Pobierz
najnowszy numer

Newsletter

Zapisz się do naszego Newslettera, aby otrzymywać informacje o nowościach z branży!

Jesteś tutaj

Systemy sygnalizacji włamania (cz. 4). Linie wyjściowe

Printer Friendly and PDF

Niniejsza, czwarta część cyklu artykułów na temat systemów sygnalizacji włamania dotyczy linii wyjściowych. Zostały one pokazane na rysunkach przedstawiających struktury takich systemów w Zabezpieczeniach nr 2 (66)/2009. W tej części zostaną przedstawione rodzaje i typy wyjść oraz ich możliwe zastosowania. Warto również nadmienić, że różne konfiguracje systemów alarmowych pociągają za sobą również różne sposoby wykorzystania linii wyjściowych. W systemach alarmowych o charakterze skupionym można wykorzystać linie wyjściowe w prosty sposób. Nieco bardziej skomplikowane jest wykorzystanie wyjść w systemach rozproszonych lub mieszanych. Wiele rozwiązań wynika z własnej inwencji projektanta systemów alarmowych. Często stosuje się systemy alarmowe o różnych zasilających napięciach stałych, np. 12 V i 24 V. Za ich pomocą można też sterować urządzeniami o zasilaniu przemiennym 230 V. W takim przypadku należy pamiętać o przestrzeganiu zasad i przepisów bezpieczeństwa. Obciążalność prądowa wyjść systemów alarmowych nie jest zbyt duża. Dla uniknięcia przeciążeń należy stosować różne rozwiązania pośrednie, np. poprzez sterowanie przekaźników. Są to powszechnie znane w energoelektronice rozwiązania.

Systemy sygnalizacji włamania mają od jednej (systemy o strukturze skupionej) do kilkuset (systemy o strukturze mieszanej i rozproszonej) linii wyjściowych. Najczęściej na płycie głównej centrali alarmowej (autorzy mają tu na myśli, zgodnie z normą PN-EN 50131-1:2007 „Systemy alarmowe - Systemy sygnalizacji włamania i napadu - Wymagania systemowe”, urządzenie sterujące i obrazujące – ang. control and indicating equipment) jest ich od dwóch do 16, natomiast rozbudowa o kolejne wymaga zastosowania modułów rozszerzających wyjścia (zwykle cztery, osiem lub 16 wyjść), które są dołączane do systemu za pośrednictwem magistrali transmisyjnej (lub magistral tego rodzaju).

1. Linie wyjściowe central alarmowych

Ogólnie linie wyjściowe stosowane w systemach sygnalizacji włamania (pomijając oczywiście magistrale transmisyjne opisane w części 3 tego cyklu artykułów) można podzielić na wysokoprądowe i niskoprądowe.

W zależności od producenta i typu centrali alarmowej dopuszczalna wartość prądu odbieranego z wyjść wysokoprądowych zawiera się w przedziale od 1do 3 A. Jest to wartość wystarczająca np. do podłączenia sygnalizatora akustycznego czy też do zasilania czujek.

Wyjścia niskoprądowe dopuszczają pobór prądu o małej wartości, ponieważ są zbudowane z tranzystorów w układzie z otwartym kolektorem (tzn. OC – ang. Open Collector). Najczęściej dopuszczalna wartość prądu wynosi 50 mA. Tego typu wyjścia stosuje się do sterowania urządzeniami (np. sygnalizatorami akustycznymi), które mają własne zasilanie.

Projektanci systemów sygnalizacji włamania najczęściej umieszczają na płycie głównej centrali alarmowej wyjścia obu typów. Jest to podyktowane z jednej strony koniecznością optymalizacji struktury systemu przy określonych kosztach jego produkcji i sprzedaży, zaś z drugiej wymaganiami, jakie stawiają projektanci i instalatorzy systemów bezpieczeństwa. Jeśli zastosowałoby się tylko wyjścia wysokoprądowe, to wielkość płyty głównej centrali alarmowej uległaby zwiększeniu, ponieważ:

  • wyjścia wysokoprądowe zajmują więcej miejsca (objętości),
  • należałoby zastosować większe i bardziej wydajne układy zasilania,
  • w układzie zasilania należałoby zastosować radiatory o większej powierzchni (lub inne metody odprowadzania ciepła).

Jeśli zastosowałoby się tylko wyjścia niskoprądowe, to nie byłoby możliwości wysterowania za ich pomocą urządzeń, które wymagają zasilenia dużym prądem (np. sygnalizatorów akustycznych). W tym przypadku należałoby zastosować dodatkowe źródła zasilania oraz przekaźniki, co niewątpliwie zwiększyłoby koszty systemu i jego montażu oraz skomplikowałoby instalację systemu.

Jeśli zachodzi potrzeba sterowania urządzeniami wymagającymi większych napięć zasilania i natężeń prądów, można zastosować przekaźniki o odpowiednich parametrach. Niektóre typy systemów alarmowych mają możliwość współpracy z modułami rozszerzenia wyjść wyposażonymi w przekaźniki umożliwiające sterowanie urządzeniami elektrycznymi, zasilanymi napięciem przemiennym 230 V, których maksymalny dopuszczalny pobór prądu nie przekracza 16 A. Takie moduły są bardzo często dostosowane do montażu na szynie DIN. Tego typu systemy sygnalizacji włamania mogą już stanowić rodzaj quasi-systemu zarządzania budynkiem.

Wyjścia w systemie sygnalizacji włamania mogą służyć do załączania i wyłączania określonych urządzeń zewnętrznych (np. sygnalizatorów akustycznych, sygnalizatorów optycznych, rygli magnetycznych, zwór magnetycznych oraz innych urządzeń nie związanych bezpośrednio z ochroną obiektu itp.), podłączonych do odpowiednich zacisków płyty głównej centrali alarmowej (lub modułów rozszerzających). Każde z wyjść może pełnić jedną z kilkudziesięciu funkcji, które w danym typie systemu są dostępne bezpośrednio lub mogą być uruchamiane poprzez kombinację funkcji innych wyjść (wyjścia typu iloczyn logiczny i suma logiczna). Głównymi parametrami charakteryzującymi wyjścia są:

  • typ (określa typ wyjścia, np. alarm włamaniowy, alarm włamaniowo-pożarowy, alarm pożarowy, alarm ­sabotażowy, alarm awarii itd.),
  • czas działania,
  • polaryzacja (określa wartości napięć dla stanu aktywnego i nieaktywnego wyjść wysokoprądowych oraz stan zwarcia albo odcięcia od masy dla wyjść niskoprądowych typu OC),
  • pulsowanie (określa, czy wyjście sygnalizuje w sposób ciągły, czy też pulsujący – tzn. czy jest zastosowany przerzutnik astabilny o określonych czasach trwania stanu niskiego i wysokiego),
  • zatrzask (ang. latch, wyjście pozostające w stanie aktywnym, dopóki nie zostanie skasowany alarm).

2. Zastosowanie linii wyjściowych central alarmowych

Na łamach Zabezpieczeń autorzy kilkakrotnie przedstawiali różne konfiguracje systemów alarmowych: skupionych, rozproszonych i mieszanych. Opisywano również, kiedy i gdzie takie konfiguracje mogą być realizowane. Na rys. 1 przedstawiono przykładowe wykorzystanie wyjść central alarmowych do sterowania sygnalizatorami i dialerem telefonicznym w układzie mieszanym systemu sygnalizacji włamania i napadu (SSWiN) dla dużego obiektu. Już od kilku lat przedstawione rozwiązanie skutecznie działa w dużym obiekcie użyteczności publicznej. Wykorzystanie wyjść central alarmowych (w typ przypadku centrali nr 1 i nr 3) umożliwia sterowanie sygnalizatorami z centrali nr 1 (WY 1) dla potrzeb sygnalizacji włamania oraz z centrali nr 3 (WY 4) dla potrzeb sygnalizacji zagrożenia pożarem. Do WY 1 i WY 2 centrali nr 3 zostały dołączone przekaźniki C i B, a do WY 1 centrali nr 1 – poprzez diodę i zestyk przekaźnika C – przekaźnik A. Taka konfiguracja umożliwia sterowanie ­dwuwejściowym (WE A i WE B ­poprzez zestyki a i b przekaźników A i B) zewnętrznym dialerem telekomunikacyjnym. Centrala nr 1 została zaprogramowana w taki sposób, aby sterowanie dialerem telekomunikacyjnym odbywało się zgodnie z zaprogramowanym rozkładem czasowym (w tym przypadku załączenie następuje o godz. 22:15, a wyłączenie o godz. 6:00). Taka konfiguracja powoduje, że system alarmowy (a właściwie obiekty) jest pod kontrolą służb monitorujących w tym przedziale czasu. Uaktywniony dialer telekomunikacyjny jest podłączony do wydzielonej linii ­telefonicznej, przez którą powiadamiane są służby ochrony obiektu. Z ­przedstawionego schematu (rys. 2) wynika, że obie centrale (1 i 3) są ze sobą ściśle powiązane. Wymaga tego wzajemna współpraca wyjść central 1 i 3. Jest to przykładowe rozwiązanie, które, w zależności od potrzeb, może mieć inną konfigurację.
Innym ciekawym rozwiązaniem jest specjalny moduł przedstawiony na rys. 2. Jest to czterowyjściowy moduł współpracujący z centralą alarmową. Obciążenie (np. sygnalizatory) podłączone jest do wyjść wysokoprądowych. Zestaw diod typu LED określa aktualny stan wyjść. Producent zastosował w tym rozwiązaniu również ograniczniki prądu.

rys1.gif
Rys. 1. Wykorzystanie wyjść central alarmowych do sterowania sygnalizatorami i zewnętrznym dialerem telekomunikacyjnym

 

rys2.gif
Rys. 2. Podłączanie obciążenia (np. sygnalizatora) do wyjść wysokoprądowych

Na rys. 3 przedstawiono kolejne rozwiązanie wielowyjściowe. Obrazuje on sposób podłączenia obciążenia do wyjść niskoprądowych (OUT 1 do OUT 8), jak również wyprowadzenia z nich sygnałów, np. do nadajnika powiadamiania radiowego. Należy pamiętać o ograniczeniach prądowych wyjść niskoprądowych.

rys3.gif
Rys. 3. Podłączanie obciążenia do wyjść niskoprądowych

 

rys4.gif
Rys. 4. Podłączanie sygnalizatora akustyczno-optycznego do wyjść wysokoprądowych

Na rys. 4 przedstawiono przykładowe podłączenie sygnalizatora akustyczno-optycznego do wyjść wysokoprądowych (OUT 1 i OUT 2). Aby uruchomić sygnalizację akustyczną, należy podłączyć napięcie +12 V do zacisku +SA, zaś uruchomienie sygnalizacji optycznej wymaga aktywacji wyjścia wysokoprądowego poprzez podłączenie napięcia +12 V do zacisku +SO. Sygnalizator ma też wyjścia sabotażowe TMP, które współpracują z obwodem sabotażowym centrali.

rys5.gif
Rys. 5. Podłączanie sygnalizatora akustyczno-optycznego mającego własne zasilanie do wyjść niskoprądowych

Na rys. 4 przedstawiono centralę alarmową. Do jej płyty głównej dołączono sygnalizator akustyczno-optyczny, który nie ma własnego zasilania. Natomiast na rys. 5 przedstawiono tę samą centralę, w której do wyjść niskoprądowych (OUT 3 i OUT 4) został dołączony sygnalizator innego typu, tzn. z własnym zasilaniem. W obu powyższych przypadkach centralę należy połączyć z wejściem sabotażowym TMP sygnalizatora.

 

rys6.gif
Rys. 6. Podłączanie sygnalizatora akustyczno-optycznego do wyjść niskoprądowych

Do wyjść niskoprądowych (OUT 3 i OUT 4) centrali przedstawionej na rys. 6 dołączono sygnalizator akustyczno-optyczny bez własnego zasilania. Wyjście OUT 3 steruje przekaźnikiem P1, który uruchamia swoimi zestykami sygnalizację akustyczną. Wyjście centrali OUT 4 steruje przekaźnikiem P2, który, przechodząc w stan czynny, uruchamia swoimi zestykami sygnalizację optyczną. Ze względu na bezpieczeństwo wyjść (tranzystorów wyjściowych) centrali ważna jest opcja diod dołączonych równolegle do uzwojenia przekaźników P1 i P2. Jest to sposób zabezpieczenia złącza tranzystorowego (wyjścia) przed zniszczeniem, szczególnie istotny, gdy w kolektorze tranzystora pojawia się wysoki potencjał. Ponadto dołączona równolegle do uzwojenia przekaźnika dioda powoduje znaczne wydłużenie czasu zwalniania przekaźnika.

Wyjścia z powyżej przedstawionych central mogą spełniać również inne funkcje. Mogą np. (przy odpowiednim rozwiązaniu) sterować ryglami lub zworami magnetycznymi. Mogą uruchamiać oświetlenie czy też załączać oświetlacze podczerwieni w przypadku monitorowania obiektu za pomocą kamer telewizyjnych. Za pomocą tych wyjść można również sterować oświetleniem wewnętrznym lub zewnętrznym obiektu. Można też uruchamiać różne inne urządzenia związane z bezpieczeństwem obiektu.

3. Podsumowanie

W artykule przedstawiono tylko kilka wybranych opcji związanych z możliwościami układowymi wyjść z central alarmowych. Przy projektowaniu należy brać pod uwagę nie tylko wyjścia z central alarmowych, ale także wyjścia ze współpracujących z nimi modułów. Do takich rozwiązań zaliczamy: centrale SSWiN w wersjach skupionych, a więc bez modułów rozszerzających, w wersjach rozproszonych i mieszanych, gdzie poza wyjściami z płyty głównej są również wyjścia w ­modułach rozszerzających (może być ich nawet kilkaset), systemy kontroli dostępu, w których wyjścia obsługują różnego typu rygle i zwory magnetyczne, jak i inne urządzenia ­mechaniczne (wymagające dużych mocy), centrale sygnalizacji pożaru i ich wyjścia, przeznaczone do współpracy z syrenami lub innymi urządzeniami współpracującymi (np. z tryskaczami lub innymi urządzeniami gaśniczymi) i wreszcie systemy zintegrowane, m.in. systemy zarządzania budynkami. Tworzenie prawidłowych konfiguracji układowych wyjść z central alarmowych wymaga sporej wiedzy od konstruktora i projektanta systemu. W niektórych przypadkach potrzebna jest wiedza z dziedziny klasycznej energoelektroniki (stosowane są różne napięcia – od bezpiecznych napięć stałych w zakresie od 12 V do 24 V do przemiennych napięć średnich 230 V albo wręcz wysokich, a więc wymagających specjalnych uprawnień). Inwencja i wiedza konstruktora i projektanta oraz przestrzeganie przepisów normatywnych może okazać się wielce przydatne przy budowie systemów alarmowych – zarówno bardzo prostych, jak i bardzo złożonych. Niniejszy artykuł stanowi zakończenie czteroodcinkowego cyklu, który można uznać za swoiste wprowadzenie do elektronicznych systemów bezpieczeństwa.

doc. dr inż. Waldemar Szulc
WSM w Warszawie
Wydział Informatyki Stosowanej
Zakład Bezpieczeństwa Obiektów i Informacji
współpracownik WAT
Wydział Elektroniki

dr inż. Adam Rosiński
WSM w Warszawie
Wydział Informatyki Stosowanej
Zakład Bezpieczeństwa Obiektów i Informacji
Politechnika Warszawska
Wydział Transportu
Zakład Telekomunikacji w Transporcie
współpracownik WAT
Wydział Elektroniki

Bibliografia

  1. Haykin S., Systemy telekomunikacyjne, t. I i II, WKiŁ, Warszawa 2004.
  2. Horowitz P., Hill W., Sztuka elektroniki, t. I i II, WKiŁ, Warszawa 2006.
  3. Instrukcje serwisowe firm AAT, SATEL, GALAXY, RANKOR.
  4. Kula S., Systemy teletransmisyjne, WKiŁ, Warszawa 2004.
  5. Nawrocki W., Komputerowe systemy pomiarowe, WKiŁ, Warszawa 2006.
  6. Norma PN-EN 50131-1:2007 „Systemy alarmowe – Systemy sygnalizacji włamania i napadu – Wymagania systemowe”.
  7. Szulc W., Rosiński A., Problemy eksploatacyjno-niezawodnościowe rozproszonego systemu bezpieczeństwa, Zabezpieczenia, nr 1 (47)/2006.
  8. Szulc W., Rosiński A., Wybrane zagadnienia z miernictwa i elektroniki dla informatyków, cz. I (cz. 1 – analogowa), Oficyna Wydawnicza WSM, Warszawa 2008.

  Zabezpieczenia 5/2009

Wszelkie prawa zastrzeżone. Kopiowanie tekstów bez zgody redakcji zabronione / Zasady użytkowania strony