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Rilevare gli incendi negli alberghi e nei depositi di carta e cartone

CoreTech   20 giugno 2013

Il problema

L’incendio è indubbiamente il pericolo maggiore per qualsiasi insediamento, civile e industriale; rilevarlo in anticipo, quando ancora è piccolo e circoscrivibile, è di fondamentale importanza. Nei luoghi come gli alberghi, dotati di molte stanze, è difficile capire se si sta sviluppando un incendio e l’unico modo per rilevarlo prima che possa in breve tempo alimentarsi con tendaggi e moquette, è installare sensori di fumo collegati ad un sistema di allarme. Non meno pericoloso è l’innesco di un incendio in un deposito contenente scatole e imballaggi, tanto più se questi sono in materiale plastico, che bruciando può produrre grandi quantità di fumi tossici; in un deposito, che normalmente è un grande locale, avvistare un incendio è più facile di quanto non lo sia in un edificio composto da tante stanze spesso non frequentate, tuttavia si può farlo se è presente del personale, mentre negli orari di chiusura può essere un vero problema.
In tutti questi casi serve disporre di un sistema di allarme incendio, che è ancor più efficace se invece di limitarsi alle segnalazioni locali può trasmettere a distanza o semplicemente in una stazione di controllo dove si trova il personale di sorveglianza, le condizioni di pericolo.

La soluzione

Uno dei fattori che permettono di rilevare la presenza degli incendi in un locale quando si è assenti, è il fumo; infatti un incendio sviluppa, con le fiamme, calore e fumo, il quale, essendo caldo, tende a salire verso l’alto. Il fumo è tipicamente la sospensione in aria calda di particelle residuo della combustione, vale a dire ceneri, la cui dimensione e massa, pur piccole, permettono il rilevamento mediante sistemi ottici o elettrostatici.
I sensori di fumo come l’AKCP SKxx funzionano rilevando la presenza di ceneri grazie ad una camera in cui si trova un diodo emettitore di luce (LED) puntato ortogonalmente ad un fotorivelatore (fotodiodo): in condizioni normali, la luce del diodo non colpisce il forotivelatore, il quale, pertanto, fornisce solo il segnale di riposo, mentre quando le particelle di fumo si introducono nel sensore e raggiungono la camera, riflettono parte della luce dirigendola sul fotorivelatore; a questo punto, la tensione fornita da tale componente è di valore sufficiente a superare la soglia di allarme.
La logica del sensore AKCP rileva questa condizione e la trasforma in una serie di dati che viene resa disponibile sul connettore di collegamento, ovvero nella chiusura del contatto di cui dispone (accessibile dalla morsettiera sulla scatola che riporta l’RJ45 e capace di gestire una corrente di 0,045mA).

Il sensore di fumo AKCP: è composto dal sensore vero e proprio e da un’interfaccia idonea a collegarlo alle unità Sensor Probe.

Il sensore SKxx di AKCP è anche in grado di produrre azioni locali al verificarsi di un allarme: infatti, oltre a chiudere il contatto di cui dispone, integra una sirena piezoelettrica alimentata da una pila a 9 V (che deve essere inserita nell’apposito sportello) capace di emettere un avviso acustico al ragguardevole livello sonoro di 85db (rilevato a 3 metri di distanza). La sirena può richiamare chiunque si trovi nei locali, ma anche aiutare il personale di sicurezza a localizzare intuitivamente il sensore in allarme; insieme alla sirena, viene acceso un LED spia rosso presente sulla cupola in plastica del sensore.
Collegando una certa quantità di sensori di fumo ad un collettore di segnali in grado di generare vari tipi di avviso via posta elettronica o web, è possibile realizzare svariate forme di controllo anche automatico, monitoraggio a distanza e via di seguito; questo “collettore” si chiama Sensor Probe ed è prodotto anch’esso da AKCP.
Sensor Probe è una linea di sistemi di monitoraggio via Internet composto da una serie di unità che si distinguono per la quantità di linee di collegamento disponibili: il più semplice è Sensor Probe 2, dotato di due input e capace di controllare due sensori intelligenti tipo quelli di fumo, allagamento, temperatura e via di seguito, ovvero dieci ingressi a contatto pulito che possono essere acquisiti utilizzando l’apposito cavo d’interfaccia AKCP dotato di morsetti.
AKCP produce Sensor Probe anche per 8, 20 e 60 sensori intelligenti, tutti collegabili mediante connessioni standard RJ45, che tuttavia non funzionano secondo il protocollo ethernet ma sono connessioni seriali miste, sia a loop di corrente, sia TTL (queste ultime vengono usate per collegare i sensori con cavo più corto come il THS01 e il TMP01).
Sensor Probe è un’interfaccia di rete per acquisizione dello stato di vari tipi di sensore, capace di svolgere determinate azioni locali e remote configurabili a piacimento e con facilità grazie all’interfaccia web di cui dispone; da un lato si interfaccia con i sensori intelligenti e dall’altro con una porta ethernet standard 10/100 Mbps.

Unità AKCP Sensor Probe 8: può gestire fino a 8 sensori di fumo.

Sensor Probe contiene un web server che permette di inviare e-mail a indirizzi e con la cadenza e le modalità che l’utente può impostare, ma anche di inviare dati ad URL per la pubblicazione o consultarli via Internet o LAN (oppure WAN) direttamente dalla sua interfaccia web. Nell’applicazione specifica, i dati riguardano la presenza o meno di fumo nei locali in cui sono installati i sensori SKXX.

Monitoraggio Locale

Sensor Probe può essere utilizzato per inviare sulla rete locale di un albergo direttamente al computer della reception delle e-mail o delle segnalazioni di alert, senza quindi passare dal web: in questo caso è sufficiente collegare la porta ethernet di Sensor Probe ad una presa dell’hub o switch della LAN dell’edificio e gestire da PC dall’interfaccia web o mediante apposite utility software, le condizioni di allarme.
Le eventuali azioni locali (attivazione di sirene di allarme e lampeggiatori, come di sistemi antincendio a CO2 o acqua) possono essere intraprese direttamente da Sensor Probe grazie all’apposita funzione di controllo di relé o sirene AKCP specifici per il sistema; in alternativa, possono essere eseguite manualmente dal personale di sorveglianza allertato dalle segnalazioni di allarme.

Struttura dell’allarme antincendio basato su Sensor Probe 8 collegato alla LAN dell’edificio.

Il sistema può essere applicato a qualsiasi altra situazione, quale ad esempio il monitoraggio di un insediamento produttivo, di un gruppo di magazzini e depositi ecc.
Le funzioni di allarme locale possono essere impostate accedendo con un PC collegato in rete locale (o anche da Internet) a Sensor Probe, grazie all’interfaccia web di cui questa unità dispone. L’interfaccia è pratica ed intuitiva e si raggiunge semplicemente aprendo un browser Internet e digitando nella barra degli indirizzi l’IP address assegnato a Sensor Probe; poco dopo appare la pagina web dell’interfaccia, mostrata nella Fig. 1.

Figura 1 – Schermata riassuntiva di Sensor Probe: nelle righe in corrispondenza delle porte (Port1 e 2) vengono evidenziati i sensori collegati (Sensor Probe è in grado di rilevare automaticamente quelli che gli si collega). I sensori appaiono in rosso se sono in allarme, ovvero appare la scritta Not Plugged In se nulla è collegato alla porta corrispondente.

Appena un sensore viene connesso ad una delle prese RJ45 Sensor 1, Sensor 2 ecc., l’unità lo identifica e lo mostra nella finestra web Summary ed anche nella Sensors, dove appare evidenziato in verde.
Infine, la scheda Summary dell’interfaccia web riepiloga il tipo di sensore collegato (facendo clic sulla rispettiva voce o su Description si accede direttamente alla scheda Sensors) i messaggi di log, la temperatura rilevata, il tempo dall’ultimo refresh.

Monitoraggio remoto

Oltre che localmente, Sensor Probe può inviare allarmi a distanza illimitata tramite Internet: e-mail e dati sul web possono essere consultati da qualsiasi parte del mondo con un semplice PC connesso al web.
Il sistema può comunque continuare a generare azioni locali disponendo delle funzioni di attivazione sirena e relé, interfacciato alle apposite unità AKCP installate sul posto per comandare sistemi antincendio, elettroserrature per sbloccare porte e cancelli, segnalatori visivi e via di seguito.

Per sfruttare le funzioni web occorre configurare l’interfaccia di rete di Sensor Probe definendo i parametri come il DNS, indispensabili per la connessione Internet.

Realizzazione dell'impianto

Per realizzare un sistema di monitoraggio e controllo degli incendi bisogna disporre di un’unità Sensor Probe adatta a supportare i sensori di fumo impiegati: la gamma Sensor Probe dispone di unità da un minimo di 2 a un massimo di 60 porte, quindi può soddisfare praticamente tutte le esigenze. Laddove servisse un numero maggiore di sensori, basta impiegare due Sensor Probe e collegarli, tramite un hub, alla rete locale o al router per la connessione ad Internet, fermo restando che in questo caso ogni Sensor Probe dovrà avere un identificativo diverso, per evitare che gli alert dell’uno possano essere scambiati per quelli generati dall’altro.
Installati i Sensor Probe, che conviene collocare in luogo sicuro e protetto, bisogna disporre i sensori di fumo SKXX AKCP rammentando queste semplici regole:

– i sensori vanno fissati nella parte più alta del locale, ovvero, se il soffitto è a cupola o inclinato, nella sua sommità;
– i sensori non devono essere esposti a correnti d’aria, quindi non vanno vicini alle bocche d’uscita della ventilazione o aria condizionata;
– in linea di massima è ammissibile montare i sensori anche in locali dove c’è la ripresa dell’aria condizionata (la “bocca” che aspira l’aria dall’ambiente per mandarla al condizionatore) purché non siano troppo vicini;
– collegare i sensori possibilmente con cavi incassati e non esposti al calore.

Per la lunghezza dei cavi non esistono particolari problemi, in quanto ciascun sensore di fumo può essere collegato al corrispondente Sensor Probe in due modi, il primo dei quali prevede l’uso della connessione RJ45 (Sensor1-Sensor2) mentre il secondo si avvale degli input a contatto pulito. Più esattamente, se si usano gli input RJ45 il collegamento si realizza utilizzando cavo LAN di CAT5E lungo fino a 30 metri; se bisogna effettuare un collegamento a distanza maggiore, bisogna utilizzare l’uscita a contatto di cui il sensore è provvisto, accessibile mediante una morsettiera bipolare visibile sulla scatola delle connessioni accanto al connettore RJ45. In questo caso è possibile coprire distanze di 300 metri ma si può solo rilevare la condizione di sensore in allarme o a riposo. Il contatto del sensore può essere configurato come normalmente aperto (si chiude in caso di allarme) o normalmente chiuso (si apre in caso di allarme).
Per collegare l’SKxx a Sensor Probe mediante l’uscita a contatto pulito bisogna dotare Sensor Probe dell’apposito cavo di interfaccia che trasferisce sulle connessioni Sensor1 e Sensor2 lo stato di 5 contatti puliti ciascuno; ciò vale per Sensor Probe 2, 4 e 8, mentre per Sensor Probe x20 e x60 non serve, in quanto queste unità dispongono già di morsettiere per connettere i contatti puliti.
La connessione realizzata mediante i contatti puliti ha il vantaggio di poter gestire fino a 10 sensori di fumo (contro i 2 permessi usando l’interfaccia RJ45) con un Sensor Probe 2, e 40 con Sensor Probe 8; quindi nessun problema se bisogna realizzare impianti di monitoraggio per molti locali, come palazzine di uffici, residence o alberghi.

Configurazione del sistema

Una volta realizzato il cablaggio, bisogna effettuare la configurazione del sistema, che si può immaginare divisa in due: l’impostazione dei parametri di rete, comune a tutte le applicazioni di Sensor Probe e che non è il caso di esporre in questa sede perché è ben descritta qui; la definizione del funzionamento del sensore e delle soglie di allarme, specifica per questa applicazione. Di seguito si vedrà solo questa seconda parte. Per quanto riguarda le impostazioni LAN, è sufficiente fare clic sulla scheda (tab) Network, nella quale è possibile cambiare l’indirizzo IP per impostare quello adatta alla propria rete; nella stessa scheda vanno definite tutte le impostazioni di rete quali la Subnet Mask, l’eventuale Gateway e il DNS. È inoltre possibile impostare la modalità DHCP, se la rete dove Sensor Probe viene installato opera in DHCP. Tutti i dettagli sono al link sopra indicato.


La prima operazione da fare per configurare il sistema è accendere un Personal Computer posto in rete con Sensor Probe e, avviato il browser Internet, nella barra degli indirizzi scrivere l’IP address assegnato all’unità in fabbrica. Fatto ciò, si aprirà la finestra dell’interfaccia web di Sensor Probe, che si presenterà come in Fig. 1, dove è mostrata la scheda Summary, che ripiloga la situazione di Sensor Probe.
In questa, sotto la voce Description appare la scritta Smoke Sensor e sotto Status, la riga corrispondente a Smoke Sensor indicherà la condizione di questo Sensore (Critical significa in allarme ed appare su sfondo rosso). Se sono collegati due sensori, in entrambe le righe sotto Description appare Smoke Sensor. Se un sensore è disconnesso, la schermata segnala la condizione di allarme con la scritta Not Plugged In su sfondo rosso.
A questo punto va fatta una precisazione: la Fig. 1 mostra ciò che appare se a Sensor Probe si collegano i sensori di fumo usando l’interfaccia dati RJ45; in caso contrario, ovvero se la connessione si effettua sfruttando i contatti puliti dei sensori e l’apposito adattatore installato su Sensor Probe, l’interfaccia web rivela i sensori e il loro stato sotto forma di contatti puliti, quindi, ad esempio, per Sensor Probe 2 mostrerà dieci contatti puliti. Sarà cura dell’installatore contrassegnare, con un nome che gli corrisponde (per esempio, Stanza 10), ciascun sensore sostituendo il nome predefinito nell’apposita casella.


Nella Fig. 2 è mostrata la schermata Sensors dove si possono impostare tutti i parametri del sensore: in particolare, in Description va scritto il nome che si intende dare al sensore nell’installazione, mentre in Normal State e Output level si trova un menu a tendina che permette di definire, rispettivamente per il contatto e per l’uscita TTL, lo stato di riposo; per quanto riguarda il contatto (accessibile dalla morsettiera) conviene impostare il funzionamento normalmente chiuso (selezionare Closed GND) in modo che se per caso un danno di varia natura o l’incendio interrompono il cavo, scatta l’allarme. Con il menu Go Online/Offline, si può decidere se il sensore deve essere considerato o escluso, ovvero se debba fornire o meno la propria eventuale condizione d’allarme.

 

Fig. 2 – Scheda Sensors: da qui si può impostare l’attività e il modo di funzionamento del sensore di fumo.

Per quanto riguarda le impostazioni descritte per la scheda Sensors, chiaramente è possibile operarle solo se il sensore è collegato via RJ45; per questa ragione, se l’installazione prevede il collegamento molto lontano, dove la connessione RJ45 non arriva e quindi si deve ricorrere al contatto, i sensori vanno configurati collegandoli ad un PC prima della posa, ovvero in campo, portando il computer nel luogo dove il sensore si trova: il connettore RJ45 è lì per questo…
Va ricordato che Sensor Probe è in grado di rilevare automaticamente i sensori che gli vengono collegati: appena un sensore viene connesso ad una delle prese RJ45 Sensor 1, Sensor 2 ecc., l’unità lo identifica e lo mostra nella finestra web Summary ed anche nella Sensors, dove appare evidenziato in verde.
Quanto all’impostazione dell’attività degli attuatori si effettua facendo clic sui pulsanti corrispondenti, ovvero quella del relé con Sensor Controlled Relay (che dà accesso alla finestra di Fig. 3) e quella della sirena con Sensor Controlled Siren (Fig. 4).

 

Fig. 3 – Configurazione dell’attività del relé di allarme.

 

 

Fig. 4 – Impostazione dell’attività della sirena.

 

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