船舶火災檢測報警救援技術綜述

0火災自動檢測、報警系統近年來，中國每年發生近1000起大小洪水，其中船只火災不足30起，數量僅占總海損失數的3%，損失為10%。船舶安全防火和滅火是船舶安全管理的重要組成部分。船舶結構的特殊性和船舶運行和制造的特點決定了船舶火災的固有風險。船舶結構緊湊，空間小，燃料和船舶正常運營所需的其他燃料。如果發生火災，火災信息將很容易傳播，難以控制，火災和滅火是困難的。因此，火災的監測、報警和救援已成為世界各國政府部門、海事部門和消防部門高度重視的問題。根據火災探測技術的發展和現有船舶的應用現狀，火災探測和應急報警系統主要包括三種火災自動檢測和報警系統：（1）多線火災自動檢測和報警系統；（2）通用控制火災自動檢測和報警系統；（3）智能火災自動檢測和報警系統。本文介紹了新智能船舶火災的檢測、報警和消防控制系統。1新型智能船舶火災檢測、報警和消防控制系統的設計1.1火警、故障檢測本文對船舶火災檢測、報警及消防控制系統進行分析,根據總線控制的火災自動檢測、報警系統和智能型火災自動檢測、報警系統進行設計.新型船舶火災檢測、報警及消防控制系統工作框圖如圖1所示.系統正常運行時,處于巡檢狀態.火警或故障信號通過485總線傳送到中央處理單元(單片機),如果是故障信號,則故障聲、光報警,直到故障排除、復位.在這個過程中,系統仍然處于巡檢狀態.如果是火警信號,按照系統優先級順序,火警信號優先報警;如果檢測到火警信號,則火警聲、光報警,并啟動延時電路,延時時間為2min.如果在延時時間內沒有人工應答,則啟動全船報警系統,同時啟動自動滅火器并關閉防火門;如果有人工應答,則報警器消音,然后判斷火情,根據火警采取相關滅火措施.船舶火警、故障檢測電路如圖2所示.火警、故障優先級判斷:(1)火警及故障信號同時發生,控制器優先輸出火警信號;(2)在已進行故障報警的情況下,如果探測到火警信號,則立即由故障報警轉為火災報警,暫時屏蔽故障報警,待火警消除后,再恢復故障報警;(3)短路報警優先于開路報警.1.2w-zd-hd211型定溫火災探測器為保證火災監控系統的準確性與可靠性,選用如下探測器:(1)感溫探測器:感溫探測器采用JTW-ZD-HD211Ⅱ型開關量點型定溫火災探測器.它結構簡單、可靠性高、誤動作少.(2)感煙探測器:感煙探測器采用JTY-LZ-HD151開關量點型離子感煙探測器.它可以減少環境溫度、濕度、氣壓等條件變化引起的對離子電流的影響,提高火災探測器的環境適應能力和工作穩定性.1.3火災警報系統火災報警系統由單片機、報警電路、自檢電路、顯示電路、保護電路、存儲電路、通信接口電路、探測電路等組成,如圖3所示:1.4系統的主要特點船舶就像一個大型的建筑物,船舶各個艙室中的報警控制器組成了一個以船舶為整體的大型網絡系統,每臺控制器由其自己的火災探測器和聲響警報裝置構成一個區域系統.每臺控制器相互聯接,在控制器之間傳輸數據,或者將數據傳到主控制器,主控器將局部可供使用的信息集中處理.本文設計的火災檢測、報警及消防系統具有如下特點:(1)系統中使用的感煙和感溫探測器受自然環境的干擾小;(2)系統中,若任何一個監測點的煙霧或溫度之一急劇上升,分機向主機發出火災報警信號,由主機做出相應處理;(3)為防止火災蔓延,如果某區域火災報警,則自動啟動滅火器并關閉該區域的防火門.(4)為防止分機的感煙、感溫探測器發生硬件上的故障,設有自檢電路,由分機CPU發出檢測信號自檢.若自檢出探測器上有故障,分機將向主機發出故障報警信號;(5)主機可監視和顯示各個分機的運行、故障、火警狀態,也可對分機進行遙控(如復位、消音等);(6)系統中所有的分機和主機之間采用串行通信接口;(7)當主機發生故障時,各分機仍可獨立工作;當某一分機發生故障時,并不影響其他分機工作.1.5主機程序.系統中主機和分機使用的單片機CPU是89C2051,主要使用單片機的C語言應用程序設計,主機和分機的單片機不斷采集和處理各個區域的數據,一旦發現火警或故障信號,就啟動顯示、報警等系統子程序.系統主機程序由系統初始化子程序、數據采集輸入子程序、顯示子程序、串行通信子程序、火警故障報警子程序及延時子程序等若干子程序組成.分機程序還包括自檢子程序等.2系統干預措施根據系統特點,采用兩類抗干擾措施——硬件抗干擾措施和軟件抗干擾措施,共同抵擋干擾,提高系統性能.2.1系統硬件的穩定性(1)在傳輸信號上,采用485差分輸入輸出結構,系統抗干擾能力增強,傳輸距離增加,誤差率減小;(2)系統硬件均具有功耗小、響應快、可靠性高等特點;(3)在船舶上,很可能出現節點對地電位不相等的情況,在電位差較大時會影響通信性能甚至損壞通信電路.因此,應當在各節點收發器與485總線之間采取光電隔離措施.2.2定向掃描(1)對數據采集應用開關量軟件抗干擾措施;(2)將重要指令設計成定時掃描模塊,使其在整個程序的循環運行過程中反復執行;(3)看門狗(WDT)技術.3提高系統的適應能力,采用傳感器本系統探測器集成了單片機,實現了多種信息量的采集處理;在傳輸上采用總線形式,增強了通信的可靠性并且提高了傳輸距離;加強了系統的抗干擾性,提高了系統對環境的適應能力,減少了火災的誤報和漏報;采用靈敏度較高的傳感器,提高了火災預報準確性和可靠性;系統采用LCM液晶顯示,使系統更加直觀、便于操作;發現火情后能及