ГОСТ Р 55895-2013
Техника пожарная. Системы управления робототехнических комплексов для проведения аварийно-спасательных работ и пожаротушения. Общие технические требования. Методы испытаний

национальный стандарт российской федерации

ГОСТ Р 55895-2013

Техника пожарная

СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ РОБОТОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ АВАРИЙНО-СПАСАТЕЛЬНЫХ

РАБОТ И ПОЖАРОТУШЕНИЯ Общие технические требования Методы испытаний

Fire equipment. Robotics control systems for eliminating of emergencies and fire extinguishing. General technical requirements. Test methods

Дата введения 2014-09-01

ОКС 13.220.01, 25.040.30 ОКП 802420

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным бюджетным учреждением "Всероссийский ордена "Знак Почета" научно-исследовательский институт противопожарной обороны МЧС России" (ФГБУ ВНИИПО МЧС России)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 274 "Пожарная безопасность"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 9 декабря 2013 г. N 2211 -ст

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

1 Область применения

1.1 Настоящий стандарт распространяется на разрабатываемые и выпускаемые системы управления робототехнических комплексов, устанавливает общие технические требования и методы их испытаний.

1.2 Стандарт может применяться при разработке новых и модернизации существующих систем управления робототехнических комплексов, отборе модулей и элементов системы управления из смежных отраслей экономики, закупках зарубежных систем управления и испытаниях управляющих комплексов.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 12.1.009-2009 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Термины и определения.

ГОСТ Р 22.9.01-95 Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Аварийно-спасательный инструмент и оборудование. Общие технические требования.

ГОСТ Р 22.9.03-95 Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Средства инженерного обеспечения АСР. Общие технические требования.

ГОСТ Р 22.9.05-97/ГОСТ Р 22.9.05-95 Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Комплексы средств индивидуальной защиты спасателей. Общие технические требования.

ГОСТ Р 50574-2002 Автомобили, автобусы и мотоциклы оперативных служб. Цветографические схемы, опознавательные знаки, надписи, специальные световые и звуковые сигналы. Общие требования.

ГОСТ Р 50648-94 Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к магнитному полю промышленной частоты. Технические требования и методы испытаний.

ГОСТ Р 50680-94 Установки водяного пожаротушения автоматические. Общие технические требования. Методы испытаний.

ГОСТ Р 51317.4.2-99 (МЭК 61000-4-2:95) Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к электростатическим разрядам. Требования и методы испытаний.

ГОСТ Р 51317.4.3-2006 (МЭК 61000-4-3:2006) Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к радиочастотному электромагнитному полю. Требования и методы испытаний.

ГОСТ Р 51317.6.1-2006 (МЭК 61000-6-1:2005) Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к электромагнитным помехам технических средств, применяемых в жилых, коммерческих и производственных зонах с малым энергопотреблением. Требования и методы испытаний.

ГОСТ Р 51317.6.2-99 (МЭК 61000-6-2:99) Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к электромагнитным помехам технических средств, применяемых в промышленных зонах. Требования и методы испытаний.

ГОСТ Р 51318.22-2006 Совместимость технических средств электромагнитная. Оборудование информационных технологий. Радиопомехи индустриальные. Нормы и методы измерений.

ГОСТ Р 54344-2011 Техника пожарная. Мобильные робототехнические комплексы для проведения аварийно-спасательных работ и пожаротушения. Классификация. Общие технические требования. Методы испытаний.

ГОСТ 12.1.004-91 Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования.

ГОСТ 12.1.007-76 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности.

ГОСТ 12.1.010-76 Система стандартов безопасности труда. Взрывобезопасность. Общие требования.

ГОСТ 12.2.011-75 Система стандартов безопасности труда. Машины строительные и дорожные. Общие требования безопасности.

ГОСТ 14.201-83 Обеспечение технологичности конструкции изделий. Общие требования.

ГОСТ 20.39.108-85 Комплексная система общих технических требований. Требования по эргономике, обитаемости и технической эстетике. Номенклатура и порядок выбора.

ГОСТ 24.104-85 Единая система стандартов автоматизированных систем управления. Автоматизированные системы управления. Общие требования.

ГОСТ 27.002-89 Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения.

ГОСТ 27.003-90 Надежность в технике. Состав и общие правила задания требований по надежности.

ГОСТ 183-74 Машины электрические вращающиеся. Общие технические условия.

ГОСТ 14192-96 Маркировка грузов.

ГОСТ 14254-96 Степени защиты, обеспечиваемые оболочками (код IP).

ГОСТ 15150-69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды

ГОСТ 17411-91 Гидроприводы объемные. Общие технические требования

ГОСТ 21130-75 Изделия электротехнические. Зажимы заземляющие и знаки заземления. Конструкция и размеры

ГОСТ 21964-76 Внешние воздействующие факторы. Номенклатура и характеристики.

ГОСТ 22614-77 Система "человек-машина". Выключатели и переключатели клавишные и кнопочные. Общие эргономические требования.

ГОСТ 22782.6-81 Электрооборудование взрывозащищенное с видом взрывозащиты "Взрывонепроницаемая оболочка". Технические требования и методы испытаний.

ГОСТ 26050-89 Роботы промышленные. Общие технические требования

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов и классификаторов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте национального органа Российской Федерации по стандартизации в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячно издаваемого информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный документ, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого документа с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого документа с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором есть ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 аварийная среда: Среда, образованная действием разрушительных сил

(факторов) на объекты в зоне чрезвычайной ситуации.

3.2 робототехническое средство; РТС: Техническое средство, которое выполняет функции, предписанные виды работ или операции без непосредственного участия человека в опасной зоне.

Примечание - Термин "РТС" является обобщающим и в настоящем стандарте применяется как наиболее полно раскрывающий номенклатуру используемых в практике робототехнических устройств, включающую как мобильные, так и стационарные, в том числе перемещающиеся по обустроенным путям робототехнические комплексы.

3.3 навесное оборудование: Оборудование, которым оснащается робототехническое средство для обеспечения его функций.

3.4 пульт управления: Совокупность приборов, средств отображения информации и органов управления РТС, размещенных на общей панели.

3.5 мобильный робот: Дистанционно управляемое оператором самоходное

робототехническое средство.

3.6 мобильный робототехнический комплекс, МРК: Совокупность мобильного робота, системы дистанционного управления и средств обеспечения его эксплуатации.

3.7 средства управления: Электромеханические, электрические, электронные

устройства, конструкции и программные средства, обеспечивающие контроль, управление и выполнение РТС специфических задач в зоне чрезвычайной ситуации.

3.8 система управления: Совокупность средств управления, формирующих,

принимающих, транслирующих и обеспечивающих выполнение управленческих решений; при этом отдельные ее составляющие обладают технической, информационной, программной и эксплуатационной совместимостью.

3.9 безлюдные технологии: Технологии, осуществляемые без непосредственного участия человека.

3.10 домен синхронизма: Совокупность программно/аппаратных комплексов,

взаимодействие которых требует наличия единого синхронизирующего временного отсчета.

4 Сокращения

В настоящем стандарте применены следующие сокращения:

АХОВ - аварийные химически опасные вещества;

ВУВ - воздушная ударная волна;

ДПУ - дистанционный пульт управления, находящийся вне рабочей зоны РТС;

МПУ - мобильный пульт управления, располагаемый в непосредственной близости от РТС;

Примечание - МПУ в основном используется как технологический пульт управления для тестирования элементов РТС.

МР - мобильный робот;

РТС - робототехническая система;

НО - навесное оборудование РТС;

ПДК - предельно допустимая концентрация;

ПУ - пульт управления;

ПФ - поражающий фактор;

РТК - робототехнический комплекс;

СДУ - система дистанционного управления;

АСУ - автоматизированная система управления;

СИЗ - средства индивидуальной защиты;

ЧС - чрезвычайная ситуация;

СУ - система управления;

МРК - мобильный робототехнический комплекс;

РЭА - радиоэлектронная аппаратура.

5 Обозначения и состав СУ РТС

5.1 Наименование и обозначение типов СУ РТС приведены в таблице 1. Таблица 1 - Наименование и обозначение типов СУ РТС

5.2 Структура СУ РТС всех типов должна состоять из замкнутых информационных уровней, взаимодействие между которыми должно осуществляться в доменах синхронизма задач, решаемых на каждом уровне.

СУ РТС должна состоять из следующих уровней:

- исполнительный;

- стратегический;

- коммуникационный;

- аварийный.

В состав СУ должны входить:

- бортовое оборудование, содержащее центральный процессор и получающее оперативную информацию о параметрах управляемого объекта и его рабочей зоны (датчики);

- пультовое оборудование, совместно с бортовым оборудованием вырабатывающее управляющие команды на исполнительные устройства РТС;

- канал связи, соединяющий бортовое и пультовое оборудование.

5.3 Структурная схема СУ РТС приведена в приложении A.

6 Общие технические требования

6.1 Требования назначения

6.1.1 Функциональные требования назначения

Основными требованиями назначения являются функциональные, определяющие виды работ, выполняемых СУ РТС, которые должны соответствовать настоящему стандарту и технической документации (ТД).

Номенклатура показателей, содержащихся в ТД на представляемые для испытаний

СУ РТС, должна соответствовать номенклатуре технических требований настоящего стандарта.

6.1.1.1 На исполнительном уровне СУ РТС решаются следующие задачи:

- обеспечение устойчивой бесперебойной работы узлов и агрегатов механических, электрических, гидравлических и пневматических подсистем;

- тактическое распределение сигналов управления для согласованного перемещения рабочих органов в заданное положение;

- математическое обеспечение процессов управления сложными мехатронными модулями, входящими в состав РТС;

- первичная обработка и оцифровка данных, получаемых с датчиков обратной связи.

6.1.1.2 Стратегический уровень СУ РТС должен выполнять следующие функции:

- обеспечивать согласованное укрупненное управление модулями исполнительного уровня;

- обрабатывать данные телеметрии, полученные в результате работы СУ элементов и узлов исполнительного уровня;

- подтверждать на пульт оператора через систему коммуникационного уровня факт приема команд управления, поступивших от оператора СУ РТС;

- подтверждать на пульт оператора через систему коммуникационного уровня факт исполнения оборудованием исполнительного уровня команд управления, поступивших от оператора СУ РТС;

- осуществлять контроль и интерпретацию корректности действий оператора СУ

РТС;

- выполнять мониторинг состояния и аварий подсистем исполнительного уровня;

- накапливать и сохранять в энергонезависимой памяти данные телеметрии, полученные в периоды времени, оцененные стратегическим уровнем как ошибочные или аварийные.

6.1.1.3 Коммуникационный уровень СУ РТС должен принимать, обрабатывать и передавать на:

- стратегический и исполнительный уровни информацию, поступающую с пульта управления оператора;

- пульт управления оператора информацию, поступающую со стратегического и исполнительного уровней.

6.1.1.4 Уровень аварийного функционирования СУ РТС должен включаться в работу только при возникновении аварийной ситуации в узлах и подсистемах СУ РТС. В его задачи входит:

- оценка уровня опасности аварийной ситуации СУ РТС;

- корректировка алгоритмов функционирования исполнительного и стратегического уровней на основе базовых моделей выхода из аварийной ситуации;

- предоставление на коммуникационный уровень необходимой информации, синхронизированных срезов состояний подсистем и узлов, а также предварительных выводов о состоянии системы;

- включение аварийной сигнализации и радиооповещение при полном или частичном функциональном отказе потенциально опасных или критических подсистем.

Для всех типов СУ РТК должна быть предусмотрена стратегия поведения в случае отказа систем коммуникационного уровня, при котором возможно максимальное сохранение целостности РТС, нормального функционирования подсистем и (по возможности) выполнение последней поставленной стратегической задачи.

6.1.2 Функциональные требования к узлам и элементам управления исполнительного уровня

6.1.2.1 Электромеханические, гидравлические и пневматические исполнительные устройства должны быть оснащены необходимым количеством датчиков и измерительных преобразователей, информация от которых может быть использована для управления и контроля работы исполнительного элемента.

6.1.2.2 Исполнительный уровень представляет собой единый домен синхронизма, в котором все устройства в равной степени точности привязаны к единой сетке времени. Способ отсчета временных интервалов определяется характером исполняемых задач. В качестве каналов синхронизации могут выступать как сетевые сообщения, передаваемые по синхронным шинам данных, так и отдельные тактовые импульсы. Точность привязки определяется решаемыми задачами, но не должна быть ниже ±0,5 мс.

6.1.2.3 К сетке синхронизации привязано формирование сигналов управления исполнительными устройствами и выдача телеметрической информации от измерительных систем.

6.1.2.4 В случае применения микропроцессорных устройств управления информация о текущем режиме работы сохраняется в энергонезависимой памяти. При потере питания и его последующем восстановлении каждый модуль должен возобновить выполнение поставленных задач в безударном режиме. При невозможности восстановления питания информация, записанная в энергонезависимой памяти, может быть считана, и на ее основании восстановлена причина выхода подсистемы из строя.