Установка блоков питания в зависимости от площади охраняемого объекта

Разработка алгоритма разбиения территории охраняемого объекта и площади зданий в зависимости от расположения элементов системы физической защиты Текст научной статьи по специальности « Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Жуков Алексей Викторович

В данной статье представлен алгоритм разбиения территории охраняемого объекта и площади зданий в зависимости от расположения элементов системы физической защиты. Был проведен анализ существующих методов планировки системы физической защиты и государственных стандартов. Представленный алгоритм разбиения территории охраняемого объекта и площади здания показывает зависимость расположения подзон от схемы и типа установки элементов системы защиты. При использовании данного алгоритма можно выявить рациональную схему установки системы физической защиты объекта и здания, выявить количество необходимых для установки элементов СФЗ.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Жуков Алексей Викторович

Текст научной работы на тему «Разработка алгоритма разбиения территории охраняемого объекта и площади зданий в зависимости от расположения элементов системы физической защиты»

Разработка алгоритма разбиения территории охраняемого объекта и площади зданий в зависимости от расположения элементов системы физической защиты Жуков А. В.

Жуков Алексей Викторович / Zhukov А1ехеу ¥1к1огоу1ск – аспирант, Межрегиональное общественное учреждение Институт инженерной физики, г. Серпухов

Аннотация: в данной статье представлен алгоритм разбиения территории охраняемого объекта и площади зданий в зависимости от расположения элементов системы физической защиты. Был проведен анализ существующих методов планировки системы физической защиты и государственных стандартов. Представленный алгоритм разбиения территории охраняемого объекта и площади здания показывает зависимость расположения подзон от схемы и типа установки элементов системы защиты. При использовании данного алгоритма можно выявить рациональную схему установки системы физической защиты объекта и здания, выявить количество необходимых для установки элементов СФЗ. Ключевые слова: алгоритм, разбиение, охраняемый объект, площадь покрытия, элемент, система физической защиты (СФЗ).

Безопасность объекта является одним из важнейших условий его функционирования. Информационная безопасность и безопасность объекта в целом являются одним из важнейших условий его функционирования. Для обеспечения безопасности охраняемый объект должен быть оснащен системой физической защиты (СФЗ). Для эффективной работы СФЗ должно учитываться расположение её элементов.

В рамках данной статьи показан вариант разбиения территории охраняемого объекта и площади отдельных зданий. Данные объекты между собой не связаны. Территория охраняемого объекта разбита в зависимости от расположения камер системы видеонаблюдения и датчиков системы охраны периметра, а площадь здания разбивается в зависимости от расположения камер системы видеонаблюдения и системы инфракрасных датчиков присутствия.

Алгоритм разбиения территории охраняемого объекта и площади зданий в зависимости от расположения элементов системы физической защиты.

Безопасность объекта является одним из важнейших условий его функционирования. Для обеспечения безопасности охраняемый объект должен быть оснащен системой физической защиты (СФЗ). Для эффективной работы СФЗ должно учитываться расположение её элементов.

В дальнейшем под охраняемым объектом понимается объект, охраняемый подразделениями охраны и оборудованный действующими техническими средствами охранной сигнализации [6].

При этом система физической защиты представляет собой совокупность методов и средств обеспечения физической целостности объекта обеспечения безопасности.

Под составляющими определения СФЗ будем понимать следующее [6]:

• совокупность методов — правовых, организационных, юридических, морально-этических и др., необходимых для решения задачи;

• совокупность средств — средства, необходимые для решения задачи, такие как аппаратные, программные и инженерно-технические;

• физическая целостность расположения различных элементов объекта обеспечения безопасности без нарушения целостности каждого из элементов.

Под элементами системы физической защиты понимаются компоненты СФЗ, которые выполняют определенную функцию (группу функций) по физической защите и могут быть качественно или количественно оценены инспектором (специалистом-экспертом) [5].

Для установки СФЗ нужен алгоритм разбиения территории охраняемого объекта и площади зданий, который позволит выявить рациональные варианты схем установки её элементов.

Разбиение территории охраняемого объекта проведено на примере плана территории объекта, представленного на рисунке 1. На рисунке изображены: синим пунктиром периметр объекта; коричневым цветом здания объекта; черным цветом контрольно-пропускной пункт объекта.

Рис. 1. План территории охраняемого объекта

Для правильного разбиения территории охраняемого объекта необходимо учитывать типы технических средств СФЗ по отдельности, так как для каждого типа технического средства разбиение территории должно осуществляться по-разному.

Технические средства физической защиты — вид технических средств, предназначенных для использования силами охраны или службы безопасности с целью обнаружения несанкционированных действий, информирования о попытках и фактах совершения таких действий, локализации и задержки продвижения нарушителей до прибытия сил реагирования [7].

В качестве примера можно привести следующие технические средства СФЗ:

• средства обнаружения, система сбора и обработки информации;

• контроля и управления доступом;

• оптико-электронного наблюдения и оценки обстановки;

• оперативной связи и оповещения (в том числе средства проводной связи и радиосвязи);

• система обеспечения электропитания система охранного освещения.

В данной статье разбиение территории объекта произведено в зависимости от систем видеонаблюдения и охраны периметра объекта.

Для того чтобы устанавливаемая система видеонаблюдения объекта эффективно работала, то есть осуществляла визуальный контроль за территорией охраняемого объекта, необходимо для каждой камеры рассчитать угол обзора объектива и площадь обзора камеры.

Прежде чем рассчитать углы обзора и площадь камеры охраняемого объекта необходимо провести расчет фокусного расстояния объектива.

Фокусное расстояние объектива — определяет его угол зрения и степень увеличения предмета в данной точке съёмки [4]. Чем меньше фокусное расстояние, тем больше угол обзора [4].

Расчет фокусного расстояния производится по формуле (1).

где — фокусное расстояние (мм);

— вертикальный размер матрицы (мм);

— вертикальный размер объекта (м);

— расстояние до объекта (м);

— горизонтальный размер матрицы (мм);

— горизонтальный размер объекта (м).

После расчета фокусного расстояния объектива, рассчитывается угол обзора объектива камеры.

Угол обзора объектива рассчитывается по формуле (2) [2].

где а – угол обзора объектива (гр);

сС – размер матрицы (мм);

Угол обзора объектива представлен на рисунке 2.

Следующим этапом является рассчитывается по формуле (3) [2].

Рис. 2. Угол обзора объектива

расчет мертвой зоны видеокамеры, которая

где — длина мертвой зоны (м);

— высота мертвой зоны (м);

— высота установки камеры (м).

Из выражения следует, что если высота человека п стремится к 0 (злоумышленник ползет), то длина мертвой зоны максимальна и составляет т = 5 (расстояние до объекта наблюдения). Наоборот, если высота установки видеокамеры N равна высоте

человека п, то человек сразу же попадает в поле зрения видеокамеры (т = 0). Характерно, что угол обзора по вертикали в явном виде не входит в выражение.

Расчет площади обзора видеокамеры.

Площадь обзора видеокамеры имеет вид трапеции. Для определения площади покрытия можно рассчитать по формуле (4).

где 5обз — площадь обзора камеры (м 2);

а — длина ближней границы обзора (м);

Ь — длина дальней границы обзора (м);

Исходя из полученной площади обзора камеры, произведем расчет среднего количества камер на общую площадь уличной территории объекта.

Среднее количество камер видеонаблюдения уличной территории объекта рассчитывается по формуле (5): Кп = (5 )

где — среднее количество камер;

— общая площадь охраняемого объекта;

Бобз — площадь обзора камеры;

5стр — общая площадь, занимаемая всеми строениями на территории объекта.

В реальности общее число камер будет зависеть от их размещения и может быть меньше чем Кп.

При установке камер учитывается расстояние от камеры до объекта наблюдения. За объект наблюдения целесообразно брать границы зданий объекта или границу периметра объекта (забор).

Пример установки четырех камер , , и площади их обзора, представлен на рисунке 3. Часть площади обзора камер заштрихована, данная площадь обзора может находиться в мертвой зоне, это зависит от высоты установки камер и высоты забора. Камеры К3, К4 установлены на специальной мачте. Как видно из рисунка 3, обзор камер не позволяет охватить в полной мере участки территории объекта, обозначенные зеленым цветом, за который отвечают эти камеры.

Для того чтобы необходимые участки территории попадали в площадь обзора камер, к примеру, перенесем камеру К3 на фасад здания Б, а камеру К4 на фасад здания А и получим следующую картину, представленную на рисунке 4.

Рис. 4. Изменение расположения камер и площади их покрытия

На рисунке 4 видно, что с изменением места расположения камер изменилась площадь их обзора, в связи с тем в поле зрения камер попали необходимые участки территории.

Исходя из полученной картины на рисунке 4, части территории (подзоны), 2 2^, за которые отвечают камеры, представлены на рисунке 5 и обозначены зеленым цветом. Площадь полученных участков может быть разной, это зависит от установки камер и их характеристик.

Рис. 5. Зоны видеонаблюдения охраняемого объекта 17

Для того чтобы осуществить разбиение территории всего объекта необходимы конкретные характеристики охраняемого объекта и устанавливаемых камер.

Следующим элементом СФЗ, в зависимости от которого будет проведено разбиение территории охраняемого объекта, будет система охраны периметра объекта.

Охрана определенной территории на сегодняшний день имеет весьма ценное значение, как с точки зрения индивидуального пользования, так и для специальных служб, поставленных охранять государственные и частные объекты. Именно периметр охраняемой территории является первым рубежом в защите от неправомерных действий злоумышленников, а целостность и неприкосновенность имущества будет зависеть не только от оперативности действия службы охраны, но и от универсальности и качества установленных систем охраны периметра.

На сегодняшний день рынок систем охраны периметра пестрит своим изобилием и функциональностью представленного оборудования. Чтобы правильно подобрать данную систему, нужно точно понимать цели и задачи данной системы

Система охраны периметра – это комплекс аппаратных и программных средств, предназначенных для раннего выявления попыток проникновения на охраняемую территорию. Как правило, такая система включает в себя следующие элементы [8]:

• набор датчиков или сенсорный кабель;

• система передачи сигнала – кабельная или беспроводная;

• модуль приема и обработки сигнала (анализатор);

• ПК с программным обеспечением (возможно).

Чтобы обнаружить нарушителя за минимальный промежуток времени, система охраны периметра должна иметь высокую чувствительность и минимальный уровень ложных срабатываний. Это достигается за счет выполнения следующих требований:

1. Полное покрытие линии периметра (отсутствие «мертвых зон», точное повторение контура).

2. По возможности – скрытая или малозаметная установка.

3. Отстройка от индустриальных помех вблизи периметра, от климатических условий, от попадания в зону чувствительности предметов и животных.

4. Наличие грозозащиты.

В качестве примера в таблице 1 представлены существующие типы систем безопасности периметра охраняемого объекта.

Таблица 1. Классификация систем охраны периметра

Тип системы Принцип работы Рекомендации к применению

Емкостная Электрический контур – система проводников или сетка -подключенный к контрольному прибору. При приближении или прикосновении к контуру его емкость относительно земли меняется. Протяженные ограждения

Вибрационная При прикосновении к ограждению закрепленный на нем сенсорный кабель генерирует звуковые колебания. Любые типы ограждений от рабицы до кирпичных стен; крыши; обнаружение подкопа или перелезания.

Радиоволновая Через два фидера (проводника), расположенные параллельно друг другу, течет электрический ток, генерирующий стабильное электромагнитное поле. При попадании в контролируемую зону постороннего объекта параметры поля изменяются. Ограждения и стены зданий. Возможна скрытая установка.

Радиолучевая Передатчик генерирует объемное электромагнитное поле. При попадании постороннего объекта приемник фиксирует изменения параметров поля. На этом же принципе основана работа высокочастотных систем, использующих эффект Доплера. Мертвые зоны вблизи приемника и передатчика; высокий уровень ложных срабатываний. При установке необходимо исключить случайное попадание в зону чувствительности посторонних предметов.

Инфракрасная Пассивная ИК-система регистрирует изменение ИК-излучения окружающей среды при возникновении движения в охраняемой зоне. Активная ИК-система включает в себя приемник и передатчик. Передатчик излучает невидимые ИК-лучи. Если луч пересекается посторонним предметом, приемник подает сигнал тревоги. Активная ИК-система: прямолинейные участки периметров; узкие зоны обнаружения. Пассивная ИК-система: короткие участки периметра (зоны въезда транспорта, разрывы в ограждениях, ворота, оконные проемы).

Вибрационно-сейсмическая Сейсмомагнитометрические датчики (кабели) регистрируют изменения магнитного поля при перемещении в зоне чувствительности посторонних предметов. Гидравлические датчики регистрируют изменение давления жидкости. Геофонные датчики представляют собой обмотку с подвижным магнитным сердечником. Движение сердечника при возникновении механических колебаний ограды или почвы приводит к изменению напряжения в обмотке. Высокая чувствительность, высокий уровень ложных срабатываний (сейсмомагнитометричес кие системы), универсальность (любой тип ограды, неогороженные территории).

Обрывная Вдоль границы охраняемой территории натягивается тонкий двужильный провод. При его обрыве подается сигнал тревоги. Быстроразворачиваемые системы; охрана открытых площадей без ограждений.

Контактная оптоволоконная Оптоволоконный кабель закладывается в землю. При его деформации изменяются параметры проходящего через него лазерного луча. Сложная электромагнитная обстановка на периметре.

У каждой из вышеприведённых систем охраны периметра есть свои преимущества и недостатки. Площадь обнаружения злоумышленника у каждой системы своя и варьируется от нескольких метров до нескольких сотен метров.

Следовательно, участки, на которые будет разбита территория охраняемого объекта, зависят от характеристик, принципа работы, а также, от места установки системы охраны периметра.

В основном системы охраны периметра направлены на обнаружения несанкционированных проникновений на территорию объекта и устанавливается непосредственно по периметру охраняемого объекта. На некоторых особых объектах есть необходимость установки контроля за внутренней территорией объекта с помощью данных систем охраны.

При разбиении территории охраняемого объекта на участки, во внимание следует принимать каждый тип системы по отдельности, так как для обеспечения безопасности объекта могут применяться несколько типов систем.

Наиболее распространенная радиоволновая система безопасности. Монтаж радиоволновой системы охраны периметра требует наличие расположенных параллельно относительно друг друга проводников. При прохождении по ним электрического сигнала создается электромагнитное поле с заданными параметрами, диаметр которого зависит от взаимного расположения проводников. Нарушитель, попадая в зону данного поля, изменяет сигнал на выходе из приемника, генерируя сигнал тревоги на контрольное устройство. Отличающая особенность перед радиолучевыми системами – отсутствие, каких-либо специальных требований к поверхности земли и формы периметрального ограждения. Система не подвержена к воздействию на нее погодных условий, так же при оптимальной настройке способна избегать ложного реагирования при преодолении периметра мелкими животными и птицами, движения вдоль охраняемой территории большегрузных транспортных средств. Схема установки данной системы безопасности представлена на рисунке 6.

Подбираем и рассчитываем блок питания для камер видеонаблюдения

От стабильности подачи электроэнергии, далеко не в последнюю очередь зависит запись видео. Разумеется, если видеонаблюдение будет прерывистым, о безопасности не может идти и речи. И все это еще полдела. Поломка блока питания может привести к поломке видеокамер что в свою очередь, встанет в копеечку. Следовательно, важно выбрать подходящий по потребностям камер блок питания. Итак, давайте разберемся подробней.

Читайте также:  Как выбрать аппарат для ручной дуговой сварки

Что такое источник питания и его виды

Блок питания представляет из себя устройство, преобразовывающее переменный ток (220 в) в постоянный (обычно 12 в) – это его основная функция.

БП подразделяются на разные виды. Каждый из них имеет свои преимущества, недостатки и назначение.

1. ИБП(Э)

Источники Бесперебойного Питания (Энергии) – блоки, оснащенные встроенными аккумуляторами, благодаря чему они могут работать бесперебойно позволенное батареей время. Идеальны они как для наблюдения за объектами с перебойным питанием, так и частной недвижимости. ИБП(Э) также бывают нескольких подвидов, но это уже дело конкретных нужд.

2. БП для одной камеры

Обеспечивают камеру бесперебойным электричеством только при наличии его в розетке. Они дешевые, непрактичные и бесполезные. Чаще всего такое чудо современной техники можно найти в комплекте с камерами. Непрактичность таких устройств дает о себе знать с первой же установкой камер видеонаблюдения. Приходится подводить к каждой камере розеточную точку(!), что согласитесь, довольно неразумно.

3. Комбинированный БП

Комбинированный БП решает проблему предыдущего вида. Как правило, он устанавливается в специальный металлический шкаф, после чего к нему подводятся камеры и электроэнергия. Такие БП делятся по количеству слотов для видеокамер и по мощности. Решение ставить КБП, устраняет множество проблем, связанных с монтажом электросети.

Конструктивные разновидности БП

В отличие от предыдущего списка, здесь все намного проще. Конструктивно БП делятся на следующие виды:

1. Маломощные БП

Пластиковый корпус, слабенькая микросхема, вилка. Предназначены такие БП для питания одной камеры. Подключаются напрямую к розетке. Идеальное решение для установки камеры видеонаблюдения для малого бизнеса (магазин продуктов).

2. Среднемощные БП

Предназначены для питания небольшого количества видеокамер. Как правило, корпус подобных БП выполнен из металла для отвода тепла. Подключение к камерам происходит посредством соединения кабелей видеокамер с клеммами, расположенными в БП.

3. Резервируемый БП

Располагают такие БП в металлических шкафчиках (щитках), поскольку размер данного агрегата не позволяем ему эстетично вписываться в интерьер. У подобных БП присутствует возможность подключения аккумулятора для бесперебойной подачи электроэнергии камерам, которых, в свою очередь, можно подключить в солидном количестве.

Как подобрать БП для камер?

Для четкой работы видеонаблюдения необходим правильный выбор блока питания и кабеля. Разберемся в теме конкретней:

1. Выходная мощность

Первое, что необходимо учесть при покупке БП для видеокамер – это выходная мощность. Выходной мощности должно хватать на все подключаемые устройства. Не менее важная деталь – наличие у БП функции регулировки выходной мощности, чтобы не «спалить» устройства.

2. Кабель БП

Второе по списку, но не по важности – кабель. Важно рассчитать сечение кабеля под конкретно необходимые задачи. Подробнее про кабели для видеонаблюдения читайте здесь.

3. Конкретная модификация БП

Перед покупкой, необходимо учесть будущее расположение, наличие подсветки, ток, потребляемый камерами и расстояние камер от БП. В зависимости от последнего параметра, рассчитывается длина, толщина и сечение кабеля.

Комплектный блок системы видеонаблюдения

Для небольшого объекта вполне подойдет покупка готового комплекта видеонаблюдения. В котором обычно находятся:

  • Видеорегистратор
  • Камеры
  • Запоминающее устройство (жесткий диск)
  • Блок питания
  • Провода, переходники, разъемы и остальная мелочь

Выгодность подобных решений заключается в простоте установки и отсутствии нужды в самостоятельном выборе комплектующих. Помимо сказанного ранее, цена у комплектов зачастую ниже, чем сумма, потраченная на самостоятельную сборку комплекта.

Места установки

От расстояния между БП и видеокамерами, напрямую зависит спад электрического напряжения. Другими словами, чем дальше камеры расположены от БП, тем хуже они будут функционировать.

На количество доходящего до камер напряжения также влияют и погодные условия. Следовательно, камеры, находящиеся вне помещения должны быть подключены к БП проводом, сечение которого превышает 0,5 мм. В случае несоблюдения подобных требований, не стоит сомневаться в том, что камеры могут резко отключиться и более не функционировать, пока проблема с кабелями не будет устранена.

В зависимости от места установки, источники питания делят на следующие классификации:

1. Уличные БП

Устройства, подобной спецификации отличаются от остальных сородичей герметичным корпусом, выполненным преимущественно из металла.

2. Предназначенные для помещения

Такие БП не отличаются герметичностью. Вся информация о них была описана выше.

3. Стабилизируемые и нестабилизируемые

Стабилизируемый и нестабилизируемый БП отличаются друг от друга лишь наличием в электросхеме элементов, предотвращающих влияние скачков напряжения на выходную энергию. Если проще: перепады электричества в розетке не будут сжигать камеры видеонаблюдения, если у БП есть функция стабилизации выходной энергии.

Пример расчета питания

Как правило, случаи внепланового включения / выключения электропитания для средств видеонаблюдения объясняются ошибками в расчётах на уровне выбора и проектировки оборудования. Для более быстрого понимания темы, разберем небольшую задачку в качестве примера:

  • Камеры: 5 шт.
  • Расстояние до каждой камеры: 50 м
  • Потребляемый каждой камерой ток: 150 мА
  • Напряжение питания камеры: 12В+/-10%

Приступаем к решению задачки:

P=I*U или I=P/U, где:

  • P (Ватт) – мощность,
  • I (Ампер) – ток,
  • U (Вольт) – напряжение.

Шаг 1: Находим суммарное потребление тока:

Этих знаний хватит для выбора надлежащего блока питания. Его выходная мощность должна будет составлять 12,7+/-0,2В.

Шаг 2: Определение минимально допустимого выходного напряжения:

U=12,5-10,8=1,7В – максимально допустимый уровень потерь

R=U/I=1,7/0,6=2,8 Ом – максимально допустимое напряжение для линии (камеры, подключенные к одному проводу)

Шаг 3. Определяем все данные, касающиеся провода:

L=50 (длина провода) *2=100 метров – общая длина

R уд = 28 Ом/метр – максимально допустимое значение для провода

По приведенной ниже таблице, определяем необходимое сечение провода: 2 мм²

Заключение

Все вышесказанное – резюмируем:

  1. Перед покупкой, определитесь с типом БП, выбирайте только приспособленные под ваши конкретные нужды устройства.
  2. Рассчитайте по приведенной выше схеме какой конкретно БП необходим
  3. Выберете бренд, совпадающий с вашими потребностями и бюджетом.

Казалось бы, выбор блока питания для видеонаблюдения – элементарная задача, но не тут-то было. Любая покупка, а особенно техническая, требует досконального изучения перед приобретением. Также для понимания вопросов обеспечения бесперебойного питания рекомендуем прочитать статью об автономном видеонаблюдении.

Как обеспечить бесперебойность электропитания?

Проблема бесперебойного электропитания становится все более актуальной с увеличением зависимости бизнеса от ИТ сервисов.
Но если отключение чайника или даже принтера из-за отсутствия электричества на некоторое время пережить можно, то остановка конвейера из-за скачков напряжения несет серьезные угрозы бизнесу. Даже час простоя может стоить для компании миллионы рублей убытков и репутационных потерь.

Как защититься от аварии, связанной со сбоем электропитания?

Есть ли универсальная 100% гарантия? Специалисты утверждают, и жизненный опыт показывает, что не существует таких отказоустойчивых систем, не чувствительных вовсе ни к человеческому фактору, ни к природным катаклизмам. Но есть меры предотвращения аварийных ситуаций и сведения рисков к минимуму.

Резервирование. Схемы

Один из самых распространенных способов предотвращения аварийной ситуации при кратковременном отключении основного электропитания – источники бесперебойного питания (ИБП), которые “поддержат” автономную работу системы некоторое время. Также они служат для улучшения качества электропитания и сохранения нужных параметров в случае скачков напряжения.

К сожалению, и сами ИБП – устройства, которые могут сломаться в самый неподходящий момент.

Чтобы исключить вероятность потери данных, отключения связи или остановки работы системы (любой), необходимо предусмотреть резервирование. Дублирование информации с жесткого диска домашнего компьютера и контактов из мобильного устройства в облаке – это тоже меры по резервированию, только локальные. В офисах, на производствах, в банках, в учебных учреждениях – везде, где критична потеря работоспособности системы – ставят дополнительные блоки питания устройств/серверов, резервируют каналы связи, хранят данные организаций в нескольких Дата-центрах, где, в свою очередь, электропитание дополнительно зарезервировано от нескольких независимых подстанций.

Выделяют следующие схемы резервирования: N+1, 2N и 2(N+1), где N – это количество модулей в звене системы.

N+1

Система N+1 (рис. 2) – наиболее часто используемая схема резервирования. Для нее характерно несколько одинаковых модулей ИБП, работающих параллельно. Один из модулей в обычных (штатных) условиях остаётся незадействованным, а при выходе из строя одного из работающих – автоматически перехватывает нагрузку без последствий для потребителей.

Параллельная система теоретически может быть собрана из любого количества источников. В этом случае выдаваемая мощность системы будет равна сумме мощностей каждого модуля + 1 модуля для осуществления резервирования.

В такой схеме остаются слабые места – 2 точки с высокой вероятностью отказа (блок питания сервера, и городская сеть). При необходимости проведения регламентных работ (например, подтянуть болты на шине, ведущей к блоку питания оборудования), нагрузку придется отключить от всей группы ИБП.

2N

Учитывая, что почти все современное оборудование имеет два независимых блока питания, логично напрашивается иная схема подключения – 2N, при которой каждый из блоков питания оборудования питается от отдельной группы ИБП

При увеличении количества блоков питания до 3+, схема резервирования подобного типа может меняться до 3N или даже 4N.

В схеме 2N используется бОльшее количество устройств, значит, она дороже. Но с точки зрения надежности, выход из строя одного из элементов N любой из цепочек, или полный выход из строя одной из цепочек не повлияют на работу всей системы в целом. Однако, и в такой схеме есть слабые звенья. Во-первых, это выход из строя двух элементов одной цепи (одного блока питания и одного ИБП в ветке, питающей резервный блок питания), и городская сеть.

Дизель спасет мир

В случаях, когда бизнес требует еще более высоконадежного решения, городская электросеть дополнительно резервируется дизельным электрогенератором с блоком, обеспечивающим бесшовное переключение. В случае обесточивания городской сети ИБП поддержат питание оборудования до полного запуска дизель-генератора, который обеспечит электроэнергией уже всю систему в течение длительного периода

2(N+1)

Следующим этапом повышения надежности может служить дополнительное резервирование внешнего источника, при котором в здание заводится вторая электрическая линия и всю систему подключают от двух разных независимых электроподстанций. Плюс к этому, в каждую цепочку ИБП, подключенную по схеме 2N, параллельно устанавливают резервные ИБП, получая резервирование этого звена уже по схеме 2(N+1).

Зачем нужен Дата-центр?

Обеспечение непрерывности работы ИТ-системы – весьма хлопотное и дорогостоящее удовольствие. Все чаще бизнес выбирает для размещения своих серверов надежные Дата-центры с высоким уровнем отказоустойчивости, в которых соблюдаются требования к резервированию электропитания и каналов связи, к системам газопожаротушения, климатическим условиям, физическому доступу к объекту и т.д. Так, в зависимости от параметров отказоустойчивости выделяют 4 уровня ЦОДов:

В ЦОД ВестКолл присутствуют каналы связи всех основных операторов и при отсутствии связи с одним оператором соединение автоматически переключится на другого, с самым оптимальным маршрутом.

Резервирование каналов связи

Нельзя забывать так же о резервировании каналов связи в офисе компании, чтобы исключить вероятность отсутствия доступа к оборудованию, расположенному в надежном Дата-Центре, с рабочих мест. Для резервирования связи рекомендуется подключать дополнительные каналы связи другого, не основного оператора, либо использовать мобильные решения при невысоких требованиях к качеству связи и при хорошей зоне покрытия в помещении. Резервный канал связи – это временный, но крайне необходимый для бизнеса элемент.

Вывод

Помните, построение отказоустойчивой системы – залог стабильности бизнеса! Требования и доступность технологий диктуют простые правила:

▼сервера нужно ставить в надежные ЦОДы;

▼сервисы подключать или синхронизировать в “облака”;

▼пользовательские устройства, критичные к работе в онлайн (рабочие ПК, IP-телефоны, онлайн кассы, камеры видеонаблюдения), подключать к резервным каналам связи.

Требования, предъявляемые к высококачественным блокам питания компьютера.

Требования, предъявляемые к высококачественным блокам питания компьютера.

Требования, предъявляемые к высококачественным устройствам, очень жесткие и все блоки питания им должны соответствовать. Для оценки качества блока питания используются различные критерии. Многие потребители при покупке компьютера пренебрегают значением источника питания, и поэтому некоторые сборщики персональных компьютеров сокращают расходы на него. Ведь не секрет, что гораздо чаще цена компьютера увеличивается за счет дополнительной памяти или жесткого диска большей емкости, а не за счет более совершенного источника питания.

При замене блока питания компьютера (или покупке) необходимо обращать внимание на ряд важных для надежной работы системы параметров источника питания:

1. Диапазон изменения входного напряжения (рабочий диапазон), при котором может работать источник питания (для напряжения 110 В диапазон изменения входного напряжения обычно от 95 до 140 В; для 220 В – от 180 до 270 В).

2. Среднее время наработки на отказ, или среднее время безотказной работы, или среднее время работы до первого отказа (параметр MTBF (Mean Time Between Failures) либо MTTF (Mean Time To Failure)). Этот расчетный параметр указывают в часах, в течение этого времени ожидается, что источник питания будет функционировать нормально (например, 100 тыс. часов или более). Фактически изготовители применяют ранее разработанные стандарты, чтобы вычислить вероятность отказов отдельных компонентов источника питания. При вычислении среднего времени безотказной работы для источников питания часто используются данные о нагрузке блока питания и температуре среды, в которой выполнялись испытания.

3. Допустимый пиковый ток включения, обеспечиваемое источником питания в момент его включения (выражается в амперах (А)).

4. Время удержания выходного напряжения в пределах точно установленных диапазонов напряжений после отключения входного напряжения (в миллисекундах). Для современных блоков питания обычно 15-25 мс.

5. Переходная характеристика. Количество времени (в микросекундах), которое требуется источнику питания, чтобы установить выходное напряжение в точно определенном диапазоне после резкого изменения тока на выходе (т.е, количество времени, требуемое для стабилизации уровней выходных напряжений после включения или выключения системы). Источники питания рассчитаны на равномерное (в определенной степени) потребление тока устройствами компьютера. Когда устройства сокращают потребление мощности (например, в дисководе выключается двигатель или в LCD-мониторе выключена лампа задней подсветки), блок питания может в течение короткого времени подать слишком высокое выходное напряжение (это явление называется выбросом). Переходная характеристика – это время, которое источник питания затрачивает на то, чтобы значение напряжения возвратилось к точно установленному уровню.

Читайте также:  Система умный дом — что это такое

6. Защита от перенапряжений. Это значения напряжения (для каждого вывода свое), при которых срабатывают схемы защиты и источник питания отключает подачу напряжения на конкретный вывод. Значения обычно указываются в процентах (например, 120% для +3,3 и +5 В) или, как и напряжения (например, +4,6 В для вывода +3,3 В; 7,0 В для вывода +5 В).

7. Максимальный ток нагрузки . Это самое большое значение тока (в амперах), который может быть подан на конкретный вывод (без нанесения ущерба системе). Этот параметр указывает конкретное значение силы тока для каждого выходного напряжения (по этим данным вычисляется общая мощность, которую может выдать блок питания, и количество устройств, которые можно подключить к нему).

8. Минимальный ток нагрузки . Самое меньшее значение тока (в амперах), который может быть подан на конкретный вывод (без нанесения ущерба системе). Если ток, потребляемый устройствами на конкретном выводе, меньше указанного значения, то источник питания может быть поврежден или может автоматически отключиться.

9. Стабилизация по нагрузке (стабилизация напряжения по нагрузке). Если ток на конкретном выводе питания увеличивается или уменьшается, то слегка изменяется и напряжение. Стабилизация по нагрузке – изменение напряжения для конкретного вывода при перепадах от минимального до максимального тока нагрузки (и наоборот). Значения выражаются в процентах, причем обычно они находятся в пределах от ±1 до ±5% для выводов +3,3, +5 и +12 В.

10. Стабилизация линейного напряжения. Это характеристика, описывающая изменение выходного напряжения в зависимости от изменения входного напряжения (от самого низкого до самого высокого значения). Источник питания должен корректно работать при любом переменном напряжении в диапазоне изменения входного напряжения, причем на выходе оно может изменяться на 1% или меньше.

11. КПД (Эффективность). Это отношение мощности, подводимой к блоку питания, к выходной мощности (выражается в процентах). Для современных источников питания КПД обычно равно 65-85% (15-35% подводимой мощности преобразуются в тепло в процессе превращения переменного тока в постоянный). Но увеличение эффективности (КПД) не должно достигаться за счет точности стабилизации независимо от нагрузки на блок питания и других параметров.

12. Пульсация и шум (Ripple and Noise), или пульсация (Ripple) напряжения (AC Ripple), или PARD (Periodic and Random Deviation – периодическая и случайная девиация) , или шум, уровень шума). Среднее значение пиковых (максимальных) отклонений напряжения на выводах источника питания (измеряется в милливольтах – это среднеквадратичное значение). Эти колебания напряжения могут быть вызваны переходными процессами внутри источника питания, колебаниями частоты подводимого напряжения и другими случайными помехами.

При модернизации компьютера, обязательно нужно подсчитать, потребляемую его отдельными узлами мощность, а затем определите и требуемую мощность блока питания (только после этого будет ясно, нужно ли заменять блок питания на более мощный). Довольно сложно определить этот параметр, например, для устройств с напряжением питания +5 В, включая системную плату и платы адаптеров. Мощность, потребляемая системной платой, зависит от нескольких факторов и будет лучше, если вы как можно точнее вычислите значение тока для вашей конкретной платы. Если не удается найти точные данные для плат расширения, то нужно проявить разумный консерватизм и исходить из максимально возможной мощности потребления для плат адаптеров, допускаемой стандартом используемой шины.
Обычно превышение допустимой мощности происходит при заполнении разъемов и установке дополнительных дисководов. Некоторые жесткие диски, CD-ROM, накопители на гибких дисках и другие устройства могут перегрузить блок питания компьютера. Обязательно проверьте, достаточно ли мощности источника +12 В для питания всех дисководов. Особенно это относится к компьютерам с корпусом Tower, в котором предусмотрено много отсеков для накопителей. Проверьте также, не окажется ли перегруженным источник +5 В при установке всех адаптеров, особенно при использовании плат для шин PCI. С одной стороны, лучше перестраховаться, а с другой – имейте в виду, что большинство плат потребляет меньшую мощность, чем максимально допустимая стандартом шины.

Часто блоки питания продолжают работать, но периодически отключаясь или подавая на свои разъемы нештатные значения напряжений. Компьютер при этом работает, но его поведение абсолютно непредсказуемо, а действительным виновником является перегруженный блок питания. Опытные пользователи персональных компьютеров для исключения такого рода проблем обычно покупают компьютеры с высококачественным источником питания, рассчитанным на 400 или 500 Вт и выше, чтобы затем при модернизации системы не задумываться о потребляемой мощности.

О неисправности блока питания можно судить по многим косвенным признакам. Например, сообщения об ошибках четности часто свидетельствуют о неполадках в блоке питания. Это может показаться странным, поскольку подобные сообщения должны появляться при неисправностях в ОЗУ. Однако связь в данном случае очевидна: микросхемы памяти получают напряжение от блока питания, и, если это напряжение не соответствует определенным требованиям, происходят сбои в модулях памяти. Конечно, нужен определенный опыт, чтобы правильно определить, когда причина этих сбоев состоит в неправильном функционировании самих микросхем памяти, а когда скрыта в блоке питания. При неисправности блока питания могут возникнуть следующие проблемы:

– зависания и ошибки при включении компьютера;

– cпонтанная перезагрузка или периодические зависания во время обычной работы;

– хаотичные ошибки четности или другие ошибки памяти;

– одновременная остановка жесткого диска и вентилятора (отсутствует напряжение +12 В);

– перегрев компьютера из-за выхода из строя вентилятора;

– перезапуск компьютера из-за малейшего снижения напряжения в сети;

– удары электрическим током во время прикосновения к корпусу компьютера или к разъемам;

– небольшие статические разряды, нарушающие работу системы.

К сожалению, практически любые сбои в работе компьютера могут быть вызваны неисправностью именно блока питания, но конечно, есть и более конкретные признаки, указывающие на неисправность блока питания:

– компьютер вообще не работает (не работает вентилятор, на дисплее нет курсора);

– на распределительном щитке сгорел сетевой предохранитель.

Недостаточная мощность блока питания ограничивает возможности расширения компьютера, но достаточно часто компьютеры выпускаются с довольно мощными блоками питания, учитывая, что в будущем в систему будут установлены новые (дополнительные) узлы. Паспортное значение мощности, указанное на блоке питания как всем известно это еще не все данные о блоке питания, которые мы должны учитывать. Дешевые блоки питания наверняка могут развивать мощность, указанную в паспорте, но а как обстоят дела с другими указанными выше характеристиками? Одни блоки питания с трудом отрабатывают свои параметры, а другие работают надежно и с большим запасом. Многим дешевым блокам питания свойственны нестабильные выходные напряжения, в них также присутствуют шумы и помехи, а это, как известно приводит к многочисленным неприятным проблемам. Как правило, такие источники питания сильно нагреваются сами и греют все остальные компоненты системного блока компьютера. Замена установленного в компьютере блока питания на более мощный обычно не является проблемой, т.к. конструкции блоков питания стандартизованы, и найти замену для большинства систем достаточно просто.

Ремонт высококачественных и дорогих блоков питания экономически выгоден и практически возможен при наличии подготовленного ремонтного персонала (например на курсах). Можно конечно, произвести ремонт, и отправив блок питания на фирму, специализирующуюся на ремонте блоков питания и других компонентов.

Большинство фирм-производителей стараются воспрепятствовать простому «проникновению» во внутренности блоков питания, применяя при сборке, например, специальные винты типа Torx. В то же время фирмы, производящие инструменты, выпускают комплекты отверток, которыми можно отвернуть винты с защитой. Некоторые блоки питания собраны на заклепках, и при вскрытии блока их приходится высверливать. Все эти препятствия создают только для защиты неопытных людей от проникновения в зону высокого напряжения.

Открыв корпус, любой человек конечно может заменить, «сгоревший» плавкий предохранитель но в большинстве случаев эта замена ничего не решит – если не устранена основная причина неисправности, и новый предохранитель тоже перегорит.

Электропитание систем охраны периметра

Системы охраны периметров имеют свои особенности, которые определяют необходимость внимательного подхода к построению сети электропитания охранных приборов. Система должна круглогодично функционировать в любых погодных и атмосферных условиях, предполагающих широкий диапазон температур и влажности. Особенность периметральных систем — их большая протяженность и связанные с этим проблемы энергетических потерь в кабелях и электромагнитных помех. К важным аспектам относятся также вопросы электробезопасности и защитного заземления. В совместной статье специалистов двух компаний проанализированы указанные проблемы и возможные пути их решения

Система охраны периметра (СОП), как составная часть систем безопасности, должна быть обеспечена бесперебойным питанием. Обычно СОП разделяют на станционную и линейную части. Станционная часть располагается в помещении охраны, а линейная рассредоточена по периметру объекта. Как правило, в линейную часть входят периметровые охранные датчики, линейные контроллеры и тревожные оповещатели. Специфика электроснабжения СОП в основном определяется протяженностью линейной части, так как от длины периметра зависят способы организации электропитания. Основная проблема обеспечения электропитания линейной части -это доставка качественного питания до охранных приборов, размещенных на периметре. Под качественным питанием здесь следует понимать следующее:

  • бесперебойность питания вне зависимости от климатических условий;
  • обеспечение на всех приборах напряжения в пределах допустимого диапазона значений;
  • допустимый уровень пульсаций напряжения;
  • необходимый выходной ток источника питания

Допустимый уровень пульсаций и необходимый выходной ток обеспечиваются выбором соответствующего источника питания с требуемыми характеристиками. Обеспечение допустимых напряжений на всех приборах и бесперебойность питания достигается корректным проектированием всей системы питания СОП.

Существует несколько способов электропитания линейной части СОП:

  1. От аккумуляторных батарей, расположенных на периметре, с подзарядкой от альтернативных источников энергии (солнечных батарей, ветродвигателей и т.п.).
  2. От сети переменного напряжения 220 В/50 Гц.
  3. От источников постоянного тока с номинальным напряжением 1 2 или 24 В.

Система электропитания от аккумуляторных батарей с подзарядкой от альтернативных источников энергии может быть использована в регионах с требуемыми климатическими условиями, так как среднесуточный напор ветра и/или среднемесячное количество солнечных дней должны обеспечивать восполнение расходуемой энергии аккумуляторных батарей. Таких районов в пределах России практически нет, поэтому такой способ электропитания линейной части СОП для объектов в нашей стране можно отнести скорее к экзотическим, нежели к практическим. В странах с тропическим климатом такой способ достаточно широко используется. Бесперебойность при таком способе питания может быть обеспечена использованием аккумуляторных батарей необходимой емкости, способных питать систему охраны периметра на время действия неблагоприятных атмосферных факторов.

Электропитание линейной части СОП переменным напряжением 220 В/50 Гц выгодно использовать на периметрах со средней или большой протяженностью периметра (длиной от 1 км и выше), когда на выбор способа питания начинают влиять стоимостные характеристики кабельных трасс электропитания. Как известно, чем выше напряжение источника электроснабжения, тем с меньшими потерями (и/или дешевле) можно передать необходимую мощность до потребителя. В данном случае экономия электроэнергии не играет определяющей роли, а вот экономия в стоимости кабельной продукции может быть существенной: при увеличении на порядок питающего напряжения сечение кабелей питания (соответственно и их стоимость) можно уменьшить на два порядка! Если СОП проектируется для совместной работы с другими системами безопасности, например, с системами видеонаблюдения, охранного освещения и т.п., для которых планируется использовать единую систему электропитания, то применение переменного напряжения 220 В является наилучшим вариантом. Существенным недостатком этого способа электропитания является необходимость прокладки сети 220 В отдельно от слаботочных сетей: в отдельном коробе, трубе или отдельной воздушной трассой, что требует дополнительных затрат на материалы и производство работ. И в некоторых случаях указанный недостаток может перечеркнуть все преимущества этого способа, особенно на небольших периметрах.

Для обеспечения резервирования питания в этом случае можно использовать инверторные источники питания, работающие от аккумуляторов (на этом же принципе построены компьютерные бесперебойные источники питания UPS) и обеспечивающие на выходе переменное напряжение 220 В. Но резервирование всей системы охраны периметра на инверторах обычно приемлемо только на короткое время (20-30 мин.), так как дальнейшее увеличение мощности инвертора ведет к значительному удорожанию системы питания. Более выгодно использование бензиновых или дизельных генераторов, которые могут обеспечить высокое качество выходного напряжения при длительном времени работы, а на время, необходимое для запуска генератора, можно использовать инверторы.

Другой способ обеспечения непрерывной подачи электроэнергии — применение “уличных” БРП (блоков резервированного питания. -Прим. Б.С. Введенского), т.е. таких источников, конструкция которых предусматривает установку аккумуляторных батарей непосредственно на периметре и обеспечение их соответствующим температурным режимом.

На периметрах средней протяженности этот способ вполне себя оправдывает, особенно если корпуса блоков позволяют использовать их в качестве участковых шкафов. Однако срок службы АКБ в данном случае сокращается, по сравнению с установкой их в помещении, и тем больше, чем чаще на объекте пропадает основное питание.

Питание от низковольтных источников постоянного тока

Традиционно и наиболее часто для электропитания охранных устройств на периметре используют низковольтные источники резервированного питания с номинальным напряжением 12 или 24 В. Однако применение источников с напряжением 12 В нельзя признать лучшим способом организации электропитания линейной части СОП. Основная проблема — это потери напряжения на кабелях питания. При большой длине кабельных трасс и/или недостаточном сечении жил кабеля питания на удаленных от источника питания приборах мы можем получить напряжение питания ниже допустимого предела. В большинстве приборов нижняя граница диапазона питания составляет 10-10,5 В, то есть при выходном напряжении источника питания 12,5 В потери на кабелях не должны превышать 2-2,5 В. А в случаях отключения сетевого питания и при переходе на питание от резервных аккумуляторов эти потери должны быть сведены практически к нулю (0-0,5 В), так как при разряде аккумулятора на 70% (рекомендуемая степень разряда) напряжение на его клеммах падает до 10,5 В. Таким образом, при корректном подходе к проблеме потери на кабелях питания могут составлять не более 0,5 В при обычных условиях или не более 1-1,5 В при увеличении емкости аккумуляторной батареи в 1,5-2 раза с целью не допустить при разряде падения напряжения на клеммах ниже 11-11,5 В. Эти требования влекут за собой необходимость увеличения сечения питающих кабелей, использования аккумуляторных батарей с более высокой емкостью или ограничивают возможный ток потребления приборов линейной части, что в конечном счете приводит к увеличению стоимости системы охраны периметра и усложняет монтаж кабельных трасс.

Читайте также:  Виды холодильного оборудования для общепита

Возможные пути решения проблемы

Классический способ построения системы

Рассмотрим пример “классического” построения системы питания СОП, схематически показанного на рис. 1.

В помещении охраны объекта располагается блок резервного питания (БРП) с аккумуляторными батареями (АКБ), питающийся от сети переменного тока 220 В/50 Гц. Задача блока — выдать на магистральную линию питания требуемое напряжение, держать в заряженном состоянии резервные АКБ и при пропадании сетевого (основного) напряжения обеспечить функционирование комплекса до восстановления основного питания.

Нагрузкой магистральной линии является охранное оборудование, установленное на периметре (“нагрузка”). При этом расстояние между двумя соседними приборами может достигать нескольких сотен метров.

Схема выглядит просто и очевидно. Но нужно учитывать, что протяженность магистральной линии может быть большой, а система может насчитывать десятки подключенных к ней устройств. Эти обстоятельства сильно усложняют практическую реализацию системы электроснабжения СОП. Основное, с чем сталкивается проектировщик, — как скомпенсировать падение напряжения на проводах магистральной линии питания. К сожалению, выбор методов очень ограничен:

  1. Увеличение сечения проводов магистральной линии питания.
  2. Сокращение длины линии за счет увеличения количества БРП, размещаемых в разных точках охраняемого периметра.

На некоторых объектах второй пункт трудно осуществить в связи с отсутствием дополнительных мест расположения блоков, например при охране полигонов, на которых нет разводки сетевого напряжения и каких-либо помещений. Оба варианта ведут к существенному увеличению цены системы в целом.

Для примера рассмотрим следующую задачу.

Необходимо рассчитать сечение проводов магистральной линии на участке 500 м. Точки подключения оборудования располагаются через каждые 100 м. На рис. 1 такие точки обозначены буквами а, Ь, с, d и т.д. Напряжение магистральной линии в точке “а” составляет 13,7 В, что соответствует напряжению заряженной АКБ. Каждая из нагрузок потребляет ток 1 А, а диапазон питающего напряжения устройств лежит в пределах 9-15 В. Предположим, что внутренний стабилизатор охранных приборов организован по линейной схеме, а это означает, что ток потребления не зависит от входного напряжения в заданном диапазоне.

Таким образом, на конце линии мы должны иметь напряжение не ниже 9,5 В для обеспечения работоспособности самого удаленного прибора (здесь взят некоторый запас по напряжению на случай непредвиденных ситуаций). Достаточно простые расчеты дают результат, приведенный в табл. 1 (сечения кабелей свыше 10 мм 2 округлены до стандартных значений).

Однако при расчетах не был учтен худший случай — работа в аварийном режиме, при котором система должна сохранять работоспособность при разряде АКБ до напряжения 10,5 В. Результаты расчетов для аварийного режима (сечения кабелей округлены до стандартных значений) приведены в табл. 2.

Обратим внимание, что для аварийного случая требуемое сечение кабелей питания в среднем увеличилось почти в 4 раза. Если внутренние стабилизаторы охранных приборов выполнены по импульсной технологии, то сечения проводов будут несколько меньше.

Частично компенсировать описанные недостатки можно при использовании повышенного магистрального напряжения и охранных устройств с широким диапазоном напряжения питания, например 9-36 В. Однако в этом случае проектировщик ограничен в выборе используемого охранного оборудования.

Здесь следует отметить еще одну трудность, с которой сталкивается проектировщик. Часто по техническим характеристикам охранного устройства нельзя определить, по какой технологии выполнен внутренний стабилизатор — линейной или импульсной. Для этого требуется внимательный анализ технической документации на охранный прибор или консультация изготовителя. Нужно учитывать, что при использовании импульсных стабилизаторов расчет системы усложняется, так как ток, потребляемый устройством, зависит от локального напряжения, то есть от того, в какой точке магистрали будет установлен прибор.

Распределенная система питания

Альтернативным решением является построение системы распределенного питания со вторичными источниками, схема которой изображена на рис. 2.

Центральный блок резервного питания (условно обозначен ББП-36 В) питает магистральную линию постоянным напряжением 36 В. Периферийные (вторичные) блоки питания (условно обозначены БП-1 2 В) имеют входной диапазон напряжения от 15 до 50 В, обеспечивая на выходе стабилизированное напряжение 12 В.

Рассчитаем предыдущую задачу для новых условий. В “аварийном” случае (при отказе сети переменного тока) на входе магистральной линии напряжение будет равно 31,5 В и на последнем приборе должно быть не менее 15 В. Отметим, что в силу использования импульсных стабилизаторов ток, потребляемый узлами подключения, будет зависеть от напряжения в этих точках. Для правильного расчета требуется знать КПД стабилизаторов (здесь 80%). Заметим, что решение данной задачи — работа трудоемкая, и для ее решения воспользуемся специальной свободнораспространяемой программой “Калькулятор СБП” (www. npfpol.ru).

Результаты расчета для аварийного случая (отказ сети переменного тока) при использовании распределенной системы питания представлены в табл. 3.

В результате сечение магистральных проводов уменьшилось по сравнению с “классическим” случаем в среднем в 20 раз (!). При этом имеется некоторый запас мощности центрального источника, что позволяет подключить дополнительные устройства или удлинить магистральную линию. Дальнейшее развитие идеи — повышение напряжения магистральной линии. На отечественном рынке уже появились системы с постоянным напряжением 110 В.

Некоторые практические аспекты

Необходимо отметить особенности электропитания исполнительных приборов СОП — звуковых и световых оповещателей (сирен, прожекторов и т.п.). Мощность потребления таких приборов обычно весьма высока, в противном случае их эффективность будет недостаточной. Поэтому во избежание импульсных наводок на охранное оборудование звуковые и световые оповещатели целесообразно питать по отдельному кабелю или через отдельные преобразователи напряжения, которые обеспечивают эффективную развязку по питанию.

Система электропитания периметральных устройств неразрывно связана с вопросами заземления, которое выполняет две основные функции. С одной стороны, это обеспечение безопасности обслуживающего персонала, с другой — защита оборудования от различного рода перенапряжений. По нормативным документам (РД 78.145-93, п. 15) приборы с напряжением питания до 42 В заземления не требуют. Однако любое оборудование, подключаемое к длинным линиям, подвержено сильным помехам, в результате которых оно может работать со сбоями и даже выйти из строя. Многие производители для обеспечения экранировки схемы соединяют общий провод питания с корпусом своих охранных устройств. Такое изделие, будучи установленным на периметре, автоматически заземляется через элементы крепления и элементы ограждений.

В результате между приборами, разнесенными на большое расстояние, может возникнуть разность потенциалов, приводящая к повреждениям элементов схемы. Чтобы этого не произошло, при построении системы электроснабжения требуется либо использовать гальванические развязки в блоках питания, либо прокладывать вдоль всей магистрали дополнительный проводник большого сечения для выравнивания потенциалов между всеми охранными устройствами.

И.С. Булатов
Технический директор ЗАО «Альтаир»
А.Ю. Спириденко
Ведущий специалист ООО «НПФ Полисервис»

ПИТАНИЕ СКУД

Система контроля управления доступом (СКУД) состоит из множества разнотипных элементов, характеристики электропотребления которых существенно различаются.

При организации оптимальной системы электропитания перед инсталляторами возникает несколько проблем:

  • довольно большие потребности электропитания, особенно по сравнению с другими системами безопасности (охранная и пожарная сигнализация);
  • для подачи питания на исполнительные устройства (электрозамки) необходима индуктивная нагрузка в сочетании с импульсными токами значительной силы;
  • организация питания контроллера должна быть организована по отдельной сети электроснабжения;
  • подбор характеристик блоков питания и аккумуляторов и их размещение.

Требования к блокам питания.

В зависимости от того к какому прибору контроля доступа подается энергоснабжение к блокам питания предъявляются различные, зачастую диаметрально противоположные, требования. К примеру, для обеспечения энергией электромагнитных замков необходима небольшая сила тока – около 0,5А.

Но при этом, для обеспечения резервного питания на длительный срок они требуют аккумулятор с емкостью до 30-40 Аh. Хотя, как правило, все модели блоков питания, рассчитанные на аккумуляторы такой емкости, выдают не менее 3-5 А.

Для других моделей (электромеханических замков) необходимо подать импульсный ток силой до 4А. Обеспечение таких показателей возможно осуществить только за счёт стандартных аккумуляторных батарей 7Ah которые могут выдавать силу тока до 15-20 А (в зависимости от производителя и времени эксплуатации).

Однако необходимо выбирать такие устройства электропитания для системы контроля доступа, которые имели бы защиту от перегрузки аккумуляторной батареи.

Наиболее надежные электрозамки, которые используются в системе контроля доступа, при активации – во время открытия, могут потреблять ток 3-4 А. В целом, для одного устройства контроля доступа рабочее потребление не очень велико.

Однако если для подачи электропитания используются провода небольшого сечения, выходное напряжение блока может просесть настолько, что контроллер управляющий устройством отключится. Кроме того и сами блоки электропитания могут либо отключаться, либо в них перегорает предохранитель.

Довольно часто неопытные проектировщики и инсталляторы СКУД в целях экономии пытаются установить один блок питания на несколько запирающих приспособлений. В случае использования моделей постоянно подключённых, рассчитать количественные показатели общего блока питания системы контроля довольно легко.

Однако возможности автономного функционирования такой системы контроля доступа можно забыть. Потому что, при активной эксплуатации необходим резервный аккумулятор в несколько сотен ампер-часов для обеспечения суточной автономной работы СКУД.

При использовании импульсных приборов системы контроля доступа ситуация поворачивается с точностью до наоборот. Функционирование устройств в автономном режиме не вызывает никаких нареканий. Но при стандартном использовании СКУД могут возникнуть проблемы в случае совместной активации нескольких импульсных замков. При наложении импульсов стандартный блок питания просто перегорит от перегрузки.

При параллельном одновременном подключении двух электрозамков сила тока будет равномерно распределена между ними. Скорее всего, механизм открытия дверей не сработает. Однако при этом останутся целыми все устройства подключенные к сети.

Некоторые модели электромагнитных замков для СКУД, в нормально закрытом состоянии, держит индуктивный заряд при размыкании цепи питания (фактический открывание двери) еще не менее полуминуты, с постепенным ослаблением заряда.

При этом, если немедленно осуществить повторное закрытие двери, что фактически является стандартной практикой контроля доступа, то могут возникнуть импульсные помехи, которые пагубно скажутся не только на контроллере замка, но и на вычислительной технике подключённой к той же сети питания.

Для того чтобы избежать данной ситуации необходимо просто установить диод между плюсом и минусом проводов подающих на замок электропитание. Большинство современных производителей уже устанавливают диод в электросистемы замка, я его эксплуатации полностью безопасный для других электроприборов подключенных к той же электросети.

СЧИТЫВАТЕЛИ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ ДОСТУПА И ИХ ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ

На данный момент наиболее популярными являются бесконтактные считыватели proximity карт. Их рабочий диапазон стандартного энергопотребления составляет 0,5-2 Вт. При этом, следует учитывать, что у более продвинутых моделей, осуществляющих считывание комбинированных параметров или приемку сигнала на значительном расстоянии, уровень потребления может быть в несколько раз выше.

Таким образом, одного аккумулятора на 7 Аh будет достаточно для обеспечения бесперебойного питания сроком на одни сутки для 2-3 приборов считывания. Но это явно мало для обеспечения безопасности крупной или средней СКУД.

Существует несколько способов решения данной проблемы:

  • использование контактного считывателя Touch Memory, он практически не потребляет питание, пока к нему не будет приложен ключ;
  • реализация периодического включения proximity считывателя непосредственно для сканирования и передачи информации. Это довольно легко реализовать, если защищаемая дверь находится в тамбуре, открытие уличной двери активирует устройство.

Таким же образом активацию любого считывателя может осуществлять обычный детектор движения, правда он тоже является активным устройством и требует подачи напряжения питания. Таким образом, выгода в этом случае может оказаться сомнительной.

ПИТАНИЕ КОНТРОЛЛЕРОВ СИСТЕМ КОНТРОЛЯ ДОСТУПА

Организовать систему питания для контроллеров СКУД является весьма нетривиальной задачей. Большинство производителей настаивает на том, чтобы их изделия подключались к системе электропитания только через личный источник.

Параметры потребления тока контроллеров и считывателей довольно мал. Одним блоком питания можно обеспечить долговременную автономную работу нескольких десятков этих устройств. Однако подключение к системе контроля доступа электромагнитных замков рекомендуется осуществлять отдельно.

Существует и другой способ, основанный на практике. Для того чтобы подключить контроллеры, считыватели и электромагнитные замки к одному источнику питания необходимо приобрести блок электроснабжения с аккумулятором который не используется постоянно, а активируется только если пропадает поступление 220 V на вход устройства. При этом контроллер необходимо подключить к выходу прибора, а замок непосредственно к клеммам аккумулятора.

АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ УСТРОЙСТВА СКУД

Общим решением возникших проблем является существенное снижение энергопотребления устройств системы контроля доступа. К примеру, вместо электромагнитного замка можно использовать электромагнитную защелку.

Она не менее удобна при использовании, значительно экономичнее в плане энергопотребления. В случае аварийного обесточивания СКУД, устройство автоматически блокируется, предотвращая несанкционированное проникновение.

Также, наблюдается существенное выигрыш при монтажных работах. Активная часть механизма монтируется в дверной раме что облегчает подведение электропитания к подвижному устройству. Как и электромеханические замки, защелки бывают в нормальном состоянии:

  • открытыми;
  • и закрытыми.

В случае необходимости использования дверей для экстренной эвакуации целесообразно использовать первый вариант. Однако этим могут использоваться злоумышленники, обесточив СКУД и открыв доступ в охраняемое помещение. Так что вопросам обеспечения бесперебойного питания в случае чрезвычайной ситуации придается особое значение.

Другим, не менее эффективным вариантом, является использование моторного замка.

В состоянии ожидания он вообще не нуждается в поступлении энергии. После получения команды активации включается электромотор, который перемещает щеколду при помощи червячной передачи или нарезной втулки. Такая конструкция обладает высокой прочностью и надежностью.

Модели моторных замков используется для контроля доступа к особо важным объектам. Основным недостатком такого решения являются высокая стоимость устройств и их чрезмерная медлительность. Рекомендуется использовать для ограничения доступа в особо охраняемые и редко посещаемые помещения.

Использование на каждом входе/выходе двух или более замков с разнотипной защитой дает гарантию , что двери будут оставаться закрытыми даже после отключения питания во всем здании. На особо ответственных участках целесообразно подстраховать систему контроля доступа механическими замками.

Проектируя СКУД необходимо обращать внимание не только на возможность бесперебойной работы системы контроля доступа в условиях отключения электричества. Не менее важными факторами являются подсчет расхода электроэнергии во время пиковых и обычных нагрузок.

По материалам os-info.ru.

© 2014-2020 г.г. Все права защищены.
Материалы сайта имеют ознакомительный характер и не могут использоваться в качестве руководящих и нормативных документов.

Ссылка на основную публикацию