Embed Size (px)
Citation preview
ĆWICZENIE 8
DIAGNOZOWANIE UKŁADU SYGNALIZACJI WŁAMANIA
Cel ćwiczenia: - zapoznanie z przykładowym procesem diagnozowania układu sygnalizacji włamania
Przedmiot ćwiczenia:
- obiekt diagnozowania: laboratoryjny układ sygnalizacji włamania z centralą MATRIX, dwoma liniami dozorowania i trzema czujkami
Narzędzia wspomagające realizację ćwiczenia:
- laboratoryjne stanowisko złożone z pulpitu sterująco-pomiarowego, woltomierza i amperomierza
8.1. Podstawy teoretyczne i założenia
8.1.1. Systemy bezpieczeństwa
Systemy bezpieczeństwa (ochrony) są obiektami technicznymi złożonymi, gdyż realizują wiele różnych funkcji, do których można na przykład zaliczyć: dozorowanie zabezpieczanego obiektu, autodiagnozowanie elementów systemu (czujek, kamer, linii zasilających, urządzeń wej/wyj, rezerwowych źródeł zasilania, itd.), alarmowanie o zagrożeniu, inicjowanie działań antydestrukcyjnych.
A. System bezpieczeństwa prosty
Systemy te realizują jedną funkcję. Zwykle uszkodzenie dowolnego elementu (czujki, centrali, linii) uniemożliwia poprawną pracę całego systemu bezpieczeństwa.
O wartościach wskaźników niezawodnościowych takiego systemu decydują: jakość projektowania i wykonania elementów – od tego głównie zależy nieuszkadzalność
początkowa RO zwana często nieuszkadzalnością konstrukcyjną (rozpoczynając użytkowanie możemy nie mieć pewności, że obiekt jest zdatny);
powolne (i w zasadzie nieodwracalne) zmiany fizyczne zachodzące w elementach składowych systemu bezpieczeństwa (np. powolna zmiana czułości sensora temperaturowego) – procesy te charakteryzują się tzw. nieuszkadzalnością parametryczną RN;
skokowe (nagłe, losowe) zmiany właściwości fizycznych elementów systemu bezpieczeństwa (np. uszkodzenie typu przerwa w przewodzie transmitującym sygnał z czujnika do centrali alarmowej) – zjawiska tego typu charakteryzuje tzw. nieuszkadzalność katastroficzna RK;
2
poprawność eksploatacji tj. obsługi, sterowania, zasilania, użytkowania – procesy te kształtują tzw. nieuszkadzalność eksploatacyjną RE.
Wszystkie te wskaźniki niezawodności są funkcjami czasu oraz punktu pracy systemu bezpieczeństwa SB.
B. System bezpieczeństwa złożony
W zasadzie wszystkie obecnie instalowane systemy bezpieczeństwa można zaliczyć do tej grupy, gdyż realizują wiele różnych funkcji w obiektach, na rzecz których działają. Można wyróżnić następujące stany funkcjonalne tych systemów: stan zdatności Z – poprawnie realizowane są wszystkie funkcje systemu; stan niezdatności N – żadna funkcja nie jest realizowana prawidłowo; stan częściowej zdatności ZN – poprawnie realizowane są tylko niektóre funkcje systemu.
Systemy bezpieczeństwa złożone tworzone są z systemów prostych, zatem uszkodzenie jednego lub kilku z nich na ogół nie powoduje całkowitego uszkodzenia systemu, lecz zmniejsza jego efektywność działania. Systemy bezpieczeństwa są obiektami odnawialnymi, tzn. w przypadku uszkodzenia są naprawialne (np. możliwa jest wymiana uszkodzonej czujki).
Naprawa może zakłócić realizację planowych zadań systemu bezpieczeństwa (np. wymiana czujki wymaga wyłączenia całego toru sygnałowego).
Systemy, od których wymaga sięskutecznego działania w zadanym,
krótkim przedziale czasu (t1, t2)Klasa II
Systemy, które nie mogą byćremontowane w czasie
realizacji zadania(np. statek powietrzny).
Klasa I
Systemy, od których wymagasię skutecznego działania w
długim przedziale czasuKlasa III
Systemy naprawialneSystemy nienaprawialne
SYSTEMY ALARMOWE ZŁOŻONE
Rys. 8.1. Klasyfikacja złożonych systemów bezpieczeństwa na przykładzie tzw. systemów alarmowych
System klasy I (rys. 8.1) realizuje swoje zadanie w przedziale czasu , w tym czasie nie
może - z założenia - ulec uszkodzeniu. System ten do chwili rozpoczęcia zadania poddawany jest permanentnej kontroli eliminującej elementy niezdatne przed i w chwili początkowej.
Systemy klasy II znajdują się zwykle przez długi okres w stanie czuwania (dozorowania chronionego obiektu), a realizowane zadania aktywne są krótkotrwałe (np. zainicjowanie sygnału alarmu, zdjęcie zabezpieczeń lub włączenie blokad w strefach, weryfikacja biometryczna użytkownika itp.). Odnowa takiego systemu jest wykonywana w czasie jego użytkowania. System uznaje się za niezdatny, jeżeli ewentualna odnowa nie zostanie zakończona przed rozpoczęciem aktywnego zadania lub wystąpi uszkodzenie podczas realizacji aktywnego zadania.
Od systemu alarmowego klasy III wymaga się by utrzymywał zdatność w długim przedziale czasu użytkowania. Spełnienie tego wymagania zależy od czasu trwania odnowy, częstości uszkodzeń, organizacji obsługi, od typu realizowanych zadań oraz od odporności systemu na destrukcję.
3
8.1.2. Diagnozowanie systemu bezpieczeństwa
Złożone systemy bezpieczeństwa wyposażane są w układy samokontroli tj. w układy automatycznego dozorowania stanu technicznego i/lub funkcjonalnego. Dozorowanie to polega na permanentnym diagnozowaniu poszczególnych elementów systemu (tj. czujek, elementów centrali alarmowej, kamer, monitorów, sygnalizatorów optycznych itd.). Centrala alarmowa wytwarza wzorcowe sygnały, które pobudzają poszczególne elementy składowe sytemu. Elementy te generują wzorcowe sygnały odpowiedzi, które są przetwarzane w centrali alarmowej na informację diagnostyczną typu: system zdatny – niezdatny. Zadaniem konstruktorów jest określenie na etapie konstruowania systemu dopuszczalnych tolerancji sygnałów wymuszających i odpowiedzi. Informacja o stanie systemu może mieć formę wizualną lub akustyczną i może być prezentowana w centrali alarmowej lub w oddalonym centrum alarmowym.
Rysunek 8.2 przedstawia przykładowy schemat blokowy złożonego systemu bezpieczeństwa z układem samokontroli.
Modułzasilania
Zasilaniesystemu
Zasilacz
AkumulatorZasilanie awaryjne
230V - 50Hz
S1
Si
Sn
PW
P2(rezerwa)
P1
Sterownikcentralny CA
WyświetlaczLCD
Panelobsługi
Drukarka
Modułsygnalizatorów
Komputer
Monitoring
Czytnik kodów
Klawiatura
UrządzeniaWej/Wyj
Układysamokontroli
CA i linii
Moduł sterowaniaprzekaźnikami lub liniami
Transmisja sygnałów
Alarm, uszkodzenie
Linia dozorowanr 1
Moduł wymiany informacjiWej/Wyj CA Linie (czujki)
Moduł wymiany informacjiWej/Wyj CA Linie (czujki)
Linia dozorowanr "n"
Mag
istr
ala
cen
tral
na
Rys. 8.2. Schemat blokowy złożonego systemu bezpieczeństwa z układem samokontroli
Określanie stanu systemu bezpieczeństwa realizowane jest przez układ samokontroli
przyłączony do centralnej magistrali centrali alarmowej. W tym układzie wytwarzane są wzorcowe sygnały kontrolne dla: linii dozorowych; centrali alarmowej (dla sterownika centralnego centrali – układy mikroprocesorowe:
zasadniczy P1 i rezerwowy (rezerwa gorąca) P2, mikroprocesor wykonawczy Pw kontroli urządzeń wejściowych i wyjściowych centrali np. modułu wymiany informacji wej/wy CA z liniami dozorowanymi);
urządzeń wejściowych i wyjściowych centrali (np. dla modułu wymiany informacji wej/wy CA z liniami dozorowanymi);
modułu sterowania transmisją sygnału do oddalonego centrum alarmowego; przyłączonych przez port wej/wyj urządzeń sygnalizujących stan centrali (np. komputera
na którym są wyświetlane informacje o aktualnym stanie systemu bezpieczeństwa, urządzeń zewnętrznych systemu – np. czytnika kodów);
4
urządzeń informacyjnych wewnętrznych centrali o stanie systemu bezpieczeństwa (np. dla wyświetlacza LCD, modułów sygnalizacji wizualnej stanu CA, panelu obsługi oraz drukarki wewnętrznej CA gdzie drukowane są na bieżąco informacje o stanach technicznych całego systemu);
układu zasilania zasadniczego oraz rezerwowego całego systemu bezpieczeństwa.
Elementem odpowiedzialnym za realizację algorytmu dozorowania systemu bezpieczeństwa jest mikroprocesor sterownika centralnego centrali alarmowej, który realizuje określoną programowo sekwencję działań diagnostycznych. Pobudzone sygnałami diagnostycznymi, wytworzonymi przez układ samokontroli, czujki alarmowe „odpowiadają” impulsami o założonej sekwencji np. czasowej. Oznacza to pojawienie się w określonym czasie impulsów odpowiedzi (np. sekwencji zer i jedynek) odpowiadających stanowi poszczególnych czujek w linii dozorowej systemu bezpieczeństwa. Każda czujka zainstalowana w linii dozorowej posiada swój własny, unikalny adres (przypisanie tego samego adresu dla dwóch czujek powoduje sygnalizację niezdatności w CA). Informacja o stanach zdatności lub niezdatności czujek pojawia się na wyświetlaczu LCD lub w module sygnalizatorów wizualnych. W przypadku wystąpienia, podczas sprawdzania stanu technicznego systemu, stanu alarmu np. przeciwpożarowego, przerywana jest procedura testowania (sygnał alarmu posiada większy priorytet niż sygnały diagnostyczne) i uruchamiane są działania informacyjno-terapeutyczne.
8.2. Opis stanowiska do badań układu sygnalizacji włamania
Układ sygnalizacji włamania (i napadu) ma na celu wykrywanie włamania oraz alarmowanie o nim w celu podjęcia odpowiednich działań. Ogólna zasada działania układu zostanie objaśniona na bazie centrali alarmowej MATRIX. W skład tego zestawu wchodzą następujące podstawowe elementy:
- centrala alarmowa wraz z systemem zasilania w energię elektryczną; - czujki napadu.
Do centrali alarmowej MATRIX mogą być także przyłączone czujki dymu.
Rodzaje czujek współpracujących z centralą MATRIX
Do centrali MATRIX mogą być przyłączone następujące rodzaje czujek: - czujki z przyłączanym wyłącznikiem krańcowym - styki NC (styki normalnie zwarte przy
drzwiach zamkniętych); - czujki z przyłączanym wyłącznikiem krańcowym - styki NO (styki normalnie rozwarte przy
drzwiach zamkniętych); - czujki z przyłączanym kontaktronem - styki NC.
Do czujek mogą być przyłączone pojedyncze lub podwójne rezystory. Czujki mogą być wyposażone w dodatkowy wyłącznik z napisem „Tamper” służący do sprawdzenia działania urządzenie sygnalizacji włamania.
Na rysunku 8.3 przedstawione są schematy czujek z normalnie zwartymi stykami - NC.
+ -SUPPLY
/N C
ALARM TAMPER
Mikrowyłącznik Wyłącznik
T TSPARE /C N
ALARM
Kontaktron
4,7k
+ -SUPPLY
/N C
ALARM TAMPER
T T
4,7k
+ -SUPPLY
/N C
ALARM TAMPER
T T
4,7k4,7k
SPARE /C N
ALARM
Kontaktron
Czujkabez rezystora
Czujka z dwomarezystorami
Czujka z pojedynczymrezystorem
Czujka z pojedynczymrezystorem
Czujkabez rezystora
Rys. 8.3. Schematy czujek z normalnie zwartymi stykami NC
5
Przykłady przyłączenia czujek do centrali MATRIX
Poniżej podano kilka wybranych przykładów przyłączenia czujek do centrali MATRIX. Producent określił dla jakich wartości prądów i rezystancji linii centrala alarmowa sygnalizuje stan pracy układu. Wartości te przedstawiono w formie „Tabeli parametryzacji linii” – tabela 8.1.
Tabela 8.1
Bez rezystorów
Linia EOL1 rezystor
Rezystancja linii [k]
Prąd linii [mA]
Linia DEOL2 rezystory
NC Dozorowanie Alarm
NO Alarm Dozorowanie
NC Dozorowanie Alarm
NO Alarm Dozorowanie
Sabotaż
Sabotaż
NC
NO
Dozorowanie Alarm Sabotaż
Alarm Dozorowanie SabotażSabotaż
Sabotaż
0 0,75 1,36 3,72 5,86 6,91 7,41 17,4 35,6
0,5 0,47 0,44 0,37 0,325 0,295 0,285 0,18 0,11 0
Linie z czujkami ze stykami NC, bez rezystorów
Linie bez rezystorów, ze stykami NC, są to linie normalnie zwarte, które rozróżniają tylko dwa stany:
- zamknięcie drzwi – zwarcie styków wyłącznika krańcowego (obwód zwarty – RL = 0Ω) – jest to stan Dozorowania;
- otwarcie drzwi - rozwarcie styków (obwód rozwarty – RL = ) – jest to stan Alarmu. Na liniach takich zwykle umieszcza się jedną czujkę lub kontaktron.
Linie EOL - czujki ze stykami NC, z pojedynczym rezystorem
Linie EOL z pojedynczym rezystorem, ze stykami NC, są to linie, które rozróżniają trzy stany:
- zamknięcie drzwi – zwarcie styków wyłącznika krańcowego (obwód zwarty – RL = 4,7kΩ) – jest to stan Dozorowania;
- otwarcie drzwi - rozwarcie styków (obwód rozwarty – RL = ) – jest to stan Alarmu; - zwarcie przewodów linii między czujką, a centralą (RL = 0Ω) – jest to stan Sabotażu;
Linie EOL nie rozróżniają stanu Sabotażu, gdy linia zostanie rozwarta (przerwana). Na liniach takich zwykle umieszcza się jedną czujkę lub kontaktron.
Linie DEOL - czujki ze stykami NC, z dwoma rezystorami
Linie DEOL z dwoma rezystorami, ze stykami NC, przedstawione na rys. 8.4, są to linie, które rozróżniają cztery stany:
- zamknięcie drzwi – zwarcie styków wyłącznika krańcowego (zwarty jeden rezystor – RL = 4,7kΩ) – jest to stan Dozorowania;
- otwarcie drzwi - rozwarcie styków (RL = 9,4kΩ) – jest to stan Alarmu; - zwarcie przewodów linii między czujką, a centralą (RL = 0Ω) – jest to stan Sabotażu; - przecięcie przewodów linii między czujką, a centralą (RL = ) – jest to stan Sabotażu.
Na rys. 8.4 przedstawiono linie, w których umieszczono tylko jedną czujkę. W liniach DEOL można umieszczać kilka czujek, co przedstawia rys. 8.5.
6
+ -SUPPLY
4,7k
4,7k
SPARE /C N
ALARMKontaktron
Linia nr 1
+ -SUPPLY
4,7k
Z1
4,7k
4,7k
4,7k
/N C
ALARM TAMPER
T T
Czujka
Linia nr 2
/N C
ALARM TAMPER
T T
Linia nr 4
Czujka
COM+ -AUX
Z4COM COM+ -AUX
Z2
CENTRALA ALARMOWA Matrix
Rys. 8.4. Ilustracja przyłączenia czujek z dwoma rezystorami do centrali alarmowej – linie DEOL
Linia DEOL – z kilkoma czujkami ze stykami NC, z dwoma rezystorami
Jeżeli linia składa się z kilku czujek, to w przypadku włamania do jednego pomieszczenia, centrala alarmowa sygnalizuje Alarm, jednak nie rozróżnia numeru pomieszczenia (numeru czujki).
Linia nr 1
CENTRALA ALARMOWAMatrix
+-SUPPLY
4,7k
/ NC
ALARM
+-SUPPLY
4,7k
/ NC
ALARM
+-SUPPLY
4,7k
/ NC
ALARMCzujka nr 1 Czujka nr 2 Ostatnia czujka w linii
4,7k
Z1COM
+-AUX
+UZ
Rogr Układ pomiaru prądu linii(spadku napięcia na
rezystancji linii)
Komparator drabinkowy
Układ sygnalizacji
AL
Rys. 8.5. Ilustracja przyłączenia kilku czujek w jednej linii do centrali alarmowej – linia DEOL Centrala alarmowa wyposażona jest dla każdej linii w:
- rezystor ograniczający – Rogr; - układ pomiaru prądu linii; - układ sygnalizacji.
Rezystor ograniczający ogranicza prąd linii do wartości 0,5mA w przypadku zwarcia przewodów przy wejściu do CA. Układ pomiaru prądu linii mierzy prąd płynący w danej linii poprzez pomiar napięcia w punkcie AL. Napięcie to podawane jest na komparator drabinkowy. W zależności od wartości płynącego prądu komparator podaje odpowiedni sygnał do układu sygnalizacji.
7
Układ sygnalizacji, w zależności od wartości prądu linii, sygnalizuje stan funkcjonalny układu sygnalizacji włamania.
Charakterystyka układu laboratoryjnego
Zestaw laboratoryjny zawiera model fizyczny układu sygnalizacji włamania, który składa się z centrali alarmowej CA z dwoma liniami dozorowania stanu chronionych pomieszczeń – linie DEOL. W linii dozorowania nr 1 znajduje się jedna czujka z dwoma rezystorami. W linii dozorowania nr 2 znajdują się dwie czujki.
Ogólny schemat „Układu sygnalizacji włamania” przedstawia rysunek 8.6. Do każdej linii dołączony jest rezystor ograniczający prąd do wartości 0,5mA w przypadku
wystąpienia zwarcia linii. Rezystory te znajdują się w centrali alarmowej. W modelu fizycznym zastosowano rezystory o wartości 12kΩ.
W tabeli 8.2 przedstawiono wartości rezystancji i prądu linii. Dodatkowo obliczono spadki napięcia na rezystancji linii oraz napięcia w punktach „AL” – UAL. Wartości te obliczono tylko dla punktów granicznych stanów pracy układu sygnalizacji włamania.
Tabela 8.2
Po przekroczeniu wyróżnionych wartości napięcia w punkcie „AL”, co odpowiada danej wartości prądu w linii IL, centrala sygnalizuje odpowiedni stan pracy układu.
Linia nr 1 DEOL
4,7k
Czujka nr 3
Czujka Nr 1
4,7k
4,7k
12k +6V 12k +6V
CENTRALA ALARMOWA MATRIX
Linia nr 2 DEOL
AL1 1
2
4
3
5
6
10
97 8
AL2
4,7k
Czujka nr 2
4,7k
Rys. 8.6. Ogólny schemat laboratoryjnego układu sygnalizacji włamania Na rysunku 8.7 przedstawiono schematy Linii nr 1 w czterech stanach pracy. W tabeli
podano graniczne i rzeczywiste wartości prądów w linii oraz napięć w punkcie AL. Wartości rzeczywiste zawierają się w podanych przedziałach.
Wartości prądów w linii oraz napięć w punkcie AL dla Linii nr 2, w czterech stanach pracy są takie same, jak dla Linii nr 1. W przypadku jednoczesnego włamania do obu pomieszczeń chronionych przez czujki nr 2 i 3, wartości te ulegają zmianie: IL2 = 0,22mA, a UAL2 = 3,24V.
Wartości te zawierają się także w przedziale stanu „Alarm” i centrala alarmowa generuje sygnał włamania.
8
4,7k
AL1
+6V
1
2
3
4
CA
4,7k
AL1
+6V
1
2
3
4
CA
4,7k
AL1
+6V
1
2
3
4
CA
4,7k
AL1
+6V
1
2
3
4
CA
Dozorowanie Alarm SabotażPrzerwa
SabotażZwarcie
Dozorowanie AlarmSabotażPrzerwa
SabotażZwarcie
Wartości graniczneMax
Min
Wartości rzeczywiste
Wartości graniczneMax
Min
Wartości rzeczywiste
UA L1[V]
I L1[mA]
0,50,47
0,50
0,35
0
0,470,325
0,360,351,9
1,69
0,3250,11
0,281,93,9
2,63
0,110
03,96,0
6,0
Parametry
Linia nr 1 DEOL
Czu
jka
nr
1
4,7k
4,
7k
4,7k
4,
7k
Czu
jka
nr
1
4,7k
4,
7k
Czu
jka
nr
1
4,7k
4,
7k
Czu
jka
nr
1
Rys. 8.7. Schematy Linii nr 1 w czterech stanach pracy
Opis zestawu pomiarowego
W skład zestawu laboratoryjnego wchodzi pulpit sterująco-pomiarowy i woltomierz. Zestaw ten umożliwia: - sygnalizację stanów pracy układu sygnalizacji włamania; - pomiar napięcia UL1 i UL2 w punktach AL1 i AL2; - pomiar napięcia w wybranych punktach linii nr 1 i 2 (punkty nr 1 ÷ 10); - zadawanie uszkodzeń w układzie sygnalizacji włamania.
Pulpit sterująco-pomiarowy
Na rysunku 8.8 przedstawiono widok płyty czołowej pulpitu. Pulpit ten zawiera: - modele czujek DEOL i centrali alarmowej; - wyłączniki i przełączniki do sterowania działaniem układu; - rezystor regulacyjny; - gniazda pomiarowe; - diody sygnalizacyjne.
Gniazda pomiarowe umożliwiają pomiar napięcia w wybranych punktach linii. Wyłączniki z napisem „Uszkodzenia” (U1 ÷ U14) służą do zadawania uszkodzeń. Diody służą do sygnalizacji stanu pracy „Układu sygnalizacji włamania” (zgodnie z opisem na pulpicie - rys. 8.8). Układ zadawania napięcia w punktach AL1 i AL2 umożliwia określenie wartości napięć, przy których zapalają się odpowiednie diody sygnalizacyjne. Do zasilania stanowiska napięciem 230V służy podświetlany wyłącznik z napisem „Sieć” umieszczony na tylnej ściance pulpitu.
9
Sprawdzanie U
USZKODZENIAU1 U2 U3 U4 U5 U6 U7
U8 U9 U10 U11 U12 U13 U14
U
Reg. U
Min Max
Linia 1 Linia 2
S1 S2
CENTRALA ALARMOWA Matrix
7 8
+6V
Alarm
Dozorowanie
Sabotaż
Alarm
Dozorowanie
Sabotaż
AL2
4,7k
12
k9
10
6
5
4,7k
Czujka Nr 14,7k
A1
2
AL1
+6V
12k
4
3
4,7k
Czujka nr 2
4,7k
Czujka nr 3
LINIA nr 2 DEOLLINIA nr 1 DEOL
Rys. 8.8. Widok płyty czołowej stanowiska do diagnozowania układu sygnalizacji włamania
Układ zadawania napięcia w punktach AL1 i AL2
Układ składa się z dwóch przełączników S1 „Linia 1” i S2 „Linia 2” oraz rezystora regulacyjnego Rr (47kΩ) „Sprawdzanie U”.
Jeżeli przełącznik S1 „Linia 1” jest ustawiony w położeniu „UZN”, to do centrali przyłączona jest czujka nr 1. Wówczas w punkcie AL1 istnieje napięcie wynikające ze stanu pracy tej czujki. Jeżeli przełącznik S1 jest ustawiony w położeniu „Reg. U”, to czujka nr 1 jest odłączona od centrali, a na wejście pomiarowe centrali przyłączona jest szczotka rezystora regulacyjnego. Rezystorem tym można zmieniać napięcie w punkcie AL1, w zakresie 0 ÷ 4,7V, w celu określenia wartości napięć, przy których zapalają się odpowiednie diody sygnalizacyjne. Tym samym rezystorem regulacyjnym można sprawdzać Linię nr 2 używając przełącznika S2 „Linia 2”.
Wartości napięć w punktach AL modelu centrali i czujek
1. UAL = 0 ÷ 0,35V – zwarcie linii – „Sabotaż”. 2. UAL = 0,35 ÷ 1,9V – stan normalny – „Dozorowanie”. 3. UAL = 1,9 ÷ 3,9V – otwarcie drzwi – „Alarm”. 4. UAL = 3,9 ÷ 6,0V – przerwa linii – „Sabotaż”.
Zestaw zadawanych uszkodzeń modelu centrali i modeli czujek
Na stanowisku można zamodelować następujące uszkodzenia: - przerwa linii – centrala generuje sygnał „Sabotaż”; - zwarcie linii – centrala generuje sygnał „Sabotaż”;
10
- uszkodzenie wyłącznika czujki (przy drzwiach zamkniętych styki wyłącznika są rozwarte) – centrala generuje sygnał „Alarm”;
- uszkodzenie układu pomiaru napięcia w CA – centrala generuje sygnał „Sabotaż”; - uszkodzenie układu pomiaru napięcia w CA – centrala generuje sygnał „Alarm”.
Przygotowanie stanowiska do ćwiczenia
1. Przyłączyć kabel zasilający stanowiska do gniazda 230V i włączyć podświetlany wyłącznik „Sieć” umieszczony na tylnej ściance stanowiska.
2. Ustawić wszystkie przełączniki U1 ÷ U14 w pozycji wyłączone (dźwignie wyłączników do dołu).
3. Ustawić przełączniki S1 (Linia 1) i S2 (Linia 2) w pozycji „UZN”. 4. Pokrętło rezystora regulacyjnego „Sprawdzanie U” ustawić w lewym skrajnym położeniu.
Po wykonaniu tych czynności zapalą się diody zielone sygnalizując „Dozorowanie”. Stanowisko znajduje się w stanie zdatności. Przed przystąpieniem do pomiarów odczekać około 3 minuty w celu nagrzania się elementów stanowiska.
8.3. Badania funkcjonalne układu sygnalizacji włamania
Kontrola stanu układu pomiaru prądu linii
W celu sprawdzenia czy układ pomiaru prądu linii np. nr 1 jest w stanie zdatności należy: - odłączyć czujki linii nr 1 od centrali alarmowej; - do zacisków Z1 i COM przyłączyć rezystor regulacyjny (47kΩ) połączony szeregowo z
miliamperomierzem; - zmieniając wartość rezystancji, obserwować wskazania miliamperomierza; - w chwilach zmiany stanu pracy układu sygnalizacji włamania porównać wartości prądu
wskazanego przez miliamperomierz z wartościami podanymi w tabeli 8.1. Jeżeli wskazania miliamperomierza nie różnią się więcej niż 10% od wartości podanych w tabeli 8.1, to należy uznać, że układ pomiaru prądu linii jest zdatny.
Pomiar wartości napięcia w punktach AL w stanie zdatności układu
A. Pomiar wartości napięcia w punkcie AL1 – linia nr 1
Pomiaru rzeczywistych granicznych wartości napięcia należy dokonać w sposób opisany poniżej. 1. Do gniazda pomiarowego 4 lub 10 (masa) przyłączyć masę woltomierza, a do gniazda
pomiarowego AL1 przyłączyć dodatni zacisk woltomierza. Zakres woltomierza ustawić na 100V.
2. Przełącznik S1 „Linia 1” ustawić w położeniu „Reg. U” (pokrętło rezystora regulacyjnego „Sprawdzanie U” w lewym skrajnym położeniu). Po przestawieniu przełącznika, do układu pomiaru napięcia CA zostaje przyłączona szczotka rezystora regulacyjnego. Rezystancja rezystora Rr = 0Ω. Wartość napięcia w punkcie AL1 jest równa 0V. Pali się dioda żółta sygnalizując „Sabotaż”.
3. Pokręcając powoli pokrętłem rezystora regulacyjnego w prawo obserwować diody. Przy wzroście napięcia kolejno będą gasły i zapalały się odpowiednie diody. W momentach zapalania diod należy odczytać wartość napięcia na woltomierzu i zanotować ją w tabeli 8.9, w kolumnie – Linia 1 – USW zdatny (Układ Sygnalizacji Włamania – zdatny).
4. Po wykonaniu pomiarów przełącznik S1 ustawić w położeniu „UZN”, a pokrętło rezystora regulacyjnego „Sprawdzanie U” w lewym skrajnym położeniu. Zaświeci się dioda zielona sygnalizując „Dozorowanie”. Temu stanowi odpowiada określona rzeczywista (dla badanej
11
linii) wartość napięcia, którą po odczytaniu na woltomierzu należy zanotować w ostatnim wierszu tabeli 8.9.
Kolejność zapalania się diod w czasie pomiaru granicznych wartości napięć
1. Gaśnie dioda żółta „Sabotaż” i zapala się zielona „Dozorowanie”. 2. Gaśnie dioda zielona i zapala się czerwona „Alarm”. 3. Gaśnie dioda czerwona i zapala się żółta „Sabotaż”.
B. Pomiar wartości napięcia w punkcie AL2 – linia nr 2
Pomiaru rzeczywistych wartości napięcia w punkcie AL2 należy dokonać podobnie jak opisano w punkcie A. Dodatni zacisk woltomierza przyłączyć do gniazda AL2, a przełącznik S2 „Linia 2” ustawić w położeniu „Reg. U”. Wyniki pomiarów zanotować w tabeli 8.9, w kolumnie – Linia 2 – USW zdatny. Po wykonaniu pomiarów przełącznik S2 ustawić w położeniu „UZN”, a pokrętło rezystora regulacyjnego „Sprawdzanie U” w lewym skrajnym położeniu.
8.4. Diagnozowanie układu sygnalizacji włamania
Przed rozpoczęciem ćwiczenia nauczyciel podaje numery wyłączników, które studenci powinni włączać kolejno, aby zadać określone uszkodzenie. Dopiero po przeprowadzeniu procesu diagnozowania jednego uszkodzenia, należy włączyć następny wyłącznik (po wyłączeniu poprzedniego), zadając kolejne uszkodzenie. Założono, że w układzie diagnozowanym istnieje w danej chwili tylko jedna niezdatność.
Włączenie kilku wyłączników jednocześnie nie powoduje uszkodzenia stanowiska.
8.4.1. Zbiory objawów, hipotez, poleceń wykonania sprawdzeń, wyników sprawdzeń i diagnoz
W tabeli 8.3 zestawiono zbiory objawów, hipotez, poleceń wykonania sprawdzeń, wyników sprawdzeń i diagnoz. W oparciu o te informacje, w procesie diagnozowania należy wybrać odpowiedni objaw i dalej postępować zgodnie z logiką wnioskowania diagnostycznego.
Tabela 8.3 Zbiór objawów
1. Świeci dioda żółta „Sabotaż” w linii nr ….. 2. Świeci dioda zielona „Dozorowanie” w linii nr ….. 3. Świeci dioda czerwona „Alarm” w linii nr …..
Zbiór hipotez 1. Uszkodzona linia DEOL nr 1 lub 2 2. Zwarcie między punktami …. i …. Linii nr …. 3. Przerwa między punktami …. i …. Linii nr …. 4. Uszkodzony wyłącznik czujki nr …. (styki wyłącznika rozwarte przy zamkniętych drzwiach) 5. Ponieważ wartość zmierzonego napięcia mieści się w przedziale wartości napięcia stanu „Dozorowanie” (tab. 8.2), a świeci dioda czerwona „Alarm”, to hipoteza brzmi: Uszkodzony układ pomiaru napięcia CA w linii nr .... 6. Ponieważ wartość zmierzonego napięcia mieści się w przedziale wartości napięcia stanu „Alarm” (tab. 8.2) i świeci dioda czerwona „Alarm”, to hipoteza brzmi: Uszkodzony wyłącznik krańcowy czujki nr …. lub nr ….. (przy drzwiach zamkniętych styki wyłącznika są rozwarte). 7. Ponieważ wartość zmierzonego napięcia mieści się w przedziale wartości napięć stanu „Sabotaż” (tab. 8.2) i świeci dioda żółta „Sabotaż”, to hipoteza brzmi: Uszkodzony układ
12
pomiaru napięcia CA w linii nr …. 8. Ponieważ wartość zmierzonego napięcia mieści się w przedziale wartości napięć stanu „Dozorowanie” (tab. 8.2) a świeci dioda żółta „Sabotaż”, to hipoteza brzmi: Uszkodzony układ pomiaru napięcia CA w linii nr ….
Zbiór poleceń sprawdzeń 1. Pomierzyć wartość napięcia w punkcie AL1 lub AL2 2. Pomierzyć wartość napięcia w punkcie nr … 3. Sprawdzić UPN w linii nr …. przy włączonym wyłączniku „U….” według punktu 8.3 i porównać go z wartościami napięć zawartymi w tabeli 8.2.
Zbiór wyników sprawdzeń 1. Napięcie w punkcie AL.. : UAL1 lub UAL2 = ..…V 2. Napięcie w punkcie …. : U….. = ..…V 3. UMIN stanu „Alarm” = …..V. Wartość tego napięcia jest mniejsza od wartości w stanie zdatności układu (tabela 8.2 - UMIN stanu „Alarm” = 1,9V) 4. UMAX stanu „Sabotaż” (przerwa linii) = …..V. Wartość tego napięcia jest większa od wartości w stanie zdatności układu (tabela 8.2 - UMAX stanu „Sabotaż” = 0,35V) 5. U…. = ….V. Wyłącznik czujki nr ….. posiada styki zwarte 6. U…. = ….V. Wyłącznik czujki nr ….. posiada styki rozwarte 7. U…..= …..V. Między punktami …..-….. jest połączenie
Zbiór diagnoz 1. Zwarcie linii między punktem …. a masą 2. Przerwa między punktami ..…i .… Linii nr… 3. Uszkodzony wyłącznik krańcowy czujki nr ….. 4. Uszkodzony układ pomiaru napięcia Linii nr … dla stanu układu „Sabotaż” 5. Uszkodzony układ pomiaru napięcia Linii nr … dla stanu układu „Alarm”
8.4.2. Metoda diagnozowania z wykorzystaniem woltomierza
Poniżej opisano metodę diagnozowania „Układu sygnalizacji włamania” z wykorzystaniem woltomierza na przykładzie linii DEOL z 3-ma czujkami. Po włączeniu jednego z wyłączników „Uszkodzenia” pojawia się symulacja uszkodzenia układu sygnalizacji włamania. Objawem niezdatności układu jest zapalenie żółtej diody sygnalizującej „Sabotaż” lub diody czerwonej sygnalizującej „Alarm” (włamanie).
A. Diagnozowanie układu w przypadku wystąpienia objawu: świeci się dioda czerwona
„Alarm” Uwaga: 1. Jeżeli świeci się dioda czerwona „Alarm”, a napięcie w punkcie AL danej linii mieści się w zakresie wartości dla stanu „Alarm”, to oznacza że nastąpiło włamanie, lub nastąpiło uszkodzenie czujki (rozwarcie styków wyłącznika czujki przy drzwiach zamkniętych). W ćwiczeniu zakładamy, że nie nastąpiło włamanie. 2. W czasie diagnozowania czujek, aby stwierdzić czy styki wyłącznika są zwarte czy rozwarte, należy pomierzyć napięcie na wyjściu i wejściu czujki. Jeżeli te napięcia są sobie równe, to styki wyłącznika czujki są zwarte. 3. Jeżeli zapali się dioda czerwona „Alarm”, a napięcie w punkcie AL danej linii mieści się w zakresie stanu „Dozorowanie”, to oznacza że nastąpiło uszkodzenie układu pomiaru napięcia. W takim przypadku należy sprawdzić „Układ pomiaru napięcia” przy włączonym wyłączniku zadanego uszkodzenia (pkt. 8.2).
13
Aby przeprowadzić diagnozowanie układu należy wykonać określoną liczbę kroków.
1-szy krok diagnozowania
Po włączeniu wyłącznika wybranego uszkodzenia np. U7 zanotować w tabeli 8.4: 1. Objaw uszkodzenia Oi; 2. Postawioną hipotezę odnośnie rodzaju uszkodzenia (czyli stanu niezdatności); 3. Podjętą decyzję odnośnie wykonania sprawdzenia weryfikującego przyjętą hipotezę; 4. Wynik wykonanego sprawdzenia – kolejny objaw Oi; 5. Postawioną diagnozę. Uwaga: W tabelach wpisano fikcyjne wartości pomierzonych napięć, ale zbliżone do wartości rzeczywistych. Oznaczenia użyte w tabeli: U6 – napięcie w punkcie 6; UPN – układ pomiaru napięcia centrali alarmowej.
Kolejny krok diagnozowania
Jeżeli w poprzednim kroku nie została postawiona diagnoza, to należy wykonać następne kroki diagnostyczne. Poniżej przedstawiono metodykę diagnozowania dla kilku wariantów uszkodzeń linii nr 3 DEOL.
Na rysunku 8.9 przedstawiono schemat „Układu sygnalizacji włamania” z linią DEOL, która składa się z 3 czujek.
Linia nr 3 DEOL Alarm (włamanie)
4,7k2
Cznr 1
4,7k3
Cznr 2
4,7k4 5 7 8
Cznr 3
4,7k6
V
1krok 4krok 3krok 2krok+
-
AL3112k
+6V
CA
Rys. 8.9. Schemat układu z linią DEOL składającą się z 3 czujek
Wariant 1 Tabela 8.4
Zadane uszkodzenie Włączony wyłącznik np. U7 Objaw O1. Świeci dioda czerwona „Alarm”. Hipoteza Uszkodzona linia nr 3 DEOL. Polecenie sprawdzenia Zmierzyć wartość napięcia w punkcie AL3.
Kro
k 1
Wynik sprawdzenia Objaw
O2. UAL3 = 1,65V.
Kro
k 2
Hipoteza
Ponieważ wartość zmierzonego napięcia mieści się w dopuszczalnych granicach napięcia dla stanu „Dozorowanie” (tab. 8.2), to hipoteza brzmi: „Uszkodzony układ pomiaru napięcia CA w linii nr 3”.
14
Polecenie sprawdzenia Sprawdzić UPN w linii nr 3 przy włączonym wyłączniku „U7” (wg punktu 8.2) i porównać go z wartościami napięć zawartymi w tabeli 8.2.
Wynik sprawdzenia Objaw
O4. UMIN stanu „Alarm” = 1,42V. Wartość tego napięcia jest mniejsza od wartości w stanie zdatności układu (tabela 8.2 : UMIN stanu „Alarm” = 1,9V).
Diagnoza D: Uszkodzony układ pomiaru napięcia CA w linii nr 3
Wariant 2 Tabela 8.5
Zadane uszkodzenie Włączony wyłącznik np. U11 Objaw O1. Świeci dioda czerwona „Alarm”. Hipoteza Uszkodzona linia nr 3 DEOL. Polecenie sprawdzenia Zmierzyć wartość napięcia w punkcie AL3.
Kro
k 1
Wynik sprawdzenia Objaw
O2. UAL3 = 2,68V.
Hipoteza
Ponieważ wartość zmierzonego napięcia mieści się w przedziale wartości napięcia dla stanu „Alarm” (tab. 8.2), to hipoteza brzmi: „Uszkodzony wyłącznik krańcowy jednej z czujek” (przy drzwiach zamkniętych styki wyłącznika są rozwarte).
Polecenie sprawdzenia Zmierzyć napięcie w punkcie 6. Kro
k 2
Wynik sprawdzenia Objaw
O3. U6 = 0V. Wyłącznik czujki nr 3 posiada styki zwarte.
Hipoteza Uszkodzony wyłącznik krańcowy czujki nr 1 lub 2 (przy drzwiach zamkniętych styki wyłącznika są rozwarte).
Polecenie sprawdzenia Zmierzyć napięcie w punkcie 4.
Kro
k 3
Wynik sprawdzenia Objaw
O4. U4 = 1,31V. Wyłącznik czujki nr 2 posiada styki rozwarte.
Diagnoza D: Uszkodzony wyłącznik krańcowy czujki nr 2
Uwaga: Gdyby wyłącznik czujki nr 2 był zdatny, (objaw: napięcie w punkcie 4: U4 = 0V), to należałoby wykonać 4-ty krok, mierząc napięcie w punkcie 2.
B. Diagnozowanie układu w przypadku wystąpienia objawu: świeci się dioda żółta
„Sabotaż”
Aby przeprowadzić diagnozowanie układu należy wykonać pewną liczbę kroków postępując podobnie, jak w punkcie A. Wyniki diagnozowania zapisać w tabeli 8.6. Uwaga: 1. Jeżeli świeci się dioda żółta „Sabotaż”, a napięcie w punkcie AL danej linii mieści się w zakresie wartości dla stanu „Sabotaż” to oznacza, że nastąpiło uszkodzenie linii (zwarcie, przerwa). Należy odszukać rodzaj i miejsce uszkodzenia linii. 2. Jeżeli świeci się dioda żółta „Sabotaż”, a napięcie w punkcie AL danej linii mieści się w zakresie stanu „Dozorowanie” to oznacza, że wystąpiło uszkodzenie układu pomiaru napięcia danej linii. W takim przypadku należy sprawdzić „Układ pomiaru napięcia” przy włączonym wyłączniku zadanego uszkodzenia wg. pkt. 8.2.
15
Na rysunku 8.10 przedstawiono schemat układu sygnalizacji włamania przy zwarciu i przerwie linii DEOL (3 czujki).
4,7k2
Cznr 1
4,7k3
Cznr 2
4,7k4 5 7 8
Cznr 3
4,7k6
V
1krok 5krok 4krok 3krok+
-
2krok
Linia nr 3 DEOL Sabotaż (zwarcie, przerwa linii)
AL3112k
+6V
CA
Rys. 8.10. Schemat układu z linią DEOL – przypadki: zwarcie i przerwa
Wariant 1 Tabela 8.6
Zadane uszkodzenie Włączony wyłącznik np. U2 Objaw O1. Świeci dioda żółta „Sabotaż”. Hipoteza Uszkodzona linia nr 3 DEOL. Polecenie sprawdzenia Zmierzyć wartość napięcia w punkcie AL3.
Kro
k 1
Wynik sprawdzenia Objaw
O2. UAL3 = 0V.
Diagnoza D: Zwarcie linii między punktem 1 a masą
Wariant 2 Tabela 8.7
Zadane uszkodzenie Włączony wyłącznik np. U12 Objaw O1. Świeci dioda żółta „Sabotaż”. Hipoteza Uszkodzona linia nr 3 DEOL. Polecenie sprawdzenia Zmierzyć wartość napięcia w punkcie AL3.
Kro
k 1
Wynik sprawdzenia Objaw
O2. UAL3 = 1,64V.
Hipoteza Ponieważ wartość pomierzonego napięcia mieści się w granicach napięć stanu „Dozorowanie” (tab. 8.2), to hipoteza brzmi: „Uszkodzony układ pomiaru napięcia CA w linii nr 3”.
Polecenie sprawdzenia Sprawdzić UPN w linii nr 3 przy włączonym wyłączniku „U13” (wg punktu 8.2) i porównać go z wartościami napięć zawartymi w tabeli 8.2. K
rok
2
Wynik sprawdzenia Objaw
O3. UMAX stanu „Sabotaż” (przerwa w linii) = 1,83V. Wartość tego napięcia jest większa od wartości w stanie zdatności układu (tabela 8.2: UMAX stanu „Sabotaż” = 0,35V).
Diagnoza D: Uszkodzony układ pomiaru napięcia CA w linii nr 3
16
Wariant 3
Tabela 8.8 Zadane uszkodzenie Włączony wyłącznik np. U13 Objaw O1. Świeci dioda żółta „Sabotaż”. Hipoteza Uszkodzona linia nr 3 DEOL. Polecenie sprawdzenia Zmierzyć wartość napięcia w punkcie AL3.
Kro
k 1
Wynik sprawdzenia Objaw
O2. UAL3 = 5,95V.
Hipoteza Przerwa linii nr 3 między punktami 1 - 8. Polecenie sprawdzenia Zmierzyć napięcie w punkcie 7.
Kro
k 2
Wynik sprawdzenia Objaw
O3. U7 = 0V. Między punktami 7 – 8 jest połączenie.
Hipoteza Przerwa linii nr 3 między punktami 1 - 6. Polecenie sprawdzenia Zmierzyć napięcie w punkcie 5.
Kro
k 3
Wynik sprawdzenia Objaw
O4. U5 = 5,96V.
Diagnoza D: Przerwa linii nr 3 między punktami 5 - 6
Uwaga: Gdyby między punktami 5 – 6 nie było przerwy (objaw: napięcie w punkcie 5: U5 = 0V), to należałoby wykonać 4-ty i 5-ty krok, mierząc napięcie w punktach 3 i 2.
Tabele pomiarowe do zanotowania wyników procesu diagnozowania
1. Tabela pomocnicza. Pomiar napięcia w punktach AL układu sygnalizacji włamania (USW) w celu określenia zdatności lub niezdatności układu pomiaru napięcia danej linii.
Uwaga: W czasie diagnozowania, w przypadku postawienia hipotezy „Uszkodzony układ pomiaru napięcia Linii nr …”, należy sprawdzić wymieniony układ wg punktu 8.2, przy włączonym wyłączniku danego uszkodzenia. Wyniki pomiaru zanotować w tabeli 8.9 w kolumnie USW niezdatny dla uszkodzenia U….. Porównać uzyskane wartości napięć z wartościami napięć zmierzonych w stanie zdatności układu i postawić diagnozę.
Tabela 8.9 Linia nr 1 Linia nr 2
USW zdatny
USW niezdatny (zadane uszkodzenie
U…)
USW zdatny
USW niezdatny (zadane uszkodzenie
U…)
Stan funkcjonalny
układu
Świeci dioda
UAL1[V] UAL1[V] UAL2[V] UAL2[V]
6 6 6 6
Sabotaż Przerwa linii Żółta
Alarm Czerwona
Dozorowanie Zielona
Sabotaż Zwarcie linii Żółta
0 0 0 0
Napięcie w punktach AL w stanie normalnej pracy układu Dozorowanie Zielona UAL1 = ……V UAL2 = ……V
17
2. Główna tabela diagnostyczna
Tabela 8.10 Zadane uszkodzenie Włączony wyłącznik U….
Objaw O1. Świeci dioda ...............” …………….” linii nr ….. Hipoteza Uszkodzona linia nr … DEOL. Polecenie sprawdzenia Sprawdzić napięcie w punkcie AL… .
Kro
k 1
Wynik sprawdzenia Objaw O2. UAL… = …V.
Hipoteza Polecenie sprawdzenia
Kro
k 2
Wynik sprawdzenia Objaw O3.
Hipoteza Polecenie sprawdzenia
Kro
k 3
Wynik sprawdzenia Objaw
O4
Diagnoza D:
8.5. Uwagi końcowe
W wyniku wykonania ćwiczenia należy przedstawić sprawozdanie, które powinno zawierać: schemat blokowy badanego układu sygnalizacji włamania; wypełnione tabele pomiarowe (tab. nr 8.9, 8.10); wnioski z przeprowadzonych badań i dyskusji.
8.6. Zagadnienia kontrolne
1. Wymienić i scharakteryzować ważniejsze stany techniczne i funkcjonalne przykładowego systemu bezpieczeństwa.
2. Dokonać podziału systemów bezpieczeństwa na klasy i podać przykłady rozwiązań. 3. Omówić sposób diagnozowania systemu bezpieczeństwa przez centralę alarmową. 4. Wymienić stany funkcjonalne (stany pracy) rozróżniane w liniach z czujkami bez
rezystorów ze stykami NC (normalnie zwartymi). 5. Jakie stany pracy rozróżniają linie EOL z czujkami ( z jednym rezystorem) ze stykami NC. 6. Jakie stany pracy rozróżniają linie DEOL z czujkami ( z dwoma rezystorami) ze stykami
NC. 7. Omówić kolejność postępowania w procesie diagnozowania układu sygnalizacji włamania. 8. Wyjaśnić pojęcie objawu (symptomu) stanu. 9. Na czym polega różnica między diagnozowaniem sondującym a dozorowaniem ? 10. Wymienić i omówić poziomy (etapy) wnioskowania diagnostycznego.
