Принципы построения и особенности применения современных систем охранно-пожарной сигнализации. Учебно-методическое пособие

водные датчики состоят из тонкой проволоки, проложенной внутри стены или двери (рис. 11). При разрушении происходит разрыв проволоки и формируется сигнал тревоги. Подобные датчики имеют высокую помехозащищенность, но их применение ограничено тем, что они должны устанавливаться на стадии строительства помещений.

Вибрационные датчики содержат в своем составе акселерометр, преобразующий вибрацию стены в электрический сигнал. Анализируя уровень сигнала с акселерометра и состав спектра можно определить с достаточно высокой вероятностью факт начала разрушения. Достоинство подобных датчиков в том, что они могут устанавливаться на любой стадии строительства, отделки или эксплуатации помещения. Но помехозащищенность, и как следствие, количество ложных срабатываний выше, чем у проводных датчиков.

Датчики обнаружения движущегося теплового пятна [9].

Также называются пассивными ИК-датчиками или объемными оп- тико-электронными. Блок-схема датчика показана на рис. 12.

Рис. 12. Блок-схема ИК-датчика:

1 – инфракрасная линза; 2 – пироэлектрический приемник; 3 – схема обработки сигнала и формирования тре-

вожного сообщения

Задачей инфракрасной линзы является формирование необходимой зоны обнаружения и уменьшения влияния помех. Пироэлектрический приемник преобразует тепловое излучение в электрический сигнал.

21

Схема обработки анализирует форму и размеры теплового пятна, скорость его перемещения и формирует тревожное сообщение. Как показано на рис. 13 зона обнаружения состоит из отдельных лучей (из руководства по эксплуатации извещателя объемного оптико-электрон- ного ИО-409-15 «Астра –7»). Это необходимо для уменьшения ложных срабатываний, например от животных. Сигнал тревоги формируется только если тепловой сигнал появился в нескольких рядом расположенных лучах зоны обнаружения. Датчики, относящиеся к этой группе, различаются по форме зоны обнаружения. На рис. 13 представлен пример датчика с равномерной чувствительностью во всей зоне обнаружения. Это так называемый потолочный датчик.

Рис. 13. Зона обнаружения извещателя объемного оптико-электронного ИО-409-15 «Астра–7»

Более распространены датчики с неравномерной зоной обнаружения в разных плоскостях. Они предназначены для установки на стены. Датчики с большей шириной зоны обнаружения в горизонтальной плоско-

22

сти и меньшей в вертикальной служат для определения проникновения в охраняемой помещение (рис. 14, а). Датчики с противоположной формой зоны обнаружения (рис. 14, б) предназначены для контроля за проходами или оконными проемами (так называемые «шторки»). Угол зоны обнаружения в горизонтальной плоскости составляет 3…7°.

Рис. 14. Форма зон обнаружения разных ИК-датчиков

Датчики изменения внутреннего объема.

Датчики этой группы могут быть созданы с использованием разных физических принципов, но в настоящее время используются, в основном, радиоволновые датчики [10]. Для объяснения принципа действия необходимо напомнить об условиях распространения радиосигналов в закрытых помещениях. После излучения сигнала с передающей антенны происходит его многократное отражение от стен и предметов интерьера. В результате сложения излучаемых и отраженных сигналов возникает эффект стоячей волны (рис. 15). Суть этого эффекта в том, что напряженность электромагнитного излучения в разных точках помещения будет разной. Изменение температуры и влажность не вызывает изменения значений напряженности в разных точках.

Если в помещение входит человек или почему-либо изменяется расположение предметов интерьера, условия распространения и отражения радиосигналов меняются. При этом на входе приемной антенны резко изменяется уровень сигнала, что является тревожным признаком.

23

E

мкВ/м Напряженность электоромагнитного поля

Излучающая антенна

Приемная

антенна

Рис. 15. Принцип действия радиоволнового датчика

Комбинированные датчики для формирования сигнала тревоги анализируют два и более признака вторжения в охраняемое помещение. Например: «Сокол-2» имеет в своем составе датчик обнаружения движущегося теплового пятна (ИК-датчик) и датчик обнаружения изменения внутреннего объема (СВЧ-датчик)

2.2. Модули сбора, отображения и регистрации информации для систем сигнализации

Эти модули предназначены для сбора информации от датчиков, фильтрации сигналов от помех, обработки принятой информации, и предоставлении принятой информации в удобной для восприятия человеком форме. Также возможна регистрация принятой информации для последующего разбора действий сотрудников охраны. При этом в память прибора записывается дата, время и характер события (проникновение, пожар, неисправность).

Приемно-контрольные панели

В настоящее время эти функции выполняются одним модулем, называемым приемно-контрольной панелью. На последние варианты

24

приемно-контрольных панелей ставятся и модули регистрации. Органами управления могут быть набор кнопок для каждого отдельного шлейфа или цифровая клавиатура [11,12]. Органы управления позволяют осуществить следующие функции:

–постановка/снятие шлейфа в режим охраны;

–проверка работоспособности охранно-пожарных датчиков;

–проверка нормальной работоспособности приемно-контрольной панели.

Классификация типов приемно-контрольных панелей практически идентична способам организации связи между элементами систем охраны. Эта классификация приводится на рис. 15. Приемноконтрольные панели для работы с беспроводными каналами передачи данных и приемно-контрольные панели для проводных каналов передачи данных с использованием шинного соединения для передачи информации используют различные варианты цифровой передачи данных. Подобные системы называются адресными. Это связано с тем, что при срабатывании датчика передается его адрес, для определения места срабатывания. Датчики с передачей информации в виде кодовых посылок разделяются на адресные и адресно-аналоговые. Адресные датчики передают на приемно-контрольную панель свой адрес и извещение о тревоге («Вторжение», «Пожар»). Адресноаналоговые извещатели, лишь измеряет величину контролируемого параметра (уровень задымления или температуру) и транслирует эти значения на приемно-контрольную панель с указанием собственного адреса. Приемно-контрольная панель, предназначенная для работы с датчиками такого типа, является специализированной ЭВМ, центром обработки данных по сложнейшим алгоритмам в реальном масштабе времени, обеспечивает максимальную скорость принятия решений и управление подсистемами пожарной автоматики, оповещения, эвакуации и инженерными системами объекта любой сложности с отображением состояния объекта в виде текстовых сообщений. При этом происходит анализ развития пожарной ситуации на объекте с формированием предупредительных сигналов на самых ранних этапах возгорания. Необходимо только отметить, что существуют варианты этих устройств, предназначенные не для работы с датчиками, а для принятия информации от большого числа удаленных приемноконтрольных панелей, непосредственно собирающих информацию с охранных или пожарных датчиков.

25

Рис. 15. Классификация приемно-контрольных панелей

Остановимся более подробно на приемно-контрольных панелях использующих индивидуальное соединение с датчиками. Для передачи информации между датчиками и приемно-контрольными панелями используются следующие способы:

–изменение сопротивления шлейфа от нуля до бесконечности (размыкание реле);

–изменение значения тока, потребляемого датчиком (например, пожарные дымовые датчики в дежурном режиме имеют значение потребляемого тока 110 мкА, а в режиме «Пожар» 20 мА)

–передача цифрового кода.

Схемотехническое исполнение входных каналов приемноконтрольных панелей будет разным для каждого из способов. Подавляющие большинство приемно-контрольных панелей позволяют работать с разными типами информации. Это позволяет уменьшить затраты на оборудование при оснащении средствами охранно-пожарной сигнализации объектов малых и средних размеров. При этом часть входных контактов предназначены для подключения датчиков передающих информацию первым способом, остальные для подключения датчиков со вторым типом передачи информации. В последних вариантах приемноконтрольных панелей возможно конфигурирование контактов при помощи перемычек, установленных на плате. Например: для Гранит-24 (перемычки J1, J2):

26

Количество входных шлейфов может быть от 1 до 24.

Для оборудования объектов больших размеров удобнее использовать приемно-контрольные панели для работы с одним типом информации или конфигурировать таким образом панели описанные выше. Это позволяет увеличить эффективность работы сотрудников охраны. Для этого приемно-контрольные панели, к которым подключаются охранные датчики, монтируются отдельно (в отдельную стойку) от панелей, работающих с пожарными датчиками. При срабатывании системы сигнализации охрана сразу определяет что произошло: незаконное вторжение на охраняемый объект или пожар. Для оповещении о произошедших событиях используются световая индикация (подсвечивается номер сработавшего шлейфа) и звуковая.

2.3. Способы организации связи между основными элементами систем сигнализации

На рис. 16. показаны способы организации связи между основными элементами систем охраны. Данная классификация упрощенная. В реальной системе охраны присутствуют, как правило, все способы организации связи. Как видно из названия для организации проводных соединений прокладываются кабели, а для организации беспроводных соединений этого не требуется. Из всех возможных беспроводных каналов передачи информации в настоящее время используется только радиоканал.

При использовании беспроводных каналов передачи информации трудозатраты на монтаж системы охраны уменьшаются. Но количество помех присутствующих в беспроводном канале передачи данных во много раз больше чем при проводном соединении элементов системы охраны. Тем не менее, в некоторых случаях использование радиокана-

27

ла является единственно возможным. Например, использование GSM – сигнализации для охраны дач и удаленных от города коттеджей. Организация беспроводной передачи данных между элементами системы охраны может быть осуществлена на основе дополнительных возможностей существующих средств мобильной связи (упомянутая выше GSM – сигнализация) [13] а также при помощи установки устройств использующих выделенный частотный диапазон.

Способы организации связи между основными элементами системы охраны

Индивидуальное Шинное соединение соединение

Рис. 16. Способы организации связи между основными элементами систем сигнализации

Проводные соединения элементов системы охраны различаются по способу подключения датчиков к модулям сбора и обработки данных. При реализации индивидуального соединения каждый датчик подключается к приемной панели отдельным кабелем. При шинном соединении датчики присоединяются к одному кабелю. Организация шинного соединения возможна только при использовании датчиков с передачей информации в виде цифрового кода. Каждый из способов организации проводных соединений имеет свои достоинства и недостатки. При организации шинного соединения обеспечивается экономия на кабеле, но при этом скорость реакции системы охраны на происходящие события медленнее, чем при индивидуальном соединении. Это объясняется тем, что необходимо учитывать возможность одновременного выхода на передачу нескольких датчиков. Для устранения возникающих конфликтов в передаче данных необходимо применять различные способы арбитража шины. Стоимость датчиков и приемных панелей, дающих возможность использовать шинное соединение выше аналогичных элементов системы охраны предназначенных для использования индивидуального соединения. На рис. 17 приведен пример соединения датчиков системы охраны с приемными панелями.

28

R

3.9 кОм

Рис. 18. Пример соединения нескольких охранных датчиков к одному шлейфу приемно-контрольной панели.

В случае обрыва шлейфа будет формироваться сигнал тревоги, что привет к необходимости осмотра помещений, подключенного к данному шлейфу. При этом существует вероятность обнаружения места повреждения или помещения будут находиться под более тщательным наблюдением до приезда сотрудников обслуживающих сигнализацию. Если в результате каких либо действий (случайных или намеренных) произойдет короткое замыкание шлейфа, то приемно-контрольная панель выдаст сигнал «Авария», что сигнализирует о прекращении нормальной работы датчиков подключенных к шлейфу. Более сложно обеспечивать контроль шлейфа с пожарными датчиками. В простейшем случае в каждом посадочном месте для пожарного датчика (часто называют базой пожарного датчика) устанавливаются раздельные входные и выходные контакты одного из проводников шлейфа, которые замыкаются перемычкой, расположенной в пожарном датчике (рис. 19) [14]. Таким образом, при отключении любого пожарного датчика, весь шлейф становится неработоспособным и формируется сигнал АВАРИЯ (НЕИСПРАВНОСТЬ).

Рис. 19. Организация контроля шлейфа с подключенными пожарными датчиками

В соответствии с нормами НПБ 75_98 "Приборы приемо_контрольные пожарные (ППКП). Приборы управления пожарные. Общие технические требования. Методы испытаний", (п. 9.1.1) указано: "ППКП должны обеспечивать… преимущественную регистрацию и

30