Szakdolgozat MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR. Szakdolgozat. Gazdasági épület automatikus tűzvédelmi rendszerének PLC vezérlése

Szakdolgozat MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR

Szakdolgozat Gazdasági épület automatikus tűzvédelmi rendszerének PLC vezérlése

Kristóf József

Miskolc 2014.

Szakdolgozat

Hallgató: Kristóf József

Tervezésvezető: Trohák Attila

Neptun kód: XDIRCF

Levelező tagozat

Villamos mérnök - Ipari automatizálás és kommunikáció szakirány

Miskolc 2014

1

Szakdolgozat

Tartalomjegyzék 1. Bevezetés ................................................................................................................................. 4 2. A rendszerrel támasztott követelmények .................................................................................. 6 2.1. Működési környezet .......................................................................................................... 6 2.2. Rendszerezett fokozatosság ............................................................................................... 6 3. Logikai egység, érzékelők, beavatkozók .................................................................................. 8 3.1. PLC-k ................................................................................................................................ 8 3.1.1. PLC-ről általában ........................................................................................................... 8 3.1.2. Siemens LOGO PLC ........................................................................................... 10 3.2. Füstérzékelők .................................................................................................................. 16 3.3. Mágnes szelep ................................................................................................................. 19 3.4. Sziréna............................................................................................................................. 20 3.5. Szünetmentes tápegység .................................................................................................. 21 3.6. Akkumulátor töltő ........................................................................................................... 21 3.7. Villanymotor ................................................................................................................... 22 3.8. Mágneszár (elektromos zárfogadó) ................................................................................. 25 3.9. Nyomógombok ................................................................................................................ 27 3.10. Kulcsos kapcsolók ......................................................................................................... 29 3.11. Végállás kapcsolók ........................................................................................................ 31 3.12. GSM hívó ...................................................................................................................... 33 3.13. Öntözőfej - sprinkler ..................................................................................................... 35 4. A rendszer automatizálási terve ............................................................................................. 37 5. Vezérlő program..................................................................................................................... 40 6. Karbantartás ........................................................................................................................... 49 7. Kiértékelés.............................................................................................................................. 50 Összefoglalás ............................................................................................................................. 52 Summary .................................................................................................................................... 54 Internetes irodalomjegyzék ........................................................................................................ 55 Felhasznált irodalom .................................................................................................................. 55

2

Szakdolgozat Ábrajegyzék ............................................................................................................................... 56 Táblázatjegyzék ......................................................................................................................... 57 Mellékletek ................................................................................................................................ 58

3

Szakdolgozat

1. Bevezetés A tűz az régóta társadalmunk nélkülözhetetlen eszköze, de van úgy, hogy olykor egy élet munkáját teszi percek alatt tönkre, értékeink egy pillanat alatt vállnak a tűz martalékévá.

1.1. ábra 2013 november 30.-n keletkezett libahodály-tűz Kiskunfélegyházán

A gazdasági épületek otthonainkban kiemelt figyelmet érdemelnek tűzvédelmi szempontból, hisz a környezet telis tele van éghető anyaggal és a tűz gátló rendszerek kiépítése is sokszor nagyon körülményes, hisz figyelembe kell venni nemzetközi és hazai szabványokat, előírásokat, hőszigetelési szempontokat, az épület a környezetébe illeszkedő legyen és még sok-sok más szempontot az épület jellege és funkciójához igazodva és még a gazdaságosság sem elhanyagolható szempont. „A pontos besorolást táblázatos tervezési segédletek könnyítik. A létesítmény részei természetesen többféle tűzveszélyességi osztályba is kerülhetnek, de általában a legveszélyesebb besorolás a mérvadó. Ettől el lehet tekinteni, ha a veszélyes funkciójú terület kicsi, vagy kellő biztonsággal elhatárolható (tűzszakaszok kialakítása). Az egyes tűzveszélyességi osztályokhoz meghatározott épületszerkezeti követelmények tartoznak. Ezek a követelmények a magyar előírásokban tűzállósági kategóriákat különítenek el (I.~V.), és megadják, hogy az egyes tűzveszélyességi osztályhoz milyen kategóriájú (vagy jobb) szerkezet szükséges. Példaként egy „C” besorolású faipari műhely I., II., vagy III. tűzállósági kategóriájú épületben egyaránt létesíthető. A tűzállósági kategória magában foglalja az egyes teherhordó és térelhatároló elemek anyagára (éghető-nem éghető), és tűzállóságára

vonatkozó

követelményeket

4

(passzív

tűzvédelem),

a

szükséges

Szakdolgozat

menekülési időt, a tűzjelző- és beavatkozó berendezések (aktív tűzvédelem) felszerelését. A nyugati előírások kihagyják az épület kategorizálását, de hasonló módon

meghatározzák,

hogy

az

egyes

tűzveszélyességi

osztályok

milyen

épületszerkezeti tulajdonságokat követelnek meg. Abban mindkét szabályozás megegyezik, hogy aktív jelző- és oltóberendezések alkalmazásával az épületszerkezetek passzív tulajdonságai (és velük együtt a beruházási költségek) csökkenthetők.” 1 Ha az épületeinket nem tudjuk a tűztől 100%-ban megvédeni, akkor hasznos dolog lehet egy olyan védelmi rendszert kiépíteni, ami abban az esetben is működne, ha a baleset bekövetkeztekor nincs senki otthon. Jelen dolgozatom témája egy olyan önműködő tűzoltó rendszer, PLC vezérlővel megvalósítva, ami még csírájában folytja el a később sokszor fékezhetetlen pusztító tüzet. A programozható logikai vezérlő (Programmable Logical Controllers - PLC) az irányítási feladatokat tárolt program alapján valósítja meg. Ez egy beépített tűzoltó berendezés, mely a szabad enciklopédia a Wikipédia meghatározása szerint olyan tűzvédelmi eszköz, mely a tűz helyszínén, az épület szerkezetébe beépítve végzi el a feladatát. Előnye, hogy a teljes védett terület folyamatos felügyelet alatt áll, a rendelkezésre álló paraméterek alapján, objektíven értékeli az adatokat. A beépített berendezések teszik lehetővé a legkorábbi jelzés és beavatkozás lehetőségét, mely a legcélszerűbb és leghatékonyabb lehet, az emberi életek veszélyeztetése nélkül. Hátránya, hogy nem túl költségkímélő, folyamatosan ellenőrizni és karbantartani kell, felszerelése általában építészeti átalakítást igényel. 100%-os biztonságot nem nyújt, mivel a berendezések műszaki meghibásodása nem zárható ki.2

1 2

Digitális tankönyvtár - Műszaki tudományok – épületek tűzveszélyessége http://hu.wikipedia.org/wiki/T%C5%B1zolt%C3%B3_berendez%C3%A9s

5

Szakdolgozat

2. A rendszerrel támasztott követelmény 2.1 Működési környezet Az automata rendszert egy olyan gazdasági épületbe terveztem megvalósítani, ami állatok éjszakai és téli lakhelyéül szolgál. Természetesen a berendezés kompatibilis más épületekre is, de az épületek funkcióját tekintve, kisebb változtatások szükségessége nélkülözhetetlen a megfelelő és biztonságos működéshez. A biztonsági-rendszer kizárólag magáncélra készül, nem helyettesíti a hivatalosan előírt akár tűzoltókhoz is befutó riasztást. De biztonsági szempontból kompatibilissé tehető más szabványos központokkal és ezáltal segítheti a hivatalok szervek gyors reagálását. A rendszerrel szemben támasztott követelmények közé sorolom azokat a biztonsági lépéseket, amelyek meggátolják a tűz káros hatását akár állatra, akár más értékre. Az automata rendszert fontos teljes körültekintéssel és precizitással megtervezni, megépíteni, alkalmazni és karban tartani, hisz a legkisebb hiba is meghiúsíthatja a védelem hatékony működését és anyagi, környezeti károkhoz vezethet. Évek tapasztalata és a környezettanulmány előzte meg ezen tervezőmunkát. Nem

lehet

megjósolni a jószág, haszonállat, baromfi, sertés stb viselkedését.

2.2 Rendszerezett fokozatosság A terveimben szerepel egy többlépcsős védelem, ami nem csak a tűz továbbterjedését igyekszik meggátolni, de igyekszik az állatokat a füst és a hő káros hatásaitól megvédeni. A füst hatására beinduló rendszer indít többek között egy vízzel oltó rendszert, azok után, hogy az épületről leválasztja a hálózati feszültséget. A védelem kiépítésnél feltétlen figyelmet kap az a tény, hogy az érzékelőknél előfordulhatnak meghibásodások vagy téves riasztások. Ezen esetben talán fölöslegesen indítaná be a védekezési mechanizmust, fölöslegesen evakuálná az állatokat, ezzel esetlegesen anyagi kárt és az állatoknak fölösleges stresszt okozva. Ezt kellő körültekintéssel, többfokozatú érzékeléssel tudjuk kiküszöbölni. Mivel a tüzet nem elég érzékelni és jelezni, ezt a tűz korábban említett jellege megkívánja, hogy azonnal megkezdődjön a tűz további terjedésének meggátlása és a felszabaduló gázok és hő hatásaitól az állatokat kimenekítése. Mivel az állatok viselkedése adott helyzetben teljesen kiszámíthatatlan,

6

Szakdolgozat

ezért ezt is úgy kell kezelni, hogy minden esetben az élet és vagyon megóvása legyen szem előtt. Erre hivatott egy etetéshez szorosan köthető jelzőcsengő használata, amit kombinálnánk a tűzvédelmi rendszerrel, kihasználva az állatok pavlovi reflexét és a tűzjelző rendszer nem csak a tulajdonosnak, de az állatoknak is egyértelműen jelez és kihívja őket a gazdasági épület veszélyessé vált részéből, természetesen kombinálva az ajtózáró reteszek kioldásával, ami lehetővé teszi az állatok számára a szabad távozást a hívó jelre. Az imént említett csengő minden esetben megszólal etetés, vagy abrakolás előtt. Az állat a csengőszóhoz automatikusan hozzárendeli ösztönösen, hogy a bezárt helyről igyekezzék a táplálékát magához venni a külső udvaron, vagy karámban. Természetesen ez sem kiszámítható, mert veszélyhelyzetben minden állat másként reagál és lehetséges az is, hogy egyáltalán nem működik a jól bevált reflex, vagy a nyitott kapuk és vészjósló környezet látványa nem készteti az állatokat a biztonságot nyújtó szabad ég alá történő távozásra. Ezért szerepel a terveimben egy olyan sokadlagos, de meghatározó és távozásra késztető rendszer, ami bár legrosszabb esetben okozhat kisebb sérülést az állatnak, még lehet, hogy a nagyobb létszámú állatállománynál esetleg bekövetkező pánik, azt a váratlan eseményt okozzák, hogy megtapossák közben egymást, de amennyiben ez a rendszer beindul, biztosan meggátolja az állatok tömeges pusztulását. Ezen mechanizmus azon elven alapszik, hogy egy fém (tűzhatlan) szerkezetből álló mechanikus szerkezet egy rácsot igyekszik lassú sebességgel tolni maga előtt úgy, hogy eközben a bajba jutott állatokat a biztonságot nyújtó szabadba tereli. Az alábbi ábra mutatja a rendszer blokkvázlatát:

2.1. ábra A tűzvédelmi rendszer vázlatos felépítése

7

Szakdolgozat

3. Logikai egység, érzékelők, beavatkozók A tervezés folyamán legfontosabb követelmény az emberi élet védelme. Minden esetben kötelező betartani a biztonsági szabályokat. Az épület villamos hálózatába közvetetten beépített rendszerre érvényesek az ide vonatkozó villamos szabványok amit a 3. számú melléklet tartalmaz.

3.1. PLC-k 3.1.1. PLC-ről általában

„Napjainkban a vezérlési, irányítási feladatokat túlnyomó részt PLC-k látják el. A PLCk széles körű alkalmazását az alábbi előnyök indokolják: 

tekintettel a PLC-k univerzális hardverére, gazdaságos megoldást nyújtanak



gyors prototípus fejlesztést (rapid prototyping) tesznek lehetővé



a programtervezés, a szimuláció, a validálás, az installálás könnyen elvégezhető



hosszú élettartamúak, mivel mozgó alkatrészt nem tartalmaznak



ipari kivitelben készülnek



diagnosztikai feladatok ellátására is képesek



programozásuk

rendszerint

számítógépes

támogatással,

grafikus

szemléltetéssel történik 

kommunikációs

felületük

révén

hierarchikus

ill.

osztott

folyamatirányításra alkalmasak A PLC-s rendszerek szolgáltatásai további szoftverek felhasználásával (pl. SCADA, folyamatvizualizálás, ember-gép kapcsolat) a folyamatirányítással szemben támasztott magasabb igényeket is kielégítik.”3 A PLC

is

egy programozható

vezérlő.

A programozható

vezérlők

olyan

vezérlőberendezések, amelyek a főként vezérlési, ill. szabályozási funkciókat szoftver útján valósítják meg és beviteli, kiviteli egységeik révén technológiai folyamatok tárolt programú vezérlésére közvetlenül alkalmasak. 3

Dr. Ajtonyi István:PLC és SCADA-HMI rendszerek

8

Szakdolgozat

A programozható vezérlő az alábbi feladatok ellátására képes: 

jel/adat feldolgozási funkció (signal/data processing)



technológiai interfész funkció és az érzékelők kezelésére és beavatkozók működtetésére



kommunikáció funkció (PLC – PLC, PLC – számítógép, PLC – hálózat)



ember gép interfész funkció (man – machine interface – MMI ill HMI)



programozási, tesztelési, dokumentálási funkció



tápellátási funkció

A PLC olyan ipari számítógépnek tekinthető, amely speciális hardver egységei és felhasználói programja révén a technológiai folyamatok tárolt programú irányítására és intelligens kommunikációs felülete révén hierarchikus és/vagy osztott folyamatirányító rendszerek létrehozására alkalmas. A programozható vezérlők előnyei:  szabad strukturálhatóság  végtelen kapcsolási szám  relatíve olcsó telepítési költség  rendszerbe szervezhetőség lehetősége PLC-k kategorizálása: A PLC-ket egyrészt a bemenetek és kimenetek száma, másrészt a mechanikai kiviteli módjuk szerint szokás csoportosítani. A PLC kategorizálása a be/ki vonalak alapján: -

kis konfiguráció (kevesebb mint 500 be/ki vonal)

-

közepes konfiguráció ( 500 és 5000 be/ki vonal)

-

nagy konfiguráció (több mint 5000 be/ki vonal)

A mechanikai kivitel alapján történő csoportosítás: -

kompakt PLK-k

-

mikro PLC-k (ide tartozik a LOGO (Siemens) PLC )

9

Szakdolgozat

moduláris PLC-k4

-

3.1.2. Siemens LOGO PLC

A megvalósításhoz a Siemens Logo! Soft Comfort logikai egységet választottam, amely egység lesz a „lelke” a védelmi rendszernek. A LOGO! lesz a központi egység, ahová be futnak az érzékelők jelei és amely a beavatkozó és jelző berendezéseket vezérli. A LOGO! a Siemens univerzális logikai modulja, amely az alábbi funkciókkal rendelkezik.  Vezérlő funkciók  Kezelő és kijelző-egység  Tápegység  Program modul interfész és PC kábel  A napi működéshez gyakran igénybevett beépített alapfunkciók, mint pl. a ki/be kapcsolási késleltetés, áramimpulzus relé.  Kapcsolóóra  Bináris markerek  A készülék típusnak megfelelő kimentek és bemenetek Jelenleg felhasználásra kerülő egység egy 8 bemenetű és 4 kimenetű, a terveink megvalósításához 11 bemenetre és 10 kimenetre lesz szükség, ami bővítő egység beépítését teszi szükségessé.

1.1. ábra LOGO!12/24 RC

4

3.2. ábra DM16 24 bővítő modul

Dr. Ajtonyi István:PLC és SCADA-HMI rendszerek

10

Szakdolgozat

A LOGO felépítése:

3.3. ábra LOGO vázlatos felépítése



; N : Tápfeszültség



: Bemenetek



: Kimenetek



4: Programmodul fedéllel



5: Vezérlő panel (az Rco kivételével)



6: Kijelző panel (az Rco kivételével)



AS interfész: AS interfész csatlakozó (csak az LB11 változatnál)

Ezen tervek megvalósításához megfelelő egység a LOGO!24RCL, amely 8x24V-os bemeneti egységgel és 4x230V kimeneti kapcsolási lehetőséggel bír 10 A átfutó árammal hosszú távon. Továbbá relés kimenete van ami jelen esetben megkönnyíti helyzetünket, mert kisebb teljesítményű egységeknél nem kell külön leválasztásról és erőátviteli lehetőségekről gondoskodni. Szükségünk van továbbá egy DM16 24-es bővítő egységre ami tápellátása szintén 24V-os, de a bemeneti lehetőségeket további 8 bemenettel, a kimeneti lehetőségeket is további 8 kimenettel növeli. A már korábban említett szabványok, szabályok betartása ezekre az egységekre is vonatkozik.

11

Szakdolgozat

Szabványoknak való megfelelősség, tanúsítványok, engedélyek: A LOGO! UL, CSA és FM tanúsítványokkal rendelkezik. o UL lista jel ; Underwriters Laboratories (UL) ; UL 508 szabvány, fájl No. 116536 o CSA ; Canadian Standard Association (CSA) szabvány C22.2 No. 142, fájl No. LR 48323 o FM engedély; Factory Mutual (FM) o

Szabvány osztály száma: 3611, I osztály, 2. divízió, A, B, C, D csoport

A beüzemelés során figyelembe kell venni továbbá a gyártó irányelveit: A LOGO! bekötésekor biztosítani kell valamennyi érvényes és kötelező szabvány betartását. Az eszközök szerelése és működtetése közben figyelembe kell továbbá venni minden nemzeti és regionális előírást. Az adott helyzetben alkalmazandó szabványok és előírások megállapítása céljából a megfelelő hatóságokkal kell kapcsolatba lépni. -

A felhasznált vezetékek keresztmetszete minden esetben feleljen meg a fellépő áramerősségnek. A LOGO! bekötésénél 1.5 mm

2,2 mm és 2.5 mm

keresztmetszetű vezetékek használhatók. -

A csavarkötésű csatlakozókat ne húzzuk meg túl erősen. A maximális megengedett nyomaték 0.5 Nm lehet.

-

A lehető legrövidebb vezetékhosszakat alkalmazzuk. Ha hosszabb vezetékre van szükség, akkor az árnyékolt kábel legyen.

-

Vezetékpárokat alkalmazzunk: semleges vezetőt a fázis, vagy jelvezetékkel együtt.

-

A váltakozó áramú vezetékeket és a nagyfeszültségű, magas működési frekvenciájú egyenáramú vezetékeket különítsük el az alacsony feszültségű jelvezetékektől.

-

Biztosítani kell a vezetékek megfelelő hajlékonyságát.

-

Alkalmazzunk megfelelő túlfeszültség védelmet azoknál a vezetékeknél, melyek a villámlás hatására sérülhetnek.

-

Ne kössünk külső áramforrást egy egyenáramú kimenetet párhuzamosan terhelő kimenetre. Ez visszáramot eredményezhet a kimeneten, hacsak nincs diódás, vagy egyéb védelem a konfigurációban.

12

Szakdolgozat

Az egység 12/24 V egyenfeszültséggel működik. A tápfeszültség bekötése az alábbi ábrán látható:

3.4. ábra tápfeszültség bekötése a PLC-be

Ajánlott a betápláló körbe biztosítékot elhelyezni az esetleges zárlat kialakulása okozta további problémák kiküszöbölésére. Értéke 0,8 A. Az érzékelőket a következő módon kell a LOGO!-hoz csatlakoztatni:

3.5. ábra bemenetek bekötése a PLC-be

13

Szakdolgozat

A LOGO! 12/24... az érzékelőkre a tápfeszültséggel megegyező referenciapotenciált kell kötni, így a földpotenciál és a tápfeszültség közötti analóg jelek érzékelhetők.

A LOGO! indításának szabályai: 1. Ha nincs program a LOGO-ban, vagy a csatlakoztatott program modulban, akkor a kijelzővel ellátott LOGO!-n a No Programüzenet jelenik meg. 2.

Ha a program modulban van program, akkor az automatikusan átmásolódik a LOGO!-ba és az ott levő korábbi programot felülírja.

3.

Ha a LOGO!-ban, vagy a program modulban van tárolt program, akkor a LOGO! beáll abba a működési állapotba, amelyben a kikapcsolás előtt volt. Ha kijelző nélküli változatot használ (LOGO! ...RCo), az STOP állapotból automatikusan RUN-ba vált (a LED fény pirosról zöld-re vált ).

4.

Ha a LOGO!-nak legalább egy maradó (remanens) funkcióját előzőleg bekapcsolták, vagy állandó remanenciára kapcsolt funkciót alkalmaztak, akkor az aktuális értékek megőrződnek a hálózat kikapcsolása esetén is.

Ha programbetöltés közben tápfeszültség kimaradás következik be, a feszültség visszatérése után a program törlődik a LOGO-ból. Ezért ajánlatos az eredeti programot változtatás előtt a program modulon (kártyán) vagy a PC-n (LOGO!Soft Comfort) lementeni. A LOGO! működési módjai: A LOGO! –nak 2 működési módja van: a STOP és a RUN

STOP

RUN

 A kijelzőn: ’No Program’ (nem a

 A kijelzőn: A bemeneteket és

LOGO! …. Rco-nál)

akimeneteket

14

figyelő

maszk

Szakdolgozat

 A LOGO! programozott módba

(START után a fő menüben) (nem a LOGO! …Rco-nál)

kapcsolva  Vörös LED világít (csak a LOGO!

 A LOGO! paraméterezés módba

…RCO-nál

kapcsolva (nem a LOGO!.... Rconál)  Zöld LED világít Csak LOGO! Rco-nál)

A LOGO! működése:

A LOGO! működése:

 A bemeneteket nem olvassa

 A LOGO! olvassa a bemeneti

 Programot nem hajt végre  A

relé

nyitottak,

érintkezők a

állapotokat.  A

állandóan

LOGO!

programvezérelten

beállítja a kimenetek állapotát.

tranzisztoros

 A LOGO! be vagy ki kapcsolja a

kimenetek kikapcsolva

reléket/ tranzisztoros kimeneteket. 3.1. táblázat LOGO működési módok

Programozás: A programozáson jelen esetben valamilyen áramköri kapcsolás bevitelét értjük. Egy LOGO! program tulajdonképpen nem más, mint az áramkörök kapcsolási rajzainak másféle módon történő megjelenítése. A program megírása PC-n keresztül történik. A program részletes leírását a későbbiekben taglaljuk.

15

Szakdolgozat

3.2. Füstérzékelők: 5

„Az ionizációs füstérzékelés egy speciális kondenzátor segítségével történik. A

füstszemcsék a radioaktív izotóppal ionizált kondenzátor fegyverzetei közé kerülve megváltoztatják annak töltését, és csökkentik az áramerősséget. Az ionizációs füstérzékelés teljes füstspektrumon alkalmazható, de érzékenysége kis szemcseméret esetén magasabb. Pontszerű jellege és hőérzékenysége miatt kisebb, alapvetően tiszta levegőjű terek érzékelésére használatos. Optika elnyelésen alapuló érzékelők a füstöt a beérkező jel intenzitásának csökkenése alapján érzékelik. Az adó és a vevő között 10~100 m távolság is kialakítható (vonalmenti érzékelés), így kiválóan alkalmas nagy terek, átriumok, megközelíthetetlen épületrészek látható füstjének érzékelésére. Az előbbihez hasonlóan ez sem használható kültéren, poros, füstös levegőjű helyiségekben, és magas hőmérsékleten. A fényszóródás elvén működő érzékelő egy sötétkamrában elhelyezett infra adóból és vevőből áll. A kamrába bejutó füstszemcsék szórják az adó fényét, a vevő pedig érzékeli a szórt fényt. Ez az érzékelő az előbbi kettővel ellentétben inkább a nagyobb szemcseméretű füstök kimutatására alkalmas. Az optikai érzékelők precízebb változatai lézerfénnyel működnek. A lézerfény intenzitása miatt érzékenyebb érzékelők alakíthatók ki, így a tűz érzékelése rendkívül korai fázisban megtörténhet. Mivel a lézeres fényszóródás-érzékelő jóval drágább, mint az infrás, ezért ezt nem pontonként helyezik el, hanem egy aspirációs rendszerbe építik be. A rendszer pontszerű beömlőnyílásokon keresztül szívja be a levegőt, és egy gyűjtőcsatornával vezeti az érzékelőhöz. Így egy érzékelővel egy nagyobb terület lefedhető. A rendszer növelésének határt szab, hogy a csőhálózatban nagyon precízen kell kialakítani az áramlási viszonyokat, illetve riasztás tudni kell lokalizálni a tűzforrást. Maximálisan 2000

fedhető le egy érzékelővel.”

Tehát az érzékelők füstérzékelők lennének, fontos kritérium, hogy függetlenek egymástól és a működési tartománynál figyelembe kell venni, hogy mivel ezek az épületek se nem fűtöttek se nem hűtöttek, bírják a szélsőséges klímát. Körültekintőnek kell lenni a kiválasztásnál. Alapvető szempontok: 5

Digitális Tankönyvtár – Műszaki tudományok – aktív tűzvédelem – jelzőberendezések - füstérzékelés

16

Szakdolgozat

o hőmérséklet tartomány o tápfeszültség o kimeneti kompatibilitás o gazdaságosság o szélsőséges környezeti behatás (por, szennyeződés) o szerelhetőség o megbízhatóság Ezen tulajdonságok figyelembevétele nem csak a füstérzékelőknél kíván alapos körültekintést, hisz általában minden érzékelő és beavatkozó egység hasonló környezetben kerül elhelyezésre. Működésüket tekintve a füstérzékelők optikai detektorok. Egy led fényforrásból és egy vevőegységből állnak. Extinkciós fajtájánál alapesetben az adó és a vevőegység látja egymást, és ha a fény útjába füst kerül, a fény intenzitása csökken. Szórt fényt érzékelő típusnál a vevő a füstszemcséken szóródó fényt érzékeli, és ez esetben lép működésbe. A felszerelés helyének megválasztásakor figyelembe kell venni a védendő helyiségben 

a térelrendezést



az egyes hőforrásokat



a légmozgást befolyásoló tényezőket



egyéb tényezőket

melyek mind befolyásolhatják a füst terjedését, ezáltal az érzékelő működésének hatékonyságát. Jelen esetben egy Honeywell 2351E+B401 optikai (füstérzékelő + 24V aljzat) szerepel a tervezetben. Műszaki paraméterei: 

Működési feszültség: 8-30V DC,



Átlag áramfelvétel: 0.12mA / 24V DC,



Működési páratartalom: %..95%, nem kicsapódó,



Működési hőmérséklet: -30C...70C,

17

Szakdolgozat



Magasság: 45mm (B401 aljzattal),



Átmérő: 102mm, Súly: 93gr (aljzat nélkül),



Alkalmazható aljzat: B400 sorozat,



BM-OKF engedély

3.6. ábra Honeywell füstérzékelő

Katasztrófavédelem által engedélyezve Gyártó-forgalmazó-kérelmező: System Sensor – Gyártó:I-34147 Cavicel

Trieste, –

SpA.

gyártó:

Via I-20096

Caboto

Piotello,

ViaD'

19.

Annunzio

44.

Promatt Elektronika Kft. – kérelmező: 1112 Budapest, Jégcsap u. 9/b. ENG. SZÁM:618/55 Az

érzékelők

füstérzékelők,

a

vezérlő

PLC.

Szükségünk

van

beavatkozó

berendezésekre, amelyek a védelmet és tűz továbbterjedését aktívan segítik, továbbá az állatok menekítésében veszik ki részüket: 

mágnes szelep



sziréna



szünetmentes tápegység



akkumulátor töltő



csigás villanymotor



mágneszár



nyomógombok



kulcsos kapcsolók



végállás kapcsolók



GSM hívó



öntöző fejek

18

Szakdolgozat

3.3. Mágnes szelep Mágnes szelepnek a feladata az oltó víz átáramlásának megakadályozása mindaddig, amíg a vezérlő egységünk parancsára, a vezérlő jelet megkapva, elindítja a veszélyben lévő épület öntözőfejeihez a víz átengedését. A szelepet fagyhatár alá kell elhelyezni, hiszen nem szabad a szelep elé fagy csapot beszerelni, hiszen annak működtetésével, meghiúsulhat a tűz oltása. A mágnes szelep kiválasztási szempontok: o megengedett legnagyobb nyomás o vezérlő feszültség o csatlakozó cső átmérő o vízhozam Ezen szempontok figyelembevételével, a konkrét megvalósult munkadarab egy Buschjost alfluid mágnesszelep paraméterei: 

2/2 utas,



24V/DC,



0-10 bar,

3.7. ábra mágnesszelep

A közegfüggetlen szelepek ideálisan használhatók automatikus vízellátás vezérlésre. A közegfüggetlen szelepet egyszerűen a vízvezetékbe építhetjük be.

3.4. Sziréna A sziréna hasznossága megkérdőjelezhetetlen. Ez az ami akkor is működik, amikor a berendezésünk készenléti állapotban van. Ez az alkatrész mondhatni folyamatosan működik és a tesztelése leginkább gyakori, hiszen minden etetéskor, vagy abrakoláskor szól. Itt nem az az elsődleges szempont, hogy a kimeneti jelszint óriási méreteket öltsön, hisz az állatoknak az emberhez mérten jó a hallásuk, ugyanakkor túlzott jelszint

19

Szakdolgozat

hatására, esetlegesen a lakókörnyezet kifogást emelhet, joggal. Mivel a gyári szirénák alapfeladata, hogy karakteres hanghatást vigyen végbe, ezért gazdasági szempontból érdemes a kommersz szirénát egy szerényebb hangszigeteléssel ellátni. Mivel a sziréna is ki van téve környezeti behatásoknak, a kiválasztásánál ezeket is figyelembe vesszük, a tápláló feszültségen túl. Adott esetben SATEL SPL2010R SATEL kültéri piezzo hang- fényjelző került kiválasztásra.

3.8. ábra Satel SPL2010R sziréna

A gyártó által megadott jellemzők: 

fehér színű lekerekített polikarbonát-fém



háromszorosan szabotázsvédett (nyitás, leszakítás, hab befújás) ház,



vörös villogóval,



5W-os izzóval,



2 indító bemenet,



3 választható hangjelzési mód,



akkumulátor nélkül.



120 dB,



-35°C +60°C

20

Szakdolgozat

3.5. Szünetmentes tápegység Szünetmentes tápegységre is szükség van, hisz előfordulhat, hogy hálózati feszültségkimaradás hosszabb ideig is eltart és abban az esetben, az akkumulátor töltése, nem lesz folyamatos, esetlegesen kapacitása akkor nem lesz megfelelő, amikor éppen kellene. Ezért került kiválasztásra az Eaton E-Series NV 1400H modell. Jellemzői: 

Line-interaktív,



Látható teljesítmény: 1400 VA,



Valódi teljesítmény: 840 W,



Kimenő maximális feszültség: 230 V



automatikus feszültségszabályozás



mikroprocesszoros ellenőrzés



cserélhető akkumulátorok



felhasználóbarát LED-es kijelző

3.9. ábra Eaton E-Series NV 1400H

szünetmentes tápegység

3.6. Akkumulátor töltő A akkumulátortöltő szerepe, hogy amikor a riasztás hatásaként a központi egység biztonsági okokból leválasztja

a hálózati feszültséget, akkor az akkumulátorok

megfelelő állapotban legyenek ahhoz, hogy a vezérlő, beavatkozó és érzékelő egységek

21

Szakdolgozat

megfelelő tápellátást kapjanak mindaddig, amíg a hálózati feszültség ismételten visszakapcsolásra nem kerül. Az akkumulátor töltő 12-24V; 24/16A GZL30 tipusú.

3.10. ábra GZL30 akkumulátor töltő

Normál és gyorstöltési funkcióval rendelkező akkumulátor töltő 30Ah-tól 220Ah-ig, 12V-os és 24V-os akku. telephez is.

3.7. Villanymotor A terelőrácsok mozgatását hajtóműves egyenáramú villanymotor segítségével tudjuk megoldani. „Egyenáramú motoros üzemben az egyenárammal táplált armatúra tekercsire az állórész állandó mágneses mezője forgatónyomatékot gyakorol. A kommutátor ilyenkor nem egyenirányítóként viselkedik, hanem éppen ellenkezőleg, az egyenáramot az armatúra tekercsein hol az egyik, hol a másik irányba engedi át.” 6 Fontos, hogy a hálózati feszültségről leválasztva érintésvédelmi szempontból megfelelő, egyenáramú motort alkalmazunk, ami meggátolja, hogy akár az oltás közben, akár más esetben is veszélyes áramütést szenvedjen bárki. Ezért a tervezett egyenáramú motor 24 V-os akkumulátorról lenne megtáplálva. Mivel oltás közben vizes környezetben kell működnie, ezért fontos az IP megfelelő védettségi fokozat, ami jelen esetben IP65 kell, hogy legyen legalább, ahol az első szám a por ellen behatolási védettséget, a második pedig a vízsugár elleni védettséget (minden irányból) jelenti. (A védettségi fokozatokat az 1. számú melléklet tartalmazza.) Nem elegendő csupán egy villanymotor, hisz a magas fordulatszámmal és kis nyomatékkal nem igen tudnánk hatékonyan mozgatni a 6

Dr. Jurisits József – Nagy Ferenc Csaba: Elektrotechnika

22

Szakdolgozat

terelőrácsot. „Az egyenáramú motor nyomatékát a mágneses térbe helyezett áramjárta vezetőkeretre ható erőpár hozza létre. A forgórész I áramerősségű árama a B indukciójú mágneses térben, l hatásos vezetőhossz esetén (1.)

erőt létesít. Az F erőpár a d átmérőjű forgórészen (2.)

nyomatékot eredményez. Figyelembe véve az erő összefüggését, valamint a B mágneses indukciót a Φ fluxussal és a pólusok A keresztmetszetével kifejezve, a nyomaték: (3.)

A kifejezésben lévő A, l és d mennyiségek egy adott gép esetén állandók, így egy k konstansba foglalhatók. Ezzel felírhatjuk az egyenáramú motorok jellemzésére szokásos nyomatéki összefüggést: (4.)

Az egyenáramú motorok nyomatéka egyenesen arányos a főpólusok mágneses fluxusával és a forgórész áramerősségével” 7 Ezért kell egy hajtóművet a motorhoz illeszteni, ami egyrészt lecsökkenti a villanymotor relatíve nagy fordulatszámát ugyanakkor ebből kifolyólag nyomaték szempontjából, sokkal nagyobbá teszi a tengely terhelhetőséget. Az áttétellel növeljük a terhelhetőséget. Fontos ez azért, mert ugyan ezt el tudjuk érni úgy is, hogy a motort esetlegesen nagyobb teljesítményűre cseréljük, de mivel a működtető feszültség csupán 24 V, ezért a megnövekedett áram egyrészt túl vastag vezetéket kíván, ami nem

7

Hámori Zoltán: Villamos gépek

23

Szakdolgozat

gazdaságos, másrészt az akkumulátor kapacitására is negatívan hat.

„A motoros

fogyasztóknál a vezeték aláméretezett keresztmetszetéből adódó feszültség csökkenés miatt teljesítményük csökken, illetve változatlan terhelés mellett nagyobb áramot vesznek fel a hálózatból, ami hosszabb idő elteltével túlmelegedéshez vezethet. A vezetékeket melegedés szempontjából is ellenőrizni kell. A vezetékek melegedését elsősorban az a

R teljesítményveszteség okozza. A kábeleknél ennek értékét még növeli

szigetelésben

létrejövő

dielektromos

veszteség.

A

vezetékek

szükséges

keresztmetszetét úgy kell megállapítani, hogy az említett veszteségek hatására se melegedjenek fel annyira, hogy akár a szigetelésükben, akár a környezetükben tűzveszély forrásai legyenek. A vezetékek melegedésre való méretezése táblázatok segítségével történik. A terhelési táblázatból megnézzük, hogy a szóban forgó vezeték keresztmetszete mekkora árammal terhelhető. Ha nem felel meg, akkor azt a hozzá legközelebb álló, nagyobb szabványos keresztmetszet vezetőt kell választani, amely melegedés szempontjából is megfelelő. Ezt az ellenőrzést minden esetben el kell végezni.” 8 (a vezetékek méretezését a 2. számú melléklet tartalmazza) Ezen paraméterek alapján és a megfelelő ár-érték arány figyelembe vételével az ideális hajtómű MCC, MP3-MP4N motorral szerelve. A forgalmazó által megadott 9adatok: 

Egyenáramú 12 vagy 24 V-os csigahajtóműves motorok állandó mágnessel,



külső ventillátor hűtéssel.



F osztályú tekercselés megfelel a VDE 0530 szabványnak.



Max 230 W teljesítmény.



IP 65 védelmi osztály megfelel a DIN 40050 szabványnak.



Hajtómű: 9 féle áttétel, i=7.5- 80.



Max. Nyomaték 9 Nm.



B3, vagy B5-ös kialakítás. B5/S balos - B5/D jobbos verzió.



Opcionálisan 24 VDC fékkel.

8

digita.uw.hu/VillM/muvek_02.pdf oldalról Ansa - Motor kft az olasz gyártmányú Mini Motorok kizárólagos forgalmazója Magyarországon tájékoztatása alapján. A forrás: http://ansa-motor.hu/hajtomuves 9

24

Szakdolgozat

3.11. ábra MP3-MP4N típusú villanymotor és hajtásház

A villamos motorok karbantartása: „Mint minden gép, a villamos motorok is rendszeres karbantartást igényelnek. A villamos forgógépek – meghibásodás szempontjából – kritikus alkatrészei a csapágyak, a kefék, a csúszógyűrű, illetve a kommutátor. A szükséges javításokat – a kefék cseréjének kivételével – a gépek szétszerelt állapotában lehet elvégezni. A gépet a hálózatról le kell kapcsolni, … Ezután kerülhet sor a kapocsház fedelének eltávolítására. A csatlakozóvezetékek lekötése előtt célszerű azokat a csatlakozási pontok jelzésével ellátni. A lekötött végeket szigetelni kell. Ezután kerülhet sor a motor leszerelésére. A gépet a szétszereléshez megfelelő szilárdságú és magasságú szerelőasztalra kell helyezni és lehúzó-szerszámmal le kell venni a tengelyen lévő erőátviteli alkatrészt. Mielőtt a gépet szétszednénk, a kapcsolódó alkatrészek egymáshoz viszonyított helyzetét össze kell jelölni ( a csapágypajzsokat az állórész házhoz,…) Az összejelölést laposvágóval, kíméletes ütésekkel célszerű végezni, de esetleg festékcsíkot is alkalmazhatunk. A jelzések a ház két oldalán különbözőek legyenek.”10

3.8. Mágneszár (elektromos zárfogadó) A mágneszárak a karámajtókat hivatottak nyitni illetve zárni. A zárak az ajtó tokozatába beépítve, alap állapotban megakadályozzák az ajtó vagy kapu kinyitását. 10

Hámori Zoltán: Villamos gépek

25

Szakdolgozat

Amennyiben a működtető feszültséget megkapja (24V) az elektromos tekercse mágneses teret indukál és a fém működtető egységet olyan állapotba helyezi, hogy ezáltal az eddig reteszelt kapu nyitható lesz. Megkövetelt tulajdonság, hogy feltörési biztonsági erő magas legyen, hisz itt lehet számítani az állatok által generált fizikai behatásra. Működését ne akadályozzák a hőmérsékleti szélsőértékek, de fontos az időszakos karbantartás. A javasolt típus: 138.53 PROFIX 2, 24 V DC Tulajdonságai11: 

Minden szabványos acélkávához használható



FaFix rádiuszcsapda állíthatósága 3 mm



Tartós teszt 250.000 ciklus



Feltörési biztonság 3750 N



Szimmetrikus

konstrukció,

így

balos/jobbos

alkalmazhat

11



kapcsolás fajtája: Állandó érintkező



zárszekrény kivitele: szimmetrikus



zárszekrény magassága (mm): 66



Működési hőmérséklet -15°C- +40°C



zárszekrény szélessége (mm): 18,5



fiókmélység (mm): 25,5



komponensek: 138.53



komponensek: Univerzális



névleges feszültség: 24



rögzítési mód: áram nélküli megszakítás



reteszelés: -



visszajelzés: Nem

Werk Albstadt (Marke effeff) - Németország

26

és

vízszintes

helyzetben

Szakdolgozat

3.12. ábra A mágneszár méretei

3.13. ábra 138.53 PROFIX 2 típusú mágneszár

3.9. Nyomógombok A nyomógombokat az érzékelők kategóriájába kell sorolni. Több mechanizmust is a nyomógombok segítségével tudunk indítani, mint pl. a sziréna, vagy akár az ajtók nyitását, de nyomógombokkal kell nyugtázni és kikapcsolni a beindult tűzgátló rendszerünket is. Az ajtónyitó, a csengő indító, a kétkezes gombok az alábbi nyomógombbal kerül megvalósításra: ELMARK EL1-B102 Ipari nyomógomb, tokozott, zöld, IP44 ( Apró méretű szilárd tárgyak ellen védett (>1 mm), Fröccsenő víz ellen védett minden irányból

27

Szakdolgozat

(nem

károsító

mértékű

szivárgás

megengedett)

EM-401102

A nyomógomb a működtető gomb megnyomásával kerül zárt helyzetbe. A gomb felengedésével a nyomó alaphelyzetbe áll vissza.

3.14. ábra ELMARK EL1-B102 nyomógomb

Műszaki adatok 

Névleges szigetelési feszültség: 660 V



Névleges lökőfeszültség-állóság: 6 kV



Névleges termikus áram: 6 A (240 V, AC1)



Névleges üzemi áram fémalapú kivitelnél: 3 A (240 V, AC15); -0,27 A (250 V, DC13), műanyagházas kivitelnél: 0,4 A (240 V, AC15)



Zárlati szilárdság: 1000 A (10 A gG előtét-biztosítóval)



Beköthető vezeték: 1×0,5...1×2,5



Vezeték csatlakozás: csavaros kapcsokkal



Védettség: IP 42 (a kezelősor felől)



Környezeti hőmérséklet: -25 °C ... +70 °C



Tárolási hőmérséklet: -40 °C ... +70 °C



Mechanikai élettartam: 1×106 kapcsolási ciklus



Bekapcsolási erő: max. 20 N (érintkező zárás)



Kikapcsolási erő: 8...15 N (érintkező nyitás)



Működtető nyomaték: max. 0,15 Nm (karos kivitel)



Közvetlen nyitási út: min. 3,5 mm



Működési út: max. 8 mm



Rezgésállóság (IEC 60068-2-6): max. 8 g (40...500 Hz)



Ütésállóság (IEC 60068-2-27): max. 15 g

28

(2×1,5

)

Szakdolgozat

3.10. Kulcsos kapcsoló. Feladata, hogy adott állapotban a rendszer bizonyos bemeneti egysége, csak indokolt esetben kaphasson indítást, csak akinek a kulcs a birtokába van, csak az tudja a rendszert indítani. Tervezett típus: Ganz KKMZO-20-6002 kulcsos be-ki kapcsoló, 0-1 Tokozott kivitelű kulcsos működtetésű be-ki kapcsoló 3P 20A, 0-1 állással Ez a KK kapcsoló műanyag tokozású (IP 65), kulcsos működtetésű, termikus árama 20 A. 60°os szögben állítható a kapcsoló. A kapcsolók alapegysége az érintkező kamra, vagy elem, amelyben 1 vagy 2 darab, egyenként kettős megszakítású, egymástól független áramkörű érintkező van. Az érintkezőket a tengelyre fűzött vezérlőtárcsák a tengelyre merőleges irányban mozgatják. A kapcsolási programtól függően különböző számú érintkező kamra és az előlap között van az állásrögzítő szerkezet, amely az érintkezőket

határozott

nyitott,

vagy

zárt

állapotban tartja. Az önemelő vezetékszorítókat 3.15. ábra A rendelési kód felépítése

el nem veszíthető csavarok mozgatják. 12 A kulcsos működtetésű kiviteleknél a kapcsolókar

egy kulcs, amely csak 180° -onként elfordított helyzetekben vehető ki a zárból. Megnevezés (az MSZ EN 60947 szerint)

KK0-20

Névleges szigetelési feszültség Ui[V]

690

Kapcsolható teljesítmény P e [kW]; (400V, AC-3)

5,5

Egyezményes nyitott szerelési termikus áram [A]

20

Ith(=Ie,400 V, AC-1) Előlapméretek [mm]

48*48

3.2. táblázat KKO-20 kapcsoló adatai

12

GANZ kapcsoló- és készülékgyártó Kft, mint gyártó adatai

29

Szakdolgozat

A kapcsoló belső felépítését a 3.16.ábra mutatja

3.16. ábra Kulcsos kapcsoló felépítése

Kapcsolási programok (alapfejlesztések)

30

Szakdolgozat

3.3. táblázat KKM típusazonosító

3.10 3.17. ábra A GANZ KKMZ0-20-6002 kulcsos kapcsoló

3.11. Végállás kapcsolók. Feladata a motorral mozgatott terelőrács mozgásútja végén illetve kezdetén a megfelelő pozícióba átkapcsolva működtetni a vezérlő egységünket, ami az adott bemenő jel hatására elindítja vagy leállítja a rács szerkezetet.

31

Szakdolgozat

Végállás kapcsoló tervezett típusa: MVK 107

3.18. ábra kapcsoló méretei

3.19. ábra MVK-107 végálláskapcsoló

Műszaki paraméterek: 

Szigetelési feszültség:250 V



Névleges üzemi áram:2A (AC15, 250V) 0,4A (DC12, 115V) 5A (AC1, 250V)



Beköthető vezeték:0,5-1,5mm2 merev vagy hajlékony réz



Mechanikai élettartam: 10 000 000 kapcsolási ciklus



Működési gyakoriság: max. 1800 kapcsolás/óra

32

Szakdolgozat



Környezeti hőmérséklet: -25˚C…+55˚C



Védettségi fokozat: IP66

3.12. GSM hívó Szükségszerű, hogy ha otthonunktól távol vagyunk és a baleset bekövetkezik, valamilyen formában értesüljünk róla, még akkor is ha a védelmi mechanizmus jól vizsgázik és a tűz továbbterjedését megakadályozta és az állatokat biztonságos helyre terelte. Erre kiválóan alkalmas eszközök állnak rendelkezésünkre. Széles a paletta különböző GSM hívók terén. Az automata segélyhívó egységet el kell látni egy GSM SIM kártyával, ami rendelkezik kimenő hívásos jogosultsággal. „Az Ssk - 655 típusú GSM kommunikátor és átjelző, vagy GSM hívó és vonalpótló modul riasztóközponthoz illeszthető GSM adapter, mely alkalmas a telefonvonali kommunikációt kiváltani hasonló formátumú, de GSM alapú kommunikációra. A GSM átjelző és hívó adapter kifejezetten riasztóközpontok és tűzjelző központok számára lett kifejlesztve, így ennek megfelelően a DTMF alapú adatátvitelt igénylő, speciális sávszélesség és funkciók kerültek kialakításra. A GSM hívó beépített ipari GSM modullal üzemel, tetszőleges előfizetéses vagy feltöltős kártyával. A DTMF Contact ID alapú kommunikációt a GSM kommunikátor csak átengedi, azt nem tárolja, nem alakítja át. A GSM hívó adapter a 12-15V-os tápfeszültégen kívül csak a riasztó készülék telefonvonali bemenetére csatlakozik. Külön SMS bemenettel is rendelkezik, mely bemenetet aktiválva egy külön sms küldethető el egy mobil telefonszámra. A GSM hívó figyeli a riasztóközpont kimenetét, vonali feszültséget és beemelés esetén tárcsázóhangot biztosít számára. Kontrolálja a GSM modult is, melyet alapesetben passzív állapotban tart, és ezalatt is rendszeresen lekérdezi. Ha a GSM működése megfelelő, akkor a modul idle állapotban marad, ha a GSM válasza nem megfelelő, akkor azt újra feljelentkezteti a hálózatra, ezáltal ismét kommunikációképes állapotba hozza.”13 A termék további előnyei: o Olcsó, egyirányú telefonvonali szimulátor , biztonségtechnikai GSM adapter és átjelző riasztóközpontok számára

13

SEASOFT elektronikai és fejlesztési és tanácsadó kft terméke, az ő paraméterei

33

Szakdolgozat

o Riasztó- és tűzjelzők Contact ID jelzéseinek átvitelére, optimalizált sávszélességgel, és plusz SMS bemenettel o Lakásriasztó mellett szükség esetén beszédátvitelre, kifelé irányuló hívások kezdeményezésére, folytatására o Hálózat,- és térerőfigyelés és GSM újraindítás o Lakásokban, nyaralókban, kisebb üzletekban elhelyezett, telefonvonallal nem rendelkező GSM átjelzőként o Tetszőleges SIM kártyával üzemeltethető

3.20. ábra GSM hívó

Specifikációk: 

Tápfeszültség: 10–15V DC



Frekvenciasáv: 900/1800MHz



Nyugalmi áramfelvétel: 30 mA alatt



Kommunikáció:DTMF Contact ID



Átlagos áramfelvétel: 65 mA



Tárcsáztatás: DTMF (teljes 06-xx-xxx stb.)



Max. áramfelvétel: 220 mA



Panel hosszúsága: 67 mm



Min kiadott vonali feszültség: 9V DC

34

Szakdolgozat



Panel szélessége: 60 mm



Tárcsahang: 360Hz



Panel magassága: 18 mm 14

3.21. ábra GSM hívó panel elrendezése

3.13. Öntözőfej – Sprinkler A sprinkler kifejezés az angol „to sprinkle” permetezni igéből származik és önműködő oltóberendezést értünk alatta. Az oltóközeg szerepét betöltő víz szilárdan beépített csővezetéken át áramlik. A védelemre szoruló helyiségekben a sprinklerek a teljes felületen egyenletesen oszlanak meg, miközben az elosztóháló Red Bottom Shoeszathoz csatlakoznak. Nyugalomban a sprinklerek zárt helyzetben vannak és a csőhálózat nyomás alatt áll. A hő hatására csak azok a sprinklerek nyílnak ki, amelyek a tűz fészkének tartományában helyezkednek el. Ekkor viszont azonnal kiáramlik az oltóvíz, és egyenletesen permetezi be a tűz fészkét. A berendezés előnyei:

14



Állandó készenlét



Azonnal és egyidejű elektromos és mechanikus riasztást végez

SeaSoft kft. adatai

35

Szakdolgozat 

Célra irányuló oltás, ezért minimális vízkár

Követelmények: A sprinkler biztonsági berendezésnek fokozott követelményeknek kell megfelelnie. Az üzemidő túlnyomó része nyugalmi helyzetben telik el, szükség esetén azonnal működnie

kell.

A létesítésnek szigorú technikai szabályai vannak, melyek egyértelműen előírják: 

tervet csak vizsgázott szakmérnök készíthet



bevizsgált,

jóváhagyott

sprinkler-armatúrák,

szerelvények,

berendezések

használhatók 

képesített és minősített főszerelő irányítását



az elkészült berendezés üzembe helyezésének és üzemeltetésének kritériumait.

Tapasztalatok: A sprinklerekkel védett épületekben az összes tűzesetek 98%-át eloltották. A bejelentett tűzesetek 45%-ánál egyetlen sprinkler elegendő volt és csupán 13%-os az aránya a 10 vagy több sprinkler egyidejű eredményes működésének. Egy 1” sprinkler 3 bar nyomásnál 138 liter/perc vizet szállít, a tűzoltófecskendő teljesítménye ugyan 300 liter/perc, de ennek csak csekély része éri el a tűz fészkét, másrészt optimális esetben is legalább 10 perccel később, mint az állandóan készenlétben lévő sprinkler.15 „Viking nyolc” sprinkler

3.22. ábra „Viking” sprinkler

15

http://www.dunamenti.hu/contact/7/ Dunamenti Tűzvédelem ZRT. oltóberendezések ajánlása

36

Szakdolgozat

4. A rendszer automatizálási terve Az adott környezethez méretezett darabszámú füstérzékelő valamelyike riasztást generál, abban az esetben azonnal késleltetés nélkül indít egy kültéri szirénát, ami a környezet számára jól hallható helyen van felszerelve, ezzel egy időben egy GSM hívót indít és az ebbe beprogramozott telefonszámokra riasztást küld. Továbbá leveszi az épület nagyfeszültségű tápellátását, ami ez idáig működtette a kisfeszültségű rendszerünk akkumulátorainak töltését is. Egy érzékelő egységnél viszont előfordulhat téves riasztás. A rendszer további beavatkozást csak akkor kezdeményez ha a második füst-érzékelő is indítja

a PLC vezérlőnket. Ezért a füstérzékelők elhelyezésénél

mindenképp fontos szempont, hogy úgy legyenek elhelyezve egymáshoz elég közeli távolságra, hogy rövid idő elteltével legalább két érzékelő induljon egy bárhol keletkező tűz esetében az épületben. Amennyiben a második füstérzékelő is aktív állapotba kerül és indítja a bemeneti egységen keresztül a PLC-t, abban az esetben elindul egy olyan folyamat amit csak egy kétkezes biztonsági kapcsoló(NY1, NY2) segítségével tudunk csak leállítani. Ezen gombok olyan helyen kerülnek elhelyezésre, ahol a menekülő állatok semmiképp nem tudják véletlenszerűen lekapcsolni a riasztás, ezzel megakadályozni a védelmi rendszerünk üzemszerű működését. A központi egység egy időben több beavatkozó egységet is indít. A központi vízhálózatba bekötött mágnes szelepet(M1), ami nyitott állapotba kerül és a kiépített tűzálló vízcsövön keresztül, az előre letelepített fém szórófejek megkezdik az épület oltását. Fontos, hogy a korábban már egy érzékelő hatására, az épület már le lett kapcsolva a 400/230V-os hálózati feszültségről, tehát így megszűnt az életveszélyes áramütés veszélye állat és ember számára. A

vízzel

való

oltás

megkezdésével

egyidőben

behúznának

azok

a

mágneszárak(z1;z2;z3….) amelyek eddig meggátolták a karámok ajtóinak kinyílását. A mágneszárak behúzott állapotba kerülve az ajtók mechanikai kialakításuk miatt teljesen nyitott állapotba kerülnek. Fontos, hogy a mágneszár folyamatosan a riasztás törléséig nyitott állapotba legyen, megakadályozva az esetlegesen visszaforduló állatok visszazárják az ajtókat.

37

Szakdolgozat

A rendszerünk továbbá indítaná azt a szirénát (sz2) amit az állatok már jól megszoktak, hiszen etetések előtt ezt a szirénát indítjuk 5 perc időre, az N1 nyomógombbal. Továbbá indítana egy motort ami megfelelő mechanikai kialakítással egész lassan elindít egy olyan rácsszerkezetet ami fogasléceken fut a boxok bejárattal szembeni oldalától indulva egészen a karám ajtóig. Mivel a rács lassan mozog ezért az állatokat ez nem riasztja és ad nekik időt hogy nehogy bekövetkezzen esetleges beszorulás. A fogasléc végén elhelyezünk egy végálláskapcsolót(v1; v2), ami leállítja a motort abban az esetben, ha már végig ért a terelő rács. A rendszer kiegészítő funkciója, hogy etetéskor az állatok a jelzősziréna hangjára kimenjenek az etetésre kijelölt helyre ezáltal megszokják egyrészt a vonulási utat és a sziréna hangot. Ezért mindenképp automatizálni kell a boxok ajtóinak nyitását. Ezt az NY4, NY5, NY6…. gombokkal valósítjuk meg. Az állatok mivel megszokják, hogy az ajtó kinyílása, a mágnes-retesz kattanása és a (sz2) sziréna hangja minden esetben köthető az abrakolás(szemes takarmány) elfogyasztásához ezért intenzíven ösztönzőleg hat az állatokra,hogy mihamarabb elhagyják a karámot. Tehát az NY4, NY5, NY6…. gombok egyrészt nyitják az ajtókat másrészt indítják, ebben az esetben 10 sec-ig a sz2 szirénát. Amennyiben a védelmi rendszer aktív állapotban beindítja a védelmi mechanizmust abban az esetben a korábban említett reakció folytán a folyamat részeként leáll a nagyfeszültségű betáplálás is. A rendszer újraindításakor, amikor a kétkezes biztonsági kapcsoló(NY1, NY2) segítségével kikapcsoljuk a riasztást egyidőben kikapcsol a sziréna (sz2), alaphelyzetbe állnak az ajtónyitó mágneszárak és újra lezárja az esőztető rendszerről a M1 mágnesszelep a vízellátást. De nem kapcsolja vissza a nagyfeszültségű betáplálást hiszen ez érintésvédelmi szempontból veszélyessé teheti a területet. A betáplálás csak egy külön engedélyezés útján egy NY3 kulcsos kapcsoló indításával lehetséges. A vezetékek csatlakoztatása a különböző egységekhez minden esetben csavaros kötéssel történik. „ A villamosiparban a szorítócsavaros kötési megoldást könnyű és gyors bonthatósága miatt … gyakran használják. Elsősorban olyan helyeken alkalmazzák, ahol időnként a kötés bontása szükségessé válik. …

38

Szakdolgozat

A csavaros kötések hátránya, hogy helyigényes és a legköltségesebb kötések egyike. Megbízhatósága a sajtolt kötések nagyságrendjébe esik… A csavarfej és az alátét alá helyezett tömör rézhuzalt a csavar meghúzásával rögzítjük. A csavarfej alá legalább sima alátét szükséges, de a szabályos kivitel lehajtott fülű vagy oldalfalú, elfordulás ellen védett alátéttel készül… A csavarok meglazulása rázás, rezgések és túlzott hőtágulás miatt is bekövetkezhet. Ezek ellen mechanikus vagy vegyi csavarrögzítéssel lehet védekezni…16

16

Lakatos Imre: Anyag- és gyártásismeret a műszer- és híradásipari szakmák számára

39

Szakdolgozat

5. Vezérlő program A kimenetekre és bemenetekre csatlakoztatott eszközök: I1: 1 nyomógomb (kétkezes)

Q1: mágnesszelep (MSZ1)

I2: 2 nyomógomb (kétkezes)

Q2: sziréna (etetős)

I3: 1 füstérzékelő

Q3: mágneskapcsoló (230V-ot bontó)

I4: 2 füstérzékelő

Q4: 1 mágneszár (ajtónyitó)

I5: sziréna gomb (etetős)

Q5: 2 mágneszár (ajtónyitó)

I6: motor végállás kapcsoló (alaphelyzeti)

Q6: 3 mágneszár (ajtónyitó) Q7: GSM hívó

I7: kulcsos kapcsoló

Q8: motor záró irány

I8: 1 ajtónyitó nyomógomb

Q9: motor nyitó irány

I9: 2 ajtónyitó nyomógomb

Q10: sziréna

I10: 3 ajtónyitó nyomógomb I11: motor végállás kapcsoló (véghelyzeti)

40

Szakdolgozat

Ha I3 vagy I4 aktív, akkor SF001 indítja Q10-t és Q7-et. Ezt a I1-el és I2-vel együttesen resetelhetjük. Ha egyszerre indul az I3 és I4, akkor az SF002 válik aktívvá ez pedig a Q1 kimenetet teszi aktívvá, ami a mágneskapcsolót húzatja, ami a vízzel való oltást kezdeményezi. Ezeket szintén az I1-el és I2-vel törölhetjük.

Ezen az ábrán látható, hogy az SF002 indítja a Q1-et és egyidőben a T003-as időtagot.

A T003-as időtag késleltetve indít egy SF004-es RS tárolót. Ami akkor ejt ki, ha az SF002 aktívvá válik. Az SF004 az ajtónyitó mágneszárak nyitásáért felelős.

Amennyiben nem riasztás történik, abban az estben az I8 nyitógomb nyitja a karámajtót az SF 005 segítségével. Ha egyszer nyomjuk meg nyit, ha még egyszer zár.

41

Szakdolgozat

Ezen az ábrán látható, hogy az SF005 és SF004 felelős a Q4 kimenet állapotáért.

Ugyanez a kapcsolat a többi mágneszár nyitásakor is. Ha I9, 2-es nyomógomb aktív, aktívvá teszi SF006-os RS tárolót, ami nyitja a 2-es karámajtót.

A Q5 kimenet vezérelve van az SF006-al és SF004-el.

A harmadik karám ajtó zára pedig az I10-es gomb nyomása hatására nyitható vagy a SF002-es hatására, ami ugye a füstérzékelők együttes indítására indul.

42

Szakdolgozat

A későbbiekben kiderül, hogy az SF016 akkor válik aktívvá, ha az etetős sziréna gombját megnyomjuk. Ez aktivizálja az SF008-at. Ez az SF 008 egy T009 időtagot indít, ami bizonyos idő után az M1-et teszi aktívvá, ami lekapcsolja az SF008-at.

Itt látható, hogy a T009 felelős az előbbi ábránál említett M1-es merker indításáért.

Az SF008 a Q10-es kimeneten vezérel, ami az SZ2 etetős szirénát fogja hallhatóvá tenni. Továbbá indítja még a kimenetet az SF010 is, amely tárgyalása a következő ábráknál található.

Tehát az SF010 indulhat abban az esetben ha az SF012 bebillenti az RS tárolót. A kétkezes kapcsoló mellett tudjuk még resetelni az M2-es merkerrel, amely működése a SF010 indításától indul egy lejjebb említett időtagon keresztül.

43

Szakdolgozat

Az SF012-es felfutó éles & tagot az SF004 már korábban említett tároló indítja, ami riasztásból ered.

Tehát a már korábban említett SF010 elindítja a T011-es időtagot. Jelen estben 45 s-ig. Ez pedig 45s-on keresztül indítja M2 merkert ami leállítja az SF010 Rs tárolót, ami az etetős sziréna működéséért felelős.

Amennyiben az SF004 indul és az I6 motor alaphelyzeti végálláskapcsoló engedi indul az SF013, ami a Q8 kimenetet teszi aktív állapotúvá és elindítja a terelőrácsot záró irányba a motor segítségével. A reset abban az esetben következik be, ha végállásba került a terelőrács, vagy leállítjuk a kétkezes nyomógombokkal.

Ha a terelőrács végállásban van akkor I11 aktív és a kétkezes nyomógombokat indítjuk, az I1-et és I2-t akkor az SF014-en keresztül a Q9 kimenet nyitóirányú feszültséget ad a

44

Szakdolgozat

mozgató motornak. Ezt az I6 fogja megállítani, amikor is a terelőrács alaphelyzetbe kerül.

Az SF 017-es tárolót az I7-es kulcsos kapcsolóról vezérelt bemenet indítja felfutó jelre és ez biztosít majd ismét tápellátást a nagyfeszültségű hálózatnak a Q3 kimeneten keresztül, de ez abban a pillanatban ismét megszűnik, ha az SF001 ismét aktívvá válik.

Az I5 bemenetre kötött etetős szirénát indító nyomógomb a már fentebb említett SF008 és T009 es időtagon keresztül indítja a Q2-s kimenetet és aktivizálja a (SZ2) etetős szirénát. A teljes folytatólagos folyamatábrát a 4. számú melléklet tartalmazza A szimuláló program lefuttatásával leellenőrizhető a megírt program helyessége. Jelen esetben az alapállapot:

- I1 és I2 kétkezes nyomógombok nyugalmi nyitott állapotban - I3 füstérzékelő(1) nyugalmi állapotban - I4 füstérzékelő(2) nyugalmi állapotban

45

Szakdolgozat

- I5 sz1 sziréna indítógombja nyugalmi nyitott állapotban - I6 terelőrámpa végálláskapcsolója. Alaphelyzetben van a rámpa, a végálláskapcsolója zárt állapotban - I7 Kulcsos kapcsoló a rendszer 230 V-os tápellátását biztosító indítógomb. Alaphelyzetben - I8; I9; I10 ajtónyitó gombok nyugalmi nyitott állapotban - I11 motor terelőrámpa másik végállás kapcsolója mivel a rámpa alapállapotban van, így ez nyugalmi nyitott mindaddig, amíg a motor a rámpát előretolja és I11 zárt állapotba kerül. - M1 - M2 - Q1 Msz 1 (mágnesszelep) - Q2 sziréna2 nyugalmi állapotban - Q3 hálózati feszültséget leválasztó mágnes kapcsoló alapállapotban, a hálózati feszültséget leválasztja -Q4; Q5; Q6 Ajtók mágneszárai nyugalmi állapotban. Az ajtók zárva -Q7 GSM hívó. Nem kap indítást, alapállapotban -Q8 motor záró irányú indítás nyugalmi állapotban -Q9 motor nyitóirányú indítás nyugalmi állapotban -Q10 sziréna 1 nyugalmi állapotban

Amennyiben az I3 vagy I4 füstérzékelők indítják a bemenetet abban az esetben a Q7 GSM hívó és Q10 sziréna kimenetei aktívvá vállnak.

46

Szakdolgozat

Ezt tudjuk törölni az I1 és I2 kétkezes nyomógombokkal

I7-es kulcsos kapcsoló segítségével a Q3-as kimenet indít egy mágnes kapcsolót, ami feszültség alá helyezi az épületet

Amennyiben bármelyik füstérzékelő (I3; I4) riasztást generál, abban az esetben mindig leválasztja a nagyfeszültséget Q3 a kimenetről

ami csak abban az esetben kapcsolja vissza, ha feszültséget, ha a riasztást kiváltó ok megszűnt, a füstérzékelők alap helyzetbe kerültek, a kétkezes nyomógombokkal töröltük a hibát és az I7-es kulcsos kapcsolót újraindítjuk:

Ha egyszerre mindkét füstérzékelő beindul, akkor a Q3 kimenet kiejti a hálózati mágneskapcsolót. A Q1 kinyitja a mágnesszelepet ami a vízzel oltásért felelős. Elindul a sziréna 1 és sziréna 2(Q2; Q10), nyílnak az ajtók, a GSM hívó a riasztás hatására indítást kap a bemenetére, ezáltal indítja saját belső mechanizmusát. A Q8 a terelő motort záró irányba indítja, ami egészen addig fog működni, amíg a I11 végállás kapcsoló le nem tiltja.

Következő ábra azt az eshetőséget mutatja, hogy a rámpa végigért, kapcsolja az I11 végálláskapcsolót és ezáltal a G8 kimenet lekapcsolja a motor záróirányú mozgását elősegítő feszültséget. Időközben a Q2 sziréna kikapcsol, mert ez időzített és csupán meghatározott ideig szól.

47

Szakdolgozat

Amennyiben nyugtázzuk a riasztást és a füstérzékelők is alap állapotban vannak abban az estben Q9 elindítja a rámpamozgató motort vissza irányba és ez az indítás egészen addig tartja amíg a I6 végálláskapcsoló le nem tiltja.

Ezt az állapotot alapállapotnak tekintjük. Ezután már csak az I7 kulcsos kapcsolóval kell visszakapcsolni a hálózati feszültséget.

és az épületünk ismét biztonságosan használható. Az I8 az I9 és I10 nyomógombok indítják a PLC bemeneteit és ezek függetlenül egymástól indítják a Q5, Q6 és Q7 kimeneteken lévő mágneszárakat, amelyek a karámok ajtóit nyitják.

Amennyiben az etetés kezdődik a jelzőszirénát(Q2) indítjuk az I5-ös gombbal:

A sziréna előre beállított ideig szól.

48

Szakdolgozat

6. Karbantartás A rendszerhez az alkatrészeket megvásárolni nem olcsó, a rendszert összeállítani nem kevés energia, de az élmény ami stressztől a berendezés meg tud óvni minket az megfizethetetlen. Ahhoz hogy a rendszer hosszútávon megfelelően működjön rendszeres karbantartást igényel. Az elektromos alkatrészek kevésbé szerviz igényesek. Az akkumulátor kíván rendszeres odafigyelést, hisz adott esetben nélkülözhetetlen. A füstérzékelők felszerelését igyekezni kell minél porvédettebb helyen kivitelezni, de mivel a helye a működési biztonság érdekében behatárolt, ezért előfordul, hogy a por hamis jelzést eredményez. Ezért a füstérzékelőket is ki kell időnként tisztítani, levegővel fúvatni. A nyomógombok, kapcsolók, zárak, sziréna megfelelő IP védettséggel

rendelkeznek.

Karbantartást nem igényelnek. A villamos motor karbantartásáról már az alkatrész bemutatásánál a 3.7. fejezetnél szó esett. A továbbiakban az elektromos alkatrészeken túl nagyobb odafigyelést igényelnek a gépészeti, mechanikus alkatrészek. Ezek folyamatos tisztántartása elsődleges szempont. Adott

helyen, a

zsírozás

is

nélkülözhetetlen. „ A kenőanyagok feladata az, hogy megakadályozzák az egymáson gördülő vagy csúszó felületek közvetlen érintkezését, csökkentsék a súrlódást és a szerkezeti anyagok kopását. A kenőanyagok kiválasztásánál a következő szempontokat kell figyelembe venni: megfelelő viszkozitás, jó tapadó képesség, a tömítőanyagokkal való összeférhetőség, fizikai, kémiai stabilitás, habzásgátló tulajdonság, korrózióval, oxidációval

való ellenálló-képesség.

A

viszkozitás

az

egymáson

elmozduló

folyadékrészecskék közötti belső súrlódást fejezi ki … A kenőanyagok viszkozitásának olyannak kell lennie, hogy változó hőmérsékletek és sebességek mellett is fennmaradjon a súrlódó felületeket elválasztó kenőfilmréteg. A kenőanyag dermedéspontja az a hőmérséklet, amelyen az anyag megkocsonyásodik, azaz nem lesz folyékony. Télen a szabadban dolgozó gépeknél kell erre ügyelni.” 17 A kenőanyagok csoportjába tartozik a kenőzsír is, ami ennél a rendszernél leginkább ajánlott használni. A mechanikus alkatrészeknél szükséges a korrózióvédelem. „A gazdaságoknak különösen súlyos károkat okoz a fémek korróziója, mert megfelelő korrózióvédelem nélkül idővel az összes fémből készült alkatrész károsodást szenved … közvetlen kárt

17

Szentgyörgyiné Gyöngyösi Éva – Bencsik Ferenc Pál: Villamos anyagismeret és technológia

49

Szakdolgozat

jelent, ha az elkorrodált anyagot, esetleg a hozzá csatlakozó alkatrészeket, szerelvényeket cserélni kell”18 Berendezésünk esetében legegyszerűbb, de teljesen megfelelő korrózióvédelem a festés és zsírozás. Érdemes odafigyelni berendezésünk épségére és működőképességére, mert egyszer talán meghálálhatja.

7. Kiértékelés A tűzvédelmi rendszer megépítése nem kis munkával és vesződséggel, sőt anyagi áldozattal, még úgy is, hogy az elkészült prototípus egy leszegényített változatot kívánt, mivel ezen tervek a gazdaság egy még el nem készült épületében, a gazdaság tovább fejlesztése kapcsán nyer aktualitást, részben pályázati forrásból. A prototípusnál a megírt program teljes egészében megegyezik a később legyártani kívánt tűzvédelmi rendszerre tervezett programéval. A védeni kíván állatok juhok és lovak voltak. Az eddig megvalósult és tesztelt rendszer azt kell mondani, hogy nagyon jól vizsgázott és az elméletben stimulált szituációk, nem csak fantazmagóriák voltak. Az állatok kb 4.-5. alkalommal már figyeltek a sziréna hangjára és már érezték, hogy ez nekik hívó jel. Bár a terelő rács a prototípusnál nem került kiépítésre, de szerencsére a próbaüzem idején ez idáig nem is volt szükséges, hiszen az állatok miután megismerték a sziréna hangját és szorosan összekötötték a ténnyel, hogy ezek után minden esetben abrakoltatás következik, és ez az állatoknak akkor is áhított csemege, ha éppen jól vannak lakva. A szokatás után inkább még az is a baj, hogy túlzottan tolonganak és a birkáknál fenn áll a veszélye, hogy összetaposnak egy-két szerencsétlenül elesett egyedet. A terelőrács amúgy téli időszakban is leválasztásra kell hogy kerüljön a bárányok akoljában, hiszen mivel a juhok téli almozású állatok, az almot csupán tavasszal kell eltávolítani alóluk ezáltal, az egyre növekvő alom magasság, nem teszi lehetővé a terelő karám működése szempontjából biztonságos beállítási lehetőséget, hiszen vagy fennakad az alom tetején, vagy átfér alatta a birka, ezáltal meg akadályozhatja, hogy veszély esetén kijusson az épületből. A vízvezeték rendszerre rákötött sprinklerek is csupán teszt jellegű öntöző fejek voltak, de a rendszer jól állta a tesztet. Túl sokszor nem érdemes tesztriasztást csinálni, mert ha egész rövid időre is, de a víz eláztatja az istállót és ezáltal 18

Szentgyörgyiné Gyöngyösi Éva – Bencsik Ferenc Pál: Villamos anyagismeret és technológia

50

Szakdolgozat

alkalmatlanná válik az állatok meleg és száraz lakhelyt kívánó életterének. Ez az áztató megoldás csak is tűz és veszély esetén ér aranyat. Továbbá nagyon fontos, ha a külső hőmérséklet a negatív tartományba süllyedhet, akkor feltétlen vízmentesíteni kell a rendszert, hiszen nagyon könnyen, pillanatok alatt szétfagyhat a rendszer, egész kis mennyiségű visszamaradt víztől és ez megakadályozhatja a tűzvédelem hatékonyságát. Az akkumulátorok, mivel nem voltak nagy terhelésnek kitéve, inverter nélkül is kitűnően bírták addig amíg nem került ismét hálózati feszültség alá a rendszer. Nem kevés tervező munkába, kivitelezési munkába került a rendszer megtervezése és kivitelezése. De amikor egyben látja a tervező a munkája gyümölcsét működni, még akkor is, ha ezek csak az alap funkciók és már nyugodtabban alszik el este és már nem rezzen fel, amikor a tűzoltó autót lát az utcán, azt gondolom, mindenképpen megérte. Ha minden otthon, gazdasági- és ipari létesítmény még nagyobb gondot fordítana nem csak a tűz megelőzésére, hanem annak meggátolására is, akkor valószínű, hogy tűzoltóinknak sokkal több szabadidőt biztosíthatnánk.

51

Szakdolgozat

Összefoglalás A szakdolgozat egy gazdasági épület automatikus tűzvédelmi rendszerének PLC-vel ( programmable logic controller) való megvalósítását mutatja be. A vezérlő egység egy Siemens LOGO! 12/24 RC-vel és ezt kiegészítve egy DM 16 24 bővítő modullal, hogy a megfelelő számú ki- és bemenetek rendelkezésünkre álljanak. A rendszer agyát, a PLC-t különböző vezérlő és beavatkozó egységek segítik. Az épületben keletkezett tűz hatására a rendszer aktív füstérzékelői, a vezérlő bemenetén keresztül elindítják a védelmi mechanizmust. Elsősorban indít egy olyan szirénát a PLC, amely korábban az állatok etetésekor adott csak hangjelzést, ezáltal az állatokat ösztönzi, hogy hagyják el az épületet. Továbbá ezzel egy időben a PLC egy GSM modulon keresztül üzenetet küld az előre beállított mobil telefonra, jelezve, hogy a tűzjelzés beindult. A következő lépés, amennyiben ez idáig nem bizonyult a riasztás esetleges téves riasztásnak és nem lett leállítva a külön erre a célra létesített kettős nyomógombbal, nyitja a karám ajtókat, hogy az állatok szabadon távozhassanak a biztonságos szabad térbe. Majd a karámok benső terében elindul egy terelő rács, folyamatosan szűkítve ezáltal az állatoknak a rendelkezésükre álló belső teret, azért, hogy így kiszorítsák az állatokat a veszélyes akolból a szabad térbe. A terelő rácsok mozgatását egy csigás villanymotor hajtja. A motor mindaddig mozgatja a rácsot, amíg a pálya végén a végálláskapcsoló nem avatkozik be és a PLC ezáltal megálljt parancsol a motornak.

Ezzel egy időben kikapcsolja a gazdasági épület nagyfeszültségű

tápellátását, megóvva ezáltal az állatokat és az esetlegesen embereket a további veszély bekövetkeztétől. Ha a veszély jelzését ez idáig sem sikerült nyugtázni a kétkezes nyomógombbal, abban az esetben vezérlő jelet ad a PLC egy mágnesszelepre, ami a központi vízhálózaton keresztül vizet biztosít egy kiépített vízvezeték hálózatra, amely hálózat végei sprinkler-ek vannak felhelyezve és ezeken keresztül esőztető eljárással, igyekszik eloltani a tüzet. A védelmi rendszert leállítani, csak a kétkezes nyomóval lehet. A rendszer amennyiben nem tűzvédelmi funkciót lát el, abban az esetben nyomógombok segítségével nyitja a karámajtókat egyenként és minden egyes etetésnél pár másodpercre jelez az állatoknak, a már említett szirénán keresztül. A berendezés összetett funkcióit, hogy biztonságosan ellássa, fontos az ide vonatkozó előírás és szabvány betartása, betartatása. Pl a riasztás esetén bekövetkező

52

Szakdolgozat

nagyfelszültségű tápellátás megszűnésének feloldása, csak egy kulcsos kapcsoló segítségével történhet és ezzel egy időben kombinálva indítani kell a kétkezes nyomógombot. De más estben pl az állatokat terelő rácsot olyan nyomatékkal szabad mozgatni, ami semmi esetben sem okozhat jelentős bajt az állatoknál. A tervezet kizárólag magán célra készült és nem helyettesíti a speciálisan tűzvédelmi célra gyártott tűzjelző központokat. Ugyanakkor a készülék GSM hívóján keresztül a berendezésünket is be tudjuk kötni akár a tűzoltósághoz, vagy megfelelő távfelügyeletre.

53

Szakdolgozat

Summary The thesis presents the implementation of a farm building with automatic fire protection system with PLC ( Programmable Logic Controller ) . The controller is a Siemens LOGO! with 12/24 RC being complemented with a DM 16 24 expansion module so that the appropriate number of inputs and outputs can be available to us . The brain of the system , the PLC control is helped by various actuators. Due to the fire arisen in the building a fire protection mechanism triggers the smoke detector system to be active , the control input through . First of all plc starts a steamsiren previously used when feeding the animals giving sound , thereby encouraging the animals to leave the building. Furthermore, at the same time to the PLC via a GSM module sending a message to the preset mobile phone to indicate that the fire alarm is active. The next step , if it has not proved possible false alarm and the alarm would not have stopped the especially created for this purpose, dual push- button fold doors opens to the animals being allowed to proceed to the secure clearance . Then the inner space of pens off a deflection grid , thereby continually narrowing of the animals available to the interior , so as to keep the animals from being driven out of the fold of the dangerous outdoors. The louvre movement is driven by an electric motor with a worm gear. The motor moves until the grill until the end of the course the limit switch does not interfere with the PLC and thereby command a stop to the engine . At the same time,it turns off the high voltage power supply to the farm building , thereby helping to prevent the animals and the people from possible further danger. If the danger signal fails to confirm the two-handed push button in the event of a control signal to the PLC to a solenoid , it provides water through a centralized water network with a built aqueduct network, which network ends are mounted sprinkler s and through these rain process trying to put out the fire. The only way to shut down the security system is tracking with the two-handed . In case the system does not perform the fire function the keys are used to open the doors of sheepfold one after another and gives a signal to the animals at each feeding for a few seconds over a steam-siren mentioned above.

54

Szakdolgozat

Internetes irodalomjegyzék: - http://szirty.uw.hu/ - http://mazsola.iit.uni-miskolc.hu/DATA/segedletek/PLC/LOGO_PLC_LEIRAS.pdf - http://ansa-motor.hu/hajtomuves - http://digita.uw.hu/VillM/muvek_02.pdf - Wikipédia; http://hu.wikipedia.org/wiki/T%C5%B1zolt%C3%B3_berendez%C3%A9s

Felhasznált irodalom: 1.

Dr. Ajtonyi István:PLC és SCADA-HMI rendszerek

2.

Dr. Jurisits József – Nagy Ferenc Csaba: Elektrotechnika

3.

Lakatos Imre: Anyag- és gyártásismeret a műszer- és híradásipari szakmák

számára 4.

Hámori Zoltán: Villamos gépek

5.

Nagy Ferenc Csaba – Nagy József: Analóg és digitális áramkörök

6.

Szentgyörgyiné Gyöngyösi Éva – Bencsik Ferenc Pál: Villamos anyagismeret

és technológia

55

Szakdolgozat

56

Szakdolgozat

Ábrajegyzék 1.1. ábra 2013 november 30.-n keletkezett libahodály-tűz Kiskunfélegyházán 2.1. ábra A tűzvédelmi rendszer vázlatos felépítése 2.1. ábra LOGO!12/24 RC 3.2. ábra DM16 24 bővítő modul 3.3. ábra LOGO vázlatos felépítése 3.4. ábra tápfeszültség bekötése a PLC-be 3.5. ábra bemenetek bekötése a plc-be 3.6. ábra Honeywell füstérzékelő 3.7. ábra mágnesszelep 3.8. ábra Satel SPL2010R sziréna 3.9. ábra Eaton E-Series NV 1400H szünetmentes tápegység 3.10. ábra GZL30 akkumulátor töltő 3.11. ábra MP3-MP4N típusú villanymotor és hajtásház 3.12. ábra A mágneszár méretei 3.13. ábra 138.53 PROFIX 2 típusú mágneszár 3.14. ábra ELMARK EL1-B102 nyomógomb 3.15. ábra A rendelési kód felépítése 3.16. ábra Kulcsos kapcsoló felépítése 3.17. ábra A GANZ KKMZ0-20-6002 kulcsos kapcsoló 3.18. ábra kapcsoló méretei 3.19. ábra MVK-107 végálláskapcsoló 3.20. ábra GSM hívó

57

Szakdolgozat

3.21. ábra GSM hívó panel elrendezése 3.22. ábra „Viking” sprinkler

Táblázatjegyzék

3.1. táblázat LOGO működési módok 3.2. táblázat KKO-20 kapcsoló adatai 3.3. táblázat KKM típusazonosító

58

Szakdolgozat

Mellékletek 1. számú melléklet

IP. védettségi fokozatok jelölése Szilárd tárgyak elleni mechanikai védettség  0: Nincs

védelem

 1: Nagyméretű

szilárd tárgyak ellen védett (>50 mm)

 2: Közepes méretű  3: Kisméretű  4: Apró

szilárd tárgyak ellen védett (>12 mm)

szilárd tárgyak ellen védett (>2,5 mm)

méretű szilárd tárgyak ellen védett (>1 mm)

 5: Por ellen

védett (nem károsító mértékű behatolás megengedett)

 6: Teljes mértékben

védett por ellen

Víz elleni védettség  0: Nincs

védelem

 1: Függőlegesen

cseppenő víz ellen védett (pl. kicsapódó víz)

 2: Fröccsenő

víz ellen védett (függőlegestől max. 15 fokban)

 3: Fröccsenő

víz ellen védett (függőlegestől max. 60 fokban)

 4: Fröccsenő

víz ellen védett minden irányból (nem károsító mértékű szivárgás

megengedett)  5: Kisnyomású

vízsugár ellen védett minden irányból (nem károsító mértékű szivárgás

megengedett)  6: Erős

vízsugár és vízbe merítés ellen védett (rövid ideig tartó merülés, nem károsító

mértékű szivárgás megengedett)  7: Vízbe

merülés ellen védett korlátozott ideig (0,15 – 1m között 30 percig)

 8: Víz alatt

folyamatosan használható a gyártó által megadott ideig (1m-nél

mélyebben)

59

Szakdolgozat

2. számú melléklet A vezető

Megengedett terhelés (A)

keresztm

A csoport

et-szete (mm)

B csoport

Biztosí tó

C csoport

C

A

C

A

C

A

betétek

u

l

u

l

u

l

(A)

1,5

16

13

20

17

25

22

10

2,5

21

16

27

21

34

27

16

4

27

21

36

29

45

35

20

6

35

27

47

37

57

45

25

10

48

36

65

51

78

61

35

16

63

51

87

68

104

82

50

25

83

65

115

90

137

107

63

35

110

86

143

112

168

132

80

50

140

110

178

140

210

165

100

70

175

140

220

173

260

205

125

95

215

175

265

210

310

245

160

120

255

205

310

245

365

285

200

150

295

235

355

280

415

330

250

185

340

270

405

320

475

375

315

240

400

300

480

380

560

440

400

300

470

375

555

435

645

510

500

60

Szakdolgozat

3. számú melléklet Az épület villamos hálózatába közvetetten beépített rendszerre érvényesek az ide vonatkozó elektromos szabványok:  MSZ. 172/1-1986. 1M(1989)

Érintésvédelmi szabályzat 1000V-nál nem

nagyobb feszültségű erősáramú villamos berendezések számára  MSZ. 447/-94 Villamos hálózatra kapcsolás  MSZ. 1600/1-77.  MSZ. 1600/1-77. M/1981 Létesítési és biztonsági szabályzat. 1000V-nál nem nagyobb feszültségű erősáramú villamos berendezések számára.  MSZ. 4851/1-88;/2-90/3,4-89,/5-91 Érintésvédelmi felülvizsgálat  MSZ. 4852-77. Villamos berendezés szigetelési ellenállás mérése.  IpM. 8/181./XII.27./szr.  KLÉSZ  MSZ. 1585-87; 1M (1991) Üzemi szabályzat  MSZ. 10900:1970. M(1986) Az 1000V-nál nem nagyobb feszültségű erősáramú villamos berendezések időszakos felülvizsgálata.  MSZ EN 62305 villámvédelmi szabvány  MSZ 18450  IEC-61131

61

Szakdolgozat

4.számú melléklet A PLC program felépítésének folyamat ábrája

62

Szakdolgozat

63

Szakdolgozat

64