Nghiên cứu ứng dụng plc thiết kế chế tạo trung tâm báo cháy tự động

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

ĐINH TUẤN ANH

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PLC – THIẾT KẾ CHẾ TẠO
TRUNG TÂM BÁO CHÁY TỰ ĐỘNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI - 2010


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

ĐINH TUẤN ANH

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PLC – THIẾT KẾ CHẾ TẠO TRUNG
TÂM BÁO CHÁY TỰ ĐỘNG
Chuyên ngành: Tự động hóa
Mã số:
60.5260

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. Nguyễn Chí Tình

HÀ NỘI - 2010

1
LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận văn cao học này là cơng trình nghiên cứu của riêng
cá nhân tơi dưới sự hướng dẫn của Tiến sỹ Nguyễn Chí Tình. Các số liệu và tài
liệu nêu ra trong luận văn là trung thực, đảm bảo tính khách quan, khoa học. Các
tài liệu tham khảo đều có nguồn gốc xuất xứ rõ ràng. Các luận điểm và kết quả
nghiên cứu chưa từng được ai cơng bố trong bất cứ cơng trình nào khác.

Hà Nội, ngày 12 tháng 08 năm 2010
Tác giả luận văn

Đinh Tuấn Anh


2

LỜI CẢM ƠN
Với tình cảm chân thành, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Ban Giám
hiệu, Phịng Đại học và sau Đại học, các thầy cơ trong Khoa Điện, Bộ mơn Tự động
hóa Trường Đại học Mỏ Địa chất đã trực tiếp giảng dạy, hướng dẫn tác giả trong quá
trình học tập và nghiên cứu.
Tác giả xin gửi lời cảm ơn đến Trung tâm đo lường, Phịng thí nghiệm – Đại học
Phịng cháy chữa cháy Hà Nội, Cục Cảnh sát Phòng cháy Chữa cháy đã tạo điều kiện,
cung cấp thơng tin để tơi hồn thành luận văn này.
Đặc biệt tác giả xin bày tỏ sự kính trọng và lòng biết ơn sâu sắc đến Tiến sỹ
Nguyễn Chí Tình, người đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn tác giả hồn thành luận văn
này.

Trong q trình học tập và nghiên cứu, mặc dù bản thân đã có nhiều cố gắng, song
khơng tránh khỏi những thiếu sót. Kính mong các thầy cô và các bạn đồng nghiệp chỉ
dẫn và góp ý.
Tác giả xin chân thành cám ơn!

Hà Nội, ngày 12 tháng 08 năm 2010
Tác giả luận văn

Đinh Tuấn Anh


3

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN........................................................................................................1
LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................2
MỤC LỤC...................................................................................................................3
DANH MỤC BẢNG BIỂU .........................................................................................5
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ......................................................................................6
MỞ ĐẦU.....................................................................................................................7
1. Tính cấp thiết của luận văn.....................................................................................7
2. Mục đích nghiên cứu của luận văn .........................................................................7
3. Đối tượng nghiên cứu.............................................................................................7
4. Các phương pháp nghiên cứu .................................................................................8
5. Những đóng góp của luận văn ................................................................................8
Chương 1 : TỔNG QUAN VỀ HỎA HOẠN ...............................................................9
1.1. Tình hình hỏa hoạn các cơng trình trên thế giới. ..................................................9
1.2. Tình hình hỏa hoạn các cơng trình ở Việt Nam.................................................. 10
1.3. Ngun nhân gây ra hỏa hoạn và đặc điểm cơng trình thiết kế........................... 11
1.4. Những vấn đề tồn tại. ........................................................................................ 12

1.5. Xu hướng phát triển của các hệ thống báo cháy tự động.................................... 12
Chương 2 : HỆ THỐNG BÁO CHÁY TỰ ĐỘNG VÀ CÁC THIẾT BỊ ỨNG DỤNG
TRONG HỆ THỐNG ................................................................................................ 14
2.1 Tổng quan hệ thống báo cháy tự động. ............................................................... 14
2.1.1 Khái niệm. ..................................................................................................... 14
2.1.2 Sơ đồ cấu tạo, nguyên lý hoạt động các hệ thống báo cháy tự động............... 14
2.1.3 Nhiệm vụ từng bộ phận của hệ thống............................................................. 15
2.1.4 Nguyên lý hoạt động của hệ thống báo cháy tự động. .................................... 16
2.2 Các yêu cầu đối với hệ thống báo cháy tự động.................................................. 17
2.3 Các hệ thống báo cháy tự động đang sử dụng..................................................... 17
2.4 Sơ đồ cấu tạo, nguyên lý làm việc của trung tâm báo cháy tư động. ................... 17
2.5 Các loại đầu báo cháy......................................................................................... 21
2.5.1 Đầu báo cháy nhiệt (Heat detector) ............................................................... 21
2.5.2 Đầu báo cháy khói (Smoke detector) ............................................................. 25
2.5.3 Đầu báo cháy lửa (Flame detector) ............................................................... 30
2.5.4 Đầu báo cháy hỗn hợp (Combine detector).................................................... 32
2.6. Hộp nút ấn báo cháy.......................................................................................... 33
2.7. Đấu nối thiết bị.................................................................................................. 34
Chương 3 : ỨNG DỤNG PLC VÀ VI ĐIỀU KHIỂN ĐỂ XÂY DỰNG TRUNG TÂM
BÁO CHÁY TỰ ĐỘNG............................................................................................ 35
3.1. Ưu điểm của việc sử dụng PLC trong các hệ thống tự động............................... 35
3.1.1. Những ứng dụng thành công của PLC ở Việt Nam........................................ 35
3.1.2. Ưu điểm của việc sử dụng PLC trong lĩnh vực phòng cháy chữa cháy. ......... 36
3.2. Các thông số kỹ thuật của đầu báo cháy và các trung tâm báo cháy................... 36


4

3.2.1. Giới thiệu thông số các thiết bị theo lý thuyết ............................................... 36
3.2.1.1. Giới thiệu thông số của một số đầu báo cháy. ......................................... 36

3.2.1.2 Giới thiệu thông số của trung tâm báo cháy............................................. 38
3.2.2 Xác định thông số bằng thí nghiệm ................................................................ 40
3.2.2.1 Thí nghiệm xác định dịng điện lúc bình thường và khi tác động của các
đầu báo cháy. ......................................................................................................... 40
3.2.2.2 Thí nghiệm xác định thơng số tủ trung tâm báo cháy ............................... 41
3.2.3 Lựa chọn thông số kỹ thuật để thiết kế trung tâm báo cháy............................ 42
3.3 Thiết kế trung tâm báo cháy tự động. ................................................................. 42
3.3.1 Thiết kế phần cứng. ...................................................................................... 42
3.3.1.1 Sơ đồ công nghệ trung tâm báo cháy tự động. ......................................... 42
3.3.1.2 Lựa chọn PLC.......................................................................................... 44
3.3.1.3 Thiết kế mạch cấp nguồn cho trung tâm.................................................. 45
3.3.1.4 Thiết kế mạch ghép nối, kiểm tra và theo dõi tình trạng mạch điện. ........ 46
3.3.1.5 Thiết kế mạch đệm đầu ra. ...................................................................... 51
3.3.1.6 Thiết kế mạch báo động. ......................................................................... 52
3.3.1.7 Thiết kế hộp điều khiển và theo dõi trung tâm. ........................................ 54
3.3.1.8. Ứng dụng vi điều khiển thiết kế đèn chỉ dẫn thoát hiểm cho trung tâm báo
cháy tự động........................................................................................................... 57
3.3.2 Giới thiệu phần cứng của trung tâm báo cháy tự động đã hoàn thiện. ........... 63
3.3.3 Ứng dụng PLC xây dựng hệ thống giám sát điều khiển hệ thống báo cháy tự
động 8 kênh.. .......................................................................................................... 63
3.3.3.1 Các chức năng của chương trình ............................................................. 63
3.3.3.2 Lưu đồ thuật tốn chương trình điều khiển. ............................................. 65
3.3.4 Thiết kế chương trình giám sát và điều khiển bằng phần mềm Protool .......... 68
3.3.5 Quy trình vận hành. ....................................................................................... 70
3.3.6 Vận hành thử. ................................................................................................ 76
Chương 4 : ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG HỆ THỐNG BÁO CHÁY TỰ ĐỘNG (TA –
8K) ............................................................................................................................ 78
4.1. Đánh giá chất lượng sản phẩm........................................................................... 78
4.1.1 Phương pháp đánh giá .................................................................................. 78
4.1.2 Các chỉ tiêu kỹ thuật ...................................................................................... 78

4.1.2.1 Các tính năng kỹ thuật cơ bản.................................................................. 79
4.1.2.2 Độ tin cậy của thiết bị.............................................................................. 80
4.1.3 Chỉ tiêu kinh tế. ............................................................................................ 81
KẾT LUẬN CHUNG …………………………………… ………………………..82
1. Những kết quả đạt được...................................................................................... 82
2. Hướng phát triển của đề tài................................................................................ 82
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 84
PHỤ LỤC 1: Mã nguồn chương trình điều khiển S7 - 200......................................... 85
PHỤ LỤC 2 : Phần mềm hiển thị đèn LED................................................................ 93


5

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1. Các thông số kỹ thuật của đầu báo cháy nhiệt .......................................... 25
Bảng 2.2: Các thông số kỹ thuật của đầu báo khói ................................................... 29
Bảng 2.3: Các thông số kỹ thuật của đầu báo cháy lửa ............................................. 32
Bảng 3.1: Đặc tính kỹ thuật của tủ trung tâm báo cháy Nittan Model 2 PDO-5L.... 38
Bảng 3.2: Đặc tính kỹ thuật của tủ trung tâm báo cháy Nohmi ModelFAP128N ..... 39
Bảng 3.3: Đặc tính kỹ thuật của tủ trung tâm báo cháy Nohmi Model FAP129N .... 39
Bảng 3.4: Các kết quả thí nghiệm của đầu báo nhiệt cố định DFJ – 60E .................. 40
Bảng 3.5: Các kết quả thí nghiệm của đầu báo khói FDK229................................... 40
Bảng 3.6: Các thông số kỹ thuật của trung tâm báo cháy tự động............................. 42
Bảng 3.7: Bảng tín hiệu đầu vào, đầu ra PLC. .......................................................... 42
Bảng 3.8. Các chỉ tiêu kỹ thuật của trung tâm báo cháy tự động 8 kênh (TA - 8K)... 79


6

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 2.1 Sơ đồ khối hệ thống báo cháy ................................................................... 15
Hình 2.2 Sơ đồ khối trung tâm báo cháy.................................................................. 18
Hình 2.3 Đầu báo cháy nhiệt (Heat detector)........................................................... 21
Hình 2.4 Sơ đồ cấu tạo đầu báo cháy nhiệt .............................................................. 22
Hình 2.5 Sơ đồ nguyên lý điện của thiết bị cảm biến nhiệt ...................................... 24
Hình 2.6 Đầu báo cháy khói (Smoke detector) ........................................................ 26
Hình 2.7 Sơ đồ cấu tạo đầu báo cháy khói............................................................... 27
Hình 2.8 Sơ đồ thiết bị cảm nhận khói..................................................................... 27
Hình 2.9 Sơ đồ ngun lý điện của thiết bị cảm biến khói ....................................... 28
Hình 2.10 Đầu báo cháy lửa (Flame detector) ......................................................... 30
Hình 2.11 Sơ đồ cấu tạo của đầu báo cháy lửa......................................................... 31
Hình 2.12 Đầu báo cháy hỗn hợp (Combine detector) ............................................. 33
Hình 2.13 Sơ đồ đầu nối thiết bị.............................................................................. 34
Hình 3.1 Các sơ đồ thí nghiệm xác định các thơng số của trung tâm báo cháy tự động
................................................................................................................................ 41
Hình 3.2. Sơ đồ cơng nghệ trung tâm báo cháy tự động........................................... 43
Hình 3.3: Sơ đồ nguyên lý mạch tự động chuyển nguồn.......................................... 45
Hình 3.4: Sơ đồ đấu nối đơn giản đầu báo cháy với PLC......................................... 48
Hình 3.5: Sơ đồ mạch nối và mạch kiểm tra tình trạng đứt mạch............................. 50
Hình 3.6: Mạch tạo nguồn 12VDC.......................................................................... 51
Hình 3.7: Mạch nguyên lý bộ đệm đầu ra................................................................ 52
Hình 3.8: Sơ đồ nguyên lý mạch dao động phát âm thanh ....................................... 53
Hình 3.9: Sơ đồ nối chng báo động với bộ đệm đầu ra ........................................ 54
Hình 3.10: Sơ đồ nối các nút bấm ở hộp điều khiển trung tâm với PLC................... 55
Hình 3.11: Mạch theo dõi tình trạng mạch điện trên hộp giám sát trung tâm ........... 56
Hình 3.12: Sơ đồ mạch điện theo dõi tình trạng báo động trong hộp báo theo dõi
trung tâm................................................................................................................. 57
Hình 3.13 : Sơ đồ nguyên lý hiển thị đèn LED ....................................................... 60
Hình 3.14. Sơ đồ mạch in của đèn chỉ dẫn............................................................... 61
Hình 3.15 : Các trạng thái của đèn chỉ dẫn .............................................................. 62

Hình 3.16: Lưu đồ chương trình chính .................................................................... 65
Hình 3.17: Lưu đồ chương trình kiểm tra độ tin cậy ................................................ 66
Hình 3.18: Lưu đồ chương trình phát tín hiệu báo động .......................................... 67
Hình 3.19: Bảng định nghĩa các Tags truyền thơng ................................................. 68
Hình 3.20: Màn hình giao diện chính ...................................................................... 68
Hình 3.21: Màn hình giao diện cài đặt chức năng kiểm tra độ tin cậy...................... 69
Hình 4.1. Trung tâm báo cháy tự động TA – 8K...................................................... 78


7

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của luận văn
Hiện nay ở trong nước việc sử dụng các trang thiết bị báo cháy tự động hầu hết
phải nhập ngoại. Trong một số cơng trình hiện đại chúng ta phải th chun gia nước
ngoài giúp đỡ về mặt kỹ thuật.
Để tiến tới làm chủ công nghệ trong lĩnh vực báo cháy tự động, tác giả mạnh
dạn nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu ứng dụng PLC – Thiết kế chế tạo trung tâm báo
cháy tự động”.
2. Mục đích nghiên cứu của luận văn
Bộ điều khiển khả trình trong tiếng Anh là Programmable Logic Controler (viết
tắt là PLC) hiện nay gọi là Programmable Controler (bỏ từ Logic nhưng vẫn được ký
hiệu là PLC). Đó là một thiết bị rất phổ biến trong lĩnh vực công nghệ tự động hóa nói
chung, nó cũng từng được áp dụng trong cá hệ thống phòng chống cháy nổ (Fire and
Gas System).
Do điều kiện nghiên cứu hạn chế nên đề tài chỉ tập trung nghiên cứu ứng dụng
của bộ điều khiển khả trình để chế tạo một trung tâm báo cháy tự động theo vùng với
nhiều tính năng đặc biệt. Sản phẩm của đề tài bao gồm cả phần cứng và phần mềm.
Trong đó phần cứng sử dụng bộ CPU224 thuộc họ Simatic S7-200 của hãng Siemens
cùng với một số bộ phận khác tự thiết kế chế tạo, phần mềm tự thiết kê.

3. Đối tượng nghiên cứu
Các hệ thống báo cháy trung tâm cần thiết phải đảm bảo độ tin cậy, chính xác
và ổn định. Đặc biệt trong mơi trường khí hậu Việt Nam cần được quan tâm đúng
mức, hơn nữa để đảm bảo tính mềm dẻo, đa dạng hóa trong báo cháy cho các khu vực
và số lượng đầu báo khác nhau cần thiết phải sử dụng thiết bị điều khiển khả trình có
khả năng kết nối mạng bảo vệ trong hệ thống điều khiển chữa cháy. Đề tài có ý nghĩa
khoa học và có tính thực tiễn cao.
- Để tiết kiệm điện năng làm cho hệ thống có tính mềm dẻo và linh hoạt.
- Để tự động hóa giám sát, cảnh báo, phòng chống cháy nổ.
- Dùng phần mềm S7 – 200 tích hợp với các hệ thống phòng chống cháy nổ.


8

4. Các phương pháp nghiên cứu
Tìm hiểu sơ đồ cấu tạo, nguyên lý hoạt động của các trung tâm báo cháy tự
động.
Các yêu cầu, tiêu chuẩn của Việt Nam (TCVN) về trung tâm báo cháy tự động.
Bộ điều khiển khả trình là một thiết bị rất phổ biến trong lĩnh vực cơng nghệ tự
động hóa nói chung, nó cũng từng được áp dụng trong cá hệ thống phòng chống cháy
nổ (Fire and Gas System). Dùng phần mềm S7 -200 tích hợp với các hệ thống giám sát
phòng chống cháy nổ.
5. Những đóng góp của luận văn
Nghiên cứu, phân tích, cấu tạo nguyên lý hoạt động của các trung tâm báo cháy
tự động.
Ứng dụng PLC để xây dựng trung tâm báo cháy tự động. Cấu hình cứng của
các PLC ta thấy nó có các đầu vào digital và analog cho phép kết nối với các loại
sensor, các đầu báo cháy. Các loại đầu báo cháy có tín hiệu ngưỡng (ON/OFF) có thể
kết nối với các đầu vào digital, còn các loại sensor truyền tín hiệu liên tục có thể kết
nối với các đầu vào analog. Các dữ liệu từ các sensor, đầu báo cháy được truyền về

CPU của PLC và được xử lý bởi chương trình do ta lập. Sau khi xử lý các dữ liệu,
PLC sẽ nhận biết được các sự cố và phát tín hiệu qua các đầu ra (output) tới các thiết
bị chấp hành (chng, cịi, các loại van điện, bơm nước …). Chế tạo mơ hình trung
tâm báo cháy tự động (8 kênh).


9

Chương 1
TỔNG QUAN VỀ HỎA HOẠN
1.1. Tình hình hỏa hoạn các cơng trình trên thế giới.
Hỏa hoạn được coi là một trong những thảm họa lớn nhất đối với con người.
Trong lịch sử đã từng xảy ra rất nhiều vụ cháy lớn, gây thiệt hại nặng cả về người và
của. Đặc biệt ngày nay, cùng với sự phát triển của kinh tế xã hội, nguy cơ cháy nổ xảy
ra ngày một tăng và mức độ thiệt hại ngày một lớn. Do vậy việc phòng cháy chữa cháy
(PCCC) đặc biệt là việc thiết kế những hệ thống giám sát PCCC để giảm thiệt hại cháy
nổ và nhanh chóng có biện pháp chữa cháy kịp thời là trách nhiệm của các nhà thiết kế
xây dựng.
Khi tốc độ đơ thị hóa diễn ra nhanh, việc xây dựng các tòa nhà cao ốc để ở là
một tất yếu. Và cùng với các tòa nhà được xây dựng thì tiềm ẩn trong đó là các vụ
cháy có thể xảy ra bất cứ lúc nào nếu khơng có sự cảnh giác và đề phịng của con
người.
Trên thế giới các khu đô thị sầm uất đã từng xảy ra nhiều vụ cháy nổ. Đa phần
nguyên nhân cháy nổ do con người gây ra. Trong đó có nhiều vụ cháy nổ do ném bom,
khủng bố dẫn đến cháy nổ. Chúng ta có thể kể ra đây một số vụ cháy tiêu biểu trong
thời gian gần đây.
Tháng 5 – 2004 tại phía đơng thủ đơ Moscow (Nga), một đám cháy đã phát ra
tại tầng 6 của một tòa nhà chín tầng làm bảy người chết, năm người bị thương, phá hủy
hai căn hộ. Cơ quan điều tra cho rằng đó là bất cẩn của con người gây ra. Nhân viên
cứu hỏa đã dùng thang sơ tán các cư dân trong tòa nhà từ tầng 6 sang các tầng lận cận

để thốt ra ngồi. Mặc dù vậy, nhiều người đã hoảng loạn từ trèo ra ngoài bằng cửa sổ.
Lực lượng cứu hộ đã tìm thấy ba thi thể trên đường phố trong khi bốn người khác tử
vong trong căn hộ do ngộ độc khí độc phát ra từ đám cháy.
Ngày 20-10-2004 đã xảy ra cháy lớn tại một trong những tòa nhà cao nhất ở
Venezuela. Tòa nhà cao 56 tầng, cao 221 mét tại thủ đô Caracas nằm trong khu phức
hợp trung tầm Parque. Vụ cháy xảy ra vào thứ bảy từ tầng 34. Đến trưa chủ nhật ngọn
lửa đã hoành hành hơn 17 giờ và lan sang hơn 26 tầng, chạm đến mái tòa nhà, 100
nhân viên cứu hỏa và các máy bay lên thẳng quân sự đã được huy động để dập tắt lửa,
40 nhân viên cứu hỏa bị thương vì hít khí độc.
Đêm 12-2-2005, một số tầng trên cùng của Windsor, một trong những tòa nhà
cao nhất thủ đô Tây Ban Nha, đã bốc cháy. Sau gần 24 giờ cứu hộ, đội ngũ lính cứu


10

hỏa tại đây mới có thể kiểm sốt được vụ hỏa hoạn. Sau vụ cháy, tòa nhà 32 tầng là
một cột đen bị cháy nham nhở.
Gần đây nhất là đám cháy tại tòa nhà Golden Plaza Tower cao 25 tầng ở Đài
Loan bốc cháy. Ngọn lửa bùng lên lúc 4 giờ chiều từ một sàn nhảy trên tầng 18 và
nhanh chóng lan rộng ra làm 4 người thiệt mạng.
1.2. Tình hình hỏa hoạn các cơng trình ở Việt Nam.
Ở nước ta, trong mấy năm trở lại đây, tốc độ đô thị hóa diễn ra rất nhanh, nhất
là ở hai thành phố lớn là Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh. Nhiều cao ốc hiện đại
được xây dựng và cũng đã xảy ra một số vụ cháy gây thiệt hại nặng nề về người và
của.
Thành phố Hồ Chí Minh là một trong những thành phố ở Việt Nam xảy ra
nhiều vụ cháy nhất. Theo thống kê của UBND Thành phố Hồ Chí Minh thì từ ngày
21/12/2003 đến ngày 20/11/2004 tình hình cháy vẫn tiếp tục gia tăng về số vụ và thiệt
hại: 322 vụ, làm chết 11 người, làm bị thương 44 người gây thiệt hại khoảng 76 tỷ
đồng.

ở Thành phố Hà Nội, theo cảnh sát PCCC, 9 tháng đầu năm 2004 xảy ra 149 vụ
cháy, làm chết 1 người và 13 người bị thương. Thiệt hại tài sản ước tính trên 7 tỷ đồng,
trong đó 3 vụ cháy lớn chiếm trên 70% tổng thiệt hại.
Người dân Việt Nam đặc biệt là người dân ở thành phố Hồ Chí Minh khơng thể
qn được vụ cháy tịa nhà Trung tâm thương mại Quốc tế (ITC). Vào lúc 13h30’ ngày
29/10/2002, một ngọn lửa bùng phát từ vũ trường Blue sau đó lan rộng và bốc lên dữ
dội. Có ít nhất 62 người thiệt mạng, hàng trăm người bị kẹt trong tòa nhà. Đây là vụ
cháy lớn nhất từ trước tới nay ở thành phố Hồ Chí Minh.
Sau vụ hỏa hoạn ở Trung tâm thương mại ITC là vụ cháy ở chung cư cao tầng
công trường An Đông ngọn lửa đã bùng lên và nhanh chóng lan sang các căn hộ khác
bùng cháy lên dữ dội. Một đám khói đen kèm theo lửa ngùn ngụt bốc lên cao, bao
trùm cả một khu vực rộng lớn khiến hàng trăm người dân ở chung cư tháo chạy hỗn
loạn.
Gần đây nhất là vụ cháy Trung tâm thương mại Diamon Plaza, tại tầng 13 bỗng
phát hỏa, khói bốc lên nghi ngút khiến những người ở tầng 13 hốt hoảng đập vỡ 2 ơ
cửa kinh cho khói thốt ra. Tuy chỉ là vụ cháy nhỏ nhưng đã gây tâm lý hoảng hốt với
người dân làm việc tại đây.


11

Qua một số vụ cháy, nguyên nhân cháy chủ yếu là do sự bất cẩn của con người
khi sử dụng điện hoặc ga, khi đám cháy xảy ra tốc độ cháy lan nhanh không thể ứng
cứu kịp thời.
Ở các đô thị Hà Nội cũng như thành phố Hồ Chí Minh là một khối xen kẽ giữa
những kiến trúc cũ và mới. Rất nhiều cơng trình cũ được cải tạo lại để sử dụng khơng
tính đến cơng tác PCCC. Nhiều cơng trình mọc lên cũng khơng có quy hoạch cho
PCCC. Do vậy, mỗi khi có cháy xảy ra, việc đưa xe cứu hỏa vào các khu chung cư gặp
rất nhiều khó khăn. Hơn nữa hệ thống máy bơm nước cứu hỏa tại chỗ khơng có hoặc
khơng sử dụng được làm cho việc chữa cháy rất chậm, dẫn đến hậu quả thiệt hại.

Ở các tịa nhà với thiết kế kín, khi xảy ra hỏa hoạn lực lượng chữa cháy và cứu
hộ sẽ khơng có tiếp cận từ bên ngồi cịn những người làm trong tịa nhà có thể chết
ngạt vì khói. Vụ cháy ở Trung tâm thương mại quốc tế ITC là một ví dụ điển hình.
1.3. Ngun nhân gây ra hỏa hoạn và đặc điểm cơng trình thiết kế.
Qua một số vụ cháy, nguyên nhân cháy chủ yếu là do sự bất cẩn của con người
trong khi sử dụng điện hoặc ga. Trong đó nguyên nhân cháy do điện chiếm 70%
nguyên nhân do các tác nhân khác. Trong quá trình sử dụng điện, người dân đã không
chú ý đến việc sử dụng điện an toàn như thường câu mắc điện, bố trí hệ thống dây điện
bừa bãi dẫn đến chập cháy điện. Tình hình này ở Việt Nam là khá phổ biến. Thực tế
cho thấy ở nhiều khu dân cư hệ thống dây điện mắc lộn xộn khi mưa bão các bảng
điện, dây điện chập cháy nổ gây ra hỏa hoạn là điều tất yếu.
Bên cạnh nguyên nhân do dùng điện thì cháy nổ do ga hậu quả thiệt hại cũng rất
lớn. Ở đây vai trò của nhà quản lý chất lượng cũng có ý nghĩa quan trọng. Việc kiểm
nghiệm chất lượng ga, bình ga v.v.... Trước khi đi vào sử dụng sẽ hạn chế được những
tai nạn đáng tiếc. Bởi cháy nổ do ga thường xuất phát từ các yếu tố trên.
Do đó để hạn chế đến mức thấp nhất các vụ cháy nổ luôn được các cấp các
ngành và người dân đặc biệt quan tâm. Để làm được điều đó, người dân phải đề cao
cảnh giác với hỏa hoạn. Cịn các nhà hoạch định xây dựng phải có những phương án
tối ưu cho công tác PCCC, từ khâu xác định vị trí xây dựng tịa nhà, đến thiết kế trang
thiết bị báo cháy tự động PCCC; hệ thống thông gió, cũng như cấu tạo các cửa sổ phải
thực sự được phát huy khi có hỏa hoạn hệ thống bơm nước tại chỗ ....
Một trong những giải pháp được các nhà thiết kế hiện nay rất chú ý cho công
tác PCCC đó là hệ thống giám sát PCCC. Với hệ thống giám sát này, gồm các đầu dò
nhiệt, đầu dò khói, đầu dị lửa đặt ở vị trí khác nhau trong tòa nhà. Các đầu này được
nối với nhau qua một trung tâm báo cháy có người điều khiển và giám sát. Chúng ta có
thể hạn chế đến mức thấp nhất thiệt hại do cháy nổ gây ra. Bởi hệ thống này sẽ nhanh


12

chóng phát hiện ra những tiềm ẩn cháy nổ ngay từ ban đầu như khói hay nhiệt độ
nóng. Ngay khi phát hiện ra những dấu hiệu của sự cháy hệ thống này sẽ báo cháy kịp
thời hạn chế thiệt hại về người và của. Cho nên hệ thống báo cháy tự động ở các chung
cư là rất quan trọng.
1.4. Những vấn đề tồn tại.
Như trên đã trình bày hiện nay trên thị trường phổ biến rất nhiều chung loại
trang thiết bị báo cháy tự động nhưng vẫn còn nhiều vấn đề thách thức đặt ra. Phổ biến
nhất hiện nay vẫn là các hệ thống báo cháy theo vùng. Các hệ thống này có giá thành
rẻ, đơn giản, dễ sử dụng nhưng còn nhiều hạn chế như: chỉ phát hiện cháy theo từng
vùng (kênh), cách thức báo động đơn giản, ít có khả năng ghép nối với các thiết bị
ngoại vi khác, khơng có khả năng lưu giữ lại những thơng tin cần thiết liên quan đến
đám cháy. Những hệ thống kiểu này ngày càng trở nên lạc hậu và không đáp ứng đủ
yêu cầu ngày càng cao của thị trường.
Các hệ thống báo cháy theo địa chỉ và các hệ thống báo cháy thơng minh có rất
nhiều tính năng hiện đại nhưng giá thành lại quá cao. Bên cạnh đó do tính phức tạp của
phần cứng và phần mềm nên đội ngũ cán bộ kỹ thuật của ta về lĩnh vực này chưa thể
làm chủ được công nghệ. Phần lớn các hệ thống báo cháy hiện đại chúng ta đều phải
thuê chuyên gia nước ngoài từ khâu thiết kế, thi cơng cho đến khâu bảo trì, bảo dưỡng.
Các trung tâm báo cháy tự động hiện nay hầu hết đều được nhập từ nước ngoài
và được chế tạo theo một số khn mẫu đã định, ít có khả năng thay đổi cũng như phát
triển mở rộng khi cần thiết.
1.5. Xu hướng phát triển của các hệ thống báo cháy tự động.
Cùng với sự phát triển của khoa học và công nghệ, hiên nay trên thế giới người
ta đang nghiên cứu và cho ra đời các hệ thống báo cháy tự động hiện đại với nhiều
chức năng khác nhau. Hầu hết các hệ thống báo cháy thế hệ mới đều dựa trên kỹ thuật
vi xử lý cùng với kỹ thuật lập trình. Ngồi việc thực hiện chức năng phát tín hiệu báo
cháy, một trung tâm báo cháy thế hệ mới còn phải có khả năng điều khiển trực tiếp các
thiết bị ngoại vi như:
-

Điều khiển trực tiếp hệ thống chữa cháy bằng nước hoặc khí.

-

Đóng cửa ngăn cháy.

-

Điều khiển thang máy tự động – Tự động tắt hệ thống điều hòa.

-

Bật quạt hút khói và quạt tạo áp suất dương.

-

Tự động mở cửa thoát hiểm.


13

-

Điều khiển hệ thống truyền thanh.

-

Điều khiển hệ thống đèn chỉ dẫn thốt hiểm.

-

Kết nối mạng thơng tin báo cháy trong một khu vực.

Trong cơ sở sản xuất nguy hiểm về cháy nổ, trung tâm báo cháy cịn phải có
chức năng điều khiển liên động với dây chuyền sản xuất để ngăn ngừa các nguy cơ xảy
ra cháy. Chẳng hạn như hệ thống phịng chống cháy nổ trong cơng nghiệp dầu khí
(Fire and Gas System).


14

Chương 2
HỆ THỐNG BÁO CHÁY TỰ ĐỘNG
VÀ CÁC THIẾT BỊ ỨNG DỤNG TRONG HỆ THỐNG
2.1 Tổng quan hệ thống báo cháy tự động.
2.1.1 Khái niệm.
Hệ thống báo cháy tự động là hệ thống bao gồm các thiết bị tự động phát hiện
và thơng báo vị trí hoặc địa điểm cháy.
Do sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, lĩnh vực phòng cháy chữa
cháy đã ứng dụng và kế thừa các thành tựu khoa học kỹ thuật hiện tại để thiết kế các
hệ thống báo cháy tự động.
Có rất nhiều hệ thống báo cháy tự động với nhiều tính năng và tác dụng khác
nhau nhưng nhìn chung đều có nhiệm vụ là nhanh chóng xác định được chính xác khu
vực cháy và phát ra tín hiệu báo động chỉ thị tương ứng để điều khiển các thiết bị
ngoại vi khác khi có cháy xảy ra.
2.1.2 Sơ đồ cấu tạo, nguyên lý hoạt động các hệ thống báo cháy tự động.
- Hệ thống báo cháy tự động bao gồm các bộ phận cơ bản:
+ Trung tâm báo cháy
+ Đầu báo cháy tự động
+ Hộp nút ấn báo cháy

+ Các bộ phận liên kết
+ Nguồn điện
Tùy theo từng yêu cầu hệ thống báo cháy cịn có các bộ phận khác như thiết bị
truyền tín hiệu báo cháy, bộ phận kiểm tra thiết bị phòng cháy chữa cháy tự động. Các
thiết bị liên kết thành khối theo hình 2.1.


15
Loa
Loa

Đèn

Tủ điều
khiển báo
cháy

Hệ thống
điều khiển
công nghệ

Đèn

Hộp nối
trung
gian

Hệ thống
chữa cháy

thiết bị
dò lửa
thiết bị
dò nhiệt
thiết bị
dò khói

thiết bị
báo tay

Hỡnh 2.1 S khối hệ thống báo cháy
2.1.3 Nhiệm vụ từng bộ phận của hệ thống.
- Thiết bị báo cháy: Là thiết bị cung cấp năng lượng cho các đầu báo cháy và thực hiện
các chức năng sau:
+ Nhận tin báo cháy từ đầu báo cháy tác dụng và phát lệnh báo động chỉ thị nơi xảy ra
cháy.
+ Có thể truyền tín hiệu báo động cháy qua thiết bị truyền tín hiệu đến nơi nhận tin báo
cháy, đến các thiết bị chữa cháy tự động hay các đội chữa cháy.
+ Kiểm tra sự làm việc bình thường của hệ thống, chỉ thị sự cố của hệ thống như: đứt
dây, chập mạch, sự cố nguồn (ắc quy yếu .... ), mất đầu báo.
Thiết bị báo cháy được đặt ở phòng thường trực, phòng bảo vệ nơi ln có người
thường trực.
- Đầu báo cháy: Là thiết bị tự động nhạy cảm với các hiện tượng kèm theo của sự
cháy (sự tăng nhiệt độ, sự tỏa khói, bức xạ của ngọn lửa) truyền tín hiệu điện về
trung tâm báo cháy.
-

Hộp kỹ thuật: Là thiết bị dùng để nối đầu dây tín hiệu nhằm phục vụ cho công
tác thi công, kiểm tra, bảo quản, bảo dưỡng hệ thống báo cháy tự động.

-

Cáp tín hiệu và dây tín hiệu: Là yếu tố liên kết giữa các thiết bị trong hệ thống,
có nhiệm vụ cung cấp năng lượng cho các đầu báo cháy làm việc và truyền dẫn

tín hiệu.
+ Tín hiệu kiểm tra từ trung tâm đến các đầu báo.


16

+ Tín hiệu báo cháy từ đầu báo cháy về trung tâm.
Hộp nút ấn báo cháy: Là thiết bị giúp cho con người chủ động báo cháy nhanh
bằng tay khi phát hiện ra cháy mà các đầu báo cháy chưa làm việc. Bản chất
của nút ấn báo cháy giống như một đầu báo cháy cưỡng bức.
-

Trở kháng cuối dây: Là thiết bị kiểm tra sự thơng mạch dây tín hiệu. Tùy
thuộc vào dạng tín hiệu kiểm tra là dạng số, dạng xung hay dạng liên tục mà
người ta chọn trở kháng cuối dây là tụ điện, điện trở hay điện trở kết hợp với tụ
điện. Trở kháng cuối dây thường được mắc vào đầu báo cuối cùng hoặc đầu báo
xa nhất trong tuyến đường giúp cho hệ thống phát hiện ra sự cố đứt dây hoặc

-

mất đầu báo.
Cịi, chng báo cháy: Là một bộ phận của hệ thống báo cháy tự động cho tín

-

hiệu báo cháy bằng âm thanh.
Đèn: Là một bộ phận của hệ thống báo cháy tự động cho tín hiệu báo cháy

-

bằng ánh sáng.
Nguồn điện: Là thiết bị cung cấp năng lượng cho hệ thống báo cháy tự động.

2.1.4 Nguyên lý hoạt động của hệ thống báo cháy tự động.
Các hệ thống báo cháy tự động đều có trạng thái làm việc như sau:
+ Trạng thái thường trực: ở trạng thái này ln có dịng điện I0 chạy qua trên đường
truyền để duy trì sự làm việc của các đầu báo và kiểm tra sự làm việc bình thường của
tồn bộ hệ thống.
+ Trạng thái khi cháy: Biểu hiện của nó là sự thay đổi cực tính của nguồn tạo thành tín
hiệu truyền về trung tâm.
+ Trạng thái sự cố:
- Đứt dây: Biểu hiện của nó là sự mất đột ngột dòng điện I0 trên đường truyền.
- Chập dây: Biểu hiện bằng sự gia tăng đột ngột dịng điện mới I0.
Ngun lý hoạt động:
+ Bình thường khi khơng có đám cháy, tồn bộ hệ thống có chế độ thường trực tại các
khu vực bảo vệ ln có các tín hiệu kiểm tra hoạt động của hệ thống.
+ Khi xảy ra cháy ở khu vực bảo vệ dưới sự thay đổi của các yếu tố môI trường cháy
(nhiệt độ, khói, bức xạ của ngọn lửa) các đầu báo sẽ tiếp nhận sự thay đổi các yếu tố
này.
+ Khi đạt tới ngưỡng làm việc thì các đầu báo cháy sẽ làm việc tạo ra tín hiệu điện
truyền về trung tâm qua hệ thống dây và cáp tín hiệu. Tại trung tâm báo cháy sẽ diễn
ra các hoạt động xử lý thực hiện truyền về, sau đó phát ra tín hiệu báo động chỉ thị
tương ứng như: cịi, chng, đèn, các tín hiệu điều khiển thiết bị ngoại vi khác.
Sau khi cháy kết thúc, ta cần khôi phục trạng thái làm việc của hệ thống báo cháy tự
động.

17

2.2 Các yêu cầu đối với hệ thống báo cháy tự động.
Theo TCVN 5738 – 2001 do bộ khoa học công nghệ và môi trường ban hành, một hệ
thống báo cháy tự động cần đảm bảo các yêu cầu cơ bản sau:
-

Phát hiện cháy nhanh chóng theo chức năng đã được đề ra.

-

Chuyển tín hiệu cháy thành tín hiệu báo động rõ ràng để những người xung
quanh có thể thực hiện ngay các biện pháp thích hợp.

-

Có khả năng chống nhiễu tốt.
Báo hiệu nhanh chóng và rõ ràng mọi trường hợp sự cố của hệ thống.

-

Không bị ảnh hưởng bởi các hệ thống khác được lắp đặt chung hoặc riêng rẽ.
Khơng bị tê liệt một phần hay tồn bộ do cháy gây ra trước khi phát hiện ra
cháy.

2.3 Các hệ thống báo cháy tự động đang sử dụng
Theo nguyên lý làm việc của đầu báo cháy, người ta phân làm các loại như sau:
- Hệ thống báo cháy tự động nhiệt.

-

Hệ thống báo cháy tự động khói.
Hệ thống báo cháy tự động lửa,

-

Hệ thống báo cháy tự động tự kiểm tra.
Hệ thống báo cháy tự động hỗn hợp.

Theo khu vực bảo vệ phân làm 2 loại:
- Hệ thống báo cháy theo vùng: Là hệ thống báo cháy tự động có chức năng báo
cháy tới từng khu vực. Trong đó mỗi khu vực có thể có một hoặc nhiều đầu báo
cháy nối thành một chuỗi theo sơ đồ song song và được đưa về một kênh của
trung tâm báo cháy.
-

Hệ thống báo cháy tự động theo địa chỉ: là hệ thống báo cháy tự động có khả
năng báo cháy chính xác tới từng vị trí, từng đầu báo riêng biệt. Các đầu báo

được đặt địa chỉ nhờ ứng dụng kỹ thuật số.
Ngồi ra hiện nay cịn có một số hệ thống báo cháy tự động chuyên dùng khác.
Chẳng hạn như: hệ thống báo cháy thông minh với nhiều chức năng tiện dụng đặc biệt;
các hệ thống phòng chống cháy nổ trong cơng nghiệp dầu khí (Fire and Gas System).
2.4 Sơ đồ cấu tạo, nguyên lý làm việc của trung tâm báo cháy tư động.
Hiện nay trong lĩnh vực PCCC có 2 loại trung tâm báo cháy đó là trung tâm báo
cháy theo vùng và trung tâm báo cháy theo địa chỉ nhưng chúng đều có cùng một
nhiệm vụ, sơ đồ, nguyên lý làm việc sau:
a. Nhiệm vụ:
Cung cấp năng lượng cho các đầu báo cháy hoạt động tiếp nhận các tín hiệu

trên đường truyền để xử lý thông báo vùng cháy, địa điểm cháy và tạo ra các tín hiệu


18

báo động cháy, tín hiệu điều khiển các thiết bị ngoại vi, kiểm tra sự làm việc bình
thường của hệ thông chỉ thị sự cố của hệ thống như đứt dây, sự cố nguồn, mất đầu báo.
b. Sơ đồ khối:
KHỐI XỬ LÝ

Các vùng báo
cháy

Khối đường
truyền

KHỐI NGUỒN

KHỐI TÍN HIỆU

Loa

Đèn

Khối tín hiệu
kiểm tra

Tín hiệu điều
chỉnh thiết bị
ngoại vi

Hình 2.2 Sơ đồ khối trung tâm báo cháy
* Nhiệm vụ các khối trong trung tâm báo cháy
- Khối nguồn: có nhiệm vụ cung cấp năng lượng cho toàn bộ hệ thống làm việc.
Để đảm bảo tính thường trực 24/24 cho nên tất cả các trung tâm báo cháy đều sử dụng
2 nguồn:
+ Nguồn điện xoay chiều: 110V hoặc 220V/50Hz
+ Nguồn điện 1 chiều: 12V hoặc 24V
- Khối xử lý: Có nhiệm vụ tiếp nhận xử lý các tín hiệu từ các khối khác đưa về
theo một chương trình đã được lập sẵn đồng thời nó khống chế và chỉ đạo các khối tạo
ra tín hiệu báo động.
-

Khối đường truyền: Có nhiệm vụ tạo ra các tín hiệu đưa về khối xử lý và có khả

năng ngăn cách sự ảnh hưởng của mạch điện ở các đầu báo cháy. Bản chất của khối
này là thảy đổi các tín hiệu đường truyền đưa về từ nhỏ khuếch đại lên.
-

Khối tín hiệu kiểm tra: Có nhiệm vụ đưa ra các tín hiệu kiểm tra sự hoạt động

bình thường của toàn bộ hệ thống nhằm phát hiện ra các lỗi trên đường truyền (đứt
dây, chập mạch, … ) lỗi nguồn (mất điện trong 2 nguồn, ắc quy yếu, … ) và đưa ra các
yêu cầu kiểm tra của trung tâm với các đầu báo đồng thời đưa ra các tín hiệu ở chế độ
thử máy.


19

-

Khối tín hiệu: gồm 2 loại

+ Tín hiệu chỉ thị, báo động: âm thanh, ánh sáng, chữ viết bằng loa đèn, chng
cịi, màn hình.
+ Tín hiệu điều khiển thiết bị ngoại vi như tự động khởi động hệ thống chữa cháy
tự động, đóng mở máy bơm chữa cháy, hạ màn ngăn cháy, mở hệ thống hút khói.
Ngồi ra ở trung tâm báo cháy tự động địa chỉ cịn có khối địa chỉ có nhiệm vụ phân
tích giải mã các tín hiệu trên đường truyền về và đưa ra các địa chỉ tương ứng của nơi
đầu báo cháy, nút ấn hoặc hộp một địa chỉ.
Bản chất của khối này là các thiết bị được mã hóa nhờ dùng ứng dụng kỹ thuật số
nhằm giải mã các thông tin đã được mã hóa từ đầu báo cháy chuyển về.
c. Nguyên lý hoạt động.
Các trung tâm báo cháy tự động làm việc dựa trên sự tăng giảm đột ngột của
dòng điện hoặc điện áp trên các đường dây để điều khiển các thiết bị báo động.
* Trung tâm báo cháy tự động theo vùng:
Trung tâm báo cháy tự động theo vùng là trung báo cháy tự động thực hiện chức
năng chỉ thị báo cháy đến từng khu vực lắp đặt đầu báo cháy.
Địa điểm:
-

Nguồn xoay chiều: 110V hoặc 220V – AC/50Hz.

-

Nguồn một chiều: 12V hoặc 24V-DC.

-

Thời gian làm việc gần như tức thời.

- Thời gian trễ đối với tín hiệu từ đầu báo cháy. Trong khoảng thời gian trễ tín
hiệu từ đầu báo cháy truyền về liên tục thì trung tâm báo cháy mới xử lý phát ra tín
hiệu chỉ thị tương ứng. Ngược lại nếu tín hiệu đưa về bị ngắt quãng hoặc mất thì trung
tâm báo cháy sẽ khơng đưa ra tín hiệu báo động.
Thơng thường, có các mức đặt trễ sau:
+ Đối với đầu báo khói là 60s.
+ Đối với đầu báo hiệu là 20s.
-

Số kênh báo cháy: Tùy vào từng loại trung tâm báo cháy mà số kênh báo cháy
khác nhau.

+ Trung tâm báo cháy tự động của Nhật có số kênh là bội số của 5.
+ Trung tâm báo cháy tự động của Mỹ có số kênh là bội số của 2.


20

- Trên mỗi kênh báo cháy tùy thuộc vào từng loại trung tâm báo cháy mà người
ta cho phép lắp đặt số đầu báo cháy. Thơng thường thì số đầu báo cháy nhiệu lắp trên
một kênh thi không hạn chế cịn có số đầu báo cháy nhiệt lắp trên một kênh thì khơng
hạn chế cịn số đầu báo cháy khói lắp trên một kênh thì khơng q 20 đến 30 đầu báo.
-

Tín hiệu báo động: Theo một chương trình đã cài đặt. Khi xảy ra sự cố trung

tâm báo cháy sẽ phát tín hiệu báo động. Khi báo cháy giúp cho người sử dụng biết và
tiến hành các công việc cần thiết khác.
* Trung tâm báo cháy tự động địa chỉ:

Trung tâm báo cháy địa chỉ là trung tâm báo cháy có chức năng chỉ thị địa chỉ báo
cháy đến từng vị trí lắp đặt đầu báo cháy. Trung tâm báo cháy được sản xuất nhờ ứng
dụng kỹ thuật số nên có nhiều đặc tính kỹ thuật và tính năng tác dụng ưu việt hơn
trung tâm báo cháy theo vùng.
-

Dung tích nhỏ gọn và dung lượng tín hiệu lớn.

-

Số lượng địa chỉ của trung tâm rất lớn 255-1010 địa chỉ.

-

Trung tâm báo cháy thường có màn hình tinh thể lỏng hiển thị các thông báo
bằng chữ cho người sử dụng biết. Các thơng báo hiên ra khi hệ thống có hiện
tượng bất thường xảy ra như sự cố hoặc các thông tin về kiểm tra hệ thống và
các hoạt động điều khiển.

-

Trong trung tâm có Card IC nhớ dùng để ghi nhớ tất cả các thơng tin cấu hình
cho các hoạt động và điều khiển. Việc sử dụng Card IC nhớ đơn giản và tiết
kiệm hơn so với dùng các chip ROM như hiện nay.

-

Một số trung tâm còn kết nối với máy in để có thể in tất cả các dữ kiện về hệ
thống phịng cháy. Nó có thể in chi tiết từng trường hợp sự cố các trạng tháI bất
thường, kết quả việc thí nghiệm hành vi hoạt động của người điều khiển.

Trung tâm báo cháy còn là thiết bị cung cấp năng lượng cho các đầu báo cháy
và thực hiện các chức năng sau:
+ Nhận tin báo cháy từ đầu báo cháy tác dụng và phát lệnh báo động chỉ thị nơi
xảy ra cháy.
+ Có thể truyền tín hiệu báo động cháy qua thiết bị truyền tín hiệu đến nơi nhận
tin báo cháy, đến các thiết bị chữa cháy tự động hay các đội chữa cháy.
+ Kiểm tra sự làm việc bình thường của hệ thống, chỉ thị sự cố của hệ thống
như: đứt dây, chập mạch ….
+ Có thể tự động điều khiển sử hoạt động của các thiết bị ngoại vi khác.


21

Trung tâm báo cháy theo vùng có các kênh đầu vào để nhận tín hiệu từ các đầu
báo cháy. Khi nhận được tín hiệu báo cháy, trung tâm chỉ nhận biết được khu vực có
cháy mà khơng phân biệt được tín hiệu từ đầu báo nào trong khu vực. Việc phát hiện
tín hiệu báo động có thể riêng rẽ cho khu vực có cháy hoặc động thời trong tồn bộ hệ
thống.
Trung tâm báo cháy theo địa chỉ cũng có các kênh đầu vào. Nhưng trên mỗi
kênh có thể nhận biệt được địa chỉ của từng đầu báo cháy nhờ ứng dụng kỹ thuật số.
Số địa chỉ trên mỗi kênh có thể là 128, 256, 512. Trung tâm báo cháy địa chỉ chỉ dùng
được với các đầu báo địa chỉ của cùng nhà sản xuất.
2.5 Các loại đầu báo cháy
Đầu báo cháy tự động (Automatic fire detector) là thiết bị tự động nhạy cảm với
các hiện tượng kèm theo sự cháy (sự tăng nhiệt độ, tỏa khói, phát sáng) và truyền tín
hiệu thích hợp đến trung tâm báo cháy.
Đầu báo cháy cháy tự động có thể phân làm các loại chính như sau:
2.5.1 Đầu báo cháy nhiệt (Heat detector)
Là loại đầu báo cháy tự động nhạy cảm với sự gia tăng nhiệt độ của mội trường

nơi lắp đặt đầu báo cháy. Trong đó cịn có thể phân làm các loại: Đầu báo cháy nhiệt
cố định (tác động theo tốc độ tăng nhiệt độ).

Hình 2.3 Đầu báo cháy nhiệt (Heat detector)


22

* Nguyên lý hoạt động chung của đầu báo nhiệt
Cơ cấu thiết bị đo nhiệt bao gồm một cặp điện trở nhiệt âm được lắp trên
tấm vi mạch in bên trong hộp cacbonate. Một điện trở nhiệt được bao kín, cịn
điện trở kia tiếp tục với khơng khí xung quanh và có thể phản ứng nhanh với các
thay đổi của nhiệt độ khơng khí. Điện trở được bao bọc kín sẽ bị cách ly và phản
ứng chậm với nhiệt độ, khơng khí.

Hình 2.4 Sơ đồ cấu tạo đầu báo cháy nhiệt
Trong điều kiện bình thường, cả hai điện trở có nhiệt độ như nhau và bằng nhiệt
độ khơng khí xung quanh nên có điện trở giống nhau. Nếu nhiệt độ khơng khí tăng lên
nhanh thì độ chênh lệch nhiệt độ giữa hai điện trở sẽ tăng lên, làm điện trở bên ngồi
tiếp xúc với khơng khí có nhiệt độ cao hơn điện trở được bao kín. Khi đó giá trị điện
trở bên ngoài sẽ nhỏ hơn giá trị điện trở bên trong, tỷ lệ giữa hai giá trị này được kiểm
sốt bởi mạch điện tử và tín hiệu báo cháy sẽ được hình thành nếu tỷ lệ này vượt quá
giá trị đặt trước.
Nếu nhiệt độ khơng khí tăng lên chậm sẽ khơng có sự chênh lệch giá trị điện trở
bên ngoài và điện trở được cách ly. Tuy nhiên ở nhiệt độ cao, một điện trở cố định về
giá trị được măc nối tiếp với điện trở nhiệt bị cách ly trở nên có ý nghĩa. Khi tổng trở
của điện trở cố định mắc nối tiếp với điện trở cách ly so với giá trị của điện trở bên
ngoài đạt đến tỷ lệ đặt trước thì một báo động về nhiệt sẽ được hình thành. Giá trị điện
trở cố định được chọn sao cho tín hiệu báo động ở nhiệt độ xác định.
Sơ đồ nguyên lý điện của thiết bị dị nhiệt được biểu diễn ở trang sau (hình 2.5)