CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Lời nói đầu Lĩnh vực phòng cháy chữa cháy (PCCC) là một trong những lĩnh vực xã hội có tầm quan trọng đặc biệt. Bởi vì, thiệt hại về cháy nổ tuy không diễn ra hàng ngày và không phải là một vấn đề có tính thời sự như vi phạm an toàn giao thông, an toàn thực phẩm.nhưng nếu các vụ cháy đã xảy ra trên thực tế thì thiệt hại về người và tài sản là rất lớn, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sự phát triển kinh tế, xã hội của đất nước. Những năm gần đây, cùng với sự phát triển kinh tế - xã hội, dẫn đến tốc độ đô thị hóa nhanh, nhiều khu dân cư, nhiều cơ sở sản xuất, kinh doanh nhanh chóng được hình thành và phát triển dẫn đến nguy cơ về cháy, nổ xảy ra cao. Mặc dù đã có nhiều biện pháp thông tin, tuyên truyền và sự nỗ lực của các cấp, các ngành để chỉ đạo thực hiện công tác an toàn vệ sinh lao động, phòng chống cháy nổ nhưng vẫn còn một số đơn vị, cá nhân còn chủ quan chưa thực sự chú trọng công tác PCCC, dẫn đến xảy ra các vụ cháy, nổ không được kiểm soát kịp thời gây hậu quả nghiêm trọng Công tác phòng cháy chữa cháy (PCCC) đóng vai trò vô cùng quan trọng trong việc bảo vệ tính mạng, tài sản của mọi gia đình và xã hội.
Thực hiện tốt công tác PCCC là đã bảo vệ được tính mạng, tài sản, giữ được bình yên, hạnh phúc cho mọi gia đình và xã hội. Trong cuộc sống, nhiều lúc chỉ cần một phút lơ là, bất cẩn là có thể để xảy ra cháy. Thời gian qua nhiều vụ cháy xảy ra đã gây thiệt hại nặng nề về người và tài sản, ảnh hưởng lớn đến đời sống xã hội. Do đó nhóm em đã lên ý tưởng xây dụng mô hình ứng dụng vi điều khiển vào hệ thống phòng cháy chữa cháy trong tòa nhà.2 Mục tiêu thực hiện đề tài ➢ Tìm hiểu về hệ thống phòng cháy chữa cháy ứng dụng trong tòa nhà.
➢ Tìm hiểu một số linh kiện cơ bản trong hệ thống. ➢ Thiết kế mô hình thực nghiệm.3 Đối tượng nghiên cứu ➢ Nghiên cứu, ứng dụng Kit vi điều khiển Arduino Nano và trình biên dịch Arduino IDE ➢ Nghiên cứu, ứng dụng visual studio xây dựng giao diện giám sát cho mô hình thực nghiệm 1.4 Khái quát chung về hệ thống báo cháy tự động 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. 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 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. Hình 1-1: Hệ thống báo cháy cơ bản.1 Khái quát chung Công tác phòng cháy chữa cháy (PCCC) đóng vai trò vô cùng quan trọng trong việc bảo vệ tính mạng, tài sản của mọi gia đình và xã hội. Một khía cạnh quan trọng của công tác PCCC là phát hiện kịp thời đám cháy đang bùng phát, đồng thời cảnh báo cho cư dân trong tòa nhà và các tổ chức cứu hỏa. Đây là vai trò quan trọng của hệ thống phát hiện cháy và báo động.
Tùy thuộc vào kịch bản ngăn chặn đám cháy, cấu trúc tòa nhà và mục đích sử dụng, số lượng và đối tượng cư ngụ, giới hạn của nội dung và nhiệm vụ, các hệ thống báo cháy cung cấp các phương tiện để phát hiện đám cháy đang bùng phát theo phương pháp thủ công hoặc tự động. Đưa ra cảnh báo cho cư dân trong tòa nhà biết có cháy và sự cần thiết phải sơ tán. Một chức năng phổ biến là truyền tín hiệu thông báo cháy cho cơ quan PCCC hoặc tổ chức ứng phó khẩn cấp khác. Đồng thời có thể ngắt nguồn điện, điều khiển thiết bị xử lý không khí, hoặc các hoạt động đặc biệt khác (thang máy, cửa ngăn cháy.
Và nó có thể được sử dụng để khởi động hệ thống chữa cháy. Nhắc đến việc chữa cháy, chúng ta thường hình dung đến nước, cát và các thiết bị chữa cháy đơn giản như bình chữa cháy xách tay,… Tuy nhiên, trên thực tế để đáp ứng được nhu cầu về an toàn PCCC cho các tòa nhà lớn, nhà hàng, khách sạn, nhà xưởng, nhà máy, phòng server, tủ điện,… thì chúng ta phải lắp đặt hệ thống PCCC tự động. Hệ thống báo cháy tự động là hệ thống gồm tập hợp các thiết bị có nhiệm vụ phát hiện và báo động khi có cháy xảy ra. Việc phát ra các tín hiệu cháy có thể được thực hiện tự động bởi các đầu dò (khói, nhiệt, lửa) hoặc bởi con người (thông qua nút nhấn khẩn cấp).
Từ đó, các thiết bị kỹ thuật sẽ chuyển cơ sở có tính nguy hiểm cháy, nổ cao về mức thấp hơn là nguy hiểm cháy; nếu cơ sở chỉ có nguy hiểm cháy thì chuyển về mức không hoặc ít nguy hiểm cháy. Ngoài ra, hệ thống phải hoạt động liên tục 24/24 giờ kể cả khi mất điện.2 Các thành phần của hệ thống báo cháy Một hệ thống báo cháy tự động tiêu biểu sẽ có 3 thành phần như sau: ➢ Trung tâm báo cháy. - Được thiết kế dạng tủ bao gồm: 1 bo mạch chính, 1 biến thế, 1 nguồn phụ,… ➢ Thiết bị đầu vào. - Đầu báo: báo khói, báo nhiệt, báo gas, báo lửa.
- Công tắc khẩn (nút nhấn khẩn). ➢ Thiết bị đầu ra. - Màn hình hiển thị. - Chuông báo động, còi báo động.
- Mô-đun điều khiển. a) Trung tâm báo cháy Đây là bộ phận quan trọng nhất trong hệ thống, quyết định chất lượng của hệ thống, được thiết kế dạng tủ, bao gồm các thiết bị chính: bo mạch xử lý thông tin, bộ nguồn, ắc quy dự phòng. Nó cung cấp năng lượng cho các đầu báo cháy tự động, nhận và xử lý các tín hiệu báo cháy từ các đầu báo cháy tự động hay các tín hiệu sự cố kỹ thuật. Hiển thị các thông tin về hệ thống và phát lệnh báo động, chỉ thị nơi xảy ra cháy.
Hình 1-2: Trung tâm báo cháy. 16 b) Thiết bị đầu vào (thiết bị khởi đầu) Thiết bị rất nhạy cảm với các hiện tượng của sự cháy như sự tăng nhiệt, tỏa khói, phát sáng, phát lửa. Có nhiệm vụ chính là nhận thông tin nơi xảy ra sự cháy, sau đó truyền tín hiệu đến trung tâm báo cháy. ❖ Đầu báo: - Đầu báo khói: Thiết bị giám sát trực tiếp, phát hiện ra dấu hiệu khói để chuyển các tín hiệu khói về trung tâm xử lý.
Được bố trí tại các phòng làm việc, hội trường, các kho quỹ, các khu vực có mật độ không gian kín. Có hai dạng chính là đầu báo khói dạng điểm và đầu báo dạng Beam. Hình 1-3: Đầu báo khói. - Đầu báo nhiệt: Thiết bị dùng để dò nhiệt độ của môi trường trong phạm vi bảo vệ.
Được lắp ở nơi chứa thiết bị máy móc, Garage, các buồng điện động lực, nhà máy, nhà bếp, … Chia làm hai loại là đầu báo nhiệt cố định và đầu báo nhiệt gia tăng. Hình 1-4: Đầu báo nhiệt gia tăng DSC-EA. 17 - Đầu báo lửa: Thiết bị cảm ứng các tia cực tím phát ra từ ngọn lửa, nhận tín hiệu. Sau đó gửi tín hiệu báo động về trung tâm xử lý khi phát hiện lửa.
Được lắp đặt ở các nơi xét thấy có sự nguy hiểm cao độ ví dụ như kho chứa chất lỏng dễ cháy. Thiết bị rất nhạy cảm đối với các tia cực tím. Đầu dò chỉ phát tín hiệu báo động về trung tâm khi có hai xung cảm ứng tia cực tím. Hình 1-5: Đầu báo lửa.
- Đầu báo gas: Thiết bị trực tiếp giám sát, phát hiện dấu hiệu có gas khi tỉ lệ gas tập trung vượt quá mức 0. Nhanh chóng gửi tín hiệu báo động về trung tâm xử lý. Thường được bố trí ở nơi có gas như các phòng vô gas, kho chứa gas. Được lắp trên tường, cách sàn nhà từ 10 – 16cm, không được phép lắp đặt dưới sàn nhà.
Hình 1-6: Đầu báo gas. 18 ❖ Công tắc khẩn (nút nhấn khẩn). Lắp đặt tại những nơi dễ thấy của hành lang các cầu thang để sử dụng khi cần thiết. Cho phép người sử dụng chủ động truyền thông tin báo cháy bằng cách nhấn hay kéo vào công tắc khẩn.
Báo động khẩn cấp cho mọi người đang hiện diện trong khu vực biết và có biện pháp xử lý hỏa hoạn. Di chuyển nhanh chóng ra khỏi khu vực nguy hiểm bằng các lối thoát hiểm. Hình 1-7: Công tắc khẩn. c) Thiết bị đầu ra Thiết bị sẽ nhận tín hiệu từ trung tâm báo cháy truyền đến.
Có tính năng phát đi các thông tin bằng âm thanh (như chuông, còi), bằng tín hiệu phát sáng (đèn). Từ đó giúp mọi người nhận biết đang có hiện tượng cháy xảy ra. - Bảng hiển thị phụ: Hiển thị thông tin các khu vực có sự cố từ trung tâm báo cháy truyền đến, nhận biết tình trạng nơi xảy ra sự cố để xử lý kịp thời. Hình 1-8: Bảng hiển thị phụ.
19 - Chuông báo động, còi báo động: Lắp đặt tại phòng bảo vệ, các phòng có nhân viên trực, cầu thang nơi đông người qua lại… Mục đích là để thông báo cho những người xung quanh biết được sự cố đang xảy ra. Có phương án xử lý, di tản kịp thời. - Đèn báo động, đèn exit: Phát tín hiệu báo động, mỗi loại đèn sẽ có chức năng khác nhau, được lắp đặt ở tại các vị trí thích hợp để phát huy tối đa tính năng của thiết bị này. Hình 1-10: Đèn Exit và đèn báo động.
- Bộ quay số điện thoại tự động: Được lắp trong trung tâm báo cháy. Khi nhận được thông tin báo cháy từ trung tâm, thiết bị sẽ tự động quay số điện thoại đã được cài đặt trước để thông báo đến người chịu trách nhiệm chính, thông thường quay được từ 3 tới hơn 10 số. 20 Hình 1-11: Bộ quay số điện thoại tự động. - Bàn phím (Keypad, Bàn phím điều khiển): Là phương tiện dùng để điều khiển mọi hoạt động của hệ thống qua bàn phím, có thể điều khiển hoạt động theo ý muốn một cách dễ dàng.
Hình 1-12: Bàn phím (Keypad, Bàn phím điều khiển). - Modul địa chỉ: Modul địa chỉ được sử dụng trong hệ thống báo cháy địa chỉ. Có khả năng cho biết vị trí chính xác nơi xảy ra sự cố cháy trong một khu vực đang bảo vệ.