Giáo trình Hệ thống cảnh báo chống trộm, chống cháy (Nghề: Điện tử dân dụng - Trình độ: Cao đẳng hệ liên thông) - Trường Cao đẳng nghề Cần Thơ

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:80

Thêm vào BST

Báo xấu

12
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình "Hệ thống cảnh báo chống trộm, chống cháy (Nghề: Điện tử dân dụng - Trình độ: Cao đẳng hệ liên thông)" được biên soạn với mục tiêu giúp các em sinh viên nhận biết được nhiệm vụ của hệ thống báo trộm - báo cháy; hiểu rõ được các thiết bị trong hệ thống báo trộm - báo cháy; nắm được tính năng của từng loại đầu dò báo cháy; trình bày được tính năng của từng loại đầu dò báo trộm;...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Hệ thống cảnh báo chống trộm, chống cháy (Nghề: Điện tử dân dụng - Trình độ: Cao đẳng hệ liên thông) - Trường Cao đẳng nghề Cần Thơ

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. 1
LỜI GIỚI THIỆU Hệ thống cảnh báo chống trộm, chống cháy là một trong những mô đun chuyên môn của nghề Điện tử dân dụng được biên soạn dựa theo chương trình khung đã xây dựng và ban hành năm 2021 của trường Cao đẳng nghề Cần Thơ dành cho nghề Điện tử dân dụng trình độ Cao đẳng hệ liên thông. Giáo trình được biên soạn làm tài liệu học tập, giảng dạy nên giáo trình đã được xây dựng ở mức độ đơn giản và dễ hiểu, trong mỗi bài học đều có thí dụ và bài tập tương ứng để áp dụng và làm sáng tỏ phần lý thuyết. Khi biên soạn, nhóm biên soạn đã dựa trên kinh nghiệm thực tế giảng dạy, tham khảo đồng nghiệp, tham khảo các giáo trình hiện có và cập nhật những kiến thức mới có liên quan để phù hợp với nội dung chương trình đào tạo và phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung được biên soạn gắn với nhu cầu thực tế. Nội dung giáo trình được biên soạn với lượng thời gian đào tạo 60 giờ gồm có: Bài 01 MĐ 09-01: Tổng quan về báo trộm- báo cháy Bài 02 MĐ 09-02: Đầu dò nhiệt độ, khói Bài 03 MĐ 09-03: Đầu dò hồng ngoại, từ Bài 04 MĐ 09-04: Xử lý trung tâm Bài 05 MĐ 09-05: Các loại báo động Bài 06 MĐ 09-06: Thiết kế hệ thống báo trộm – báo cháy Bài 07 MĐ 09-07: Mô hình báo trộm - báo cháy nhà riêng Bài 08 MĐ 09-08: Mô hình báo trộm - báo cháy công ty Giáo trình cũng là tài liệu giảng dạy và tham khảo tốt cho các nghề điện dân dụng, điện công nghiệp. Mặc dù đã cố gắng tổ chức biên soạn để đáp ứng được mục tiêu đào tạo nhưng không tránh được những thiếu sót. Rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy, cô và ta đọc để nhóm biên soạn sẽ điều chỉnh hoàn thiện hơn. Cần Thơ, ngày … tháng … năm 2021 Tham gia biên soạn 1. Chủ biên: Phạm Trọng Hòa 2. Nguyễn Văn Thêm 2
MỤC LỤC Trang TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN...........................................................................................1 LỜI GIỚI THIỆU..........................................................................................................2 MỤC LỤC.....................................................................................................................3 BÀI 1: TỔNG QUAN VỀ BÁO TRỘM - BÁO CHÁY................................................6 1. Sơ đồ khối..................................................................................................................6 2. Nhận biết các thiết bị có trong hệ thống.....................................................................7 3. Thực hành..................................................................................................................8 BÀI 2: ĐẦU DÒ NHIỆT ĐỘ, KHÓI............................................................................9 1. Đầu dò khói...............................................................................................................9 2. Đầu dò nhiệt............................................................................................................. 22 3. Thực hành................................................................................................................26 BÀI 3: ĐẦU DÒ HỒNG NGOẠI, TỪ........................................................................27 1. Đầu dò hồng ngoại...................................................................................................27 2. Đầu dò từ.................................................................................................................29 3. Thực hành................................................................................................................35 BÀI 4: KHỐI XỬ LÝ TRUNG TÂM..........................................................................37 1. Giới thiệu khối xử lý trung tâm................................................................................37 2. Lập trình cho khối xử lý trung tâm..........................................................................39 3. Kết nối khối xử lý trung tâm và đầu dò....................................................................42 4. Thực hành................................................................................................................45 BÀI 5: CÁC LOẠI BÁO ĐỘNG.................................................................................47 1. Báo động chuông, báo động đèn báo, công tắc báo khẩn.........................................47 2. Báo động Role đóng ngắt thiết bị điện.....................................................................47 3. Báo động qua điện thoại..........................................................................................49 4. Báo động qua mạng máy tính..................................................................................50 5. Thực hành................................................................................................................52 BÀI 6: THIẾT KẾ HỆ THỐNG BÁO TRỘM – BÁO CHÁY....................................54 1. Các bước phân tích hệ thống....................................................................................54 2. Thi công, lắp đặt hệ thống........................................................................................56 3. Thực hành................................................................................................................60 BÀI 7: MÔ HÌNH BÁO TRỘM- BÁO CHÁY NHÀ RIÊNG.....................................61 1. Khảo sát, giải pháp thiết kế hệ thống.......................................................................61 2. Giải pháp thiết bị.....................................................................................................61 3. Xây dựng sơ đồ lắp đặt chi tiết................................................................................63 4. Lắp đặt và kiểm tra hoạt động của hệ thống.............................................................65 5. Thực hành................................................................................................................66 BÀI 8: MÔ HÌNH BÁO TRỘM BÁO CHÁY CÔNG TY..........................................73 1. Khảo sát, giải pháp thiết kế hệ thống.......................................................................73 2. Giải pháp thiết bị.....................................................................................................73 3. Xây dưng sơ đồ lắp đặt chi tiết................................................................................74 4. Lắp đặt hệ thống......................................................................................................74 5. Thực hành................................................................................................................75 TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................80 3
GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN Tên mô đun: HỆ THỐNG CẢNH BÁO CHỐNG TRỘM, CHỐNG CHÁY Mã mô đun: MĐ 09 Vị trí, tính chất của mô đun: - Vị trí: Mô đun được bố trí sau khi sinh viên học xong các mô đun/môn học Vi điều khiển, hệ thống camera giám sát… - Tính chất : Là mô đun bắt buộc. - Ý nghĩa và vai trò của mô đun: Với cuộc sống hiện đại ngày nay, yêu cầu bảo vệ tài sản và tính mạng con người được đặt lên hàng đầu. Các hệ thống giám sát và cảnh báo thông minh ngày càng phát triển giúp cho việc bảo vệ ngày càng tốt hơn. Một phần nhỏ trong hệ thống rộng lớn đó chính là hệ thống cảnh báo chống trộm và chống cháy. Mục tiêu mô đun: - Kiến thức: + Nhận biết được nhiệm vụ của hệ thống báo trộm - báo cháy. + Hiểu rõ được các thiết bị trong hệ thống báo trộm - báo cháy. + Biết được tính năng của từng loại đầu dò báo cháy. + Biết được tính năng của từng loại đầu dò báo trộm. + Biết được vai trò, chức năng khối xử lý trung tâm. + Hiểu được nguyên lý hoạt động của khối trung tâm. + Phân tích, xây dựng phương án lắp đặt hệ thống báo trộm - báo cháy. - Kỹ năng: + Sử dụng đầu dò vào những mô hình thích hợp. + Sắp xếp các loại đầu dò sao cho hợp lý. + Lập trình, cài đặt hệ thống trung tâm + Đọc và thi công hệ thống báo trộm – báo cháy theo mô hình đã thiết kế trước đó, khả năng phân tích và thực hiện thiết kế một hệ thống. + Vận dụng lựa chọn thiết bị cho từng mô hình cụ thể. + So sánh sự khác biệt giữa mô hình nhà riêng và công ty. - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: + Có khả năng tự định hướng, chọn lựa phương pháp tiếp cận thích nghi với các bài học. + Có năng lực đánh giá kết quả học tập và nghiên cứu của mình. + Tự học tập, tích lũy kiến thức, kinh nghiệm để nâng cao trình độ chuyên môn. + Sinh viên có thái độ nghiêm túc, tỉ mỉ, chính xác trong học tập. Nội dung mô đun: Thời gian (giờ) Thực hành, Số thí Tên các bài trong mô đun Tổng Lý Kiểm TT nghiệm, số thuyết tra thảo luận, bài tập 1 Bài 1: Tổng quan về báo trộm - báo cháy 4 2 2 1. Sơ đồ khối 1 1 2. Nhận biết các thiết bị có trong hệ thống 1 1 4
3. Thực hành 2 2 2 Bài 2: Đầu dò nhiệt độ, khói 4 2 2 1. Đầu dò khói 1 1 2. Đầu dò nhiệt 1 1 3. Thực hành 2 2 3 Bài 3: Đầu dò hồng ngoại, từ 8 4 4 1. Đầu dò hồng ngoại 2 2 2. Đầu dò từ 2 2 3. Thực hành 4 4 4 Bài 4: Xử lý trung tâm 8 3 4 1 1. Giới thiệu khối xử lý trung tâm 1 1 2. Lập trình cho khối xử lý trung tâm 1 1 3. Kết nối khối xử lý trung tâm và đầu dò 1 1 4. Thực hành 4 4 Kiểm tra 1 1 5 Bài 5: Các loại báo động 8 4 4 1. Báo động chuông, báo động đèn báo, công tắc 1 1 báo khẩn. 2. Báo động Role đóng ngắt thiết bị điện. 1 1 3. Báo động qua điện thoại 1 1 4. Báo động qua mạng máy tính. 1 1 5. Thực hành 4 4 6 Bài 6: Thiết kế hệ thống báo trộm - báo cháy 8 5 3 1. Các bước phân tích hệ thống 2 2 2. Thi công, lắp đặt hệ thống 3 3 3. Thực hành 3 3 7 Bài 7: Mô hình báo trộm- báo cháy nhà riêng 8 4 3 1 1. Khảo sát, giải pháp thiết kế hệ thống 1 1 2. Giải pháp thiết bị 1 1 3. Xây dưng sơ đồ lắp đặt chi tiết 1 1 4. Lắp đặt và kiểm tra hoạt động của hệ thống 1 1 5. Thực hành 3 3 Kiểm tra 1 1 8 Bài 8: Mô hình báo trộm - báo cháy công ty 12 6 5 1 1. Khảo sát, giải pháp thiết kế hệ thống 1 1 2. Giải pháp thiết bị 1 1 3. Xây dưng sơ đồ lắp đặt chi tiết 2 2 4. Lắp đặt hệ thống 2 2 5. Thực hành 5 5 Kiểm tra 1 1 Cộng 60 30 27 03 5
BÀI 1: TỔNG QUAN VỀ BÁO TRỘM - BÁO CHÁY Mã bài: MĐ 09-01 Giới thiệu: Vấn đề “An toàn và khả năng tự bảo vệ” đang là một trong những vấn đề có thể nói là rất cần thiết trong thời nay. Nó đem đến sự yên tâm để có thể dành nhiều thời gian hơn cho công việc, gia đình và xã hội. Trước đây, nói đến công tác bảo vệ an ninh cũng như chống đột nhập thì chúng ta chỉ liên tưởng đến: Thuê người làm bảo vệ, hoặc là nuôi chó để bảo vệ... Ngày nay với sự phát triển về công nghiệp cũng như điện tử số. Con người chúng ta đã cho ra đời những phát minh mới về lĩnh vực chống đột nhập mà trước đây con người chúng ta chưa nghĩ đến và hiểu nó như thế. Mục tiêu: - Nhận biết được nhiệm vụ của hệ thống báo trộm - báo cháy. - Hiểu rõ được các thiết bị trong hệ thống báo trộm - báo cháy. - Rèn luyện tính kiên chì, cẩn thận, chính xác và tính kỷ luật cao. An toàn cho người và thiết bị. Nội dung chính: 1. Sơ đồ khối 1.1. Mô hình chung của hệ thống Hệ thống báo trộm tự động là hệ thống gồm tập hợp các thiết bị có nhiệm vụ phát hiện và báo động khi có người đột nhập xảy ra. Việc phát hiện ra các tín hiệu này có thể được thực hiện tự động bởi các thiết bị, và nhất thiết phải hoạt động liên tục trong 24 giờ. Hình 1.1: Sơ đồ hệ thống báo trộm 1.2. Chức năng của từng khối Trung tâm báo trộm Được thiết kế dạng hộp, bao gồm các thiết bị chính: một mainboard, một biến thế, một battery (thiết bị lưu trữ điện). Thiết bị đầu vào Đầu dò hồng ngoại không dây, contact từ, remote, line điện thoại. Ngoài ra có thể gắn thêm: Đầu dò Gas, đầu dò khối, đầu báo kiếng vỡ, đầu dò chấn động. 6
Thiết bị đầu ra  Chuông báo động, còi báo động.  Bộ quay số điện thoại tự động. Quy trình hoạt động của hệ thống báo động là một quy trình khép kín. Khi có hiện tượng đột nhập (chẳng hạn như đập vở kiếng, đột nhập trái phép…) các thiết bị đầu vào (đầu báo hồng ngoại, công tắc từ,…) nhận tín hiệu và truyền thông tin của sự cố về trung tâm báo động. Tại đây trung tâm sẽ xử lý thông tin, xác định vị trí nơi xảy ra báo động (thông qua các zone) và truyền thông tin đến các thiết bị đầu ra (bảng hiển thị phụ, chuông, còi, đèn, mạch điện gọi điện thoại tự động), các thiết bị này sẽ phát tín hiệu âm thanh, ánh sáng, gọi điện thoại để mọi người nhận biết khu vực đang có sự cố đột nhập. 2. Nhận biết các thiết bị có trong hệ thống 2.1. Phân loại đầu dò Tùy theo tính năng, ta có các loại đầu dò sau:  Đầu dò hồng ngoại.  Đầu dò từ.  Đầu dò khói.  Đầu dò nhiệt.  Đầu dò chấn động.  Đầu dò kiếng vỡ. 2.2. Các loại bộ xử lý trung tâm Trung tâm báo động: (Tủ trung tâm, Trung tâm điều khiển, Control Panel) Đây là thiết bị quan trọng nhất trong hệ thống và quyết định chất lượng của hệ thống. Là thiết bị cung cấp năng lượng cho các đầu dò tự động. Có khả năng nhận và xử lý các tín hiệu báo động từ các đầu dò tự động hoặc các tín hiệu sự cố kỹ thuật, hiển thị các thông tin về hệ thống và phát lệnh báo động. Trong trường hợp cần thiết có thể truyền tín hiệu đến nơi nhận tin báo động. Có khả năng tự kiểm tra hoạt động bình thường của hệ thống, chỉ thị sự cố của hệ thống như đứt dây, chập mạch. Hình 1.2: Trung tâm báo động Thiết bị gồm có bàn phím, dành cho chủ nhân điều khiển hệ thống hằng ngày, như ra lệnh cho nó giám sát khi đi ra khỏi nhà hoặc trước khi đi ngủ, ra lệnh cho nó ngưng giám sát khi đi về nhà, ra lệnh cho nó giám sát từng khu vực nào đó trong nhà hoặc để tắt chuông/còi sau khi báo động,... 7
3. Thực hành 3.1. Các bước nhận biết thiết bị Bước 1: Xác định trung tâm điều khiển. - Là thiết bị có nhiều cổng kết nối với nhiều thiết bị ngoại vi khác. - Có đèn báo hoặc màn hình hiển thị, bàn phím điều khiển. Bước 2: Xác định đặc điểm các thiết bị cảm biến đầu vào. - Thường nhỏ gọn và có các đầu cảm biến đặc trưng. Bước 3: Xác định đặc điểm các thiết bị tải ngõ ra. - Là thiết bị phát ra ánh sáng hay âm thanh, hoặc là một thiết bị điều khiển các thiết bị khác. Bước 4: Xác định các kết nối của các thiết bị vào trung tâm điều khiển. - Dò các thiết bị kết nối với trung tâm điều khiển. - Tập thói quen ghi chú tại đầu dây kết nối và tại thiết bị ngoại vi để dễ dàng kiểm tra sữa chữa sau này. 3.2. Sinh viên thực hành nhận biết thiết bị Chuẩn bị một số thiết bị báo trộm, báo cháy gồm:  Đầu dò hồng ngoại  Đầu dò từ  Đầu dò khói  Đầu dò nhiệt  Đầu dò chấn động  Đầu dò kiếng vỡ Nhận biết, phân tích và tìm hiểu sơ đồ lắp ráp của thiết bị báo trộm, báo cháy. Những trọng tâm cần chú ý trong bài - Xác định trung tâm điều khiển. - Phân biệt các loại thiết bị cảm biến. - Phân biệt các thiết bị tải. - Sơ đồ kết nối các thiết bị lại với nhau. Bài tập mở rộng và nâng cao Kết nối 1 hệ thống báo cháy đơn giản gồm 1 đầu dò nhiệt, 1 chuông báo cháy, 1 đèn báo, và 1 bộ xử lý trung tâm. Sau đó mô phỏng tình huống cho hệ thống hoạt động. Câu hỏi: Câu 1: Trình bày sơ đồ chức năng của hệ thống báo trộm, báo cháy Câu 2: Trình bày chức năng các loại đầu dò Câu 3: Trình bày các loại bộ xử lý trung tâm Yêu cầu về đánh giá kết quả học tập bài 1 Nội dung: - Về kiến thức: Nhận biết được nhiệm vụ của hệ thống báo trộm - báo cháy - Về kỹ năng: Nhận biết được các thiết bị trong hệ thống báo trộm - báo cháy - Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: Đảm bảo an toàn và vệ sinh công nghiệp. Phương pháp: - Về kiến thức: Được đánh giá bằng hình thức kiểm tra viết, trắc nghiệm. - Về kỹ năng: Đánh giá kỹ năng nhận biết được các thiết bị trong hệ thống báo trộm - báo cháy theo yêu cầu của bài. - Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: Rèn luyện tính kiên chì, cẩn thận, chính xác và tính kỷ luật cao. An toàn cho người và thiết bị. 8
BÀI 2: ĐẦU DÒ NHIỆT ĐỘ, KHÓI Mã bài: MĐ 09-02 Giới thiệu: Đầu báo cháy thường được chia làm 3 loại là đầu báo khói, đầu báo nhiệt và đầu báo tia lửa. Tùy vào mỗi khu vực mà các loại đầu báo cháy được lựa chọn để lắp đặt phù hợp với khu vực đó Đầu báo cháy là các thiết bị nhạy cảm với các sự cố cháy như: phát sinh khói, gia tăng nhiệt độ, phát sáng của tia lửa. Chúng có nhiệm vụ phát hiện đám cháy và truyền thông tin đó về tủ điều khiển trung tâm. Mục tiêu: - Biết được tính năng của từng loại đầu dò báo cháy. - Biết sử dụng đầu dò vào những mô hình thích hợp. - Rèn luyện tính kiên chì, cẩn thận, chính xác và tính kỷ luật cao. An toàn cho người và thiết bị. Nội dung chính: 1. Đầu dò khói 1.1. Nguyên lý hoạt động Đầu báo khói hay còn gọi là đầu dò khói là thiết bị dùng để phát hiện khói – một thành phần điển hình của cháy. Đa số các đầu báo khói sẽ phát tín hiệu về trung tâm báo cháy. Một số đầu báo khói dùng cho gia đình thì có thể phát ra âm thanh báo động tại chỗ khi có cháy. Đầu báo khói thường đặt trong một vỏ nhựa hình đĩa có đường kính khoảng 100mm (4inch) hoặc 150mm (6 inch), nhưng hình dạng có thể thay đổi tuỳ theo nhà sản xuất hoặc dòng sản phẩm. Đầu báo khói được đấu nối với trung tâm báo cháy bằng dây 2 lõi hoặc 4 lõi, và từ đó có khái niệm đầu báo 2 dây và đầu báo 4 dây. Đầu báo 2 dây là đầu báo được cấp nguồn và truyền tín hiệu trên cùng 01 đôi dây (2 dây). Thường sử dụng nguồn DC24V Đầu báo 4 dây là đầu báo được cấp nguồn riêng với đường tín hiệu. Hai dây cấp nguồn (12VDC hoặc 24VDC) và hai dây tín hiệu loại thường hở (N/O) hoặc thường đóng (NC). Hệ thống báo cháy chuyên dụng chủ yếu dùng lọai đầu báo 2 dây với điện áp 24VDC. Độ nhạy của đầu báo khói. Độ mờ mịt (Obscuration – Obsc) (hay là độ đục) là đơn vị đo lường tiêu chuẩn dùng để xác định độ nhạy của đầu báo khói. Độ mờ mịt là hiệu ứng mà khói làm giảm tầm nhìn của của đầu dò. Độ mờ mịt càng lớn thì nồng độ khói càng nhiều. Theo tiêu chuẩn thì độ nhạy của các loại đầu báo khói như sau: Độ nhạy tiêu chuẩn của đầu báo khói Loại đầu báo Mức độ mờ mịt (Obscuration Level) Ionization – ion hoá 2.6–5.0% obs/m 0.8–1.5% obs/ft Photoelectric – quang điện 6.5–13.0% obs/m 2–4% obs/ft Aspirating – độ nhạy cao 0.005–20.5% obs/m 0.0015–6.25% obs/ft 9
1.2. Sơ đồ mạch 1.2.1. Sơ đồ hoạt động của hệ thống báo cháy loại thường Hệ thống báo cháy loại thường còn gọi là hệ thống báo cháy qui ước (zone). Zone: là nhiều thiết bị nằm trên một đường dây tín hiệu khi xảy ra báo cháy thì chúng ta chỉ biết được là khu vực nào báo mà thôi không biết được vị trí chính xác như hệ báo cháy địa chỉ. Trong một zone thì có thể lắp đặt đầu báo khói báo nhiệt nút nhấn. Khi xảy ra cháy thì các thiết bị đầu ra sẽ hoạt động như còi, chuông, đèn báo. Hình 2.1: Sơ đồ hệ thống báo cháy loại thường Hình 2.2: Sơ đồ hệ thống báo cháy theo quy ước. 10
1.2.2. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống báo cháy loại địa chỉ Thế nào là hệ thống báo cháy loại địa chỉ: hệ thống báo cháy địa chỉ là các thiết bị được lắp trên một đường tín hiệu có các địa chỉ khác nhau và trên một đường tín hiệu thì có thể lắp được bao nhiêu thiết bị thì phải phụ thuộc vào loại tủ báo cháy hỗ trợ bao nhiêu thiết bị trên một đường tín hiệu. Hệ báo cháy địa chỉ thì hoạt động linh hoạt hơn hệ thống báo cháy loại thường chúng ta sẽ biết chính xác được khu vực nào xảy ra cháy bởi vì mỗi đầu báo khói, nhiệt hoặc nút nhấn đều mang một địa chỉ riêng. Có thể lập trình các thiết bị ngõ ra theo ý muốn bởi phần mềm lập trình. Hình 2.2: Sơ đồ hệ thống báo cháy loại địa chỉ Nguyên lý hoạt động của hệ thống báo cháy hệ địa chỉ Vd: Ở hình bên dưới khi địa chỉ số 1 báo cháy thì mô đun số 3 hoạt động các mô đun khác không hoạt động, tùy theo nhu cầu sử dụng của dự án mà chúng ta có thể cài đặt một cách tùy ý theo ý muốn của mình. 11
Hình 2.3: Hoạt động báo cháy theo địa chỉ Hệ thống báo cháy địa chỉ Hệ thống báo cháy địa chỉ có thể kết nối với máy tính để giám sát hoạt động của thiết bị. Chúng ta có thể kết nối được nhiều tủ báo cháy lại với nhau để cùng quản lý trên một máy tính. Với tính năng linh hoạt có thể lập trình tùy biến hệ thống báo cháy hệ địa chỉ thích hợp sử dụng cho các dự án lớn với số lượng thiết bị nhiều. 12
Hình 2.4: Hoạt động báo cháy theo địa chỉ Báo cháy địa chỉ GST Đối với hệ địa chỉ thì khi một ngõ vào bị tác động chúng ta có thể lập trình cho bất kỳ thiết bị điều khiển nào hoạt động tùy theo nhu cầu có thể giám sát hoạt động của thiết bị trên máy tính mà không cần phải đi tới tủ, phần mềm trên máy tính sẽ giúp chúng ta kết nối trực tiếp tới tủ báo cháy và thao tác như trên tủ thật. 13
Hình 2.5: Hoạt động báo cháy theo địa chỉ GST 1.3. Các loại đầu dò khói Đầu báo khói (Smoke Detector) Là thiết bị giám sát trực tiếp, phát hiện ra dấu hiệu khói để chuyển các tín hiệu khói về trung tâm xử lý. Thời gian các đầu báo khói nhận và truyền thông tin đến trung tâm báo cháy không quá 30s. Mật độ môi trường từ 15% đến 20%. Nếu nồng độ của khói trong môi trường tại khu vực vượt qua ngưỡng cho phép (10% -20%) thì thiết bị sẽ phát tín hiệu báo động về trung tâm để xử lý. Các đầu báo khói thường được bố trí tại các phòng làm việc, hội trường, các kho quỹ, các khu vực có mật độ không gian kín và các chất gây cháy thường tạo khói trước. Đầu báo khói được chia làm 2 loại chính như sau: Đầu báo khói dạng điểm. Được lắp tại các khu vực mà phạm vi giám sát nhỏ, trần nhà thấp (văn phòng, chung cư…). Đầu báo khói Ion: Thiết bị tạo ra các dòng ion dương và ion âm chuyển động, khi có khói, khói sẽ làm cản trở chuyển động của các ion dương và ion âm, từ đó thiết bị sẽ gởi tín hiệu báo cháy về trung tâm xử lý. Đầu báo khói Quang (photo): Thiết bị bao gồm một cặp đầu báo (một đầu phát tín hiệu, một đầu thu tín hiệu) bố trí đối nhau, khi có khói xen giữa 2 đầu báo, khói sẽ làm cản trở đường truyền tín hiệu giữa 2 đầu báo, từ đó đầu báo sẽ gởi tín hiệu báo cháy về trung tâm xử lý. 14
Đầu báo khói dạng Beam. Gồm một cặp thiết bị được lắp ở hai đầu của khu vực cần giám sát. Thiết bị chiếu phát chiếu một chùm tia hồng ngoại, qua khu vực thuộc phạm vi giám sát rồi tới một thiết bị nhận có chứa một tế bào cảm quang có nhiệm vụ theo dõi sự cân bằng tín hiệu của chùm tia sáng. Đầu báo này hoạt động trên nguyên lý làm mờ ánh sáng đối nghịch với nguyên lý tán xạ ánh sáng (cảm ứng khói ngay tại đầu báo). Đầu báo khói loại Beam có tầm hoạt động rất rộng (15m x 100m), sử dụng thích hợp tại những khu vực mà các loại đầu báo khói quang điện tỏ ra không thích hợp, chẳng hạn như tại những nơi mà đám khói tiên liệu là sẽ có khói màu đen. Hơn nữa đầu báo loại Beam có thể đương đầu với tình trạng khắc nghiệt về nhiệt độ, bụi bặm, độ ẩm quá mức, nhiều tạp chất,… Do đầu báo dạng Beam có thể đặt đằng sau cửa sổ có kiếng trong, nên rất dễ lau chùi, bảo quản. Đầu báo dạng Beam thường được lắp trong khu vực có phạm vi giám sát lớn, trần nhà quá cao không thể lắp các đầu báo điểm (các nhà xưởng, …). Đầu báo nhiệt (Heat Detector) Đầu báo nhiệt là loại dùng để dò nhiệt độ của môi trường trong phạm vi bảo vệ, khi nhiệt độ của môi trường không thỏa mãn những quy định của các đầu báo nhiệt do nhà sản xuất quy định, thì nó sẽ phát tín hiệu báo động gởi về trung tâm xử lý. Các đầu báo nhiệt được lắp đặt ở những nơi không thể lắp được đầu báo khói (nơi chứa thiết bị máy móc, Garage, các buồng điện động lực, nhà máy, nhà bếp,…). Đầu báo nhiệt cố định Là loại đầu báo bị kích hoạt và phát tín hiệu báo động khi cảm ứng nhiệt độ trong bầu không khí chung quanh đầu báo tăng lên ở mức độ nhà sản xuất quy định (57o, 70o, 100o…). Đầu báo nhiệt gia tăng Là loại đầu báo bị kích hoạt và phát tín hiệu báo động khi cảm ứng hiện tượng bầu không khí chung quanh đầu báo gia tăng nhiệt độ đột ngột khoảng 9oC/phút Đầu báo ga (Gas Detector) Là thiết bị trực tiếp giám sát, phát hiện dấu hiệu có gas khi tỉ lệ gas tập trung vượt quá mức 0.503% (Propane/ Butane) và gởi tín hiệu báo động về trung tâm xử lý. Các đầu báo gas thường được bố trí trong khoảng gần nơi có gas như các phòng vô gas hay các kho chứa gas. Các đầu báo gas được lắp trên tường, cách sàn nhà từ 10- 16cm, tuyệt đối không được phép lắp đặt dưới sàn nhà. Đầu báo lửa (Flame Detector) Là thiết bị cảm ứng các tia cực tím phát ra từ ngọn lửa, nhận tín hiệu, rồi gởi tín hiệu báo động về trung tâm xử lý khi phát hiện lửa. Được sử dụng chủ yếu ở các nơi xét thấy có sự nguy hiểm cao độ, những nơi mà ánh sáng của ngọn lửa là dấu hiệu tiêu biểu cho sự cháy (ví dụ như kho chứa chất lỏng dễ cháy). Đầu báo lửa rất nhạy cảm đối với các tia cực tím và đã được nghiên cứu tỉ mỉ để tránh tình trạng báo giả. Đầu dò chỉ phát tín hiệu báo động về trung tâm báo cháy khi có 2 xung cảm ứng tia cực tím sau 2 khoảng thời gian, mỗi thời kỳ là 5s. Đầu báo khói ion hoá (Ionization detector): Đầu báo khói ion hoá (còn gọi là báo khói ion) sử dụng một chất đồng vị phóng xạ như Americium 241 (nguồn phát hạt alpha – α) để tạo ra sự ion hóa trong không khí. Đầu báo khói ion có độ nhạy cao trong giai đoạn cháy rực (khói không nhìn thấy) hơn so với đầu báo khói quang, trong khi đầu báo khói quang lại phát hiện tốt 15
những đám cháy trong giai đoạn đầu âm ỉ. Buồng thu khói (smoke chamber) hay còn gọi là buồng ion hoá (ionization chamber) có cấu tạo đặc biệt để bụi và côn trùng khó lọt vào được, nhưng khói có thể dễ dàng đi vào. Trong buồng thu khói có một lượng nhỏ chất phóng xạ Americium 241 và 2 điện cực (hình 2.6). Chất phóng xạ sản sinh ra các ion mang điện trong không khí. Một điện thế được đặt giữa 2 điện cực làm cho các ion dịch chuyển về các điện cực khác dấu tạo thành một dòng điện trong mạch của đầu báo. Hình 2.6: Cấu tạo đầu báo khối ion Nếu có một số phần tử của khói chui vào buồng ion hóa, các ion sẽ kết hợp với các phần tử khói làm giảm dòng điện giữa 2 điện cực. Một mạnh phát hiện sự suy giảm dòng điện và phát tín hiệu báo động. Ở trạng thái báo động, đèn LED trên đầu báo sẽ sáng đồng thời tín hiệu sẽ được chuyển về trung tâm báo cháy. Đầu báo ion có giá thành sản xuất rẻ hơn so với đầu báo khói quang, nhưng dễ gây ra hiện tượng báo giả, nó chỉ thích hợp với đám cháy có các hạt khói quá nhỏ bé (khói không nhìn thấy được). Đầu báo khói quang điện (Photoelectric Smoke Detector) Đầu báo khói quang điện hay còn gọi là đầu báo khói quang gồm một nguồn sáng nhỏ (LED phát hồng ngoại), một thấu kính hội tụ ánh sáng thành chùm tia và một cảm biến quang điện (photoelectric hoặc photodiode) đặt lệch góc với chùm tia hồng ngoại. Tất cả các thành phần trên được đặt trong một buồng quang học (optical chamber) hay còn gọi là buồng khói. Hình 2.7 mô tả cấu tạo cơ bản của đầu báo khói quang. Hình 2.7: Cấu tạo đầu báo khối quang điện 16
Buồng quang học (1) có cấu tạo đặc biệt để ánh sáng bên ngoài không thể lọt vào được, nhưng khói có thể dễ dàng đi vào. Bên ngoài của buồng quang học có một lớp lưới để ngăn bụi và côn trùng chui vào bên trong. Trong trường hợp bình thường (không có khói), chùm tia sáng được tạo ra từ đèn phát hồng ngoại (5) đi theo đường thẳng không đến được đầu cảm biến quang (4). Khi có khói vào bên trong buồng quang học ngang qua đường đi của chùm tia hồng ngoại, một số tia sáng bị khuyếch tán bởi các hạt khói đi đến đầu cảm biến quang (4) và kích hoạt báo động. Khi đó, mạch điện sẽ chuyển tín hiệu hồng ngọai (quang) thành tín hiệu điện (báo động). Ở trạng thái báo động, đèn LED trên đầu báo sẽ sáng đồng thời tín hiệu sẽ được truyền về tủ báo cháy. Đầu báo khói quang phát hiện tốt đám cháy âm ỉ. Đầu báo khói quang phản ứng chậm hơn đầu báo ion với đám cháy bùng phát nhanh, nhưng thử nghiệm và nghiên cứu cho thấy đầu báo khói quang đáp ứng được tất cả các loại cháy và có tuổi thọ cao hơn. Ngày nay, một số đầu báo khói quang hiện đại có độ nhạy rất cao, bao trùm phạm vi của đầu báo khói ion và có thể thay thế hoàn toàn cho đầu báo ion. Ví dụ đầu báo khói của Hochiki có độ nhạy từ 0.5-3.8%/ft, trong khi độ nhạy tiêu chuẩn của đầu báo ion là 0.8–1.5% obs/ft và của đầu báo quang là 2–4% obs/ft. So sánh giữa đầu báo khói quang và báo ion Đầu báo quang điện đáp ứng nhanh hơn (thường là 30 phút hoặc hơn) trong giai đoạn âm ỉ trước khi thành ngọn lửa. Khói trong giai đoạn âm ỉ thường tạo ra các hạt đốt lớn giữa 0.3 và 10 micron. Đầu báo ion hoá đáp ứng nhanh hơn (thường là 30-60 giây) trong giai đoạn lửa bùng cháy (rực lửa). Khói trong giai đoạn rực lửa thường tạo ra các hạt đốt nhỏ – giữa 0.01 và 0.3 micron. Ngoài ra đầu báo ion hoá hoạt động yếu trong môi trường có luồng gió mạnh, và vì đi ều này đầu báo quang điện là tin cậy hơn để phát hiện khói trong cả 2 trường hợp cháy âm ỉ và cháy rực lửa. Tháng 6/2006, Australasian Fire & Emergency Service Authorities Council, cơ quan đại diện cao nhất cho các tổ chức cứu hoả Australia và New Zealand tuyên bố: “báo khói ion hóa không thể hoạt động trong thời gian để cảnh báo đủ sớm cho người cư ngụ thoát khỏi đám cháy âm ỉ” Đầu ion phát hiện tốt đám cháy không có khói (khói không nhìn thấy được) Sự hiện diện của chất phóng xạ Americium - 241 trong đầu báo ion hoá, có nghĩa rằng tất cả các đầu báo khi hết thời gian hoạt hoạt động phải được xử lý để tránh tạo thành mối nguy hại đối với môi trường. Một số nước đã cấm sử dụng đầu báo khói ion. Đầu báo khói quang dễ dàng trong việc sửa chữa bảo trì, đầu báo ion có chất phóng xạ nên không thể mở buồng ion để vệ sinh, sửa chữa được. Đầu ion sẽ báo gỉa nếu được lắp đặt tại nơi có luồng khí mạnh thổi qua. Đầu báo khói quang có tuổi thọ cao hơn đầu báo khói ion. Đầu báo khói quang dạng tia (Projected Beam Detector) Các đầu báo như mô tả ở phần trên gọi là đầu báo khói điểm (spot detector). Với khu vực bảo vệ có diện tích lớn, trần cao nơi mà đầu báo khói điểm khó lắp đặt và bảo trì, ví dụ như phòng tập thể dục, giảng đường sẽ dùng đầu báo khói quang dạng tia (đầu báo beam). Có 2 loại đầu báo khói tia: loại thu – phát và loại phản xạ. Đầu báo khói tia loại thu – phát: gồm một đầu phát (T) và một đầu thu (R) hồng ngoại riêng biệt lắp đối diện với nhau trong khu vực cần bảo vệ. 17
Hình 2.8: Đầu báo Beam dạng thu phát Đầu báo khói tia loại phản xạ: gồm một đầu báo kết hợp bộ phận phát và bộ phận thu trong cùng một vỏ và tấm phản xạ lắp đối diện với đầu báo trong khu vực cần bảo vệ. Hình 2.9: Đầu báo Beam dạng phản xạ Chiều dài bảo vệ của đầu beam là khoảng cách giữa đầu thu và đầu phát, hoặc giữa đầu báo và tấm phản xạ. Đầu báo beam hoạt động trên nguyên tắc làm mờ ánh sáng (light obscuration). Ở điều kiện môi trường sạch, không có khói, chùm tia hồng ngoại từ đầu phát (Transmiter) sẽ đến bộ phận cảm nhận ánh sáng đặt tại đầu thu (Reveiver) với một cường độ 100%. Điều đó được hiểu là độ làm mờ 0%, nói một các khác toàn bộ tia hồng ngoại đến được đầu thu. Đầu báo beam được điều chỉnh độ nhạy theo mức được thiết lập sẵn, tính theo tỷ lệ phần trăm của độ che mờ hoàn toàn chùm tia chứ KHÔNG phải theo tỷ lệ hiện diện (nồng độ) của khói. Mức độ nhạy này, được xác định bởi nhà sản xuất, phụ thuộc vào chiều dài bảo vệ của đầu báo. Ví dụ: Khi đặt đầu báo có độ nhạy 25%, có nghĩa là khi 25% tín hiệu của tia bị làm mờ bởi khói, đầu báo sẽ chuyển sang tình trạng báo động. Khi có cháy, khói từ đám cháy bay lên đi vào khu vực bảo vệ, cắt ngang đường hồng ngoại của đầu báo sẽ làm suy giảm tín hiệu hồng ngoại tới đầu thu. Khi độ làm mờ đạt tới ngưỡng báo động được đặt trước, đầu báo sẽ phát một tín hiệu báo động cháy. Hình 2.10: Đầu báo tia báo động khi khói che khuất một phần tia hồng ngoại 18
Nếu đầu thu hoàn toàn không nhận được tia hồng ngoại (đầu phát bị hư, hoặc đứt dây, hoặc tia hồng ngoại bị che khuất 100%,…) đầu báo sẽ phát tín hiệu báo lỗi (trouble) để tránh báo giả. Sự thay đổi chậm của độ che mờ xảy ra, do bẩn hoặc bụi trên thấu kính của đầu báo, sẽ được bù trừ bởi một mạch vi điều khiển với chức năng giám sát liên tục cường độ tín hiệu và định kỳ hiệu chỉnh ngưỡng báo động và báo lỗi. Khi mạch tự bù trừ của đầu báo đạt đến ngưỡng giới hạn của nó, đầu báo sẽ phát tín hiệu báo lỗi, dấu hiệu yêu cầu dịch vụ bảo trì. Khoảng cách bảo vệ của đầu beam từ vài mét đến 100 mét (hoặc nhiều hơn, tuỳ thuộc vào nhà sản xuất), do vậy đầu báo dạng beam rất phù hợp để bảo vệ ở những nơi có diện tích lớn, tầm nhìn không bị che khuất. Theo NFPA72, đầu báo beam có thể bảo vệ một diện tích có chiều dài tối đa 100m (330ft) và khoảng cách theo chiều ngang (với tia hồng ngoại ở giữa) tối đa 18m (60ft), tương đương 1.800m2 (19.800sqft), trong khi đầu khói điểm có diện tích bảo vệ tối đa 83m2 (900sqft). Theo BS5839 part 1: Đầu khói điểm có đường kính bảo vệ tối đa 7.5m, khoảng cách tối đa giữa 2 đầu báo là 10.5m tương đương diện tích 110.25m 2. Đầu báo beam cho phép bảo vệ một diện tích có chiều dài tối đa 100m và chiều ngang (với tia hồng ngoại ở giữa) tối đa 15m, tương đương diện tích bảo vệ 1.500m2. Hình 2.11: Diện tích bảo vệ tối đa của đầu báo điểm theo BS5839 part1 Hình 2.12: Diện tích bảo vệ tối đa của đầu báo beam theo BS5839 part1 19
Hình 2.13: Đám cháy được phát hiện bởi đầu báo beam. Hình 2.14: Hoạt động của đầu báo beam phản xạ. Đầu báo khói lắp trên đường ống – Duct smoke detector Đầu báo Duct cung cấp khả năng phát hiện sớm khói và sản phẩm cháy có trong không khí di chuyển theo đường ống của hệ thống HVAC (HVAC là chữ viết tắt tiếng Anh của: H = Heating – Hệ thống sưởi ấm; V = Ventilation – Hệ thống thông gió; AC = Air Conditioning – Hệ thống điều hòa không khí). Hình 2.15: Đầu báo Duct. 20