Tính toán và thiết kế hệ thống báo cháy tự động viện cơ điện nông nghiệp và công nghệ

1

Mục lục
CÁC TỪ VIẾT TẮT CÓ TRONG ĐỒ ÁN.................................................................3
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BÁO CHÁY TỰ ĐỘNG........................6
1.1. Khái quát về hệ thống báo cháy tự động.......................................................6
1.1.1.

Khái niệm, chức năng, nhiệm vụ.............................................................6

1.1.2.

Phân loại hệ thống báo cháy tự động......................................................6

1.1.3.

Sơ đồ - nguyên lý hoạt động của HTBCTĐ theo địa chỉ..........................7

1.1.4.

Nhiệm vụ và đặc điểm của các bộ phận trong hệ thống..........................9

1.2. Giới thiệu hệ thống báo cháy tự động theo địa chỉ Firenet........................23
1.2.1.

Trung tâm báo cháy địa chỉ Firenet......................................................23

1.2.2.

Đầu báo cháy địa chỉ............................................................................27

1.2.3.

Modul chức năng cho hệ thống.............................................................29

1.2.4.

Hộp tổ hợp báo cháy.............................................................................32

Kết luận chương 1................................................................................................34
CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN CHUNG CHO HỆ THỐNG BÁO CHÁY TỰ ĐỘNG
TẦNG HẦM VIỆN CƠ ĐIỆN NÔNG NGHIỆP VÀ CÔNG NGHỆ SAU THU
HOẠCH........................................................................................................................ 35
2.1. Các cơ sở tính toán thiết kế hệ thống báo cháy tự động.............................35
2.1.1.

Căn cứ vào pháp lý...............................................................................35

2.1.2.

Căn cứ vào đặc điểm nguy hiểm của công trình....................................40

2.1.3.

Căn cứ vào đặc điểm kỹ thuật của hệ thống báo cháy tự động theo địa

chỉ.

41

2.1.4.

Căn cứ vào khả năng của chủ đầu tư....................................................41


2

2.2. Đặc điểm kiến trúc của công trình...............................................................41
2.3. Phương án tính toán sơ bộ............................................................................43
2.3.1.

Phương án chọn lựa HTBCTĐ và phương án điều khiển thiết bị ngoại

vi.

43

2.3.2.

Phương án chọn lựa bố trí các thiết bị chính trong hệ thống................44

2.3.3.

Phương pháp tính toán sơ bộ................................................................44

2.4. Tính toán hệ thống báo cháy tự động cho Viện cơ điện nông nghiệp và
công nghệ sau thu hoạch........................................................................................46
2.4.1.

Tính toán số lượng đầu báo cháy cho tầng hầm....................................46

2.4.2.

Tính toán số lượng nút ấn báo cháy......................................................54

2.4.3.

Tính toán chiều dài dây tín hiệu mạch chính.........................................55

Kết luận chương 2................................................................................................57
CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ CHO HỆ THỐNG BÁO CHÁY TỰ ĐỘNG........................58
3.1. Sơ đồ nguyên lý hệ thống BCTĐ địa chỉ.......................................................58
3.2. Sơ đồ kết nối hệ thống BCTĐ địa chỉ............................................................58
3.3. Sơ đồ mặt bằng HTBC tầng hầm...................................................................58
TÀI LIỆU THAM KHẢO..........................................................................................59


3

CÁC TỪ VIẾT TẮT CÓ TRONG ĐỒ ÁN

1. BCTĐ

: Báo cháy tự động.

2. ĐBC

: Đầu báo cháy.

3. HTBCTĐ

: Hệ thống báo cháy tự động.

4. PCCC

: Phòng cháy chữa cháy.

5. TCN

: Tiêu chuẩn ngành.

6. TCVN

: Tiêu chuẩn Việt Nam.

7. TTBC

: Trung tâm báo cháy.


4

LỜI MỞ ĐẦU
Từ xưa tới nay việc ngăn ngừa đề phòng hỏa hoạn hay công tác phòng cháy chữa
cháy luôn được coi là vấn đề quan trọng hàng đầu trong mỗi quốc gia. Ở Việt Nam hiện
nay tốc độ xây dựng cơ sở hạ tầng đang diễn ra một cách mạnh mẽ. Các tòa nhà cao
tầng, trung tâm thương mại, trụ sở văn phòng,… xuất hiện ngày một nhiều, đặc biệt là
ở các thành phố lớn. Các tòa nhà với tính chất kiến trúc rộng và đa dạng, lại là nơi
thường xuyên tập trung lượng lớn người học tập, làm việc và được trang bị nhiều tài
sản quý giá luôn tiềm ẩn những nguy cơ khác nhau dẫn tới hỏa hoạn. Do đó vieejtc
trang bị hệ thống báo cháy nhằm phát hiện sớm các nguy cơ để ngăn chặn hiệu quả là

một yêu cầu cấp thiết của các công trình. Từ những lý do trên em chọn đề tài “Tìm hiểu
thiết kế hệ thống báo cháy tự động cho khu chung cư” với mục đích nghiên cứu về hệ
thống quan trọng này làm đề tài cho Đồ án tốt nghiệp của mình.
1. Đối tượng nghiên cứu.
Hệ thống báo cháy tự động cho tòa nhà văn phòng “ Viện cơ điện nông nghiệp và
công nghệ sau thu hoạch”, 60 Trung Kính, Trung Hòa, Cầu Giấy, Hà Nội.
2. Phạm vi nghiên cứu.
Hệ thống báo cháy tự động địa chỉ cho tầng hầm tòa nhà văn phòng “ Viện cơ điện
nông nghiệp và công nghệ sau thu hoạch”.
3. Mục tiêu và mục đích nghiên cứu.
a. Mục tiêu.
- Nghiên cứu tổng quát về hệ thống báo cháy tự động.
- Tính toán, thiết kế hệ thống báo cháy tự động.
b. Mục đích.
Tìm hiểu hệ thống báo cháy tự động cho tầng hầm tòa nhà văn phòng “ Viện cơ
điện nông nghiệp và công nghệ sau thu hoạch”.


5

4. Phương pháp nghiên cứu.
- Phương pháp phân tích tổng hợp.
- Phương pháp tính toán học.
- Phương pháp nghiên cứu điển hình.
- Phương pháp chuyên gia.
- Phương pháp nghiên cứu tài liệu.
5. Nội dung nghiên cứu đồ án.
Ngoài phần Mở đầu, Kết luận, Phụ lục.
Đồ án gồm 3 chương:
Chương 1: Tổng quan về hệ thống báo cháy tự động.

Chương 2: Tính toán chung cho hệ thống báo cháy tự động.
Chương 3: Tìm hiểu hệ thống báo cháy cho tòa “ Viện cơ điện nông nghiệp và
công nghệ sau thu hoạch”


6

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BÁO CHÁY TỰ ĐỘNG.
1.1. Khái quát về hệ thống báo cháy tự động.
1.1.1. Khái niệm, chức năng, nhiệm vụ.
Hệ thống báo cháy tự động là hệ thống bao gồm tập hợp các thiết bị có nhiệm
vụ phát hiện và báo động khi có cháy xảy ra. Việc phát hiện ra các tín hiệu cháy được
thực hiện tự động bởi các thiết bị và hoạt động liên tục trong 24/24 giờ kể cả khi mất
điện.
Với chức năng cảnh báo sớm, hệ thống có nhiệm vụ phát hiện sớm các nguy cơ
cháy nổ tại tất cả các vị trí trong công trình. Ngoài ra hệ thống phải có khả năng tích
hợp tát cả các hệ thống kỹ thuật khác phục vụ công tác chữa cháy và thoát nạn, giúp
hạn chế tối đa thiệt hại về con người và tài sản.
Nhiệm vụ của hệ thống báo cháy tự động là:
- Tự động phát hiện ra cháy một cách nhanh chóng, chính xác và kịp thời theo
các chức năng đã đề ra.
- Tự động kiểm tra tình trạng làm việc, điều kiện môi trường làm việc của hệ
thống theo định kỳ hoặc theo yêu cầu.
- Tự động truyền tin báo cháy, tin về tình trạng của hệ thống đi xa (qua các thiết
bị truyền tin hoặc qua mạng Internet ...).
- Tự động tạo ra các tín hiệu để điều khiển các thiết bị ngoại vi của hệ thống báo
cháy tự động hoạt động nhằm thực hiện một nhiệm vụ cụ nào đó. Ví dụ: điều khiển hạ
thang máy, hạ màn ngăn cháy; điều khiển sự hoạt động của hệ thống thông gió, điều
hòa; hệ thống cấp khí tươi, tăng áp buồng thoát nạn; điều khiển thiết bị cấp khí đốt
(gas) cho các hộ chung cư cao tầng; điều khiển các động cơ máy bơm chữa cháy, các

hệ thống chữa cháy tự động...
1.1.2. Phân loại hệ thống báo cháy tự động.


7

HTBCTĐ thường được phân làm 2 loại:
Hệ thống báo cháy tự động thong thường( HTBCTĐ theo vùng): Là HTBCTĐ
có chức năng báo cháy tới một khu vực, một địa điểm ( có thể có một hoặc nhiều đầu
báo cháy ). Diện tích bảo vệ của một khu vực có thể từ vài chục đến 2.000m 2 ( tùy
thuộc vào đặc điểm khu vực đó là khu vực kin hay khu vực hở).
Hệ thống báo cháy tự động theo địa chỉ là hệ thống báo cháy tự động có khả
năng báo cháy chính xác đến từng đầu báo cháy riêng biệt ( từng địa chỉ cụ thể). Diện
tích bảo vệ của một địa chỉ báo cháy thường trong khoảng vài chục m 2 ( tùy thuộc tưng
loại đầu báo cháy), cá biệt có thể đến vài trăm m2 .
Hiện nay, ở Việt Nam đã ứng dụng và lắp đặt cả hai HTBCTĐ trên. Cả hai
HTBCTĐ trên đều có ưu và nhược điểm khác nhau, phạm vi áp dụng cũng khác nhau.
Hệ thống báo cháy tự động thông thường phù hợp với công trình quy mô vừa và nhỏ,
có số lượng đầu báo cháy ít, có khu vực báo cháy riêng biệt ít. Hệ thống báo cháy tự
động địa chỉ phù hợp với công trình quy mô lớn, có số lượng đầu báo cháy lớn, số khu
vực báo cháy riêng biệt nhiều hoặc cần các yêu cầu đặc biệt về điều khiển.
Tòa nhà văn phòng “ Viện cơ điện nông nghiệp và công nghệ sau thu hoạch”
là công trình có quy mô lớn, cần thiết có số lượng đầu báo cháy lớn, số khu vực cần
báo cháy riêng biệt nhiều, và có đòi hỏi các yêu cầu kết nối điều khiển phức tạp. Vì
vậy, hệ thống báo cháy tự động thường là hệ thống báo cháy địa chỉ. Do mục tiêu và
phạm vi nghiên cứu nên đồ án chỉ đi sâu tìm hiểu hệ thống báo cháy tự động theo địa
chỉ.
1.1.3. Sơ đồ - nguyên lý hoạt động của HTBCTĐ theo địa chỉ.
1.1.3.1. Sơ đồ hệ thống báo cháy tự động địa chỉ.

8

Hình 2.1. Sơ đồ hệ thống báo cháy tự động theo địa chỉ.
1-Trung tâm báo cháy địa chỉ; 2- Cáp tín hiệu; 3- Hộp kỹ thuật; 4- Đầu báo
cháy địa chỉ; 5- Môdul địa chỉ thiết bị ngoại vi; 6- Chuông, đèn báo cháy khu vực; 7Môdul địa chỉ cho đầu báo cháy thường; 8- Đầu báo cháy thường; 9- Trở kháng cuối
dây; 10- Dây tín hiệu mạch chính; 11- Môdul cách ly sự cố ngắn mạch; 12- Chuông
đèn báo cháy chung; 13- Các thiết bị ngoại vi; 14,15- Nguồn điện AC,DC.
1.1.3.2.

Nguyên lý hoạt động.

HTBCTĐ theo địa chỉ có 4 trạng thái làm việc:
+ Trạng thái thường trực.
+ Trạng thái báo cháy.
+ Trạng thái sự cố.
+ Trạng thái báo thiết bị cần giám sát thay đổi trạng thái.
 Nguyên lý hoạt động.
+ Bình thường toàn bộ hệ thống ở chế độ thường trực, TTBC lần lượt phát tín hiệu
kiểm tra đến các thiết bị trong hệ thống. Đồng thời các ĐBC địa chỉ, module địa chỉ


9

cũng có tín hiệu phản hồi về trung tâm. Định kỳ, theo thời gian (do người lập trình đặt)
trung tâm sẽ thông báo trạng thái của hệ thống qua máy in và thông tin về các thiết bị
cần bảo dưỡng.
+ Ở chế độ sự cố, là trạng thái hệ thống không làm việc bình thường. Nếu trung tâm
nhận được tín hiệu báo lỗi từ các thiết bị hoặc không nhận được tín hiệu phản hồi từ
các thiết bị (ĐBC địa chỉ, modul địa chỉ, nguồn,v.v… ) thì trung tâm sẽ chuyển sang

trạng thái sự cố. Mọi thông tin về sự cố sẽ được hiển thị trên màn hình tinh thể lỏng
LCD. Khi sự cố được khắc phục trung tâm sẽ tự động đưa hệ thống về chế độ giám sát
bình thường.
+ Khi ở các khu vực bảo vệ xảy ra cháy, các yếu tố của sự cháy (nhiệt độ, khói, ánh
sáng) thay đổi sẽ tác động lên các ĐBC. Khi các yếu tố này đạt tới ngưỡng làm việc
của các ĐBC, làm cho các ĐBC tạo ra tín hiệu truyền về trung tâm (gồm tín hiệu báo
cháy và tín hiệu báo địa chỉ của thiết bị báo cháy). Trung tâm báo cháy sẽ xử lí tín hiệu
truyền về theo chương trình đã cài đặt để đưa ra tín hiệu thông báo khu vực cháy qua
loa tại trung tâm và màn hình tinh thể lỏng LCD. Đồng thời các thiết bị ngoại vi tương
ứng sẽ được kích hoạt để phát tín hiệu báo động cháy hoặc thực hiện các nhiệm vụ đã
đề ra.
+ Trong trường hợp TTBC có cài đặt thêm chức năng giám sát các thiết bị ngoại vi,
thì khi có sự thay đổi về trạng thái của thiết bị (ví dụ: máy bơm chữa cháy hoạt động,
công tắc dòng chảy, công tắc áp lực trong hệ thống chữa cháy hoạt động, thang máy,
v.v..) thì hệ thống sẽ chuyển sang chế độ thông báo thiết bị cần giám sát thay đổi trang
thái. Thông tin về sự thay đổi này sẽ được hiển thị trên màn hình LCD của trung tâm.
Chế độ này cũng sẽ tự kết thúc nếu các thiết bị cần giám sát trở về trạng thái bình
thường.
1.1.4. Nhiệm vụ và đặc điểm của các bộ phận trong hệ thống.
1.1.4.1. Trung tâm báo cháy địa chỉ.


10

Là thiết bị cung cấp năng lượng cho các thiết bị chiếm địa chỉ (đầu báo cháy,
modul, v.v..) và thực hiện các chức năng sau:
- Nhận tín hiệu từ thiết bị địa chỉ và phát lệnh báo động chỉ thị nơi xảy ra cháy.
- Có thể truyền tín hiệu báo cháy qua thiết bị truyền tín hiệu đến nơi nhận tin
báo cháy, đến đơn vị chữa cháy hay đến các thiết bị chữa cháy tự động.
- Kiểm tra sự làm việc bình thường của hệ thống, chỉ thị sự cố của hệ thống như:

đứt dây, chập mạch, mất đầu báo...
- Trung tâm báo cháy (TTBC) thường được đặt ở phòng thường trực, phòng bảo
vệ, nơi có người trực suốt ngày đêm.
Đây là một trong những thiết bị quan trọng nhất của hệ thống, là thiết bị điều
khiển các thiết bị khác trong hệ thống .
a. Yêu cầu đối với trung tâm báo cháy.
Trung tâm báo cháy phải có chức năng tự động kiểm tra các tín hiệu từ các thiết bị
trên mạch báo về để loại trừ các tín hiệu báo cháy giả.
- Phải được lắp đặt ở nơi có người trực suốt ngày đêm trong trường hợp không có
con người trực suốt ngày đêm, trung tâm báo cháy phải có chức năng truyền tín hiệu về
cháy và sự cố đến nơi trực cháy hay nơi có người trực suốt ngày đêm và có biện pháp
phòng ngừa không cho người không có nhiệm vụ tiếp xúc với trung tâm báo cháy.
- Nơi lắp đặt trung tâm báo cháy phải có điện thoại liên lạc trực tiếp với các đội
phòng cháy chữa cháy hay nơi nhận tin báo cháy .
- Trung tâm báo cháy phải được đặt ở những nơi không có nguy hiểm về cháy nổ.
- Trung tâm báo cháy phải hoạt động với 2 nguồn điện độc lập, nguồn 220V xoay
chiều và nguồn ac quy dự phòng.


11

- Trung tâm báo cháy phải được tiếp đất bảo vệ
- Trung tâm báo cháy phải phù hợp với điều kiện môi trường và phù hợp với các
thiết bị trong hệ thống (điện áp cấp cho ĐBC, dạng tín hiệu báo cháy, phương pháp
phát hiện sự cố, bộ phận kiểm tra đường dây….).
b. Sơ đồ khối trung tâm báo cháy theo địa chỉ.

Hình 2.2. Sơ đồ khối trung tâm báo cháy địa chỉ
1 - Khối điều khiển chính ; 2 - Khối điều khiển phụ; 3 - Khối giao tiếp mạng
4 - Khối truyền tin ; 5 - Khối tín hiệu ra có điện áp ;

6 - Khối tín hiệu ra dạng tiếp điểm ; 7 - Khối nguồn;
 Nhiệm vụ của các khối trong sơ đồ.
 Khối điều khiển chính (MCU- Main Control Unit).
Đây là khối hạt nhân trong kiến trúc của Trung tâm báo cháy địa chỉ. Khối điều
khiển chính bao gồm: Bộ xử lý thông tin, màn hình tinh thể lỏng LCD, các phím để
giao tiếp với người sử dụng.
Khối điều khiển chính trao đổi trực tiếp với các đầu báo cháy địa chỉ và các modul
địa chỉ trên mạch tín hiệu chính của hệ thống báo cháy địa chỉ, phát hiện các điều kiện
báo cháy, điều kiện các thiết bị nối ra và bảng hiển thị phụ từ xa.


12

Khối điều khiển chính bao gồm các lối vào, lối ra và bảng hiển thị phụ từ xa, các
cổng truyền số liệu như:
+ Mạch tín hiệu chính để kết nối với các đầu báo cháy và các modul địa chỉ.
+ Một cổng truyền dữ liệu RS-485 để kết nối với các bảng hiển thị từ xa.
+ Hai cổng truyền dữ liệu nối tiếp RS-232 để truyền các tín hiệu báo cháy; theo
dõi sự cố.
+ Các lối ra trực tiếp dạng điện áp và tiếp điểm.

 Khối điều khiển phụ (SCU- Sub Control Unit)
+ Khối điều khiển phụ là một thành phần tuỳ chọn để cung cấp mạch tín hiệu
chính (Loop) thứ 2, thứ 3 hoặc thứ 4. Mỗi Loop có thể quản lý tối đa tới 255 thiết bị có
địa chỉ.
+ Khối điều khiển phụ cho phép mở rộng tối đa thêm 1020 thiết bị địa chỉ
(tương đương với 4 Loop).

 Khối giao tiếp mạng (NIU- NetWork Interface Unit)
Khối giao tiếp mạng là một thành phần tuỳ chọn theo yêu cầu của người thiết

kế, nó cho phép Trung tâm báo cháy địa chỉ kết nối thành mạng báo cháy hoặc giao
tiếp với máy tính hoặc mạng điều khiển khác.

 Khối truyền tin.
Khối truyền tin được sử dụng để truyền tín hiệu về trạng thái làm việc của Trung tâm
báo cháy đến các cơ quan PCCC hoặc các trung tâm theo dõi từ xa. Khi sử dụng theo
khối giao tiếp cáp quang kết hợp với khối giao tiếp mạng, cho phép truyền các tín hiệu
trên mạng thông qua hệ thống cáp quang.

 Khối tín hiệu ra có điện áp.


13

Khối tín hiệu ra có điện áp có thể cung cấp cho người sử dụng tới 8 lối ra có
điện áp lập trình và 8 công tắc để kích hoạt các lối ra tương ứng ngoài các cửa tín hiệu
ra đã có sẵn trong khối điều khiển tín hiệu chính.

 Khối tín hiệu ra dạng tiếp điểm.
Khối tín hiệu ra dạng tiếp điểm có thể cung cấp cho người sử dụng 8 lối ra dạng
tiếp điểm khô (không có điện áp) và 8 công tắc để kích hoạt các lối ra tương ứng ngoài
các cửa tín hiệu ra đã có sẵn trong khối điều khiển chính để điều khiển thiết bị ngoại vi.

 Khối nguồn.
Khối nguồn cung cấp có nhiệm vụ cung cấp năng lượng cho toàn bộ hệ thống
hoạt động, gồm 2 thành phần sau:
+ Khối cấp nguồn chính: Cung cấp cho hệ thống báo cháy nguồn điện 24VDC.
Khối nguồn có khả năng theo dõi điện áp xoay chiều lối vào và tự động chuyển sang
nguồn acquy dự phòng nếu điện áp xoay chiều vượt quá giới hạn từ 170 - 265 VAC.
Khối nguồn có mạch nạp cho các acquy khô và được lắp đặt ở chế độ nạp liên tục trong

suốt quá trình hoạt động bình thường của hệ thống.
+ Khối chuyển đổi AC/DC: Khối chuyển đổi nhận tín hiệu xoay chiều 220VAC
để biến đổi điện áp xoay chiều thành điện áp một chiều tiêu chuẩn cho hệ thống hoạt
động ổn định.
 Nguyên lý hoạt động của trung tâm báo cháy theo địa chỉ.
Chế độ thường trực: Trung tâm báo cháy luôn kiểm tra lần lượt các thiết bị trên
đường dây tín hiệu chính và giám sát các lối ra trên khối điều khiển chính nhằm phát
hiện mọi trạng thái bình thường trong hệ thống, cập nhật thông tin trên màn hình tinh
thể lỏng LCD và liên lạc với các bảng hiển thị từ xa.


14

Chế độ báo cháy: Trung tâm sẽ ưu tiên hiển thị thông tin về trạng thái cháy trên
màn hình LCD và các thiết bị hiển thị từ xa, kích hoạt các thiết bị lối ra và khởi động
bộ đếm thời gian bên trong tủ cho các hoạt động có liên quan đến thời gian.
Tóm lại: Trung tâm báo cháy địa chỉ hoạt động theo các chương trình đã định sẵn
và cấu trúc dữ liệu mà ta cài đặt nhờ đó có thể điều khiển và nhận các tín hiệu phản hồi
từ các thiết bị báo cháy.
 Thông số kỹ thuật.
 Dung lượng:
+ Số lượng địa chỉ trên một mạch tín hiệu chính (Loop). Tuỳ từng loại trung tâm
báo cháy mà số địa chỉ trên một Loop có thể là 127, 128 hoặc 254, 255 địa chỉ.
+ Số lượng mạch tín hiệu chính có thể mở rộng tối đa trên mỗi trung tâm báo
cháy: 4 Loop.
+ Số lượng trung tâm có thể kết nối khi thực hiện nối mạng báo cháy: tối đa 64
trung tâm.
 Màn hình hiển thị và các phím điều khiển:
+ Màn hình LCD 240x64 điểm ảnh (30 kí tự x 40 dòng).
+ Các LED hiển thị trạng thái (gồm điện nguồn, điên acquy, báo cháy, tiền báo

cháy).
+ Các phím điều khiển (gồm phím xác nhận, tắt báo động, bật hệ thống hướng
dẫn thoát nạn, phím kích hoạt cưỡng bức thiết bị ngoại vi có thuộc tính DRILL, 10
phím số, các phím dịch chuyển con trỏ lên, xuống, sang phải, sang trái….).
 Các lối ra và cổng tín hiệu:
+ Cổng tín hiệu nối tiếp: 2xRS232 trên bo mạch điều khiển chính.


15

+ Cổng tín hiệu nối tiếp cho bảng chỉ thị phụ từ xa 1x RS485.
+ Lối ra tiếp điểm khô (có thể lập trình cho các mục đích sử dụng khác nhau): 3
lối ra.
+ Lối ra rơle có điện áp (có thể lập trình cho các mục đích sử dụng khác nhau):
2 lối ra, mỗi lối ra 24VDCx 1,5A.
 Điện áp nguồn cung cấp:
+ Nguồn xoay chiều: 120/240VAC 50,60Hz.
+ Nguồn dự phòng: ắc quy chì khô 2x12V/7Ah.
 Độ ẩm và nhiệt độ môi trường:
+ Độ ẩm: Không quá 95%.
+ Nhiệt độ: đến 49 độ C.
 Cổng nối máy in: có thể nối vào 1 trong 2 cổng RS232.
 Khả năng nối mạng:
+ Khối giao tiếp mạng tuỳ chọn NIU(Network Interface Unit).
+ Mạng có khả năng sử dụng cáp quang nếu sử dụng thêm khối giao tiếp cáp
quang.
+ Kiểu kết nối: hệ thống chuỗi mắt xích.
+ Tối đa 64 tủ trung tâm báo cháy trên mạng.
 Chiều dài dây tín hiệu trên một đường truyền <3km.
1.1.4.2. Đầu báo cháy tự động.

- Đầu báo cháy là thiết bị cảm biến nhạy cảm với các hiện tượng kèm theo sự
cháy (sự toả nhiệt, toả khói, sự bức xạ của ngọn lửa….), vị trí lắp đặt ĐBC là những


16

nơi có nguy hiểm về cháy nổ. Đầu báo cháy có nhiệm vụ biến đổi các thông số của môi
trường xung quanh khi xảy ra cháy tạo ra tín hiệu điện truyền về trung tâm báo cháy
theo các đường cáp dẫn, dây dẫn.
- ĐBC là thiết bị đầu tiên của HTBCTĐ tiếp xúc với các yếu tố của sự cháy, là
thiết bị chuyển đổi tín hiệu từ tín hiệu cháy thành tín hiệu điện để giao tiếp với hệ
thống báo cháy. Do đó việc lựa chọn ĐBC, phương pháp lắp đặt ĐBC ảnh hưởng trực
tiếp đến chất lượng, hiệu quả và khả năng làm việc của HTBCTĐ.
- ĐBC cũng là một thiết bị quan trọng trong HTBCTĐ liên quan trực tiếp đến
quá trình tính toán, thiết kế sử dụng hệ thống .
a. Cấu tạo chung.
Thông thường một đầu báo cháy gồm có các bộ phận sau:
+ Bộ phận cảm biến: Đây là bộ phận quan trọng nhất của đầu báo cháy tự động. Tại
đây xảy ra quá trình thu nhận sự thay đổi thông số của các yếu tố môi trường (khói,
nhiệt, lửa) và biến đổi chúng thành tín hiệu điện khi các yếu tố này đạt đến giá trị đã
định trước trong đầu báo cháy.Tuỳ vào nguyên lý làm việc của từng loại đầu báo cháy
mà bộ phận cảm biến của chúng có cấu tạo khác nhau.
+ Bộ phận mạch tín hiệu: Là bộ phận truyền dẫn tín hiệu từ bộ phận cảm biến ra
ngoài đến thiết bị truyền dẫn tín hiệu.
+ Đế của đầu báo cháy: Thường được chế tạo bằng nhựa tổng hợp có tác dụng bảo
vệ phần nhạy cảm và bắt chặt với các cấu kiện xây dựng.
b. Nguyên lý hoạt động.
Từ sự thay đổi các yếu tố môi trường của đám cháy (sự gia tăng nhiệt độ, nồng độ
khói, xuất hiện ngọn lửa) sẽ tác động lên bộ phận cảm biến của đầu báo cháy, kích
thích các phần tử cảm biến hoạt động. Khi sự thay đổi tăng đến giá trị đã định trước gọi

17

là ngưỡng tác động của đầu báo cháy thì tín hiệu điện sẽ được tạo ra và truyền về
Trung tâm báo cháy.
c. Phân loại đầu báo cháy.
 Theo dạng cung cấp năng lượng
- Nhóm đầu báo chủ động: Không cần cung cấp năng lượng cho đầu báo (chế độ
mạch hở, khi có cháy hoạt động tạo thành mạch kín).
- Nhóm đầu báo thụ động: Thường xuyên cung cấp năng lượng cho đầu báo cháy
thì nó mới hoạt động được.
 Theo nguyên lý làm việc
- Đầu báo cháy nhiệt: Là đầu báo cháy tự động phát hiện sự thay đổi nhiệt độ và tốc
độ tăng nhiệt tại khu vực bảo vệ.
- Đầu báo cháy khói: Là đầu báo cháy tự động nhạy cảm với tác động của khói.
- Đầu báo cháy lửa: Là đầu báo cháy tự động phản ứng với sự bức xạ (hồng ngoại
hoặc tử ngoại) của ngọn lửa.
- Đầu báo cháy hỗn hợp: (thường là loại hỗn hợp khói với nhiệt).
 Theo đặc điểm kỹ thuật
- Đầu báo cháy thường.
- Đầu báo cháy địa chỉ.
d. Đầu báo cháy địa chỉ.
Đầu báo cháy địa chỉ gồm 2 phần chính:


18

- Phần cảm biến: Là thiết bị nhạy cảm với sự thay đổi của các yếu tố môi trường
khi cháy để tạo ra các tín hiệu báo cháy truyền về trung tâm. Phần cảm biến của đầu

báo cháy địa chỉ tương tự như các đầu báo cháy thông thường.
- Phần mã địa chỉ: Là bộ phận quy định mã số, địa chỉ cụ thể cho từng đầu báo
(dạng nhị phân hoặc hexa).
+ Đầu báo cháy địa chỉ ngoài các tính năng kỹ thuật của đầu báo cháy chung, nó
còn có cả khả năng chọn lọc để báo hiệu các yêu cầu kiểm tra của trung tâm về các
thông số như nhiệt độ, nồng độ khói, độ ẩm tại nơi đặt đầu báo cháy.
+ Mỗi đầu báo cháy địa chỉ có 7 - 8 bit thông tin trong khối vi xử lý, có thể
truyền về trung tâm các tín hiệu báo địa chỉ, tín hiệu kiểm tra và mở tín hiệu đèn
báo. Những tín hiệu trên được truyền dẫn theo phương cách của tín hiệu số bằng
cách thay đổi điện áp nguồn trong khoảng 31-39,5V.
+ Mức báo cháy được gửi từ trung tâm tới các đầu báo cháy địa chỉ, khi phát
hiện ra nồng độ khói, sự gia tăng nhiệt, lửa thích hợp với ngưỡng tác động của các
đầu báo thì đầu báo cháy sẽ gửi tín hiệu báo cháy về trung tâm theo các quy luật đã
lập trình sẵn. Khi đó, bảng điều khiển sẽ ngừng kiểm tra và sẽ tiến hành các quy
trình xử lý phát hiện cháy bằng sự ưu tiên cao nhất.
+ Có thể sử dụng các đầu báo cháy thường cho hệ thống báo cháy tự động theo
địa chỉ trong các khu vực phòng có diện tích lớn (hội trường, phòng ăn lớn), nhưng
trước các khu vực đó (trên đường truyền dẫn vào các khu vực này) phải đặt một
modul tạo địa chỉ cho nhóm đầu báo này.
1.1.4.3. Các loại modul.
a. Modul cách ly sự cố ngắn mạch SCI (Short Circuit Isolator Module).


19

Module cách ly sự cố ngắn mạch SCI có nhiệm vụ cô lập vùng ngắn mạch trên
đường truyền tín hiệu chính để không bị ảnh hưởng tới sự làm việc chung của hệ thống
và các địa chỉ trong các đoạn mạch khác.
Modul cách ly sự cố ngắn mạch SCI được nối thẳng với mạch tín hiệu chính của hệ
thống nhằm tạo thành nhiều đoạn mạch nhỏ khác nhau trên mạch tín hiệu chính. Số

lượng modul cách ly sự cố ngắn mạch trong một hệ thống càng nhiều càng tốt nhưng ít
nhất phải có từ hai module trở lên. Hiện nay trong một số HTBCTĐ theo địa chỉ, các
thiết bị cách ly sự cố ngắn mạch được gắn ngay trong mỗi thiết bị nên cho phép TTBC
định vị ngắn mạch và hở mạch chính xác trong quá trình hệ thống hoạt động.
Việc sử dụng modul SCI với mạch tín hiệu kiểu A (mạch vòng) sẽ đảm bảo an toàn
nhất vì khi đó tín hiệu trên đường truyền là tín hiệu song song (2 chiều) nên khi mạch
tín hiệu chính bị đứt dây thì các thiết bị vẫn có thể làm việc bình thường, còn mạch
nhánh thì từ các thiết bị đứt dây trở về cuối sẽ không có khả năng làm việc.
b. Modul điều khiển thiết bị ngoại vi.
Modul điều khiển thiết bị ngoại vi là thiết bị tạo ra tín hiệu để điều khiển các thiết
bị ngoại vi trong hệ thống BCTĐ theo địa chỉ. Modul điều khiển thiết bị ngoại vi có 2
loại:
+ Modul tiếp điểm khô: tạo tín hiệu dạng tiếp điểm ( NO hoặc NC ).
+ Modul tiếp điểm ướt: tạo tín hiệu dạng điện áp 12 hoặc 24 VDC.
Tuỳ theo mục đích điều khiển và chủng loại thiết bị ngoại vi mà lựa chọn và sử
dụng module phù hợp.
c. Modul tạo địa chỉ cho ĐBC thường CZM (Conventional Zone Modul).
Modul tạo địa chỉ cho ĐBC thường là thiết bị tạo địa chỉ cho ĐBC thường khi các
thiết bị trên muốn kết nối với trung tâm báo cháy theo địa chỉ. Tùy từng loại modul mà


20

có thể kết nối từ 10- 40 ĐBC thường cho một địa chỉ. Modul tạo địa chỉ cho ĐBC
thường có thể là loại 1 đường hoặc 4 đường (tương đương với 1 hoặc 4 địa chỉ riêng
biệt).
Modul tạo địa chỉ cho ĐBC thường được nối thẳng với mạch tín hiệu chính của hệ
thống BCTĐ theo địa chỉ. Các đường ra của modul được nối với ĐBC thường hoặc nút
ấn thông thường. Khi các ĐBC thường được tác động thì địa chỉ báo cháy mà trung
tâm nhận được sẽ là địa chỉ của Modul tương ứng.

1.1.4.4.

Địa chỉ và zone.

- Vì tất cả các thiết bị chính của hệ thống đều được nối vào đường dây tín hiệu
chính nên để phân biệt giữa các thiết bị khác nhau, mỗi thiết bị chính đều phải có một
định danh duy nhất trên toàn bộ hệ thống báo cháy địa chỉ. Số định danh này gọi là địa
chỉ của thiết bị đó.
- Khái niệm “zone” trong hệ thống báo cháy địa chỉ được sử dụng để nhóm các
thiết bị bên trong hệ thống báo cháy có chung một đặc điểm nào đó như có cùng khu
vực bảo vệ, cùng được sử dụng để điều khiển một thiết bị ngoại vi nào đó ... Khái niệm
này không hoàn toàn giống với zone (vùng, kênh) của hệ thống báo cháy tự động theo
vùng đã được phân định rõ ràng theo đường dây khác nhau.
- Mỗi thiết bị đầu vào hoặc đầu ra đều có địa chỉ và được phân nhóm trong các
zone xác định. Tuy nhiên một thiết bị đầu vào hoặc đầu ra chỉ có một địa chỉ duy nhất
nhưng có thể thuộc nhiều zone khác nhau.
- Liên kết giữa các thiết bị đầu vào và đầu ra được thực hiện theo zone. Tức là
khi có một thiết bị đầu vào truyền tín hiệu về trung tâm báo cháy thì trung tâm sẽ kích
hoạt tất cả các thiết bị đầu ra có cùng zone với thiết bị đầu vào đang báo cháy.
- Có thể đặt các thuộc tính khác nhau cho một zone để qui định phương thức xử
lý tín hiệu đối với zone đó. Các thuộc tính được sử dụng gồm:


21

+ Zone kết hợp (cross zone): 2 hoặc 3, 4, 5 ... zone có thể được nhóm với nhau
thành các zone kết hợp. Các thiết bị đầu ra của các zone kết hợp chỉ được kích hoạt khi
trung tâm báo cháy nhận được tín hiệu báo cháy từ tất cả các zone kết hợp đó. Thuộc
tính này thường được sử dụng để điều khiển các hệ thống chữa cháy tự động...
+ Zone đếm (couting zone): Quy định số lần báo cháy trong cùng một zone.

Trung tâm sẽ theo dõi và đếm số lần báo cháy trong zone. Khi trung tâm báo cháy đếm
đủ số lần báo cháy (thường đặt từ 2 - 5 lần) thì các thiết bị lối ra thuộc zone đó mới
được kích hoạt khởi động. Thuộc tính này cũng được sử dụng để điều khiển các hệ
thống chữa cháy tự động.
1.1.4.5.

Dây tín hiệu.

Dây tín hiệu có nhiệm vụ liên kết các thiết bị trong HTBCTĐ và truyền năng
lượng từ TTBC cho các ĐBC tự động làm việc và truyền dẫn các tín hiệu trong hệ
thống: tín hiệu kiểm tra từ TTBC đến các ĐBC, tín hiệu từ các ĐBC đến TTBC.
Ngoài dây tín hiệu chính trong mạch, trong HTBCTĐ theo địa chỉ còn phân biệt
một số loại dây tín hiệu khác: dây nối với máy tính, dây nối với hệ thống cáp quang,
dây cấp nguồn, dây nối ĐBC thường với modul địa chỉ. Dây tín hiệu chạy từ ĐBC đầu
tiên đến ĐBC cuối cùng và chạy về trung tâm báo cháy tạo thành mạch tín hiệu chính
(gọi là Loop). Yêu cầu của dây tín hiệu là lõi phải có nhiều sợi xoắn với vật liệu bằng
đồng, tiết diện dây tối thiểu là 1 mm2. Dây tín hiệu phải có khả năng chịu nhiệt và
chống nhiễu tốt.
1.1.4.6.

Trở kháng cuối dây.

Là thiết bị tự động kiểm tra sự thông mạch của đường dây tín hiệu. Nó được lắp
ở đầu báo cháy cuối cùng hoặc đầu báo cháy xa nhất trên mỗi nhánh đầu báo cháy
thường, nhờ đó hệ thống có thể phát hiện ra một số sự cố : đứt dây, mất đầu báo cháy
trên nhánh đó,..


22

Tuỳ thuộc vào loại tín hiệu của hệ thống báo cháy mà điện trở đó có thể là điện
trở thuần hoặc điện trở kết hợp với tụ điện.
Đối với hệ thống báo cháy địa chỉ, trên mạch tín hiệu chính không dùng trở
kháng cuối dây. Riêng đối với modul tạo địa chỉ cho nút ấn báo cháy, đầu báo cháy
thường thì phải có trở kháng cuối dây để giúp cho việc kiểm tra sự thông mạch trên
đường dây tín hiệu do các modul đó quản lý.
1.1.4.7.

Chuông, đèn báo động cháy.

Chuông, đèn báo động cháy là bộ phận của HTBCTĐ dùng để tạo ra tín hiệu
báo động cháy bằng âm thanh, bằng ánh sáng (có thể là cả chữ viết) cho hệ thống .
Trong hệ thống báo cháy địa chỉ việc điều khiển chuông, đèn báo cháy được
thực hiện rất linh hoạt thông qua các rơle lập trình được, thông qua các moldul lối ra và
phần mềm điều khiển hệ thống.
1.1.4.8.

Nguồn điện AC/ DC.

Nguồn điện AC/DC có nhiệm vụ cung cấp năng lượng cho HTBCTĐ.
Nguồn điện sử dụng bao gồm : nguồn điện chính AC : 220 V/ 50 Hz và nguồn
dự phòng DC : 24 V
Bình thường trung tâm hoạt động với nguồn điện chính. Khi xảy ra sự cố mất
nguồn chính, thì trung tâm sẽ chuyển sang dùng nguồn dự phòng.
1.1.4.9.

Nút ấn báo cháy.

Nút ấn báo cháy là thiết bị báo cháy bằng tay (cưỡng bức) được sử dụng khi có
cháy xảy ra nhưng hệ thống chưa làm việc hoặc đám cháy nằm ngoài tầm kiểm soát

của các đầu báo cháy.


23

Trong HTBCTĐ theo địa chỉ nút ấn báo cháy có thể được sử dụng là nút ấn loại
có địa chỉ hoặc nút ấn thông thường nhưng khi đó phải được kết nối thông qua modul
tạo địa chỉ cho nút ấn.
Nút ấn báo cháy thường được lắp đặt ở nơi công cộng, dễ thấy, dễ thao tác như:
đầu các cầu thang, hành lang, lối thoát nạn. Độ cao lắp đặt nút ấn báo cháy từ 1,2 - 1,5
m tính từ mặt sàn.
1.2. Giới thiệu hệ thống báo cháy tự động theo địa chỉ Firenet.
1.2.1. Trung tâm báo cháy địa chỉ Firenet.
TTBC theo địa chỉ có khả năng kiểm soát toàn bộ trạng thái làm việc của các
thiết bị trong hệ thống. Mọi thông tin về hệ thống được hiển thị trên màn hình tinh thể
lỏng LCD, các đèn chỉ thị và còi.
Trung tâm báo cháy đia chỉ Firenet được chế tạo theo hai công nghệ:
- Công nghệ truyền dẫn tín hiệu theo 7 bít địa chỉ: Khi đó mỗi mạch tín hiệu
chính (loop) sẽ kiểm soát tối đa là 127 địa chỉ.
- Công nghệ truyền dẫn tín hiệu theo 8 bít địa chỉ: Khi đó mỗi mạch tín hiệu
chính (loop) sẽ kiểm soát tối đa là 254 địa chỉ.
Ngoài tính năng ghép nối, mở rộng nâng cấp hệ thống rất linh hoạt thì một đặc
điểm đáng chú ý nữa là cách thức truyền đạt thông tin DCP độc đáo với tốc độ nhanh.
Hệ thống BCTĐ theo địa chỉ FIRENET sử dụng phương thức truyền dữ liệu kỹ thuật
số (DCP) cho phép xử lý thông tin chắc chắn, đáng tin cậy dựa trên phương pháp so
sánh tương tự, kiểm soát tổng số với các đặc điểm sau:
- Tốc độ giám sát các thiết bị có địa chỉ trên một 1 loop:
+ Thời gian giám sát bình thường: 7,7 giây/1 loop.
+ Thời gian giám sát khẩn cấp khi có báo động: 1,41s/1loop.

24

- Phương thức tìm kiếm những thiết bị địa chỉ trong mạch:
+ Trung tâm luôn luôn truyền tín hiệu giám sát đến tất cả thiết bị được kết nối để
kiểm tra tình trạng của mỗi thiết bị trên mạch không phụ thuộc vào cách đấu dây dạng
A (kiểu 6,7 đấu dây mạch vòng) và dạng B (kiểu 4 đấu dây mạch nhánh). Việc truyền
tín hiệu giám sát này nhằm mục đích xác nhận sự hiện diện và tình trạng hoạt động của
mỗi thiết bị có trong hệ thống. Phương thức truyền tín hiệu này giúp tự động điều
chỉnh tăng hoặc giảm độ nhậy của đầu báo theo môi trường hoạt động, cũng cho phép
kiểm tra tự động chuẩn hoá và cân bằng những thay đổi hàng ngày. Đồng thời giúp
người quản lý hệ thống biết được mức độ bám bẩn của đầu báo để có kế hoạch bảo trì
hệ thống.
+ Nếu có báo động hoặc sự cố (đầu báo hỏng, mất đầu báo, đứt dây...) xảy ra, thì
thiết bị này sẽ được truyền ưu tiên và hạn chế giám sát bình thường với những thiết bị
khác.
- Trung tâm xử lý việc giám sát này bằng cách thực hiện theo thứ tự tìm kiếm
sau:
+ Trung tâm phát tín hiệu tìm kiếm theo từng nhóm 8 thiết bị để tìm cho ra thiết
bị đang ở trong tình trạng báo động. Cách thức truyền tín hiệu giám sát này làm giảm
đáng kể thời gian tìm kiếm.
+ Chỉ duy nhất các thiết bị trong trạng thái báo động này mới phản ứng với cách
thức truyền đạt này.
+ Sau khi tìm ra các thiết bị trong tình trạng báo động, trung tâm xác định lại
các dự kiện thật rõ ràng, để rồi đưa ra những thông báo thích hợp.
Tên thống số.
Các bo mạch thành phần.

Chi tiết thông số.
- Bo mạch điều khiển chính.

- Mạch kiểm soát màn hình hiển thị.
- Khối nguồn cung cấp.


25

Số lượng đầu địa chỉ và
tín hiệu.
Hệ thống truyền tín hiệu.

Màn hình hiển thị và các
phím điều khiển

Thiết bị âm thanh
Các lối ra báo động và
cổng tín hiệu.

Điện áp nguồn AC.
Nguồn dự phòng.
Lối ra cấp điện áp từ bo
mạch nguồn cho các mục
đích sử dụng chung.

- Bo mạch giao tiếp mạng ( tùy chọn ).
- Bo mạch liên kết với thiết bị thu nhận tín hiệu của cơ
quan PCCC ( tùy chọn).
- Tủ FN 2127: 2 loop x 127 địa chỉ/1loop.
- Tủ FN 4127: 4 loop x 127 địa chỉ/1loop.
- Tủ FN 2254: 2 loop x 254 địa chỉ/1loop.
- Tủ FN 4254: 4 loop x 254 địa chỉ/1loop.

- Giao thức truyền RS - 232 mở rộng.
- Giao thức truyền RS - 485 mở rộng.
- Mạch truyền tín hiệu tổng trở nhỏ hơn 50.
- Tương thích với các dạng đấu dây:
Dạng B (kiểu 4 NFPA72) đấu dây mạch nhánh.
Dạng A (kiểu 6 và 7 NFPA72) đấu dây mạch vòng.
- Màn hình LCD.
- Các LED hiển thị trạng thái (gồm điện nguồn, điện
acquy, báo cháy, tiền báo cháy, giám sát, sự cố, bị tắt báo
động).
Các phím điều khiển (gồm phím xác nhận, tắt báo động,
báo lỗi, xem các sự kiện, hướng dẫn bật hệ thống hướng
dẫn thoát nạn, xác lập lại hệ thống, 4 phím số, các phím
dịch chuyển con trỏ lên, xuống, sang phải, sang trái).
Còi lắp trong tủ.
- Cổng tín hiệu cảnh báo trực tiếp: 4 x NAC (24VDC,
1,6A).
- Cổng tín hiệu nối tiếp: 2 x RS232 trên bo mạch điều
khiển chính kết nối với máy tính và máy in.
- Cổng tín hiệu nối tiếp cho bảng chỉ thị phụ ở xa: 1 x
RS485.
- Cổng tín hiệu nối tiếp với tủ trung tâm trước và sau: 1 x
RS485.
- Lối ra rơle khô (có thể lập trình cho các mục đích sử
dụng khác nhau): 5 lối ra.
- Lối ra rơle có điện áp (có thể lập trình được cho các
mục đích sử dụng khác nhau): 2 lối ra, mỗi lối ra 30VDC
x 1A.
120VAC; 50/60Hz hoặc 240VAC; 50/60Hz.
Ắc quy chì kín 7 - 26Ah (các ắc quy dung lượng đến

12Ah có thể lắp được trong vỏ tủ).
- 2 lối ra điện áp 24VDC x 0.5A.
(Chú ý: Tổng số dòng điện cung cấp từ 2 lối ra này và 2
lối ra rơle có điện áp không được vượt quá 2A).