Шкаф управления вентиляцией и контроля загазованности ШУВ-КЗП Базовый

Описание и назначение

ШУВ-КЗП предотвращает образование взрывоопасных сред и отравление персонала путем раннего обнаружения опасных концентраций газов и автоматического управления вентиляцией, клапанами и оповещением. Поддерживаются датчики собственного производства «ИК ЭнергоАвтоматик» и импортные аналоги; обмен данными с АСУ ТП/SCADA по Modbus TCP/IP и другим протоколам.

Контролируемые газы и причины их удаления:

• Кислород (O2): дефицит ниже 19.5% об. вызывает гипоксию; избыток выше 23–23.5% об. повышает пожароопасность.
• Метан (CH4): горючий газ, НКПР ≈ 4.4% об.; требуется удержание на безопасном уровне, исключение образования взрывоопасных смесей.
• Угарный газ (CO): высокотоксичен, без цвета и запаха; связывает гемоглобин, вызывает кислородное голодание.
• Сероводород (H2S): токсичен, тяжелее воздуха; характерен для КНС, коллекторов и очистных сооружений.
• Аммиак (NH3): токсичен, раздражает слизистые; легче воздуха, характерен для сточных/аммиачных систем.

Области применения: коллекторы и тоннели инженерных сетей, КНС, насосные и технологические помещения, очистные сооружения, газовые и аммиачные машинные залы, подземные пространства, паркинги, котельные.

Базовая платформа ШКУЗ-ПГП и семейство ШУВ-КЗП

ШУВ-КЗП — специализированное исполнение семейства шкафов контроля загазованности (ШКУЗ-ПГП) для задач проветривания опасных газов и управления вентиляцией.

Функциональные возможности ШКУЗ-ПГП

• Отображение измеренных датчиками концентраций и порогов ПДК/НКПР.
• Формирование предупреждений и аварий по превышениям.
• Передача информации в АСУ ТП/SCADA по каналам связи.
• Управление вспомогательными устройствами безопасности и вентиляцией.
• Включение/выключение световой и звуковой сигнализации.
• Архивация данных (журнал событий, тренды).
• Самодиагностика (датчиков, оповещателей, питания).

Сферы применения ШКУЗ-ПГП

• Энергетика, химическая и металлургическая промышленность.
• Нефтегазовая отрасль.
• ЖКХ (КНС, коллекторы, водоканалы).

Технические характеристики (емкость и электрические параметры)

• Количество шлейфов RS-485 Modbus RTU: до 20; до 100 газоанализаторов в шлейфе.
• Аналоговые входы 4…20 мА: до 100; дискретные входы «сухой контакт»: до 120.
• Релейные выходы «сухой контакт»: до 60; до 250 В AC / 24 В DC, 5 А.
• Каналы питания датчиков/оповещателей 24 В: до 100; резерв 24 В DC, ≥5 А.
• Номинальное питание: 220 В (+10% / −15%), 50 ±1% Гц; макс. потребляемая мощность до 2000 В·A.
• Рабочий температурный диапазон: −20…+40 °C; влажность до 95% (без конденсации).
• Степень защиты корпуса: IP54; класс защиты от поражения электрическим током: I.

Архитектура и состав ШУВ-КЗП

• Корпус: настенный/напольный металлический шкаф с передней дверцей, органами индикации и управления; типовое исполнение IP54; предпочтительно размещение во взрывобезопасной зоне.
• Питание: логика/оповещение — 220 В AC; силовые цепи вентиляторов — 3×380/400 В; резерв 24 В DC (ИБП) для 24/7 контроля и связи.
• Контроллер: ПЛК (в т.ч. ОВЕН) по IEC 61131-3; модули AI/DI/DO/AO; поддержка 4–20 мА, 0–10 В, RS‑485, Ethernet, HART.
• HMI: панель оператора (например, 10″ Kinco) для визуализации, настроек и сервисных функций.
• Датчики: CH4 (ИК/каталитические), H2S/NH3/CO/O2 (электрохимические), поддержка импортных датчиков; исполнения Ex для зон 1/2.
• Исполнительные устройства: приточно‑вытяжные вентиляторы, клапаны/жалюзи с электроприводами и концевиками, светозвуковые оповещатели, табло «ГАЗ/НЕ ВХОДИТЬ».
• Взрывозащита: для зон 1/2 — барьеры искрозащиты Ex ia/ib, Ex‑двигатели/приводы, или выносные Ex I/O; для шкафа в зоне — Ex p.

Принцип работы и алгоритмы

1. Непрерывный мониторинг: датчики передают измерения в ШУВ‑КЗП по 4–20 мА/RS‑485/Modbus.
2. Анализ уставок: сравнение с порогами «Предупреждение» и «Авария», учет гистерезиса и задержек.
3. Управление: открытие клапанов, запуск вентиляторов (ступенчато/пропорционально), отключение нагрева при газовой аварии, межблокировки.
4. Оповещение и связь: светозвуковая сигнализация, передача тревог и телеметрии в SCADA/диспетчеризацию.
5. Журналирование: фиксация всех событий и измерений с метками времени для отчетности и анализа.

Типовые уставки (настраиваются проектом)

• CH4: предупреждение 10–20% НКПР; авария 40–50% НКПР.
• H2S: предупреждение ≈ ПДКс.с. (~10 мг/м³); авария ≈ ПДКр.з. (~15 мг/м³).
• NH3: предупреждение/авария 20/30 мг/м³ (ориентиры, зависят от условий).
• CO: уставки по ПДК и экспозиции (например, 20 мг/м³ для длительного пребывания).
• O2: низко 19.5% об.; очень низко 18% об.; высоко 23–23.5% об.

Режимы работы и индикация

Управление вентиляцией, клапанами и нагревом

• Естественная вентиляция: электроприводные клапаны притока/вытяжки (24 В AC/DC или 230 В AC), дискретное/аналоговое управление (0–10 В), контроль концевиков «Откр/Закр».
• Принудительная вентиляция: конфигурации 1…N приточных/вытяжных вентиляторов (N+R), каскадные пуски, частотное регулирование, ротация по наработке, антизастойные циклы.
• Нагрев приточного воздуха: ТЭН‑калориферы ступенчатые/тиристорные; запуск только при подтвержденном потоке/DP и отсутствии газовой аварии; рабочий и аварийный термостаты (с ручным сбросом).
• Межблокировки и безопасность: пуск вентиляторов — после подтверждения положения заслонок; отключение нагрева при любой газовой тревоге; аварийная остановка (ESD) — перевод в безопасное состояние.

Интеграция со SCADA и протоколы связи

• Интерфейсы: Ethernet, RS‑485/RS‑232; при необходимости — GSM/LTE/NB‑IoT/LoRaWAN (телеметрия).
• Протоколы: Modbus TCP/IP и Modbus RTU (базово); OPC UA, MQTT/MQTTS, Profibus DP, Profinet, EtherNet/IP, BACnet MS/TP и BACnet/IP, IEC 60870‑5‑101/104, DNP3, SNMP.
• Состав тегов: концентрации (текущие/усредненные), статусы порогов, состояния вентиляторов/клапанов/нагревателей, диагностика датчиков/питания, журналы событий, команды Пуск/Стоп/Продувка/Сброс.

Размещение датчиков

• CH4, NH3 (легче воздуха): 0.3–0.5 м ниже потолка.
• H2S (тяжелее воздуха): 0.3–0.5 м над уровнем пола/лотка, в приямках.
• CO, O2: 1.5–1.8 м (зона дыхания); O2 также у входов/люков.
• Учитывать аэродинамику, «мертвые зоны», тепловые подушки и обслуживание (калибровка).

Эксплуатация, ТО и калибровка

• Bump‑test датчиков — обычно ежеквартально, калибровка — раз в 6–12 месяцев (для H2S/NH3 — чаще).
• Поверка СИ — при включении средств измерений в Госреестр (по проекту).
• Регулярная проверка оповещения, концевиков клапанов, термозащиты двигателей/нагревателей.
• Архивирование тревог и трендов концентраций — для анализа и подтверждения соответствия надзору.

Преимущества ШУВ-КЗП

• Комплексное решение «от датчика до вентилятора и клапана» с безопасной логикой.
• Совместимость с отечественными и импортными датчиками, приводами и ПЛК; интеграция по Modbus TCP.
• Соответствие нормам взрывозащиты, пожарной и промышленной безопасности.
• Диагностика, резервирование питания 24 В, ESD‑сценарии и журналация событий.
• Масштабируемость от локальных насосных до протяженных коллекторов и крупных КНС.

Два полноценных примера внедрения

Документация и сертификаты

Паспорт, руководство по эксплуатации, схемы и кабельные журналы, сертификаты соответствия (включая ТР ТС 012/2011 для Ex‑компонентов) и протоколы заводских испытаний предоставляются по запросу. Рекомендуется сверять актуальные редакции нормативных документов на дату проектирования и ввода в эксплуатацию.

Нормативные документы и стандарты

1. N1. 123‑ФЗ от 22.07.2008 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».
2. N2. 116‑ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов».
3. N3. 384‑ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений».
4. N4. ТР ТС 012/2011 (ЕАЭС) «О безопасности оборудования для работы во взрывоопасных средах».
5. N5. ПУЭ, 7‑е изд., гл. 7.3 «Электроустановки во взрывоопасных зонах».
6. N6. ГОСТ IEC 60079‑10‑1‑2013 «Взрывоопасные среды. Классификация помещений: газовые среды».
7. N7. ГОСТ IEC 60079‑14‑2013 «Выбор и монтаж электрооборудования во взрывоопасных зонах».
8. N8. ГОСТ IEC 60079‑29‑1 «Газообнаружение. Стационарные детекторы горючих газов. Требования к характеристикам».
9. N9. ГОСТ IEC 60079‑29‑2 «Газообнаружение. Выбор, установка, использование и обслуживание детекторов».
10. N10. ГОСТ 12.1.005‑88 «ССБТ. Воздух рабочей зоны. Общие санитарно‑гигиенические требования».
11. N11. ГН 2.2.5.3532‑18 «Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны».
12. N12. ГОСТ 12.1.044‑89 «ССБТ. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей».
13. N13. СП 60.13330.2016 «Отопление, вентиляция и кондиционирование».
14. N14. СП 7.13130.2013 «Отопление, вентиляция и кондиционирование. Требования пожарной безопасности».
15. N15. СП 32.13330.2018 «Канализация. Наружные сети и сооружения».
16. N16. ГОСТ IEC 61439‑1/‑2 «НКУ низковольтные. Общие правила / Правила для силового распределения».
17. N17. ГОСТ 14254‑2015 (IEC 60529) «Степени защиты оболочкой (IP)».
18. N18. ГОСТ 15150‑69 «Исполнения для различных климатических районов».
19. N19. ГОСТ Р 56998‑2022 (EN 45544‑1:2015) «Электрические приборы для обнаружения опасных концентраций газов. Часть 1».
20. N20. РД 12.341.003‑99 «Контроль воздушной среды в колодцах, тоннелях и подземных коммуникациях».
21. N21. ПБ 03‑428‑02 «Правила безопасности при эксплуатации тепломеханического оборудования электростанций и тепловых сетей».
22. N22. Правила безопасности сетей газораспределения и газопотребления (Приказ Ростехнадзора № 542).
23. N23. Правила по охране труда при работе в ограниченных и замкнутых пространствах (Минтруд РФ).
24. N24. IEC 61508 / IEC 61511 — функциональная безопасность (по требованию SIL).
25. N25. ГОСТ Р 12.3.047‑2012 «Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования».

Примечание: уставки и применяемые решения определяются проектом и действующими редакциями указанных документов. Рекомендуется проверять актуальность норм на дату проектирования и ввода в эксплуатацию.

Заключение

Шкаф управления вентиляцией и контроля загазованности ШУВ‑КЗП от «ИК ЭнергоАвтоматик» — масштабируемая, надежная и нормативно‑соответствующая система промышленной безопасности. Гибкая интеграция с датчиками CH4, H2S, NH3, CO, O2, поддержка Modbus TCP/IP и других протоколов, продуманная логика вентиляции и нагрева, межблокировки и ESD‑сценарии обеспечивают предсказуемую защиту персонала и имущества на объектах ЖКХ, промышленности, энергетики и нефтегаза.