船舶火灾检测报警救援技术综述

船舶火灾检测报警救援技术综述

0火灾自动检测、报警系统近年来，中国每年发生近1000起大小洪水，其中船只火灾不足30起，数量仅占总海损失数的3%，损失为10%。船舶安全防火和灭火是船舶安全管理的重要组成部分。船舶结构的特殊性和船舶运行和制造的特点决定了船舶火灾的固有风险。船舶结构紧凑，空间小，燃料和船舶正常运营所需的其他燃料。如果发生火灾，火灾信息将很容易传播，难以控制，火灾和灭火是困难的。因此，火灾的监测、报警和救援已成为世界各国政府部门、海事部门和消防部门高度重视的问题。根据火灾探测技术的发展和现有船舶的应用现状，火灾探测和应急报警系统主要包括三种火灾自动检测和报警系统：（1）多线火灾自动检测和报警系统；（2）通用控制火灾自动检测和报警系统；（3）智能火灾自动检测和报警系统。本文介绍了新智能船舶火灾的检测、报警和消防控制系统。1新型智能船舶火灾检测、报警和消防控制系统的设计1.1火警、故障检测本文对船舶火灾检测、报警及消防控制系统进行分析,根据总线控制的火灾自动检测、报警系统和智能型火灾自动检测、报警系统进行设计.新型船舶火灾检测、报警及消防控制系统工作框图如图1所示.系统正常运行时,处于巡检状态.火警或故障信号通过485总线传送到中央处理单元(单片机),如果是故障信号,则故障声、光报警,直到故障排除、复位.在这个过程中,系统仍然处于巡检状态.如果是火警信号,按照系统优先级顺序,火警信号优先报警;如果检测到火警信号,则火警声、光报警,并启动延时电路,延时时间为2min.如果在延时时间内没有人工应答,则启动全船报警系统,同时启动自动灭火器并关闭防火门;如果有人工应答,则报警器消音,然后判断火情,根据火警采取相关灭火措施.船舶火警、故障检测电路如图2所示.火警、故障优先级判断:(1)火警及故障信号同时发生,控制器优先输出火警信号;(2)在已进行故障报警的情况下,如果探测到火警信号,则立即由故障报警转为火灾报警,暂时屏蔽故障报警,待火警消除后,再恢复故障报警;(3)短路报警优先于开路报警.1.2w-zd-hd211型定温火灾探测器为保证火灾监控系统的准确性与可靠性,选用如下探测器:(1)感温探测器:感温探测器采用JTW-ZD-HD211Ⅱ型开关量点型定温火灾探测器.它结构简单、可靠性高、误动作少.(2)感烟探测器:感烟探测器采用JTY-LZ-HD151开关量点型离子感烟探测器.它可以减少环境温度、湿度、气压等条件变化引起的对离子电流的影响,提高火灾探测器的环境适应能力和工作稳定性.1.3火灾警报系统火灾报警系统由单片机、报警电路、自检电路、显示电路、保护电路、存储电路、通信接口电路、探测电路等组成,如图3所示:1.4系统的主要特点船舶就像一个大型的建筑物,船舶各个舱室中的报警控制器组成了一个以船舶为整体的大型网络系统,每台控制器由其自己的火灾探测器和声响警报装置构成一个区域系统.每台控制器相互联接,在控制器之间传输数据,或者将数据传到主控制器,主控器将局部可供使用的信息集中处理.本文设计的火灾检测、报警及消防系统具有如下特点:(1)系统中使用的感烟和感温探测器受自然环境的干扰小;(2)系统中,若任何一个监测点的烟雾或温度之一急剧上升,分机向主机发出火灾报警信号,由主机做出相应处理;(3)为防止火灾蔓延,如果某区域火灾报警,则自动启动灭火器并关闭该区域的防火门.(4)为防止分机的感烟、感温探测器发生硬件上的故障,设有自检电路,由分机CPU发出检测信号自检.若自检出探测器上有故障,分机将向主机发出故障报警信号;(5)主机可监视和显示各个分机的运行、故障、火警状态,也可对分机进行遥控(如复位、消音等);(6)系统中所有的分机和主机之间采用串行通信接口;(7)当主机发生故障时,各分机仍可独立工作;当某一分机发生故障时,并不影响其他分机工作.1.5主机程序.系统中主机和分机使用的单片机CPU是89C2051,主要使用单片机的C语言应用程序设计,主机和分机的单片机不断采集和处理各个区域的数据,一旦发现火警或故障信号,就启动显示、报警等系统子程序.系统主机程序由系统初始化子程序、数据采集输入子程序、显示子程序、串行通信子程序、火警故障报警子程序及延时子程序等若干子程序组成.分机程序还包括自检子程序等.2系统干预措施根据系统特点,采用两类抗干扰措施——硬件抗干扰措施和软件抗干扰措施,共同抵挡干扰,提高系统性能.2.1系统硬件的稳定性(1)在传输信号上,采用485差分输入输出结构,系统抗干扰能力增强,传输距离增加,误差率减小;(2)系统硬件均具有功耗小、响应快、可靠性高等特点;(3)在船舶上,很可能出现节点对地电位不相等的情况,在电位差较大时会影响通信性能甚至损坏通信电路.因此,应当在各节点收发器与485总线之间采取光电隔离措施.2.2定向扫描(1)对数据采集应用开关量软件抗干扰措施;(2)将重要指令设计成定时扫描模块,使其在整个程序的循环运行过程中反复执行;(3)看门狗(WDT)技术.3提高系统的适应能力,采用传感器本系统探测器集成了单片机,实现了多种信息量的采集处理;在传输上采用总线形式,增强了通信的可靠性并且提高了传输距离;加强了系统的抗干扰性,提高了系统对环境的适应能力,减少了火灾的误报和漏报;采用灵敏度较高的传感器,提高了火灾预报准确性和可靠性;系统采用LCM液晶显示,使系统更加直观、便于操作;发现火情后能及