Tóm tắt:Sự cố điện là một nguyên nhân quan trọng gây ra hỏa hoạn. Vì báo cháy truyền thống tồn tại độc lập, không chỉ không có mạng, dữ liệu cũng không đồng bộ, gây ra phản ứng không kịp thời sau khi xảy ra hỏa hoạn. Để giám sát và quản lý thông minh các cơ sở chữa cháy và chữa cháy, ứng dụng công nghệ IoT, kết nối thiết bị cảm biến, nền tảng giám sát và hệ thống giám sát với nhau, có thể đạt được chia sẻ dữ liệu, bằng cách xây dựng một hệ thống chữa cháy thông minh và an toàn, để đáp ứng nhanh chóng và giảm tổn thất hỏa hoạn của khách hàng, trong đó dữ liệu hệ thống chữa cháy cũng cung cấp hỗ trợ dữ liệu cho bảo trì sau này.

Từ khóa: Giám sát cháy; Mạng lưới vật chất; Lửa thông minh

0 Giới thiệu

Trung tâm thương mại và khu dân cư đông dân hơn dễ xảy ra hỏa hoạn, hơn nữa môi trường đông đúc nhân viên phức tạp, càng dễ gây thương tích hoặc tử vong cho nhân viên. Theo dữ liệu, có hai cách phổ biến để xảy ra hỏa hoạn điện: một là hỏa hoạn loại quá nóng, do một phần của thiết bị điện quá nóng, không có sửa chữa kịp thời, dẫn đến lão hóa lớp cách điện đường dây, hoặc thậm chí đốt cháy trực tiếp các chất dễ cháy. Có thể gây ra tình trạng cháy loại quá nóng có điện áp làm việc không phù hợp với điện áp định mức của thiết bị điện; Đường dây điện bị chập mạch; Bộ phận kết nối với dây dẫn của thiết bị điện không được dỡ bỏ tốt, làm cho điện trở dỡ bỏ lớn hơn; Dùng thiết bị điện thường xuyên khởi động đóng cửa. Một loại khác là lửa loại phóng điện, do tia lửa và hồ quang được tạo ra, đốt cháy các vật thể gần đó và lửa có thể gây ra tình trạng cháy loại phóng điện của các thiết bị điện hữu ích của đường dây ngắn mạch, ngắn mạch một chiều hoặc ngắt mạch; Bằng cách sử dụng điện áp điện quá lớn, v. v. Trong cuộc sống hàng ngày, các đám cháy điện quá nóng xảy ra nhiều hơn các đám cháy phóng điện. Đối mặt với tình huống này, Trung Quốc cài đặt hệ thống báo cháy phát hiện trong khu dân cư và các trung tâm mua sắm lớn, nhưng hầu hết các thiết bị báo cháy được sử dụng độc lập, hiệu quả không lý tưởng, điều này đòi hỏi đổi mới công nghệ, tăng thiết bị chữa cháy hiện đại và hệ thống giám sát quản lý mạng.

1 Phân tích phát triển hệ thống giám sát cháy điện trong nước

Tác giả tin rằng hệ thống giám sát cháy điện ở Trung Quốc có thể được chia thành ba giai đoạn.

* Giai đoạn đầu tiên cho giai đoạn đa dây, giai đoạn này của sản phẩm giám sát cháy điện zhong chỉ có thể sử dụng khối lượng chuyển đổi để kiểm soát, và thiết bị giám sát và tín hiệu dò là độc lập, giữa hai tín hiệu cần phải được hoàn thành với cảm biến, điều này đòi hỏi nhiều đường dây hơn để kết nối, không chỉ tăng chi phí, và đường dây phức tạp cho bảo trì sau này là khó khăn hơn, hệ thống giám sát cháy điện sớm của Trung Quốc chủ yếu sử dụng hình thức này gọi là

* Giai đoạn thứ hai là giai đoạn loại xe buýt, với sự tiến bộ của công nghệ truyền thông, chi phí phần cứng cũng đang giảm dần. Các thiết bị giám sát thường được sử dụng cho công nghệ bus, phổ biến nhất là các bus mạng cục bộ điều khiển (Controller AreaNetwork, CAN), bus nhị phân và bus RS-485. Thiết bị giám sát cháy điện loại bus sử dụng tín hiệu kỹ thuật số thay vì số lượng công tắc, giúp giảm chi phí và truyền dữ liệu từ máy dò hiệu quả và dễ dàng hơn. Ngày nay, các thiết bị giám sát cháy điện được sử dụng ở Trung Quốc về cơ bản là hệ thống giám sát loại xe buýt. Mặc dù khả năng mở rộng của thiết bị này tương đối kém, nhưng nó có tính ổn định cao.

* Ba giai đoạn là giai đoạn mạng, với sự trưởng thành và ứng dụng của công nghệ 5G, ngày càng có nhiều thiết bị giám sát cháy điện chuyển từ giai đoạn xe buýt sang giai đoạn mạng. Điều quan trọng nhất trong giai đoạn này là công nghệ IoT, Internet of Things (Internet of Things) là kết nối tất cả các loại cảm biến thông tin theo các giao thức được quy định bằng công nghệ Internet, có thể truyền dữ liệu, trao đổi thông tin và xử lý thông tin. Thông qua công nghệ IoT, đường dây của các thiết bị điện có thể được giám sát từ xa bởi nhân viên hoặc được liên kết trực tiếp với hệ thống báo động của sở cứu hỏa. Một khi báo cháy điện xảy ra, sở cứu hỏa có thể biết và đến hiện trường kịp thời, do đó kiểm soát hiệu quả đám cháy hoặc giảm thiệt hại xuống mức thấp nhất. Hệ thống điều khiển báo cháy được thiết kế bằng cách sử dụng công nghệ IoT theo cách này không chỉ giải quyết vấn đề hiệu quả mà còn tránh được các đám cháy điện hiệu quả hơn. Nhân viên đại tu cũng có thể xác định vị trí lỗi một cách chính xác và nhanh chóng thông qua các thiết bị giám sát cháy điện được nối mạng, do đó giảm thiểu sự xuất hiện của cháy điện tại nguồn.

Tại Trung Quốc, thiết bị giám sát cháy điện từng bước từ giai đoạn loại xe buýt sang giai đoạn mạng, nhiều doanh nghiệp sản phẩm giám sát cháy điện không chỉ kết hợp khoa học và công nghệ của các sản phẩm trưởng thành ở nước ngoài, mà còn tùy chỉnh độc quyền theo đặc điểm của các tòa nhà của chúng tôi, tiếp tục thúc đẩy sự phát triển nhanh chóng của thiết bị giám sát cháy điện ở nước ta. Dựa trên điều này, tác giả đã thiết kế một hệ thống giám sát cháy điện dựa trên công nghệ IoT.

2 Thiết kế hệ thống giám sát cháy điện dựa trên công nghệ IoT

2.1 Phân tích cấu trúc giám sát

Một mặt, các thiết bị giám sát hỏa hoạn điện trước đây chỉ có thể giám sát các tòa nhà riêng lẻ, vì vậy việc giám sát toàn bộ trung tâm mua sắm hoặc nhà ở đòi hỏi nhiều thiết bị giám sát. Càng nhiều điểm giám sát, càng có nhiều đường dây và dữ liệu càng khó đọc, điều này đặt ra yêu cầu cao hơn về chất lượng của thiết bị. Đặc biệt là đường ống, đường dây trong các tòa nhà lớn tương đối dày đặc, một khi xảy ra hỏa hoạn sẽ khó kiểm soát, vì vậy cần sử dụng hệ thống độc lập để giám sát các địa điểm khác nhau. Để đạt được điều này, tác giả đã thiết kế thiết bị giám sát hỏa hoạn điện cho các trung tâm mua sắm lớn hoặc các khu dân cư có cấu trúc tầng phức tạp, nhằm mục đích kiểm soát phạm vi rộng hơn và kiểm soát hiệu quả hơn. Mặt khác, vì thiết bị giám sát hỏa hoạn truyền thống không thể giám sát tốt các trung tâm mua sắm lớn, tự nhiên không đạt được yêu cầu chữa cháy; Sửa chữa cũng tương đối khó khăn, hơn nữa một khi đường dây lão hóa, tiến thêm một bước gia tăng độ khó của việc cập nhật và nâng cấp thiết bị giám sát. Thông qua phân tích tình huống trên có thể thấy, thiết bị giám sát truyền thống chỉ có thể giải quyết nhu cầu của từng tòa nhà, nếu muốn áp dụng nó vào các tòa nhà lớn thì cần phải tăng cường máy chủ, đồng thời tiến hành thu thập và tổng hợp dữ liệu của từng tòa nhà, điều này cần tiến hành cải tiến và cập nhật phần cứng, đồng thời cũng cần tiến hành cải tạo và thiết kế máy chủ hợp lý để nâng cao hiệu quả làm việc, từ đó thu thập và tổng hợp dữ liệu ở mức độ lớn nhất. Chỉ có tìm ra vấn đề nhanh hơn, mới có thể phòng ngừa hỏa hoạn hiệu quả hơn, đối với các tòa nhà lớn như trung tâm thương mại lớn mà nói, giám sát không gián đoạn 24 giờ cần thiết có thể thông qua hệ thống mạng lưới hóa. Như vậy có thể nắm bắt rõ ràng tình hình sử dụng thiết bị điện, từ đó phòng ngừa hỏa hoạn một cách hiệu quả. Các nguyên tắc của hệ thống phòng cháy chữa cháy thông minh dựa trên công nghệ IoT được thể hiện trong Hình 1.

Bằng cách xây dựng nền tảng phòng cháy chữa cháy thông minh trong Hình 1, nó không chỉ có thể thu thập dữ liệu thông minh về các thông tin liên quan như hệ thống phòng cháy chữa cháy, thiết bị chữa cháy, cơ sở chữa cháy và nhân viên cứu hỏa, mà còn có thể phân tích, xử lý và ra quyết định thông minh về dữ liệu. Là một nền tảng đám mây dịch vụ tích hợp, trong khi cung cấp dịch vụ bảo vệ 7 * 24 giờ cho chủ sở hữu, nó cũng có thể theo dõi tình hình hoạt động của cơ sở phòng cháy chữa cháy trong thời gian thực, và cung cấp cảnh báo cháy và nhắc nhở sự cố thiết bị cho khách hàng, và kết hợp với công nghệ AI để thực hiện nghiên cứu thông minh về cảnh báo cháy, để * phát hiện báo cháy và cháy trong một thời gian nhất định. Thông qua hệ thống quản lý trung tâm vận hành giám sát không gián đoạn 24/7, thực hiện kiểm soát tiến trình và chất lượng dịch vụ quản lý; Quản lý an toàn trực quan hóa các yếu tố nguy cơ cháy, thời gian thực hóa cảnh báo sớm và thông minh thông qua quản lý phòng cháy chữa cháy; Bảo vệ quản lý phòng cháy chữa cháy hiệu quả thông qua trợ lý bảo vệ môi trường, thực hiện kiểm soát đa chiều.

2.2 Yêu cầu về hiệu suất của hệ thống kiểm soát cháy điện

Thiết bị giám sát cháy điện phải đáp ứng các yêu cầu sau: Khi thiết bị không đạt yêu cầu an toàn, hệ thống có thể tự kiểm tra và kiểm tra các điểm giám sát thiết bị bất cứ lúc nào; Khi thiết bị giám sát phát hiện bất thường, cần báo động kịp thời và cung cấp vị trí bất thường chính xác và nguyên nhân của vấn đề; Khi sự thay đổi dòng điện và nhiệt độ tại điểm giám sát đạt đến giá trị cảnh báo sớm, báo động kịp thời cho máy chủ; Thiết bị giám sát phải phù hợp với các quy định quốc gia có liên quan, không thể thực hiện thay đổi lớn đối với thiết bị gốc, thanh cái trong mạch không thể được kết nối với hộp phân phối.

2.3 Thiết kế hệ thống giám sát cháy điện

Hệ thống giám sát cháy điện bao gồm hai phần là máy chủ giám sát và máy dò. Máy chủ giám sát thực hiện giám sát thời gian thực 24 giờ, một khi xảy ra thông tin báo động, nhân viên công tác liên quan phải kịp thời tiến hành kiểm tra và xử lý, đồng thời thông báo cho nhân viên kiểm tra và sửa chữa đến hiện trường tiến hành kiểm tra và xử lý sự cố. Máy dò bao gồm ba mô-đun, mô-đun giám sát cháy điện, giám sát rò rỉ đường dây phân phối và mô-đun báo động giám sát nhiệt độ.

2.3.1 Thiết kế giám sát rò rỉ đường dây phân phối

Rò rỉ đường dây là một vấn đề rất nghiêm trọng, vì vậy nó phải được giám sát chặt chẽ, đặc biệt cần chú ý đến các khía cạnh sau: giá trị báo động của hệ thống giám sát nên là 80%~và phạm vi giá trị báo động nên là 20-10000mA; phạm vi cảnh báo không chắc chắn nên được kiểm soát trong 3~4 lần giá trị nguồn điện, và không thể vượt quá 100-300mA. Đối với đường dây phân phối, nó nên được thiết lập để bảo vệ thứ cấp. ** Giai đoạn thường là cuối đường dây, vai trò của nó là để ngăn chặn sự xuất hiện của nguy cơ điện giật, như một thiết bị chống điện giật, kết thúc nên chọn RCD không bị trì hoãn, đầu tiên nên chọn RCD điện từ, giá trị hiện tại nên nhỏ hơn 30mA. Bởi vì nó hoạt động bằng cách lỗi hiện tại, do đó, nó không liên quan đến điện áp trên mạch, do đó, nó có thể cải thiện hiệu quả độ chính xác. * Bảo vệ thứ cấp chủ yếu là cảnh báo sớm, từ khi xảy ra sự cố đến khi xảy ra hỏa hoạn sẽ có một khoảng thời gian trì hoãn dài, có thể sử dụng * bảo vệ thứ cấp để kiểm tra hiệu quả. Khi sử dụng, bạn nên đảm bảo rằng bảo vệ thứ cấp luôn có hiệu lực, vì một khi bảo vệ đã được gỡ bỏ, nó có thể gây ra sự hoảng loạn không cần thiết. Màn hình bao gồm hai phần, màn hình vòng điện và màn hình vòng chiếu sáng, nên được đặt thành các ngưỡng khác nhau và giá trị báo động hiện tại tương ứng. Phạm vi giá trị cảnh báo hiện tại của màn hình mạch điện thường là 50-100mA và ngưỡng phải là 200-300mA.

2.3.2 Yêu cầu về thiết bị giám sát cháy điện

Đường dây điện của thiết bị điện được lắp ráp với cảm biến hiện tại, máy dò hiện tại và hộp phân phối. Dòng điện được điều chỉnh trong phạm vi giá trị đặt trước, khi cần thiết lập ngắt rò rỉ, có thể sử dụng bộ ngắt mạch rò rỉ thông thường mà không cần sử dụng bộ ngắt mạch hiện tại còn lại; Nếu báo động rò rỉ không cần thiết, máy dò dòng dư kiểu báo động có thể được sử dụng để giảm chất thải; Bộ cách ly ngắn mạch cũng có thể được thiết lập trong vòng lặp để tránh ngắn mạch giữa trung tâm giám sát và thiết bị giám sát một cách hiệu quả.

3 Cài đặt hệ thống giám sát cháy điện dựa trên công nghệ IoT

Thông thường, máy dò và máy dò sẽ được lắp đặt cùng nhau trên cửa phân phối điện, vì máy dò cần phải đi qua vòng phân phối điện và cần được cố định trong khung, vì vậy * tốt nhất là giao cho nhà sản xuất tủ phân phối để cài đặt để đảm bảo cài đặt chính xác. Sau khi tìm thấy các nhà sản xuất lắp đặt, trước tiên cần phải kiểm tra cẩn thận với các nhà sản xuất tủ phân phối điện, bằng cách kiểm tra xem các đường dây khác nhau có vấn đề hay không, để đảm bảo tính chính xác của kết nối đường dây; Gửi lại hồ sơ và mô hình thiết bị của máy dò và màn hình; Sau đó tiến hành cài đặt trang web. So với các cài đặt khác, việc cài đặt đơn giản hơn vì số lượng dây trong đường dây của thiết bị giám sát cháy điện ít hơn, nhưng vẫn chú ý đến các khía cạnh sau: Khi đặt hơn năm loại cáp xoắn đôi không được che chắn (UTP), một phần nên được dành riêng trong hộp phân phối; Sau khi uốn đầu pha lê RJ45, bạn nên sử dụng máy đo dây để kiểm tra đường dây, sau khi xác nhận không có vấn đề gì trước khi cài đặt; Đường ống của xe buýt không thể trộn lẫn với các đường ống mạnh hoặc yếu khác; Không ảnh hưởng đến thiết bị và đường dây trong tủ điện, đường dây trong tủ phải sạch sẽ, bố cục đẹp mắt. Sau khi cài đặt xong, bạn nên kiểm tra từng đường dây, xác nhận không có vấn đề gì sau đó tiến hành kiểm tra khởi động thiết bị phát hiện cháy, do đó đảm bảo toàn bộ thiết bị không có vấn đề gì.

4 Hệ thống giám sát cháy điện Ankori

4.1 Tổng quan

Hệ thống giám sát cháy điện Acre1-6000, là một hệ thống hoạt động độc lập và kỹ thuật số hoàn toàn theo tiêu chuẩn mã quốc gia hiện tại được phát triển bởi Công ty Cổ phần Điện ANCORI, đã thông qua chứng nhận kiểm tra sản phẩm điện tử chữa cháy của Trung tâm Kiểm tra và Giám sát Chất lượng Sản phẩm Điện tử Quốc gia, và tất cả đều thông qua kiểm tra tương thích điện từ EMC nghiêm ngặt, đảm bảo hoạt động an toàn và bình thường của loạt sản phẩm này trong hệ thống phân phối điện áp thấp, hiện đã được sản xuất hàng loạt và được sử dụng rộng rãi trên toàn quốc. Hệ thống này thông qua việc thu thập và giám sát các tín hiệu như dòng điện dư, quá dòng, quá điện áp, nhiệt độ và hồ quang thất bại, để thực hiện việc phòng ngừa và báo động sớm các vụ cháy điện, và khi cần thiết cũng có thể liên kết để loại bỏ các mạch phân phối điện vượt quá tiêu chuẩn như dòng điện dư, nhiệt độ và hồ quang thất bại được phát hiện; Và theo nhu cầu của người dùng, cũng có thể đáp ứng việc trao đổi và chia sẻ dữ liệu với AcreIEMS Enterprise Microgrid Management Cloud Platform hoặc hệ thống báo cháy tự động, v.v.

4.2 Ứng dụng

Thích hợp cho các tòa nhà thông minh, căn hộ cao tầng, khách sạn, khách sạn, trung tâm thương mại, doanh nghiệp công nghiệp và khai thác mỏ, đơn vị phòng cháy chữa cháy quốc gia * điểm cũng như hóa dầu, văn hóa và giáo dục y tế, tài chính, viễn thông và các lĩnh vực khác.

4.3 Cấu trúc hệ thống

4.4 Chức năng hệ thống

1) Thiết bị giám sát có thể nhận được dòng điện còn lại, thông tin nhiệt độ của nhiều máy dò, khi báo động, phát ra tín hiệu báo động âm thanh và ánh sáng, đồng thời đèn báo "báo động" màu đỏ trên thiết bị sáng lên, màn hình hiển thị cho biết bộ phận báo động và loại báo động, ghi lại thời gian báo động, báo động âm thanh và ánh sáng được duy trì cho đến khi nhấn nút "đặt lại" của thiết bị hoặc phím "đặt lại" của màn hình cảm ứng để thiết lập lại máy dò từ xa. Bạn cũng có thể loại bỏ thủ công các tín hiệu cảnh báo âm thanh bằng cách sử dụng các phím "im lặng" trên màn hình cảm ứng.

2) Rơle đầu ra điều khiển được đóng lại khi được theo dõi báo động vòng lặp để điều khiển mạch được bảo vệ hoặc các thiết bị khác, và khi báo động được loại bỏ, rơle đầu ra điều khiển được phát hành.

3) Báo động lỗi giao tiếp: Khi lỗi giao tiếp xảy ra giữa thiết bị giám sát và bất kỳ máy dò nào được kết nối hoặc máy dò chính nó bị lỗi, máy dò tương ứng trong màn hình giám sát hiển thị dấu hiệu lỗi, đồng thời đèn báo lỗi màu vàng trên thiết bị sáng lên và phát ra âm thanh báo lỗi. Báo động lỗi nguồn: Khi nguồn điện chính hoặc nguồn điện dự phòng bị lỗi, thiết bị giám sát cũng phát ra tín hiệu báo động âm thanh và ánh sáng và hiển thị thông tin lỗi, có thể vào giao diện tương ứng để xem chi tiết và có thể dỡ bỏ âm thanh báo động.

4) Khi xảy ra hiện tại còn lại, báo động quá nhiệt hoặc thông tin liên lạc, mất điện, bộ phận báo động, thông tin lỗi, thời gian báo động và các thông tin khác được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu, khi báo động được gỡ bỏ, lỗi được khắc phục, nó cũng được ghi lại. Dữ liệu lịch sử cung cấp nhiều phương pháp truy vấn thuận tiện và nhanh chóng.

5 Kết luận

Với sự phát triển nhanh chóng của nền kinh tế nước ta, nhu cầu sử dụng điện của các trung tâm mua sắm lớn, các tòa nhà cao tầng, các cộng đồng quy mô lớn như các dấu hiệu của thành phố ngày càng tăng, và với việc sử dụng điện ngày càng tăng, hỏa hoạn xảy ra ngày càng nhiều. Để tránh ảnh hưởng nghiêm trọng đến sản xuất và đời sống bình thường của người dân, hệ thống giám sát cháy điện đặc biệt cần thiết. Không chỉ có thể ngăn ngừa hỏa hoạn điện hiệu quả, giảm thiểu sự xuất hiện của hỏa hoạn điện tại nguồn, mà còn có ý nghĩa quan trọng trong việc kiểm soát hỏa hoạn điện. Tác giả thiết kế hệ thống giám sát cháy điện này, không chỉ có chức năng nhắm mục tiêu, mà còn có hiệu suất thời gian thực mạnh mẽ, như một hệ thống nhúng trong tủ phân phối điện, chủ yếu thông qua các cảm biến liên quan và máy dò hiện tại để theo dõi thời gian thực của tất cả các nút đường dây của khu vực được bao phủ, có thể đáp ứng nhu cầu thực tế của ứng dụng.