В СПА ИСО «Орион» для организации связи между приборами и устройствами используются:
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» и «Микрофонной консоли-20» с блоками «Рупор-300». 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:
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).
Разработчики СП 6 поясняют, что под питанием систем противопожарной защиты следует понимать электроснабжение исполнительных устройств СПЗ (двигателей, приводов ПД, насосов и др.) напряжением 220 В и выше. Т.е. использование одного кабеля для сигнальных линий и линий питания напряжением 12 – 24 В допускается.
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.
Конфигурация типа «шина»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:
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:
Исходя из этого формируются основные принципы построения ДПЛС в СПА (см. рис.):
СП 6.13130.2021 п. 6.8 о запрете совместной прокладки линий связи, относящихся к одному кольцу, в общих коробе, трубе, жгуте, замкнутом канале строительной конструкции или на одном лотке серьезно влияет на подходы к прокладке линии ДПЛС и, в частности, на подключение адресных ручных извещателей. Зачастую кольцо с автоматическими извещателями прокладывается по потолку помещений. К ручным извещателям делаются два опуска: приход и уход адресной линии. В соответствии с п.6.8 эти две опуска необходимо прокладывать в разных кабеленесущих системах. Оптимизировать подключение адресных ИПР можно при помощи изоляторов «БРИЗ-Т», которые позволяют организовать тупиковое ответвление от кольцевой линии с ИПР в конце. При этом ответвление будет защищено от КЗ в кольцевой линии, а кольцевая линия от КЗ в ответвлении для выполнения п.6.3.4 СП 484.
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. Рекомендуемый суммарный ток потребления 64 мА (максимальный суммарный ток потребления не более 84 мА). Для примера, ток потребления большинства адресных устройств, например, «ДИП-34А-03» равен 0,5 мА, 127 извещателей будут потреблять 63,5 мА, что меньше граничных 84 мА. Соответственно, к одному «С2000-КДЛ» можно подключить 127 извещателей «ДИП-34А-03».
При расчёте длины ДПЛС, для обеспечения устойчивой работоспособности АУ, необходимо учитывать следующее:
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:
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:
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» и АРМ «Орион Х» 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» или АРМ «Орион Х» 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» и преобразователей «Ethernet-FX» рекомендуется использовать источники питания серии «РИП» производства ЗАО НВП «Болид».
Отдельного внимания заслуживает вопрос организации ЛВС Ethernet для связи «Микрофонной консоли-20» и блоков речевого оповещения «Рупор-300». Микрофонная консоль может формировать сигналы ручного управления несколькими зонами оповещения. При этом каждый «Рупор-300» предназначен для оповещения не более одной зоны.
Поэтому для выполнения требований п. 5.4 СП 484 консоль подключается к сертифицированному сетевому коммутатору большой емкости по резервированному Ethernet. Используются по два порта на коммутаторе и консоли и две линии связи. При неисправности любой из двух линий консоль продолжит работать с коммутатором по оставшейся.
Блоки «Рупор-300» подключаются к тому же коммутатору уже одной линией. Такой вариант подключения допустим т.к. при аварии линии мы потеряем ручное управление не более чем одной зоной оповещения.
Если «Микрофонная консоль» и блоки речевого оповещения находятся в непосредственной близости друг от друга на расстоянии до 100 м от коммутатора, то для построения сети можно ограничиться им. Если же система распределенная, то в нее добавляются новые коммутаторы или медиаконверторы для передачи сигналов по ВОЛС.
Современные версии «Рупор-300» имеют два порта Ethernet. Блоки речевого оповещения оснащены встроенными HUB на 2 порта, которые можно использовать для подключения нескольких «Рупор-300», относящихся к одной зоне оповещения, «цепочкой» по схеме «шина». Плюс этой схемы в отсутствии необходимости использования дополнительного сетевого оборудования.
С одной группой блоков «Рупор-300» могут одновременно работать несколько «Микрофонных консолей-20», решающих разные задачи: пожарное СОУЭ, антитеррор и информационное оповещение. Для каждой консоли можно настроить свой приоритет. Для трансляции музыки, заранее записанных рекламных сообщений по расписанию и тп остается возможность параллельно работать с ПО «Аудиосервер». Это не противоречит п.5.21 СП 484.
Как уже было сказано, консоль может быть запитана по технологии PoE. Специально для нее была сертифицирована линейка сетевых коммутаторов, поддерживающих эту технологию, на соответствие ТР ЕАЭС 043/2017: SW-104, SW-204, SW-108, SW-216, SW-224, SW-324. Ряд из этих коммутаторов имеют SFP порты, которые можно использовать для организации одно- и многомодовых ВОЛС без дополнительного сетевого оборудования.
Если с «Микрофонной консолью-20» используются только один или два блока «Рупор-300», находящихся в непосредственной близости, допускается их прямое подключение без использования дополнительных сетевых коммутаторов.
