВП «Болид», для «Ethernet-FX» — источники питания серии «РИП» с модулем преобразователя «МП 24/5 В» с выходным напряжением 5 В.

Источник

Adblock
detector