Краткий курс лекций по дисциплине «Производственная и пожарная автоматика»

МИНИСТЕРСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ДЕЛАМ ГРАЖДАНСКОЙ 

ОБОРОНЫ, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ И ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ 

СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ 

 

ФГБОУ ВО СИБИРСКАЯ ПОЖАРНО-СПАСАТЕЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ 

ГПС МЧС РОССИИ 

 
 
 

 

 
 
 

Антонов А.В., Голякова Е.И., Сацук И.В., Филкова А.П. 

 
 
 
 
 

КРАТКИЙ КУРС ЛЕКЦИЙ ПО ДИСЦИПЛИНЕ 

«ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ И ПОЖАРНАЯ АВТОМАТИКА» 

 

Учебное пособие 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Железногорск 

2023 

 
 

УДК 681(075,8) 
ББК 32.966я73 
К78 
 
 

 

Авторы: Антонов Александр Викторович, канд. тех. наук, 

Голякова Елена Ивановна, канд. тех. наук, 

Сацук Иван Владимирович 

Филкова Анастасия Петровна 

 

Рецензенты: 

Шалкеев Станислав Раисович 

(Департамент надзорной деятельности и профилактической работы МЧС России), 

Кречетников Константин Геннадьевич, доктор педагогических наук, профессор 

(Дальневосточная пожарно-спасательная академия – филиал Санкт-Петербургского 

университета ГПС МЧС России) 

 
 
 
 
 
 

Краткий курс лекций по дисциплине «Производственная и пожарная автоматика» 

[Текст]: учебное пособие / А.В. Антонов, Е.И. Голякова, И.В. Сацук, А.П. Филкова – 
Железногорск: ФГБОУ ВО Сибирская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, 
2023. – 296 с.: ил. 

 
 
Учебное пособие включает в себя основные разделы учебной дисциплины 

«Производственная и пожарная автоматика»: основные понятия теории автоматического 
регулирования, автоматизированные системы управления пожарной безопасностью 
технологических процессов, классификация и общие технические требования к установкам 
пожарной автоматики. Содержит теоретический материал и вопросы для самоконтроля. 

Учебное пособие предназначено для обучающихся по направлению подготовки 

20.03.01 Техносферная безопасность. Может быть использовано для самостоятельного 
изучения дисциплины обучающимися и в практической деятельности специалистов в 
области обеспечения пожарной безопасности. 

 
 
 
 
 
 
 
 

© ФГБОУ ВО Сибирская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, 2023 
© Антонов А.В., Голякова Е.И., Сацук И.В., Филкова А.П., 2023. 
 

ОГЛАВЛЕНИЕ 

 
ВВЕДЕНИЕ
7

Раздел 1. 
Приборы контроля параметров технологических 
процессов

9

Вопрос 1.
Общие понятия автоматизации технологических 
процессов. 
Назначение, 
принцип 
работы 

приборов контроля параметров температуры, 
давления

9

Вопрос 2.
Назначение, 
принцип 
работы 
приборов 

контроля параметров расхода, уровня

24

Раздел 2. 
Анализаторы взрывоопасных газов и паров
34

Вопрос 1.
Принципы 
построения 
анализаторов 

взрывоопасных газов и паров. Автоматический 
аналитический контроль, основные понятия и 
определения

34

Вопрос 2.
Назначение, принцип работы термохимических 
газоанализаторов

36

Вопрос 3.
Требования на установку газоанализаторов в 
производственных 
помещениях 
и 
на 

промышленных территориях

44

Раздел 3. 
Основные понятия теории автоматического 
регулирования

54

Вопрос 1.
Системы автоматического регулирования
54

Вопрос 2.
Система автоматического регулирования как 
совокупность типовых динамических звеньев

65

Раздел 4.
Автоматические системы противоаварийной 
защиты

76

Вопрос 1.
Особенности 
управления 
потенциально 

пожароопасных технологических процессов

76

Вопрос 2.
Общие принципы построения систем аварийной 
защиты технологических процессов

93

Раздел 5.
Автоматизированные 
системы 
управления 

пожарной 
безопасностью 
технологических 

процессов

107

Вопрос 1.
Автоматизированные 
системы 
управления 

предприятиями

107

Вопрос 2.
Автоматизированные 
системы 
управления 

технологическими процессами

116

Вопрос 3.
Автоматизированные 
системы 
управления 

взрывопожарозащитой 
промышленных 

объектов. 
Оператор 
в 
человекомашинной 

системе

133

Раздел 6.
Классификация 
и 
общие 
технические 

требования к установкам пожарной автоматики

144

Вопрос 1.
Основные 
термины 
и 
определения, 

классификации установок пожарной автоматики

144

Вопрос 2.
Общие технические требования к установкам 
пожарной автоматики. Структура установок 
пожарной сигнализации

150

Раздел 7.
Технические средства сбора и обработки 
информации

159

Вопрос 1.
Основные функции и показатели приемно-
контрольных приборов

159

Вопрос 2.
Основные информационные показатели ПКП 
(параметры)

161

Вопрос 3.
Принципы построения, типы и алгоритмы 
функционирования ППКП и ПУ

163

Вопрос 4.
Назначение, 
устройство 
интегрированных 

систем охраны

172

Раздел 8.
Автоматические установки водяного и пенного 
пожаротушения

183

Вопрос 1.
Классификация и область применения АУПТ
183

Вопрос 2.
Назначение и устройство установок водяного 
пожаротушения. Спринклерные и дренчерные 
установки. Установка пожаротушения
тонкораспыленной водой

186

Вопрос 3.
Назначение и устройство установок пенного 
пожаротушения

203

Раздел 9.
Автоматические 
установки 
газового 

пожаротушения

211

Вопрос 1.
Общие сведения о газовом пожаротушении. 
Классификация и область применения АУГПТ

211

Вопрос 2.
Принцип работы АУГПТ. Общие требования, 
предъявляемые к АУГПТ

219

Раздел 10.
Автоматические установки порошкового и 
аэрозольного пожаротушения

227

Вопрос 1.
Общие сведения о порошковом и аэрозольном 
пожаротушении

227

Вопрос 2.
Классификация, назначение и конструктивные 
особенности применения порошковых АУПТ

233

Вопрос 3.
Классификация, назначение и конструктивные 
особенности применения аэрозольных АУПТ

238

Вопрос 4.
Сравнительные характеристики порошкового и 
аэрозольного пожаротушения

247

Раздел 11.
Автоматическая 
противопожарная 
защита 

многофункциональных 
зданий 
и 
зданий 

повышенной этажности

252

Вопрос 1.
Обеспечение противопожарной защиты зданий 
повышенной этажности

252

Вопрос 2.
Конструктивные 
особенности 

многофункциональных 
зданий 
повышенной 

этажности для их противопожарной защиты

255

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
291

 
 
 

ВВЕДЕНИЕ 

 

Противопожарная защита современных зданий представляет собой 

комплекс 
инженерно-технических 
и 
организационных 
мероприятий, 

выполняющих важную роль при обеспечении пожарной безопасности 

обслуживающего персонала, технологического оборудования и строительных 

конструкций.  

Одним из основных направлений пожарной безопасности является 

внедрение пожарной автоматики. Основной функцией установок пожарной 

сигнализации является своевременное оповещение людей о пожаре в его 

начальной стадии и введение в действие систем пожаротушения, 

дымоудаления и пр., направленных на обеспечение безопасности.  

Учебное 
пособие 
«Краткий 
курс 
лекций 
по 
дисциплине 

«Производственная и пожарная автоматика»», написано в соответствии с 

утверждённой учебной Программой курса дисциплины «Производственная и 

пожарная автоматика» и включает в себя обязательный для усвоения 

дисциплины теоретический, методический и справочный материал. 

В пособии приведен теоретический материал по основным системам 

автоматического 
контроля 
технологических 
параметров, 
принципам 

построения 
систем 
аварийной 
защиты 
технологических 
процессов, 

автоматизированным системам управления технологическими процессами, а 

также классификации, принципам работы и характеристикам технических 

средств систем пожарной автоматики с учетом действующих нормативно-

правовых актов. 

Учебное пособие посвящено вопросам автоматического контроля 

технологических параметров производственных объектов, построению систем 

аварийной 
защиты 
технологических 
процессов, 
автоматизированным 

системам управления технологическими процессами, а также классификации, 

принципам работы и характеристикам технических средств систем пожарной 

автоматики с учетом действующих нормативно-правовых актов. Разделы 

пособия отвечают требованиям компетентностной модели выпускника по 

направлению подготовки 20.03.01 «Техносферная безопасность». 

Данное учебное пособие разработано в соответствии с требованиями 

федерального 
государственного 
образовательного 
стандарта 
высшего 

образования по направлению подготовки 20.03.01 Техносферная безопасность 

(уровень – прикладной бакалавриат). 

Актуальность создания учебного пособия, обосновано необходимостью 

рассмотрения основных принципов и методов построения автоматических и 

автоматизированных систем, характеристик типовых элементов - звеньев, 

применяемых при построении автоматических систем, учитывая основные 

способы повышения их устойчивости и качества. В том числе развитие 

способности обучающихся ориентироваться в основных методах и системах 

обеспечения техносферной безопасности, обоснованно выбирая изученные 

устройства, системы и методы защиты человека и производственной среды. 

 

 
 

Лекция 1. «Приборы контроля параметров технологических процессов» 

 

Вопрос 1. Общие понятия автоматизации технологических 

процессов. Назначение, принцип работы приборов контроля параметров 

температуры, давления 

Технологический процесс (ТП) – это осуществление технологической 

операции во времени. 

Любой технологический процесс осуществляется при управлении его 

ходом, параметрами. Это необходимо, чтобы технологический процесс не 

изменялся нежелательным образом. Управлять – значит оказывать специально 

организованное целенаправленное воздействие на средства его реализации 

(технические устройства, биообъекты). 

При автоматизированной системе управления управляющее воздействие 

осуществляется 
при 
обязательном 
участии 
человека 
(АСУ). 
АСУ 

подразделяется на несколько видов или уровней: 

 
АСУ ТП (нижний уровень) – автоматизированная система 

управления технологическими процессами. 

 
АСУП – автоматизированная система управления предприятием. 

 
АСУПО 
– 
автоматизированная 
система 
управления 

производственным объединением. 

 
ОАСУ – отраслевая автоматизированная система управления. 

АСУ одновременно с задачами управления решает вопросы снижения 

травматизма, вероятности возникновения аварий, взрывов и пожаров. При 

решении задач производственной автоматики одновременно решаются 

основные задачи пожарной охраны: 

- 
предупреждение пожаров, взрывов и аварий на объектах защиты и 

сообщение о начале аварийной ситуации (пожаро-взрыво-опасной). 

- 
привод в действие автоматических установок пожаротушения. 

- 
использование информации приборной техники о протекании 

технологического 
процесса 
в 
предаварийных 
обстоятельствах 
для 

исследования причин аварий, взрывов и пожаров. 

 
Если управление осуществляется без участия человека, то такая система 

управления считается автоматической (САУ). 

Различают следующие основные виды автоматизации: 

- автоматический контроль, 

- автоматическую защиту, 

- дистанционное и автоматическое управление, 

- телемеханическое управление. 

 
Автоматический контроль включает: автоматическую сигнализацию, 

измерение, сортирование и сбор информации. 

Автоматическая 
сигнализация 
выполняет 
функции 
оповещения 

обслуживающего персонала о предельных или аварийных значениях каких-

либо контролируемых физических параметров технологического процесса, 

месте и характере нарушений. В качестве сигнальных устройств используются 

лампы, звонки, сирены, специальные синемонические указатели и другие 

световые и звуковые устройства. 

Автоматическое измерение служит для измерения физических величин, 

характеризующих технологический процесс и передачи их на указательные и 

регистрирующие приборы. 

Обслуживающий персонал по показаниям приборов делает выводы о 

качестве технологического процесса, режиме работы машин и агрегатов. 

Автоматический сбор информации осуществляется для получения 

информации о ходе технологического процесса, качестве и количестве 

выпускаемой продукции с целью обработки получаемой информации, ее 

хранения и представления обслуживающему персоналу. 

Автоматическая защита – совокупность технических средств с помощью 

которых прекращают контролируемый производственный процесс при 

ненормальных или аварийных режимах. 

Автоблокировки, входящие в автоматическую защиту, предназначены 

для предотвращения неправильных включений и отключений, ошибочного 

действия обслуживающего персонала. С их помощью предупреждаются 

возможные повреждения и аварии. 

Дистанционное управление объединяет методы и технические средства 

объектами на расстоянии. 

Телемеханика 
– 
охватывает 
теорию 
и 
технические 
средства 

автоматической передачи на расстоянии команд управления и состояния 

объекта управления (ОУ). 

Все понятия объединены в новое – научно-техническое направление – 

техническая кибернетика. Кибернетика – наука об управлении объектами 

различной природы. 

 

Государственная система промышленных приборов и средств автоматизации 

 

Экономически и технически рационально проблему обеспечения 

техническими средствами систем контроля, регулирования и управления 

технологическими процесса решать использованием унифицированных 

приборов. Это обусловлено и многообразием технологий различных 

производств в условиях их эксплуатации. Для решения такой проблемы 

создана Государственная система промышленных приборов и средств 

автоматизации (ГСП), которая основана на унификации, агрегатировании и 

совместимости приборов. 

Функционально все изделия ГСП разделены на несколько групп, в 

которые входят измерительные преобразователи (датчики), усилители, 

исполнительные механизмы. 

Создание ГСП позволяет решить следующие проблемы: 

- 
увеличить надежность, точность и быстродействие средств 

автоматизации 

- 
эффективно использовать научные и инженерные кадры при 

решении общих задач по единому плану. 

- 
удешевление производства применением блочно-модульных 

принципов построения конструкций, специализации отдельных предприятий 

на выпуске определенных видов продукции и кооперации предприятий, 

производящих средства автоматизации. 

- 
уменьшение номенклатуры приборов. 

- 
уменьшение затрат на ремонт. 

- 
возможность работы вновь создаваемых приборов с ранее 

выпущенными. 

Основные требования к ГСП отражены в государственных и отраслевых 

стандартах. ГСП различаются по роду используемой энергии, применяемой 

для приема и передачи энергии и делятся на: 

- электрические, 

- пневматические, 

- гидравлические. 

 
Достоинства приборов. 

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ: высокая чувствительность, точность быстродействия, 

высокая унификация и возможность работы на больших расстояниях. 

ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ: 
безопасные, 
возможность 
работы 
в 
легко 

воспламеняемых и взрывоопасных средах, высокая надежность. 

ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ: возможность точного перемещения исполнительных 

органов, возможность создания больших усилий. 

 
ГСП разделяются так же по условиям эксплуатации и соответственно по 

защищенности от действия окружающей среды: 

- обыкновенное исполнение. 

- пылезащищенное. 

- взрывозащищенное. 

- герметическое. 

- водозащищенное. 

- защищенное от агрессивной среды. 

- по устойчивости к воздействию температуры и влажности окружающего 

воздуха. 

По функциям ГСП разделяют: 

1. Устройства для получения и информации о состоянии процесса. 

2. Устройства для приема, преобразования и передачи информации по 

каналам связи. 

3. Устройства для преобразования хранения и обработки информации и 

формирования команд управления. 

4. Устройства для использования командной информации в целях 

воздействия на процесс и связь с оператором. 

 

Назначение, принцип работы приборов контроля параметров температуры, 

давления 

 

Измерительный преобразователь (датчик). Основные характеристики 

Измерительный преобразователь выполняется в виде технического 

устройства, которое является самостоятельным изделием. 

 
Датчики разделяют: 

по роду измеряемых величин: 

- температуры, 

- давления или силы, 

- расхода, 

- уровня, 

- массы, 

- перемещения и т.д. 

по виду измерительных величин: 

- электрические, 

- пневматические, 

- гидравлические, 

- механические, 

- акустические и т.д. 

измерительный прибор

(датчик)

 

Рис. 1.1 Изображение датчика в функциональных схемах 

 

Зависимость 
между 
выходной 
и 
входной 
величинами 
у(х) 
в 

установившемся режиме называют статической характеристикой датчика. 

Указанная характеристика может быть линейной 1 и нелинейной 2, как 

правило, 
датчики 
стремятся 
делать 
с 
линейной 
статистической 

характеристикой. 

@

b

1

2

A

e

 

 

Рис. 1.2 Статистические характеристики непрерывных датчиков