Ежов С.А.
АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ И ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ВЗРЫВОПОЖАРООПАСНЫХ СИТУАЦИЙ *
Аннотация:
в статье рассматриваются теоретические аспекты взрывопожароопасности, современные подходы к автоматизированному контролю и предупреждению чрезвычайных ситуаций на производстве. Проанализированы отечественные технологии и нормативно-правовая база в области обеспечения промышленной безопасности. Представлены примеры систем, основанных на интеллектуальных датчиках и ИИ, а также выявлены актуальные проблемы и перспективные направления развития.
Ключевые слова:
взрывопожароопасность, автоматизированные системы безопасности, газоанализаторы, пожарная сигнализация, интеллектуальные системы, промышленная безопасность
Взрывопожароопасность технологических процессов и объектов различных отраслей промышленности представляет серьёзную угрозу для жизни людей и сохранности материальных ценностей. Анализ причин произошедших аварий показал, что ведущими факторами возникновения пожаров и взрывов являются технический износ оборудования, дефекты технологий и нарушения герметичности технологических систем [1, с. 3]. Именно это определяет актуальность разработки комплексных решений по раннему обнаружению аварийных ситуаций и их предотвращению.Цель научной статьи – рассмотреть теоретические основы взрывопожароопасности, современные межотраслевые подходы к автоматизированному контролю и предупреждению чрезвычайных ситуаций, проанализировать отечественные технологии, системы и нормативно-правовую базу в этой области. Приводятся примеры российских разработок и оценки существующих проблем, а также перспективы развития систем безопасности.Теоретические основы взрывопожароопасности.Под взрывоопасностью понимают способность горючих веществ и материалов образовывать воспламеняющиеся или взрывоопасные смеси с воздухом. Считается, что смесь опасна, если при её воспламенении расчётное избыточное давление ударной волны превышает 5 кПа [2]. Взрыв характеризуется очень быстрым экзотермическим превращением и образованием ударной волны, теплового излучения, фугасных фрагментов и вредных газов. По ГОСТ 12.1.010-76 параметрами, определяющими взрывоопасность среды, являются (в порядке упоминания):• температура вспышки,• концентрационные пределы воспламенения,• температура самовоспламенения,• скорость распространения пламени,• минимальное взрывоопасное содержание кислорода,• минимальная энергия зажигания,• чувствительность к удару и трению [7, с. 2].К опасным факторам взрыва относятся максимальные давление и температура взрыва, скорость нарастания давления и давление во фронте ударной волны, а также фугасные и дробящие свойства среды [7, с. 2]. Среди воздействий на людей в результате взрыва выделяют ударную волну, огонь, разлетающиеся обломки конструкций и оборудования, а также выделение токсичных веществ из повреждённого оборудования [7, с. 2]. Эти теоретические положения являются основой для расчёта опасности и разработки мер предосторожности.Современные подходы к автоматизированному контролю и предотвращению ЧС.Современные системы безопасности строятся на мультисенсорных и интеллектуальных решениях. Ключевыми компонентами современных АС являются:• газоаналитические системы раннего обнаружения пожара, фиксирующие в воздухе продукты пиролиза органических материалов (CO, CO₂ и др.) на стадии тления [3, с. 1],• интеллектуальные извещатели пламени с мультиспектральными датчиками (УФ, ИК и видеоканал) и алгоритмами распознавания для быстрого детектирования открытого огня (обычно с задержкой 2–3 с и без ложных срабатываний) [3, с. 6],• системы экологического мониторинга (датчики дыма, температуры, токсичных газов, задымления), интегрированные в единую сеть,• интеграция с АСУТП и ПАЗ на базе PLC/SCADA по стандартам IEC 61131-3, позволяющая объединять управление технологическим процессом и противопожарной защитой [4].Например, газовые извещатели раннего обнаружения реагируют на появление горючих газов до того, как воспламенится очаг, и могут служить дополнением к обычным дымовым датчикам [4]. В свою очередь, интеллектуальные системы видеонаблюдения с анализом изображений обнаруживают очаги возгорания по дыму и пламени в режиме реального времени. Новые методы обработки данных (Big Data, машинное обучение) позволяют прогнозировать развитие аварий на основе анализа динамики параметров процесса и опасных факторов [4]. В целом применяют мультидатаподход: объединяют информацию от разных датчиков и моделей риска для повышения надёжности сигналов тревоги.Обзор отечественных технологий и систем.На российском рынке представлены многочисленные разработки для контроля взрывоопасной и пожароопасной обстановки. Российские компании выпускают промышленные газоанализаторы и датчики токсичных газов (метан, водород, угарный газ, кислород и др.) для раннего обнаружения аварийных выделений. Так, показаны отечественные газоанализаторы марки «Сенсон», регистрирующие концентрацию кислорода и водорода в воздухе объектов. Эти приборы способны фиксировать начало разложения изоляции и других материалов до появления пламени [4].Кроме газовых датчиков, отечественные системы включают оптические извещатели пламени с интеллектуальной обработкой сигналов [4], распределённые сети датчиков дыма и тепла, а также комплексы пожаротушения (водяные, пенные, аэрозольные установки) отечественного производства. Нередко создаются интегрированные системы на базе российских программируемых контроллеров: такие комплексные решения могут одновременно управлять пожаротушением, противодымной вентиляцией и эвакуационным оповещением. Одним из направлений является развитие беспилотных систем мониторинга (дроны и стационарные метеостанции для обнаружения пожаров на большой территории). Широко внедряются информационные системы типа «Единый диспетчерский пункт», агрегирующие сигналы с разного узлового оборудования.Нормативно-правовая база РФ.Основные требования к взрывопожарной безопасности закреплены в федеральных законах, технических регламентах и стандартах. Важнейшие документы:• Федеральный закон № 123-ФЗ (2008) «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности»,• Федеральный закон № 69-ФЗ (1994) «О пожарной безопасности»,• Федеральный закон № 116-ФЗ (1997) «О промышленной безопасности ОПО»,• СП 12.13130.2009 «Определение категорий по взрывопожарной и пожарной опасности»,• ГОСТ 12.1.044-2018 «Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения»,• СП 484.1311500-2020 «Автоматические установки пожаротушения».Проблемы и перспективы развития.На пути создания эффективных АС остаются серьёзные трудности. Во-первых, интеграция разнородных систем затруднена: многие изделия используют проприетарные протоколы или ограниченные интерфейсы, поэтому обмен данными между датчиками, контроллерами и АСУТП требует дополнительного оборудования и сложного программирования [4]. Во-вторых, распространённой проблемой являются ложные срабатывания: пылевые или паровые помехи, солнечные вспышки в ИК-диапазоне, скачки питающего напряжения могут вводить извещатели в режим тревоги. Для повышения надёжности требуется регулярная поверка и техническое обслуживание большого числа детекторов. Ещё одним ограничением является недостаток специалистов в области промышленной безопасности и автоматизации, что замедляет внедрение передовых решений.К перспективным направлениям относят:Развитие интеллектуальных сетей датчиков и использование технологий «Интернета вещей» (IoT), когда устройства самостоятельно передают данные на облачные сервисы и обмениваются информацией между собой.Анализ больших данных и ИИ: применение алгоритмов машинного обучения позволяет прогнозировать аварии по скрытым закономерностям в динамике параметров. Например, возможно обнаруживать отклонения технологических процессов, предвосхищающие форс-мажорные ситуации [4].Единая цифровая платформа: движение к единой SCADA/PLC-инфраструктуре и универсальным контроллерам упрощает управление защитой. При этом импортозамещение стимулирует развитие отечественных контроллеров и сенсоров.Таким образом, подходы к безопасности смещаются от реактивных схем («срабатывание после возгорания») к проактивным – вмешательству в технологический процесс до возникновения инцидента. При дальнейшем развитии технологий будет развиваться и децентрализованное управление безопасностью: распределённые автономные агенты и цифровые двойники оборудования смогут оперативно принимать решения при угрозе аварии.Заключение. Обеспечение взрывопожароопасных ситуаций на производстве требует интегрированного использования технологий мониторинга, детектирования и реагирования. Современные автоматизированные системы безопасности позволяют объединять данные о состоянии среды (концентрация газов, температура, дым) с анализом технологических параметров, что даёт возможность распознавать опасные сценарии на ранних стадиях. На российском рынке наблюдается активная интеграция собственных разработок в этой области: от газоаналитических извещателей и интеллектуальных камер до программируемых контроллеров и SCADA.Нормативно-правовая база РФ включает в себя широкий спектр документов (ФЗ, Технические регламенты, СП, ГОСТы), задающих требования к взрывопожарной безопасности. Строгое следование этим регламентам вместе с внедрением передовых технологий позволяет существенно снизить риск пожаров и взрывов, защищая людей и имущество. В перспективе дальнейшее развитие «умных» систем, основанных на аналитике данных и интернет-сервисах, обеспечит более надёжную и предиктивную безопасность в различных отраслях.
Номер журнала Вестник науки №5 (86) том 3
Ссылка для цитирования:
Ежов С.А. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ И ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ВЗРЫВОПОЖАРООПАСНЫХ СИТУАЦИЙ // Вестник науки №5 (86) том 3. С. 1541 - 1548. 2025 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/23183 (дата обращения: 17.07.2025 г.)
Вестник науки © 2025. 16+