ćwiczenie 8 diagnozowanie układu sygnalizacji włamania
Transkrypt
ćwiczenie 8 diagnozowanie układu sygnalizacji włamania
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; 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 ALARMOWE ZŁOŻONE Systemy, które nie mogą być remontowane w czasie realizacji zadania (np. statek powietrzny). Klasa I Systemy nienaprawialne Systemy, od których wymaga się skutecznego działania w zadanym, krótkim przedziale czasu (t1, t2) Klasa II Systemy, od których wymaga się skutecznego działania w długim przedziale czasu Klasa III Systemy naprawialne 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. 2 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. Sterownik centralny CA LCD Panel obsługi Moduł sygnalizatorów Drukarka Transmisja sygnałów Alarm, uszkodzenie Linia dozorowa nr 1 Linia dozorowa nr "n" Komputer PW P2 (rezerwa) P1 Moduł sterowania przekaźnikami lub liniami Moduł wymiany informacji Wej/Wyj CA Linie (czujki) Moduł wymiany informacji Wej/Wyj CA Linie (czujki) Urządzenia Wej/Wyj M a g is tra la c e n tra ln a Wyświetlacz Monitoring Czytnik kodów Klawiatura S1 Si Sn Układy samokontroli CA i linii Zasilanie systemu Moduł zasilania Zasilacz 230V - 50Hz Akumulator Zasilanie awaryjne 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); 3 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 informacyjnoterapeutyczne. 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. 4,7k SPARE C / N SPARE C / N 4,7k + - N / C T T SUPPLY ALARM ALARM ALARM TAMPER Kontaktron Kontaktron Mikrowyłącznik Wyłącznik Czujka bez rezystora Czujka z pojedynczym rezystorem + - N / C T T SUPPLY Czujka bez rezystora 4,7k + - 4,7k N / C ALARM TAMPER Czujka z pojedynczym rezystorem ALARM T TAMPER Czujka z dwoma rezystorami Rys. 8.3. Schematy czujek z normalnie zwartymi stykami NC 4 T SUPPLY 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 Rezystancja linii [k] 0 Bez rezystorów Linia EOL 1 rezystor Linia DEOL 2 rezystory Prąd linii [mA] 0,75 1,36 3,72 5,86 6,91 7,41 17,4 NC Dozorowanie Alarm NO Alarm Dozorowanie NC Sabotaż Dozorowanie Alarm NO Sabotaż Alarm Dozorowanie 35,6 NC Sabotaż Dozorowanie Alarm Sabotaż NO Sabotaż Alarm Dozorowanie Sabotaż 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. 5 SPARE C / N + - N Z2 + - COM / C T + - N T SUPPLY Kontaktron Linia nr 1 / C T T SUPPLY Czujka ALARM Z4 4,7k COM 4,7k - 4,7k + 4,7k COM 4,7k Z1 Matrix AUX 4,7k CENTRALA ALARMOWA AUX ALARM TAMPER Czujka Linia nr 2 ALARM TAMPER Linia nr 4 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). CENTRALA ALARMOWA Matrix Układ sygnalizacji +UZ Linia nr 1 Rogr Układ pomiaru prądu linii (spadku napięcia na rezystancji linii) AL / N - + C / SUPPLY ALARM - + 4 ,7 k 4 ,7 k C + Czujka nr 1 4 ,7 k Komparator drabinkowy Z1 4 ,7 k COM AUX - N C / SUPPLY ALARM Czujka nr 2 N - + SUPPLY ALARM Ostatnia czujka w linii 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. 6 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. CENTRALA ALARMOWA 12k 1 AL2 4 +6V 5 10 4,7k AL1 12k +6V MATRIX 2 3 6 4,7k 4,7k Czujka Nr 1 7 4,7k 9 4,7k Czujka nr 2 Linia nr 1 DEOL 8 Czujka nr 3 Linia nr 2 DEOL 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. 7 Linia nr 1 DEOL 4,7k CA AL1 1 1 4,7k 4,7k 2 4,7k 4,7k 4,7k 2 4,7k C zu jka n r 1 4,7k C zujka n r 1 AL1 1 2 4,7k 2 +6V C zujka n r 1 AL1 1 CA C zujka n r 1 AL1 CA Sabotaż Zwarcie +6V 4,7k +6V 4,7k +6V CA Sabotaż Przerwa Alarm 4,7k Dozorowanie 3 3 3 3 4 4 4 4 Parametry Wartości graniczne Wartości rzeczywiste Wartości graniczne Wartości rzeczywiste Max I L1[mA] Min Min UA L1[V] Max Sabotaż Zwarcie Dozorowanie Alarm Sabotaż Przerwa 0,5 0,47 0,47 0,325 0,325 0,11 0,11 0 0,5 0,36 0,28 0 0 0,35 0,35 1,9 1,9 3,9 3,9 6,0 0 1,69 2,63 6,0 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. 8 CENTRALA ALARMOWA LINIA nr 1 DEOL Matrix LINIA nr 2 DEOL Alarm Alarm Dozorowanie Dozorowanie Sabotaż Sabotaż 12k +6V 12k +6V U AL1 A AL2 4 2 3 5 10 6 9 Czujka Nr 1 4,7k 4,7k 4,7 k 1 Linia 1 Linia 2 S1 S2 Reg. U 7 8 4,7k 4,7k Czujka nr 2 Czujka nr 3 Min U1 U2 U3 U8 U9 U10 USZKODZENIA Max Sprawdzanie U U4 U5 U6 U7 U11 U12 U13 U14 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. 2. 3. 4. UAL = 0 ÷ 0,35V – zwarcie linii – „Sabotaż”. UAL = 0,35 ÷ 1,9V – stan normalny – „Dozorowanie”. UAL = 1,9 ÷ 3,9V – otwarcie drzwi – „Alarm”. 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”; 9 - 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 10 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 11 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). 12 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: Objaw uszkodzenia Oi; Postawioną hipotezę odnośnie rodzaju uszkodzenia (czyli stanu niezdatności); Podjętą decyzję odnośnie wykonania sprawdzenia weryfikującego przyjętą hipotezę; Wynik wykonanego sprawdzenia – kolejny objaw Oi; Postawioną diagnozę. 1. 2. 3. 4. 5. 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 Cz nr 1 CA +6V 12k Alarm (włamanie) 1 AL3 1krok 4,7k 2 + 4krok Cz nr 2 4,7k 3 4 3krok Cz nr 3 4,7k 5 6 4,7k 7 8 2krok V - Rys. 8.9. Schemat układu z linią DEOL składającą się z 3 czujek Wariant 1 Tabela 8.4 Krok 2 Krok 1 Zadane uszkodzenie Objaw Hipoteza Polecenie sprawdzenia Wynik sprawdzenia Objaw Hipoteza Włączony wyłącznik np. U7 O1. Świeci dioda czerwona „Alarm”. Uszkodzona linia nr 3 DEOL. Zmierzyć wartość napięcia w punkcie AL3. O2. UAL3 = 1,65V. 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”. 13 Polecenie sprawdzenia Wynik sprawdzenia Objaw Diagnoza 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. 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). D: Uszkodzony układ pomiaru napięcia CA w linii nr 3 Wariant 2 Tabela 8.5 Krok 3 Krok 2 Krok 1 Zadane uszkodzenie Objaw Hipoteza Polecenie sprawdzenia Wynik sprawdzenia Objaw Hipoteza Polecenie sprawdzenia Wynik sprawdzenia Objaw Hipoteza Polecenie sprawdzenia Wynik sprawdzenia Objaw Diagnoza Włączony wyłącznik np. U11 O1. Świeci dioda czerwona „Alarm”. Uszkodzona linia nr 3 DEOL. Zmierzyć wartość napięcia w punkcie AL3. O2. UAL3 = 2,68V. 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). Zmierzyć napięcie w punkcie 6. O3. U6 = 0V. Wyłącznik czujki nr 3 posiada styki zwarte. Uszkodzony wyłącznik krańcowy czujki nr 1 lub 2 (przy drzwiach zamkniętych styki wyłącznika są rozwarte). Zmierzyć napięcie w punkcie 4. O4. U4 = 1,31V. Wyłącznik czujki nr 2 posiada styki rozwarte. 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. 14 Na rysunku 8.10 przedstawiono schemat układu sygnalizacji włamania przy zwarciu i przerwie linii DEOL (3 czujki). Linia nr 3 DEOL Sabotaż (zwarcie, przerwa linii) Cz nr 1 CA +6V 12k 1 AL3 4,7k 1krok 2 + 5krok Cz nr 2 4,7k 3 4 4krok Cz nr 3 4,7k 5 6 4,7k 3krok 7 8 2krok V - Rys. 8.10. Schemat układu z linią DEOL – przypadki: zwarcie i przerwa Wariant 1 Tabela 8.6 Krok 1 Zadane uszkodzenie Objaw Hipoteza Polecenie sprawdzenia Wynik sprawdzenia Objaw Diagnoza Włączony wyłącznik np. U2 O1. Świeci dioda żółta „Sabotaż”. Uszkodzona linia nr 3 DEOL. Zmierzyć wartość napięcia w punkcie AL3. O2. UAL3 = 0V. D: Zwarcie linii między punktem 1 a masą Wariant 2 Tabela 8.7 Krok 1 Zadane uszkodzenie Objaw Hipoteza Polecenie sprawdzenia Wynik sprawdzenia Objaw Krok 2 Hipoteza Polecenie sprawdzenia Wynik sprawdzenia Objaw Diagnoza Włączony wyłącznik np. U12 O1. Świeci dioda żółta „Sabotaż”. Uszkodzona linia nr 3 DEOL. Zmierzyć wartość napięcia w punkcie AL3. O2. UAL3 = 1,64V. 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”. 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. 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). D: Uszkodzony układ pomiaru napięcia CA w linii nr 3 15 Wariant 3 Zadane uszkodzenie Objaw Hipoteza Polecenie sprawdzenia Wynik sprawdzenia Objaw Hipoteza Polecenie sprawdzenia Wynik sprawdzenia Objaw Hipoteza Polecenie sprawdzenia Wynik sprawdzenia Objaw Diagnoza Krok 3 Krok 2 Krok 1 Tabela 8.8 Włączony wyłącznik np. U13 O1. Świeci dioda żółta „Sabotaż”. Uszkodzona linia nr 3 DEOL. Zmierzyć wartość napięcia w punkcie AL3. O2. UAL3 = 5,95V. Przerwa linii nr 3 między punktami 1 - 8. Zmierzyć napięcie w punkcie 7. O3. U7 = 0V. Między punktami 7 – 8 jest połączenie. Przerwa linii nr 3 między punktami 1 - 6. Zmierzyć napięcie w punkcie 5. O4. U5 = 5,96V. 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 Stan funkcjonalny układu Świeci dioda Sabotaż Przerwa linii Alarm Żółta Dozorowanie Sabotaż Zwarcie linii Zielona Dozorowanie 16 Linia nr 2 UAL1[V] USW niezdatny (zadane uszkodzenie U…) UAL1[V] UAL2[V] USW niezdatny (zadane uszkodzenie U…) UAL2[V] 6 6 6 6 0 0 0 0 USW zdatny USW zdatny Czerwona Żółta Napięcie w punktach AL w stanie normalnej pracy układu Zielona UAL1 = ……V UAL2 = ……V 2. Główna tabela diagnostyczna Tabela 8.10 Krok 3 Krok 2 Krok 1 Zadane uszkodzenie Objaw Hipoteza Polecenie sprawdzenia Wynik sprawdzenia Objaw Hipoteza Polecenie sprawdzenia Wynik sprawdzenia Objaw Hipoteza Polecenie sprawdzenia Wynik sprawdzenia Objaw Diagnoza Włączony wyłącznik U…. O1. Świeci dioda ...............” …………….” linii nr ….. Uszkodzona linia nr … DEOL. Sprawdzić napięcie w punkcie AL… . O2. UAL… = …V. O3. O4 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. 17