ШГС (шкаф газоаналитической системы, газосигнализация) — это низковольтный шкаф вторичных цепей системы газового контроля: 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.
Главный признак ШГС
Он несёт только вторичные (слаботочные) цепи газосигнализации — питание датчиков, обработку сигналов и сигнализацию — и стоит особняком от силовых щитов. Ток его питания низкий (порядка 1 А, это приборный шкаф), а «мощность» его работы — не в киловаттах, а в числе каналов контроля и порогов.
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
| Напряжение питания | 220 В AC, 1 фаза | Приборный шкаф, сеть однофазная |
| Номинальный ток | ~1 А | Низкий — это вторичные цепи, а не распределение |
| Силовая коммутация | нет | Только вторичные цепи и «сухие» релейные выходы |
| Входные сигналы датчиков | 4–20 мА, RS-485 (MODBUS RTU) | Унифицированный выход газоанализаторов |
| Число каналов контроля | от 2 до 12 (до 30 в шлейфовом исполнении) | По числу датчиков; задаётся блоком БПС-21М |
| Порогов сигнализации | до 3 на канал | Предупредительный / аварийный / резерв |
| Степень защиты | IP54 … IP65 | По месту установки (ГОСТ 14254 / IEC 60529) |
| Конструктив | навесной/напольный шкаф вторичных цепей | Компоновка под число каналов и табло |
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); 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
- 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) и 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.
- Типовые уставки для метана: предупредительный сигнал ~10 % НКПР, аварийный ~20 % НКПР; по CO — по превышению ПДК/порога.
- Международный аналог: gas detection (gas monitoring) control panel / gas alarm cabinet.
Чем ШГС отличается от соседних типов
| ШГС vs ШСС | Оба — слаботочные шкафы вторичных цепей и ближайшие соседи по карте. ШСС — обобщённый шкаф связи и сигнализации (связь, ОПС, оповещение); ШГС — его частный, специализированный случай под одну систему: газовый контроль (газоанализаторы, пороги ПДК/НКПР, отсечка газа). |
| ШГС vs ШАСУТП | ШАСУТП — верхний уровень автоматизации, управляет техпроцессом и подчинёнными щитами. ШГС — узкая измерительно-сигнальная функция (загазованность), которая может отдавать свои сигналы наверх в АСУ ТП, но сама процессом не управляет. |
| ШГС vs ША/ЩА/ШТМ | ША/ЩА/ШТМ — общий слой автоматики, сигнализации и телемеханики. ШГС — предметная газосигнализация: не абстрактные «сигналы», а концентрация конкретных газов и защитные действия по ней. |
| ШГС vs ЩППУ | ЩППУ — силовая часть: питание и управление противопожарными устройствами по высшей категории надёжности. ШГС — слаботочный: он лишь фиксирует загазованность и «сухим» контактом даёт команду; исполнение (клапан, вентиляция) — за силовыми щитами. |
Исходные данные для проектирования ШГС
- 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).
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 работают 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.
- ~1 А, а не кА
- Приборный шкаф: питает электронику и датчики, а не нагрузку. «Мощность» ШГС 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 на канал — «предупреждение», «авария» и резерв по одному и тому же газу.
- Датчик — в зоне, шкаф — нет
- 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 его слаботочным типом.
Источники
- ФГУП «СПО «Аналитприбор» (Смоленск) — БПС-21М, блок питания и сигнализации (каналы, три порога, 220 В, 4–20 мА / RS-485, релейные выходы)
- «Аналитприбор» — датчики-газоанализаторы ДАТ-М, ДАХ-М, ДАК, ДАМ
- Обзор стационарных датчиков-газоанализаторов «Аналитприбор» (аналоговый + RS-485/HART, взрывозащита)
- СП 89.13330.2016 «Котельные установки» (контроль загазованности, автоматическое прекращение подачи топлива)
- Системы сигнализации загазованности котельных (пороги 10 %/20 % НКПР, отсечка газа)
- ГОСТ 30852.0-2002 (МЭК 60079-0) — взрывозащищённое электрооборудование, общие требования
- ГОСТ Р 52350.26-2007 (МЭК 60079-26) — оборудование для взрывоопасных сред