Erweiterungvon Brandschutzanlagen mit einem DV-System zur ...

D. Gründler, S. Osterlehner Visualisierung und Bedienung von Brandschutzanlagen
Erweiterungvon Brandschutzanlagen mit einem DV-System zur
Visualisierung und Bedienung
D. Gründler, S. Osterlehner
Institut für Sicherheitstechnologie (ISTec) GmbH
KURZFASSUNG
Zur Verbesserung komplexer Brandschutzanlagen z. B. von Kernkraftwerken soll das vorhandene
Bedienpult durch ein komfortables und übersichtliches grafisches System ersetzt werden. Bei auftretenden
Alarmen soll das System Aussagen über Brandabschnitte und Alarmpläne liefern, um
ein schnelles und effektives Eingreifen der Feuerwehr zu ermöglichen. Daneben unterstützt das
System die Wiederkehrende Prüfung und protokolliert durchgängige alle Ereignisse im Zusammenhang
mit der Brandschutzanlage.
1 Zielsetzung
Zur Minimierung von Brandrisiken sind Kernkraftwerke – wie andere vergleichbare Industrieanlagen
– mit hochzuverlässigen Brandschutzanlagen ausgestattet. Diese Brandschutzanlagen bestehen
aus Einrichtungen des aktiven und passiven Brandschutzes wie Löscheinrichtungen, Brandschutzklappen
und Brandmeldern. Gesteuert werden diese Anlagen im allgemeinen über zentrale
Steuerungseinrichtungen wie z. B. der Siemens SM 88 mit den zugehörigen Schaltschränken und
Bedienpulten.
Im vorliegendem Beitrag wird ein modernes DV-System vorgestellt, mit dem die Bedienbarkeit und
Effektivität von Brandschutzanlagen mit SM 88 Steuerungseinheiten deutlich verbessert wird Verbesserte
Brandschutzanlage (VerBA). Dieses System wird an die Steuerungseinheit und die
Schaltschränke für die Brandschutzklappen angekoppelt und ergänzt die Funktionalität der Brandschutzanlage
um Leistungsmerkmale moderner Softwaretechnologie. Dabei bleibt die automatische
Steuerung von Brandschutzklappen über das bestehende System SM88 erhalten und wird
von diesem vorrangig behandelt. Zudem bleiben die Funktionen des SM88-Bedienpultes erhalten.
Um eine hohe Verfügbarkeit zu erreichen, wird das System - mit Ausnahme der E/A-Baugruppen -
einzelfehlersicher ausgelegt.
Es wird Hard- und Software eingesetzt, die dem aktuellen Stand der Technik entsprechen, und es
werden offene, systemweit einheitliche Standardkomponenten verwendet. Dies bietet unter ande-
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rem folgende Vorteile:
- Einfache Bedienung und Wartung dank durchgehendem Einsatz von Windows NT
- Hohe Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit dank Windows NT, 32-Bit-Software, redundanter Systemauslegung
und LWL-Vernetzung
- Hohe Leistungsfähigkeit dank Intel Pentium II Prozessoren in allen Rechnern und intelligenten
Schnittstellenbausteinen zur Prozeßankopplung
- Beliebige Erweiterungsmöglichkeiten und Zukunftssicherheit dank Windows NT, ORACLE-
Datenbank, Standard Ethernet-Netzwerk und Profibus
- Lückenlose Ereignisaufzeichnung über viele Jahre hinweg und beliebige Auswertungsmöglichkeiten
dank ORACLE-Datenbank
- Benutzerfreundliche Informationsdarstellung mit grafischen Anlagenbilddarstellungen und Anlagenfotos
(Bilddatenbank)
- Akustische Ereignismeldung
Einfache Verkabelung und geringer Platzbedarf durch dezentrale Ein-/ Ausgabeeinheiten, die direkt
in die vorhandenen Schaltschränke montiert und über LWL verbunden werden
2 Systemaufbau
Ein Überblick über das VerBA-System und die Ansteuerung an die SM 88 und die Schaltschränke
wird im nachfolgendem Bild gegeben. Das VerBA-System besteht aus:
- 4 dezentralen Ein-Ausgabeeinheiten zur Prozeßankopplung an die Brandschutzklappen
- 2 Prozeßservern zur Prozeßankopplung
- 2 Datenbankservern mit je einer ORACLE-Datenbank
- 3 Arbeitsplatzrechnern (APRs) als Bedienungs- und Beobachtungsstationen
- 2 Laser- und 3 Farbdruckern
- Redundant ausgelegtem Netzwerk (Ethernet auf LWL)
- Redundant ausgelegtem Feldbus-Ring (Profibus auf LWL)
Gemäß den bestehenden Anforderungen werden wesentliche Teile von VerBA redundant ausgelegt,
um die Verfügbarkeit zu vergrößern. Dabei wird die Prozeßankopplung an die vorhandene
Brandschutzanlage SM88 über redundant vorhandene serielle Schnittstellen vorgenommen. Die
Ankopplung an die Brandschutzklappensteuerung erfolgt über dezentrale Ein-
Ausgabebaugruppen. Diese werden direkt in den 4 vorhandenen BSK-Steuerschränken installiert
und über einen redundant ausgelegten Feldbus-Ring (Profibus) angesteuert.
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Warte / SIZE
Feuerwehr-Haus
Lautsprecher
Beobachtungsplatz
DeskJet
SIZE-
Bedienplatz 1
Die Auswertung der Prozeßinformationen geschieht in den Prozeßservern, die über je eine serielle
Schnittstelle mit der SM88 und über je eine Profibus-Karte mit den E/A-Einheiten kommunizieren.
Die Prozeßinformationen werden an die Arbeitsplatzrechner geschickt und gleichzeitig in die Datenbanken
auf die DB-Server geschrieben. Kurzzeitig werden die Daten in einem lokalen Ringpuffer
zwischengespeichert.
Alle Hardwarekomponenten – mit Ausnahme der einzelnen Arbeitsplatzrechner und der E/A-
Einheiten – sind einzelfehlersicher ausgelegt.
SIZE-
Bedienplatz 2
LaserJet
VerBA-Schrank
Ethernet
auf LWL
Hub 1 Hub 2
Tast./Mon.-
Umschalter
OLM
BSK-Steuerschrank
1
DE/DA
EA-Einheit
BSK-Steuerschrank
2
Sammelmeldung
zur Warte
BSK-Steuerung
DB-
Server 1
DB-
Server 2
Prozeß-
Server 1
Prozeß-
Server 2
OLM
EA-Einheit
BSK-Steuerschrank
3
BSK-Steuerung
EA-Einheit
BSK-Steuerung
DCF77-Empf.
TTY 1 TTY 2
Profibus-Ring
auf LWL
BSK-Steuerschrank
4
SM88-
Bedienfeld
SM88
BSK-Ansteuerung der SM88
EA-Einheit
BSK-Steuerung
Sammelmeldung zur
Warte
3 Navigation im VerBA
Das Prinzip der Navigation im VerBA ergibt sich aus nachfolgendem Bild:
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Aus dem Lageplan wird durch Anklicken mit der Maus ein Gebäudebereich ausgewählt. Für diesen
Bereich wird ein Gebäudeschnitt eingeblendet, aus dem sich eine Etage auswählen lässt. Der Plan
der entsprechenden Etage wird dargestellt, und hieraus ist der gewünschte Raum für die Angabe
weiterer Rauminformationen anzuklicken.
Lageplan
Gebäudeschnitt
Etagenplan
Raumplan
Die unterschiedlichen Farben in den Plänen sind Meldungsarten zugeordnet. Dabei zeigen rote
Flächen Alarme an (Brandmelder angesprochen, Löschanlagen ausgelöst, Brandschutzklassen
haben Grundstellung verlassen). Gelbe Flächen weisen auf Melder-, LT- oder Brandschutzklappenstörungen
hin. Freischaltungen werden grau angezeigt.
Bei auflaufenden Meldungen kann über die unterschiedlichen Farben benutzerfreundlich und zuverlässig
zu den betroffenen Räumen navigiert werden.
Zu den Informationen, die für die einzelnen Räume verfügbar sind, zählen Brandschutz-Rauminfo
und Raumfoto, vergl. folgendes Bild. In der Brandschutz-Rauminfo sind sicherheitstechnische Einstufung,
Feuermeldelinien, Löscheinrichtungen, Brandschutzklappen, Brandlasten u. ä. aufgeführt.
Des weiteren kann der Zustand der Brandschutzklappe angezeigt werden und bei entsprechenden
Benutzerrechte können die Brandschutzklappen bedient werden.
4

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Raumplan
Handsteuerung
Rauminfo
Raumfoto
4 Meldungsmanagement
Bei auflaufenden Meldungen erfolgt ein akustischer und optischer Alarm. Neben der Darstellung in
den Lageplänen werden alle Meldungen in eine Meldeliste eingetragen. In einer kompakten Listendarstellung
können alle Meldungen in Übersichtsform dargestellt werden. Über Schaltflächen
lassen sich weitere Informationen zu den Meldungen abrufen und die Meldungen können quittiert,
kommentiert und archiviert werden. Alle archivierten Meldungen können wieder aufgerufen werden.
Eine direkte Umschaltung zwischen Lageplan- und Listendarstellung ist vorgesehen. Ein Beispiel
einer Listendarstellung wird im folgenden Bild gegeben.
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5 Wiederkehrende Prüfungen
Mit der Möglichkeit, Brandschutzklappen und Entqualmungslüfter zu bedienen und Melder frei- und
scharfzuschalten und zurückzusetzen können Wiederkehrende Prüfungen der Brandschutzanlage
effektiv durchgeführt werden. Hierzu werden zu prüfende Melder in einen WKP-Status versetzt und
angeregt. Anschließend wird der Brandmelder wieder in den Normalzustand versetzt und es erfolgt
eine Auswertung des Systemverhaltens.
Die Ergebnisse der WKP werden in einer Datenbank hinterlegt und können automatisch protokolliert
werden.
6 Zusammenfassung
Mit dem VerBA-System wurde ein komfortables Interfacesystem für vorhandene Brandmeldeanlagen
entwickelt, welches im Anforderungsfall alle relevanten Stellen über Ort, Art, Umfang und
mögliche Präventionsmaßnahmen zum entstehenden Brand informiert. Hierdurch werden Reaktionszeiten
entscheidend verkürzt, was die Effektivität der Brandbekämpfung deutlich erhöht.
Durch lückenlose Protokollierung aller brandschutzrelevanter Ereignisse und permanenter Überwachung
der Brandschutzanlage ist jederzeit eine Information über die Zuverlässigkeit der Brandschutzanlage
gegeben. Die implementierten Funktionen zur WKP führen zur Arbeitsersparnis und
damit zu einer Kostenreduzierung beim Anlagenbetrieb.
VerBA wurde als hochzuverlässiges einzelfehlersicheres System ausgelegt, das dem gängigen
Regelwerk entspricht.
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