Problematyka zasilania systemów sygnalizacji włamania i napadu

Transkrypt

1 SIERGIEJCZYK Mirosław 1 ROSIŃSKI Adam 2 Problematyka zasilania systemów sygnalizacji włamania i napadu WSTĘP Systemem sygnalizacji zagrożeń to zespół środków technicznych i zasad taktycznych mających na celu zapewnienie stanu bezpieczeństwa określonego obiektu (człowieka lub/i mienia) w przestrzeni. System pełnej sygnalizacji zagrożeń (tzw. ochrony elektronicznej) tworzy się z najczęściej z następujących systemów wyróżnianych zależnie od wykrywanych zagrożeń, jako systemy: sygnalizacji włamania i napadu, sygnalizacji pożaru, kontroli dostępu, monitoringu wizyjnego, ochrony terenów zewnętrznych. Ochrona wynikająca z działania tych systemów może być uzupełniona przez systemy: sygnalizacji stanu zdrowia lub zagrożenia osobistego, sygnalizacji zagrożeń środowiska, przeciwkradzieżowe, dźwiękowe systemy ostrzegawcze, zabezpieczenia samochodów przed włamaniem i uprowadzeniem. Istotnym elementem systemów alarmowych są systemy transmisji alarmu stanowiące urządzenia albo sieci do przekazywania informacji o stanie jednego lub więcej systemów alarmowych do jednego lub kilku alarmowych centrów odbiorczych. Pomimo iż stosowanie polskich norm nie jest obowiązkowe, to jednak większość producentów elektronicznych systemów bezpieczeństwa uwzględnia wymagania, jakie one zawierają. Następuje to już na etapie projektowania urządzeń, które wchodzą w skład tych systemów. System Sygnalizacji Włamania i Napadu (SSWiN) ma za zadanie wykryć i zasygnalizować stan zagrożenia mienia i osób. Norma europejska EN :2006 Alarm systems Intrusion and holdupsystems Part 1: System requirements, która ma jednocześnie status Polskiej Normy PN-EN :2009 Systemy alarmowe - Systemy sygnalizacji włamania i napadu - Wymagania systemowe, zawiera wykaz części składowych (elementów), które powinien zawierać SSWiN: centralę alarmową, jedną lub więcej czujek, jeden lub więcej sygnalizatorów i/lub systemów transmisji alarmu, zasilacz podstawowy, zasilacz rezerwowy. Polska Norma PN-EN :2009 Systemy alarmowe - Systemy sygnalizacji włamania i napadu - Wymagania systemowe, zawiera też m.in. wskazania dotyczące uszkodzeń systemu. Podane są m.in. następujące definicje: stan uszkodzenia: stan systemu alarmowego uniemożliwiający normalne działanie systemu alarmowego sygnalizacji włamania lub jego części, sygnał/komunikat uszkodzenia: informacja wytwarzana wskutek uszkodzenia. Norma PN-EN :2009 zawiera również wykaz uszkodzeń, które mają być wykrywane i jednocześnie ma być zapewniona możliwość ich zobrazowania. Należą do nich m.in.: uszkodzenie zasilacza podstawowego, uszkodzenia zasilacza rezerwowego, 1 Politechnika Warszawska Wydział Transportu; Warszawa; ul. Koszykowa 75.Tel.: , msi@wt.pw.edu.pl 2 Wojskowa Akademia Techniczna Wydział Elektroniki; Warszawa; ul. gen. S. Kaliskiego 2. Tel.:

2 uszkodzenie łączności (transmisji komunikatów i/lub sygnałów między elementami składowymi systemu alarmowego), uszkodzenie systemu (lub systemów) transmisji alarmu (jeśli jest zastosowany w SSWiN), uszkodzenie sygnalizatora (sygnalizatorów). Wymienione zalecenia zawarte są w polskiej normie PN-EN :2009 są bardzo istotne. Możliwość oceny stanu technicznego systemu i jego poszczególnych podsystemów pozwala określić stany częściowej zdatności. Jednym z ważniejszych uszkodzeń jest stan niezdatności zasilacza podstawowego i rezerwowego. W artykule dokonano analizy układów zasilania Systemów Sygnalizacji Włamania i Napadu. Zwrócono przy tym szczególną uwagę na systemy, w których stosuje się jednocześnie urządzenia przewodowe i bezprzewodowe. 1 RODZAJE ZASILANIA STOSOWANE W SYSTEMACH SYGNALIZACJI WŁAMANIA I NAPADU Wyróżniamy następujące typy zasilaczy spotykanych w Systemach Sygnalizacji Włamania i Napadu(według PN-EN :2009): typ A: zasilacz podstawowy i zasilacz rezerwowy, który jest kontrolowany i doładowywany przez System Sygnalizacji Włamania i Napadu (np. zasilacz podstawowy zasilanie z sieci prądem przemiennym o napięciu 230V, zasilacz rezerwowy akumulator doładowywany przez SSWiN), typ B: zasilacz podstawowy i zasilacz rezerwowy, który nie jest doładowywany przez System Sygnalizacji Włamania i Napadu (np. zasilacz podstawowy zasilanie z sieci prądem przemiennym o napięciu 230V, zasilacz rezerwowy akumulator, który nie jest doładowywany), typ C: zasilacz podstawowy o skończonej pojemności (np. akumulator). Jednocześnie też według PN-EN :2009 należy stosować: akumulatory o pojemnościach zapewniających 12h pracy w przypadku stopnia zabezpieczenia 1 i 2 dla zasilacza typu A, akumulatory o pojemnościach zapewniających 60h pracy w przypadku stopnia zabezpieczenia 3 i 4 dla zasilacza typu A, akumulatory o pojemnościach zapewniających 24h pracy w przypadku stopnia zabezpieczenia 1 i 2 dla zasilacza typu B, akumulatory o pojemnościach zapewniających 120h pracy w przypadku stopnia zabezpieczenia 3 i 4 dla zasilacza typu B. Przedstawione czasy mogą ulec zmniejszeniu jeśli nastąpi spełnienie któregoś z określonych warunków. I tak, jeśli SSWiN: jest stopnia 3 lub 4 zabezpieczenia i jest przekazywania informacja o stanie zasilacza podstawowego do alarmowego centrum odbiorczego, to czas ulega zmniejszeniu do 50% wartości podanej początkowo. ma zastosowane w zasilaczach typu A i B dodatkowe podstawowe źródło zasilania z automatycznym układem przełączeniem zasilacza podstawowego na dodatkowy zasilacz podstawowy (np. agregat prądotwórczy lub zasilanie linią energetyczną z oddzielnej stacji transformatorowej) to czas ulega zmniejszeniu do wartości 4h. Gdy stan zasilania sieciowego powróci do normalnej wartości, źródło rezerwowe jakim jest akumulator powinien doładowywać się w ciągu 72 godzin dla stopnia 1 i 2 i w ciągu 24 godzin dla stopnia 3 i 4. Z powyższych danych wynika, iż bardzo istotny jest poprawne określenie pojemności akumulatora, który może być zarówno źródłem zasilania rezerwowego (najczęściej w systemach przewodowych), jak też zasilania podstawowego (w systemach bezprzewodowych). 9502

3 2 PROBLEMATYKA OKREŚLANIA ZASILANIA W SSWIN Podczas projektowania Systemów Sygnalizacji Włamania i Napadu należy obliczyć wymaganą pojemność akumulatora, aby spełnić wymagania odnośnie stopnia zabezpieczenia i typu zasilacza. W tym celu wykorzystuje się następującą zależność (1). Qmin 1, 25 IS ts I A ta (1) gdzie: I S całkowity prąd obciążenia zasilaczy systemu alarmowego, pobierany przez system alarmowy ze źródła rezerwowego w przypadku uszkodzenia zasilania podstawowego 230 V AC, liczony dla warunków, w których system jest w stanie dozoru, wyrażony w amperach [A]; t S wymagany czas trwania systemu alarmowego w stanie gotowości (dozoru), wyrażony w godzinach [h]; I A całkowity prąd obciążenia zasilaczy systemu alarmowego, pobierany przez system alarmowy ze źródła rezerwowego w przypadku uszkodzenia zasilania podstawowego 230 V AC, liczony dla warunków, w których system jest w stanie alarmu, wyrażony w amperach [A]; t A wymagany czas trwania systemu alarmowego w stanie alarmu. Doboru akumulatorów należy dokonywać indywidualnie dla każdego projektowanego systemu. W przypadku kiedy SSWiN ma strukturę skupioną i są wykorzystywane urządzenia przewodowe, to wówczas sumuje się pobór prądu przez wszystkie urządzenia go tworzące. Podobnie jest w przypadku SSWiN o strukturze rozproszonej, gdzie także są wykorzystywane urządzenia przewodowe. Należy w tym przypadku jednak dokonać obliczeń dla poszczególnych zasilaczy, w których przewiduje się zastosowanie akumulatora, przy czym należy uwzględniać pobór prądu przez urządzenia tylko zasilane z danego układu zasilania. W przypadku SSWiN w których są wykorzystywane zarówno urządzenia przewodowe, jak i bezprzewodowe, należy dokonać obliczeń dla poszczególnych zasilaczy w których przewiduje się zastosowanie akumulatora. Jednocześnie też należy przewidzieć w retransmiterach sygnałów radiowych stosowanie rezerwowych źródeł zasilania. Tego typu przykładowy System Sygnalizacji Włamania i Napadu ukazano na rys. 1. System Sygnalizacji Włamania i Napadu przedstawiony na rys. 1 wymaga obliczenia pojemności dwóch akumulatorów. Pierwszym z nich jest akumulator główny, który zapewnia pracę centrali alarmowej w przypadku braku zasilania podstawowego 230 V AC. Dla określenia wymaganej pojemności należy zsumować prądy jakie pobierają poszczególne urządzenia, tj. płyta główna centrali alarmowej, manipulator, moduł urządzeń bezprzewodowych, czujki przewodowe. Dla określenia wymaganej pojemności akumulatora retransmitera sygnału urządzeń bezprzewodowych należy określić wartość prądu jaki pobiera dane urządzenie. Podczas obliczeń należy także uwzględnić, czy retransmiter ma tylko zasilanie podstawowe w postaci akumulatora (wówczas jest typ zasilania C) czy też ma zasilanie podstawowe z sieci energetycznej 230 V AC i rezerwowe w postaci akumulatora (wówczas jest najczęściej typ zasilania A). Dla urządzeń bezprzewodowych należy sprawdzić w specyfikacji technicznej producenta, jaki czas przebywania w stanie zdatności mają poszczególne urządzenia dla określonych typów baterii. Podczas obliczeń należy także zwrócić szczególną uwagę na bezprzewodowe sygnalizatory. Te urządzenia (w zależności od producenta i typu) mogą wymagać do prawidłowego funkcjonowania podsystemów sygnalizacji akustycznej i/lub optycznej zasilania podstawowego z sieci energetycznej 230 V AC. Wówczas także należy przeprowadzić obliczenia wymaganej pojemności akumulatora, który będzie stanowił rezerwowe źródło zasilania. 9503

4 Rys. 1. Przykładowy schemat blokowy SSWiN z uwzględnieniem układów zasilania [opracowanie własne] WNIOSKI W artykule zaprezentowano problematykę określania zasilania w Systemach Sygnalizacji Włamania i Napadu. Przedstawiono wymagania zawarte w normach PN-EN :2009: Systemy alarmowe Systemy sygnalizacji włamania i napadu Wymagania systemowe i PN-EN :2009:Systemy alarmowe Systemy sygnalizacji włamania i napadu Część 6: Zasilanie. Zawarte tam wytyczne pozwalają projektantom na obliczenie wartości pojemności akumulatora, tak by system spełniał wymagania odnośnie stopnia zabezpieczenia i typu zasilacza. Szczególną uwagę należy zwrócić przy projektowaniu Systemów Sygnalizacji Włamania i Napadu, w których stosowane są jednocześnie urządzenia przewodowe i bezprzewodowe. Dość częstym błędem spotykanym w projektach tych systemów jest brak obliczeń dla retransmiterów sygnałów radiowych. 9504

5 Streszczenie W artykule zaprezentowano zagadnienia związane z problematyką określania podstawowego i rezerwowego źródła zasilania w Systemach Sygnalizacji Włamania i Napadu. Przedstawiono wymagania zawarte w normach PN-EN :2009: Systemy alarmowe Systemy sygnalizacji włamania i napadu Wymagania systemowe i PN-EN :2009:Systemy alarmowe Systemy sygnalizacji włamania i napadu Część 6: Zasilanie, które powinny być uwzględnione podczas projektowania systemów. Zwrócono też szczególną uwagę na kwestie związane z wyznaczaniem pojemności akumulatorów źródeł rezerwowych w systemach, w których zastosowano jednocześnie urządzenia przewodowe i bezprzewodowe. Powering problems in Intrusion and Hold-up Systems Abstract The article presents the issues related to the problems of determining the primary and reserve power sources for Intrusion and Hold-up Systems. There are presented requirements contained in the standards "PN- EN :2009: Alarm systems - Intrusion and hold-up systems - Part 1: System requirements" and "PN-EN :2009: Alarm systems - Intrusion and hold-up systems - Part 1: Power supplies", which should be taken into account during system designing. The special attention is paid to issues relating to the appointment of capacity of the sources of reserve batteries in systems, in which are used both wired and wireless devices. BIBLIOGRAFIA 1. Instrukcje programowania, serwisowe i użytkowników Systemów Sygnalizacji Włamania i Napadu. 2. Mikulik J. (praca pod red. E. Niezabitowskiej), Budynek inteligentny. T. 2, Podstawowe systemy bezpieczeństwa w budynkach inteligentnych. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice Norma PN-EN :2009: Systemy alarmowe Systemy sygnalizacji włamania i napadu Część 1: Wymagania systemowe. 4. Norma PN-EN :2009:Systemy alarmowe Systemy sygnalizacji włamania i napadu Część 6: Zasilanie. 5. Rosiński A., Rozproszone systemy sygnalizacji włamania i napadu w bazach logistycznych. Logistyka 2010, nr Rosiński A., Wybrane zagadnienia wizualizacji stanów układów zasilania Systemów Sygnalizacji Włamania i Napadu. Logistyka 2010, nr Siergiejczyk M., Rosiński A., Analiza niezawodnościowa układów zasilania stosowanych w systemach teleinformatycznych baz logistycznych. Logistyka 2014, nr Szulc W., Rosiński A., Systemy sygnalizacji włamania. Część 1 Konfiguracje central alarmowych. Zabezpieczenia Nr 2(66)/2009, wyd. AAT, Warszawa Szulc W., Rosiński A., Wybrane aspekty zasilania systemów sygnalizacji włamania i napadu. XXIII Międzynarodowa Konferencja Naukowo Techniczna EKOMILITARIS 2009, Zakopane