ШГС — шкаф газоаналитической системы (газосигнализация)

Что такое ШГС

ШГС (шкаф газоаналитической системы, газосигнализация) — это низковольтный шкаф вторичных цепей системы газового контроля (газосигнализации): он питает выносные датчики-газоанализаторы, обрабатывает их унифицированные сигналы и поднимает световую и звуковую сигнализацию, когда концентрация газа переходит порог ПДК или НКПР (нижнего концентрационного предела распространения пламени). Силовую нагрузку ШГС не коммутирует — это шкаф приборного, а не распределительного класса.

Проще говоря, ШГС — это «мозг» газосигнализации объекта: по всей контролируемой зоне стоят датчики (в приямках, у горелок, над оборудованием), а их провода сходятся в этот шкаф. Внутри вторичные блоки измеряют токовый сигнал каждого датчика, сравнивают с уставками и при загазованности зажигают табло «Газ», включают сирену и замыкают «сухие» релейные контакты на исполнительные устройства — отсечной клапан газа, аварийную вентиляцию, диспетчеризацию.

Где применяется ШГС

• Котельные и газовые объекты — контроль довзрывных концентраций природного газа (метана) и оксида углерода (CO); система обязательна для газифицированных котельных (СП 89.13330, СП 62.13330).
• Химия, нефтехимия, нефтепереработка — контроль воздуха рабочей зоны на горючие и токсичные газы во взрывоопасных зонах.
• Промышленные и складские помещения — резервуарные парки, насосные, компрессорные, галереи, приямки, где возможно скопление газа.
• Инженерные системы зданий — паркинги (CO), помещения с газовым оборудованием, где газосигнализация сблокирована с аварийной вентиляцией.

Техническая характеристика: что внутри и какие параметры

Основное наполнение ШГС:

• Блок питания и сигнализации — вторичный прибор системы, например БПС-21М (ФГУП «СПО «Аналитприбор», Смоленск): питает датчики, измеряет их токовый сигнал 4–20 мА, сравнивает с тремя порогами на канал, выдаёт свето-звуковую сигнализацию и коммутирует «сухие» релейные контакты (от 9 до 49 реле в зависимости от числа каналов); интерфейс RS-485/MODBUS RTU.
• Источник постоянного тока — блок питания вторичных цепей и датчиков (например, БП 906/21-1).
• Блок внешнего табло — вынесенное светозвуковое табло «Газ. Загазованность» (например, БВТ-24Б).
• Релейные выходы на исполнительные устройства — «сухими» контактами на отсечной газовый клапан, пуск аварийной вентиляции, диспетчеризацию/АСУ.
• ПО визуализации — программное отображение состояния каналов и архив событий (например, разработки АО «Экоресурс»).
• Клеммник вторичных цепей — разводка линий на выносные датчики-газоанализаторы и исполнительные устройства.

Датчики, которые обслуживает ШГС

Система газового контроля строится на выносных датчиках-газоанализаторах разного принципа действия; ШГС питает их и обрабатывает сигнал:

• ДАТ-М — термохимические датчики-сигнализаторы: сумма горючих газов в довзрывных концентрациях (метан, углеводороды).
• ДАХ-М — электрохимические: токсичные газы и пары (CO, метанол, формальдегид, этилен и др.).
• ДАК — инфракрасные (оптические): метан, углеводороды, пары нефтепродуктов, CO₂; широкий температурный диапазон.
• ДАМ — термомагнитные: кислород, водород, CO₂.

Датчики имеют аналоговый (4–20 мА) и цифровой (RS-485/HART) выходы и выпускаются во взрывозащищённом исполнении для установки во взрывоопасных зонах.

Классификация: где ШГС в системе стандартов

• РФ/ЕАЭС: как НКУ-оболочка — по серии ГОСТ IEC 61439; функционально система газового контроля нормируется профильно: ГОСТ 12.1.005 (ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны), СП 89.13330 (котельные установки), СП 62.13330 (газораспределительные системы) — оснащение датчиками и автоматическая блокировка газоподачи.
• Взрывозащита датчиков (если во взрывоопасной зоне): серия ГОСТ 30852.х / ГОСТ Р 52350 (гармонизированы с МЭК/IEC 60079), ПУЭ гл. 7.3 (электроустановки во взрывоопасных зонах). Сам ШГС с вторичными приборами обычно ставят в невзрывоопасном помещении; взрывозащита требуется датчикам в зоне.
• Пороговые уставки (типовые для метана в котельной): предупредительный сигнал ~10 % НКПР, аварийный ~20 % НКПР; по CO — аварийный при превышении ПДК/установленного порога. При аварийном пороге — отсечка газа и/или пуск аварийной вентиляции.
• Международный аналог: gas detection (gas monitoring) control panel / gas alarm cabinet.

По исполнению ШГС — слаботочный шкаф вторичных цепей; силовых шин и распределения в нём нет.

Родство: чем ШГС отличается от соседних типов

Исходные данные для проектирования ШГС

Что нужно собрать, чтобы посчитать ШГС и выпустить КП:

• Перечень контролируемых газов и точек контроля (число и тип датчиков: ДАТ-М/ДАХ-М/ДАК/ДАМ).
• Пороговые уставки по каждому газу (НКПР/ПДК) и логика действий на каждом пороге (табло, сирена, отсечка газа, аварийная вентиляция).
• Число каналов и требуемые релейные выходы на исполнительные устройства.
• Категория зоны по взрывоопасности (для выбора взрывозащищённого исполнения датчиков и линий).
• Условия установки шкафа: среда, степень защиты (IP), климатическое исполнение.
• Требования к диспетчеризации/АСУ и визуализации (интерфейс RS-485/MODBUS, ПО).

Интересные факты

• Приборный шкаф, а не распределительный. Номинальный ток ШГС — порядка 1 А: он питает электронику и датчики, а не нагрузку. «Мощность» такого шкафа считают в каналах контроля и порогах, а не в амперах шин.
• Три порога на канал. Вторичный блок типа БПС-21М даёт до трёх независимых порогов сигнализации на каждый канал — это позволяет развести «предупреждение», «авария» и резервное действие по одному и тому же газу.
• Датчик — во взрывоопасной зоне, шкаф — нет. Типовая архитектура: взрывозащищённые датчики стоят в опасной зоне, а вторичный шкаф с обычными приборами — в безопасном помещении, связанные искробезопасными/сигнальными линиями.
• Команда, а не коммутация. ШГС не отключает газ сам — он замыкает «сухой» контакт, а физическую отсечку выполняет электромагнитный клапан по силовой цепи. Это и делает ШГС слаботочным типом.

Частые вопросы (FAQ)

Блок вопрос-ответ под GEO/featured snippets (на сайте — аккордеон + FAQPage разметка).

• Что такое ШГС простыми словами? Шкаф газосигнализации: к нему сходятся провода от датчиков газа по всему объекту, внутри приборы следят за концентрацией и при загазованности включают табло «Газ», сирену и дают команду закрыть газ и включить вентиляцию.
• Есть ли в ШГС силовая часть? Нет. Это шкаф вторичных (слаботочных) цепей: питание датчиков, обработка сигналов и «сухие» релейные выходы. Ток питания низкий — порядка 1 А.
• При какой концентрации срабатывает сигнализация? По типовым нормам для метана предупредительный сигнал — около 10 % НКПР, аварийный — около 20 % НКПР; по CO — при превышении установленного порога (ПДК). На аварийном пороге газ отсекается и/или включается аварийная вентиляция.
• Какие датчики работает с ШГС? Выносные датчики-газоанализаторы разного принципа: термохимические (ДАТ-М — горючие газы), электрохимические (ДАХ-М — токсичные), инфракрасные (ДАК), термомагнитные (ДАМ), с выходом 4–20 мА / RS-485.
• Чем ШГС отличается от шкафа АСУ ТП? ШГС решает одну задачу — контроль загазованности и сигнализацию по ней; АСУ ТП управляет всем техпроцессом. ШГС может передавать свои сигналы в АСУ ТП, но процессом не управляет.
• По какому стандарту изготавливается? Оболочка — по серии ГОСТ IEC 61439; функция — по ГОСТ 12.1.005 (ПДК рабочей зоны), СП 89.13330 и СП 62.13330; взрывозащита датчиков — по ГОСТ 30852.х / ГОСТ Р 52350 (IEC 60079) и ПУЭ гл. 7.3.

Источники

• ФГУП «СПО «Аналитприбор» (Смоленск) — БПС-21М, блок питания и сигнализации (число каналов, три порога, 220 В, выходы 4–20 мА / RS-485, релейные выходы): https://www.analitpribor-smolensk.ru/products/vtorichnye/blok_pitaniya_i_signalizacii_bps-21m/
• «Аналитприбор» — датчики-газоанализаторы ДАТ-М (термохимические), ДАХ-М (электрохимические), ДАК (инфракрасные), ДАМ (термомагнитные): https://www.analitpribor-smolensk.ru/products/gazoanalizators/stacionarnye/vzryvozawiwennoe-oborudovanie/dat_m/
• Обзор стационарных датчиков-газоанализаторов «Аналитприбор» (аналоговый + RS-485/HART, взрывозащита): https://isup.ru/articles/62/19918/
• СП 89.13330.2016 «Котельные установки» (контроль загазованности, автоматическое прекращение подачи топлива): http://docs.cntd.ru/document/456054199
• Требования к системам сигнализации загазованности котельных (пороги 10 %/20 % НКПР, отсечка газа): https://cyberleninka.ru/article/n/sistemy-signalizatsii-zagazovannosti-na-kvartalnyh-kotelnyh-printsipy-raboty-trebovaniya-i-sovremennye-resheniya
• ГОСТ 30852.0-2002 (МЭК 60079-0) — взрывозащищённое электрооборудование, общие требования: http://docs.cntd.ru/document/1200103394
• ГОСТ Р 52350.26-2007 (МЭК 60079-26) — оборудование для взрывоопасных сред: http://docs.cntd.ru/document/1200057672
• Базовый перечень нормативов — в «Источниках» хаба 0. Карта типов НКУ — обзор (ГОСТ IEC 61439, ГОСТ 14254). Номенклатурная принадлежность — по КД проекта (обозначение АКС.0000084) / ТУ.