Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

Тема выпускной квалификационной работы - «Разработка конструкции и технологического процесса изготовления платы генератора высоковольтных импульсов».

Актуальность темы заключается в том, что основной тенденцией развития систем охраны на генераторах высоковольтных импульсов является безопасность при случайном контакте и мощное воздействие при целенаправленном проникновении на объект. Это и объясняется существенными преимуществами электронных средств периметровой защиты пред традиционными заборами.

Цель работы: изучение принципа работы конструкции, а так же углубиться и изучить тему периметровых систем охраны

Объект изучения: периметровая система охраны - это комплекс оборудования, обеспечивающий безопасность объекта за счёт препятствию проникновения на территорию объекта посторонних лиц и злоумышленников.

Предмет изучения: показать все плюсы и минусы периметровой системы охраны

Структура работы: в проекте рассматриваются три устройства, предназначенные для подачи звуковых сигналов тревоги при нарушениях условий охраны закрытых помещений, автомобилей и приусадебных участков, на основании анализа выбирается оптимальный вариант и производится электрический расчет, расчет надежности, выбирается и проектируется оптимальный вариант технологического процесса изготовления платы блока питания периметровой защиты, рассматриваются вопросы техники безопасности и охраны труда

Разработчики периметровых средств на генераторах высоковольтных импульсов и систем обнаружения за полувековую историю их развития использовали практически все физические принципы построения таких систем - от простейших контактно - обрывных средств до сложных компьютеризированных комбинированных систем.

Задачи работы: разработка периметровых средств охраны на генераторах высоковольтных импульсов является очень сложной задачей. Сигнал от появления человека в таких системах чрезвычайно мал и составляет, как правило, сотые доли процента от контролируемого параметра. Но еще хуже то, что наряду с сигналом от проникновения человека в системе возникают вредные, паразитные сигналы от громадного числа внешних дестабилизирующих факторов - помехи. Природа их возникновения самая разнообразная - метеовоздействия (дождь, снег, туман, гроза, ветер и так далее), индустриальные помехи - электрические и радио- наводки, вибрации, акустический шум. Кроме того, система подвержена воздействию растительности в ближней зоне, миграции животных и птиц. Все эти и еще множество других источников помех могут вызывать частые ложные тревоги и полную потерю доверия к охранной системе. Поэтому при создании любой периметровой системы обнаружения приходится уделять пристальное внимание изучению различных помех и выработке методов и алгоритмов защиты от них. Традиционные методы типа частотной фильтрации не дают достаточного эффекта, так как, как правило, частотные спектры сигнала и помех перекрываются. Приходится использовать более сложные алгоритмы, основанные на анализе «тонкой структуры» сигнала - длительности, наклона фронтов, периодичности и других характерных особенностей. Вот почему разработка периметровых сигнализаторов требует длительных полигонных исследований, парка регистрирующей аппаратуры, компьютеризированных комплексов для разработки различных алгоритмов различения сигнала и помехи. А это требует больших финансовых и кадровых ресурсов, которые могут позволить себе только очень крупные компании. Новые фирмы, рискнувшие выйти на рынок периметровых средств сигнализации, могут позволить себе, как правило, создание какой либо модернизации по известному прототипу. Такое положение не только у нас в России, но и за рубежом. Несколько известных фирм, в основном израильских и американских, удерживают прочное лидерство на протяжении многих лет и не дают «прорваться» посторонним.

Рассмотрены все достоинства и недостатки, выбрана одна периметровая система охраны, наиболее подходящая по характеристикам, чем все остальные.

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

Раннее обнаружение нарушителя - задача превентивной системы охраны (ПСО). В 1915 году немецкая пограничная служба установила электрический барьер вдоль границы с Бельгией и Голландией. Быстро убедившись, что постоянное пропускание тока в заграждении такой длины обходится очень дорого, немцы начали включать ток время от времени. Многие шпионы и пленные, пытавшиеся наудачу пройти через барьер, были убиты током. В конце концов, была изготовлена резиновая одежда, предохраняющая от поражения электрическим током. Одежда была черного цвета, и поэтому носившие ее практически были невидимы с наступлением темноты. Было лишь одно неудобство: несколько комплектов такой одежды было добыто германской полицией и впоследствии всех, кто в такой одежде оказывался по соседству с заграждением или у кого во время обыска находили сходную одежду, почти наверняка расстреливали. В дальнейшем союзники вынуждены были прибегнуть к промышленному шпионажу, чтобы выяснить, по какому графику ток выключался.

Информационной основой управления в современных системах физической защиты являются средства наружного и внутреннего (в помещениях) обнаружения нарушителей. Современная концепция физической охраны и защиты объектов реализует следующие направления:

§ необходимость применения ПСО;

§ выбор системы ПСО;

§ компоненты ПСО;

§ инфракрасные средства обнаружения (ИКСО);

§ виброчувствительные средства обнаружения (ВСО);

§ сейсмоакустические средства обнаружения (ССО);

§ магнитометрические средства обнаружения (МСО);

§ емкостные средства обнаружения (ЕСО);

§ обрывные средства обнаружения (ОСО);

§ системы охранной сигнализации (СОС);

§ быстроразвертываемые комплексы;

§ периметровые системы телевизионного наблюдения;

§ системы сбора и обработки информации и приемно-контрольные пульты;

§ блоки и системы питания, включая дистанционное управление;

§ специализированные запирающие устройства;

§ специальные заграждения и задерживающие устройства;

§ вспомогательные системы;

Периметровые средства охраны (ПСО) обычно исполняют роль средств раннего наружного предупреждения, что обеспечивает для их пользователя главное преимущество -- исключение фактора внезапного нападения, выигрыш во времени для организации реагирования сил охраны, обеспечение возможности пресечения преступной акции до ее реализации. Вместе с тем нет никаких технических ограничений на применение ПСО внутри крупногабаритных помещений (ангаров, складов, производственных корпусов и тому подобное), если пользователя устраивают цена и внешний вид аппаратуры.

Необходимо отметить, что ПСО, предназначенные для работы на открытом воздухе, обладают повышенной конструктивной и функциональной надежностью по сравнению с аппаратурой, предназначенной для эксплуатации в комнатных условиях, однако, по этой же причине они обычно имеют и более высокую стоимость.

1.1 Выбор периметровой системы охраны (ПСО)

За многолетнюю историю эксплуатации в конструкциях ПСО практически опробованы все известные физические способы обнаружения. Создана масса оригинальных образцов, перечисление которых заняло бы немало места. Но, как показывают результаты эксплуатации, на практике преимущественно используется сравнительно ограниченное число физических способов обнаружения, типов и модификаций ПСО, поскольку в сложных климатических условиях России многие образцы не выдержали испытаний климатом и временем.

Выбирая ПСО, следует внимательно изучить технические условия эксплуатации конкретного ПСО относительно требований стандартов, климатических условий района эксплуатации, рельефа местности и пространственной конфигурации рубежей физической защиты. Особое внимание следует уделить стыковочным параметрам аппаратуры по съему информации, электропитанию, способам автоматического, ручного и натурного контроля работоспособности. Обязательным условием эффективной защиты является анализ возможности сопряжения по пространству зоны обнаружения ПСО и формы охраняемого рубежа.

Как все-таки сделать правильный выбор? Процесс выбора пространственной структуры периметровой системы, оптимального состава компонентов, способов энергопитания, съема и структуры обработки сигнальной информации для принятия решений и команд, управляющих силами реагирования и средствами инженерной физической защиты, осуществляемый в проектах создания СФЗ для крупных объектов, получил наименование «стадии и этапы разработки концептуального (технико-экономического) и рабочего (инженерного) проекта управления защитой». Обычно в основе оптимального выбора лежат критерии «эффективность - - стоимость» в двух альтернативах: первая -- получить заданную эффективность физической защиты (вероятность пресечения злоумышленных акций) и при этом минимизировать затраты на создание и эксплуатацию системы; вторая -- при ограниченных затратах создать периметровую систему, обладающую максимально возможной эффективностью. При оценке затрат следует помнить крылатую фразу: «Мы не настолько богаты, чтобы покупать дешевые вещи», то есть, приобретая технику для ПСО, следует помнить, что ПСО, в основном, рассчитаны на многолетнюю эксплуатацию. Прежде всего нужно осуществить оценку совокупных затрат стоимости аппаратуры, монтажа, пусконаладочных работ и эксплуатационных расходов (обслуживание, ремонт, срок службы, способы контроля работоспособности, регламенты обслуживания, потребление электроэнергии и многое другое). Очень часто высокая цена периметровой техники обусловливает ее высокую надежность и существенно более низкие затраты на пусконаладочные инженерно-монтажные и эксплуатационные расходы, а в итоге -- прямую экономию материальных и финансовых средств пользователя в процессе многолетней эксплуатации.

1.2 Компоненты ПСО

Настоящий раздел охватывает практически полный перечень компонентов систем периметровой охраны, получивших широкое применение в практике физической защиты и охраны объектов России.

Устойчивое место на рынке охранных технологий занимают радиотехнические средства обнаружения (РСО). Их отличительными особенностями являются объемная невидимая зона обнаружения, высокая устойчивость к биологическим помехам, воздействию дождя, ветра, тумана, изменению освещенности и солнечной радиации, грозовым разрядам, росе, инею, обледенению, индустриальным и транспортным вибрациям, акустическим ударам и шумам, многим другим видам помех. К недостатку следует отнести наличие источников радиоизлучения. Вместе с тем, уровень мощности радиоизлучения лучших образцов РСО сегодня не превышает долей милливатта при специальных видах модуляции, радиоизлучения, что весьма затрудняет возможность их обнаружения и обеспечивает полную безопасность обслуживания в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.006-84.

К РСО относятся однопозиционные и двухпозиционные радиолучевые средства обнаружения (ОРЛСО и ДРЛСО, соответственно), кабельно - волновые и проводно - волновые средства обнаружения (КВСО и ПВС, соответственно). ОРЛСО и ДРЛСО работают обычно в диапазонах радиоволн не ниже дециметрового. Зона обнаружения (30) имеет объемно-лучевую форму. Обнаружение осуществляется в пределах прямой радиолучевой видимости. Форма 30 определяется диаграммами направленного действия передающей и приемной антенн, и ее геометрические размеры зависят от уровня выставленной чувствительности приемника. КВСО и ДРЛСО работают, как правило, в декаметровом и метровом диапазонах радиоволн. В КВСО объемная 30 формируется вдоль «линии вытекающих волн» (ЛВВ), представленной специальными коаксиальными радиоизлучающими кабелями. Во внешней оплетке таких кабелей прорезаны радиопрозрачные отверстия, поэтому КВСО получили наименование «средства обнаружения на линиях вытекающих волн». В ПВСО объемная 30 формируется между обычными проводными линиями, подвешенными над землей или над заградительными сооружениями.

ОРЛСО обычно производятся в трех вариантах: рубежные, предназначенные для блокирования линейного участка периметра; секторноплощадные -- для блокирования секторной площадки, вплоть до круговой; универсальные -- способные блокировать как линейные, так и секторно - площадные участки рубежа. ДРЛСО представлено приемником и передатчиком, размещаемыми на противоположных сторонах участка рубежа. Для блокирования ломаных рубежей могут быть использованы специальные отражатели зеркального типа и затеняющие экраны. Высокая стабильность 30, автоматический контроль работоспособности, повышенная устойчивость к радиопомехам, пониженная мощность радиоизлучения и ряд других достоинств обусловили преимущественное применение ДРЛСО на периметрах стационарных объектов. К недостаткам следует отнести наличие двух позиций установки прибора. КВСО обычно представлены двумя радиоизлучающими кабелями, прокладываемыми параллельно под поверхностью грунта вдоль блокируемого рубежа. Возможен вариант, когда один из кабелей размещен на заграждении.

ПВСО являются новым классом РСО, появившимся на рынке охранных технологий в начале XXI века, когда наконец-то была решена задача обеспечения помехоустойчивости и объемно - равномерной по чувствительности зоны обнаружения вдоль всей длины проводной линии, подвешиваемой над землей или над заграждениями вдоль рубежа.

1.3 Средства обнаружения ПСО

Инфракрасные средства обнаружения (ИКСО). Действие их основано на способности обнаруживаемых объектов поглощать, отражать и излучать электромагнитное поле инфракрасного (ИК) диапазона радиоволн. Они делятся на два класса: пассивные, регистрирующие ИК- излучение, и активные, основанные на прерывании ИК-луча.

Виброчувствительные средства обнаружения (ВСО). Действие их основано на фиксации механических колебаний, вызываемых нарушителем при разрушении или преодолении заграждения. Следует выделить ВСО, работающие на основе дискретных чувствительных элементов (ЧЭ) или акселерометров и работающие на протяженных ЧЭ в виде специальных виброчувствительных кабелей с использованием пьезоэлектрических, трибоэлектрических, магнитоиндукционных, волоконно-оптических и других физических эффектов.

Сейсмоакустические средства обнаружения (ССО). Действие их основано на фиксации звуковых колебаний инфракрасного (сейсмические) и звукового диапазонов частот. В качестве ЧЭ в различных типах ССО применяются микрофонные и геофонные датчики, объединенные в «косу» или трибоэлектрический кабель. Они представляют собой сложные наукоемкие устройства, использующие изощренные алгоритмы обработки и идентификации сигналов.

Магнитометрические средства обнаружения (МСО). Они используются в двух случаях:

1. для обнаружения Э.Д.С., наводимой при перемещении нарушителем электрического проводника в магнитном поле Земли;

2. при проносе нарушителем намагниченного металлического предмета.

В первом варианте система электрических проводников размещается в качестве физического барьера, а во втором -- используются флюктометры и специальные магниточувствительные кабели, заглубленные в грунт.

Емкостные средства обнаружения (ЕСО). Они относятся к приборам параметрического типа, контролирующим параметры электрической линии (емкость, индуктивность, проводимость). Принцип действия основан на обнаружении изменения электрической емкости линии при приближении к ней нарушителя.

Многолетний опыт эксплуатации ЕСО показал, что они в условиях работы на открытом воздухе наиболее эффективны, если выполнены на конструктивно жестких заграждениях (железобетонные плиты, кирпичные стены и тому подобное), на которых чувствительный элемент представлен жестким конструктивом (например, электропроводом), установленным на изоляторах над полотном основного заграждения.

Обрывные средства обнаружения (ОСО). Они относятся к приборам параметрического типа, контролирующим сопротивление замкнутой электрической цепи. Разрыв проводника или размыкание специального электромеханического контакта вызывают срабатывание прибора и сигнал тревоги. Созданы ОСО, позволяющие контролировать дальность до места обрыва микропроводника с точностью до 10 метров на расстоянии до 1 километра.

1.4 Типы периметровых охранных систем

Системы охранной сигнализации стационарного типа (СОС). Они (СОС) формируются на стационарных объектах охраны путем оптимального выбора промышленных образцов охранной сигнализации, объединяемых в систему с помощью единой системы энергопитания, съема сигнальной информации с использованием аппаратуры сбора, обработки и документирования сигнальной охраны в составе специализированных пультов охраны и систем сбора, управления и контроля доступом (СКУД).

Быстроразвертываемые (мобильные) комплексы. Эти средства охранной сигнализации (БКС-ОС) при кажущейся простоте решения технических задач находили сравнительно ограниченное применение в практике охраны и из-за высокого энергопотребления аппаратуры и отсутствия малогабаритных средств радиосвязи. Достоинствами БКС-ОС являются: возможность быстрой организации сигнального рубежа, малые вес и габариты носимой оператором аппаратуры, длительная непрерывная работа (до 30 суток) от одного комплекта автономных источников питания, совместимость со стационарными СОС.

Периметровые системы телевизионного наблюдения. Телевизионные системы для видеоконтроля охраняемого периметра по своим особенностям можно разбить на несколько групп. В первую очередь следует учитывать жесткие требования к климатическому исполнению видеокамер, устанавливаемых на охраняемом рубеже, -- температура и влажность, воздействие ветровых нагрузок. Эти проблемы в большинстве случаев могут быть решены применением специальных герметичных обогреваемых кожухов и кронштейнов для установки камер. Такие же жесткие требования применяются и к поворотным устройствам.

Следующая проблема -- работа видеокамер в условиях различной освещенности. Применение камер с повышенной чувствительностью может частично снять проблемы в условиях слабой освещенности, однако в дневное время в этом случае необходимо применять специальные меры к исключению засветки камер. Чаще всего проблема все же решается созданием системы освещения периметра, для чего могут использоваться инфракрасные или обычные прожекторы.

Характерная особенность любой периметровой системы -- большое удаление видеокамер от регистрирующего оборудования, что порождает сразу две проблемы: передача видеосигнала и обеспечение видеокамер дистанционным электропитанием. Проблема транспортировки видеосигнала на большие расстояния может быть решена применением устройств для передачи сигнала по витой паре и использованием различных промежуточных усилителей. Но такие решения ведут к снижению надежности системы и неизбежной потере качества изображения. Существуют специальные системы сбора видеоинформации на больших расстояниях по оптоволоконным линиям, однако стоимость таких систем высока.

Наибольшую эффективность система видеонаблюдения будет иметь, если видеокамеры сопряжены с охранными извещателями или снабжены детекторами активности. Это не совсем одно и то же, хотя в современных системах периметрового видеонаблюдения по показателям обнаружительной надежности и устойчивости работы к помеховым факторам детекторы движения приближаются к периметровым охранным извещателям. Конечно, речь идет не о встроенных в большинство мультиплексоров программных детекторах движения, а о специализированных устройствах, разработанных специально для решения задач периметровой охраны.

Очень актуально наличие возможности дистанционно, с поста охраны изменять параметры настройки охранных извещателей (например, выбор чувствительности одного из нескольких алгоритмов обнаружения) в зависимости от изменившихся условий, как помеховых, так и оперативных. Однако пока такие возможности реализованы лишь в отдельных системах зарубежного производства.

1.5 Системы сбора и обработки информации в ПСО

Принципиально системы охранной сигнализации периметров -- это, по сути, такие же системы охранной сигнализации, поэтому в качестве их могут применяться любые системы сбора и обработки информации на базе известных приемно-контрольных приборов. Особенно это справедливо для небольших по протяженности охраняемого рубежа и составу оборудования систем. Специфика периметровой охраны проявляется в следующих моментах:

§ для средних и протяженных рубежей (более десятка линейных охранных зон) важно наглядное представление информации, поэтому наибольшее распространение получили системы, позволяющие графически на экране дисплея отображать план охраняемой территории, расположение охранных извещателей и размеры контролируемых ими зон;

§ популярна схема сбора информации по интерфейсной линии (экономия кабеля), но в этом случае на самом периметре размещаются приемно - контрольные приборы малой емкости (до 4 шлейфов), к которым в первую очередь применяются повышенные требования по рабочей температуре и влажности;

§ для систем периметровой охраны актуально совмещение систем сбора и обработки информации и дистанционного электропитания в одном комплексе.

1.6 Системы питания для ПСО

Проблема электропитания - основная в системах охраны периметров. Большинство периметровых извещателей имеет рабочее электропитание 10ч30 вольт. Слаботочное питание в данном случае использовать проблематично, потому что падение напряжения в длинных линиях заставляет использовать медные силовые кабели с большим сечением жил (такое техническое решение - дорогое и некорректное). Применение для электропитания повышенного постоянного напряжения с понижением его с помощью различных самодельных устройств непосредственно в месте установки извещателя вряд ли можно рекомендовать для серьезных систем хотя бы из-за ограниченности такого решения.

Другой вариант -- использование линий с питанием 220 вольт и применение на охраняемом рубеже специальных блоков питания с соответствующими температурными характеристиками. Однако при кажущейся на первый взгляд простоте возникает проблема резервирования питания. Для ее решения можно использовать бензо или дизельные агрегаты с автоматическим запуском, но тогда возникает другая проблема, а именно: поддержка такого агрегата в постоянной готовности (использование источников питания типа UPS финансово неоправданно).

Именно поэтому для периметров протяженностью свыше 3 километров применяются специализированные системы дистанционного электропитания, которые могут поставляться как отдельная система, либо находиться в составе комплекса периметровой охраны.

1.7 Специальные устройства периметровых охранных систем

Специализированные запирающие устройства. Периметр всегда имеет точки прохода: ворота, калитки. Они, как и любые участки охраняемого периметра, должны надежно контролироваться, но при этом через них осуществляется доступ внутрь охраняемой территории. Для решения этого вопроса применяются специализированные запирающие устройства, которые могут быть механическими и управляемыми (электромеханическими).

Специальные заграждения и задерживающие устройства. В настоящее время широко применяются различные средства усиления основного ограждения периметра: козырьки вертикальные и наклонные из сетки, колючей проволоки, армированной колючей ленты. Такие специальные заграждения имеют двойное назначение: создать препятствие для нарушителя при попытке преодоления ограждения через верх (сорвать преодоление с ходу) и создать условия для эффективной работы охранного периметрового извещателя, например кабельного трибоэлектрического или виброакустического, чувствительный элемент которого размещен непосредственно на заграждении.

Противотаранные устройства. Использование противотаранных устройств - неотъемлемая часть мероприятий по защите объектов повышенной важности. Они могут быть разнообразными по конструкции и классифицируются по своей останавливающей способности.

Спирали из режущей и колючей ленты. Объемные и плоские спирали из армированной колючей ленты позволяют создавать как простые механические, так и сигнализационные заграждения практически любой формы и площади. Они предназначены для применения на крупных промышленных и иных режимных объектах повышенной опасности, а также военных объектах.

1.8 Вспомогательные системы

Дежурное освещение включается в ручном или автоматическом режиме при наступлении темноты и обозначает на местности линию охраняемого периметра, а также создает условия для нормальной работы системы телевизионного наблюдения. Тревожное освещение, как правило, управляется системой охранной сигнализации и включает освещение того участка, на котором произошло нарушение, тем самым, создавая условия для наряда и воздействуя психологически на нарушителя. Кроме того, в комплекс технических средств охраны периметра могут быть включены система связи с нарядами, система звукового оповещения и так далее.

1.9 Установка систем охранной сигнализации

Установка сигнализации является не таким простым делом, как это может показаться с первого взгляда. Ведь для этого необходимо знать, как и где установить тот или иной датчик, каким проводом сделать соединения и как его проложить по помещению, как проверить работоспособность датчиков и всей системы в целом. Неправильно установленная система охранно-пожарной сигнализации, какой бы совершенной она ни была, -- это своеобразный «кусок железа», не способный решить в полном объеме все поставленные задачи по охране помещения, и впустую потраченные деньги. Лучше всего, если такие системы будут устанавливать специалисты-профессионалы вневедомственной охраны или других охранных структур, дающих гарантию на свою работу.

Но если все-таки кто-то решит, что он в состоянии самостоятельно установить охранную систему, то следует ознакомиться с приведенными ниже рекомендациями.

Предположим, что система охранно-пожарной сигнализации уже выбрана и приобретена в какой-либо торговой организации или фирме. В вашем распоряжении имеется контрольная панель, набор датчиков и исполнительных устройств. Количество необходимого соединительного необходимо определить самостоятельно. Для этого нужно определить места установки всех компонентов системы и с помощью рулетки замерить расстояние от контрольной панели до каждого элемента с учетом всех изгибов при прокладке кабеля. Сложив полученные значения, определите общую длину соединительных проводов. Увеличив эту длину примерно на 10% (для учета непредвиденных затрат кабеля), определите то количество провода, которое необходимо приобрести. Наиболее часто при монтаже таких систем используют двухжильный телефонный провод типа ТРП. При его отсутствии можно использовать любой другой низковольтный провод. Перед установкой сигнализации желательно провести проверку ее работоспособности. Магнитные датчики можно проверить любым тестером, датчики движения имеют встроенную систему контроля.

Монтаж системы следует начать с установки ее «мозга» -- контрольной панели. Как правило, системы сигнализации включаются и выключаются поворотом специального ключа или путем набора определенного цифрового кода на контрольной панели (пульте управления). Поэтому контрольная панель должна устанавливаться в легко доступном, но незаметном месте, например под лестницей. Для ее питания и подзарядки аккумуляторов в месте установки контрольной панели необходимо предусмотреть наличие напряжения промышленной сети. Пример размещения контрольной панели (пульта), датчиков, исполнительных устройств и разводки соединительных проводов показан на рисунке 1.

Магнитные датчики 4 на окна и двери устанавливаются следующим образом. Контакты датчика подключаются к проводу, а сам датчик устанавливается на коробке окна или косяке двери с помощью шурупов. Магнит закрепляется на оконной раме или полотне двери.

Шлейфы из фольги 3 устанавливаются на стеклах неоткрывающихся окон. Нанесение на стекло фольги на клейкой основе требует осторожности и некоторых навыков, так как малейшее изменение натяжения фольги толщиной 0,008--0,04 миллиметра может привести к ее обрыву и операцию придется повторять заново. Для наклейки фольги нужно на несколько сантиметров снять защитную бумагу, немного натянуть фольгу и плотно прижать к стеклу. Фольгу нужно разгладить кусочком картона. Для изменения направления шлейфа в углах стекла нужно сначала отогнуть фольгу в обратную сторону (клейкой стороной наружу), а затем сделать загиб под углом 45⁰ по отношению к первому.

Для установки клемм, необходимых для подключения фольги к проводному контуру сигнализации, нужно оставить свободные концы фольги длиной около 50 миллиметров. Клеммы приклеиваются на границе стекла и рамы. Концы фольги складываются пополам и накладываются на клеммы, где и закрепляются пластиной и винтом. Для придания фольге особой хрупкости она покрывается специальным лаком. После установки клемм тестером нужно проверить целостность электрической цепи. Пассивный ИК детектор движения 2 устанавливается в углу помещения на высоте около 2 метров. Детектор нельзя направлять на батареи отопления, окна и другие участки помещения, где возможен резкий перепад температур. Прибор кренится к стене с помощью специального кронштейна, входящего в комплект поставки или приобретаемого отдельно. Провода подключаются согласно прилагаемой схеме на прибор или систему. Такой детектор требует настройки для установки необходимой зоны охраны.

Кнопка тревоги 6 может быть врезной или накладной и обычно устанавливается в спальне или у входа в помещение в удобном для пользователя месте. Она нужна для того, чтобы вручную включить сирену, если система охраны не сработала по каким-либо причинам.

Сирену 7 можно установить как внутри, так и снаружи помещения. В первом случае она размещается в таком месте, где ее услышит любой, находящийся в доме. Во втором случае сирену нужно закрепить в труднодоступном для правонарушителей месте, например под крышей или на большой высоте. Там же может быть закреплен стробоскоп 5 или прожектор 8. При подключении этих исполнительных устройств нужно обязательно соблюдать полярность.

Скрытая телевизионная камера (видеоглазок) 12 монтируется на полотне входной двери так, чтобы обеспечить максимальный угол обзора околодверного пространства. Выходкой зрачок камеры, необходимо защитить, например, стеклом толщиной не менее 5 миллиметров.

Охрана периметра, кроме телевизионной системы наблюдения, осуществляется с помощью фотоэлектрических датчиков 10. Эти датчики размещают вдоль ограждения (обычно по углам периметра) с таким расчетом, чтобы нельзя было перелезть или перепрыгнуть через ограждение и не пересечь при этом ИК луч. Защита ограждения от разрушения с целью проникновения на охраняемую территорию осуществляется с помощью вибродатчиков 9. Устанавливаются они согласно инструкции по монтажу.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1- Возможный вариант установки системы охранно-пожарной сигнализации

Комплекс изображенный на рисунке1 содержит следующие элементы

1 -- контрольная панель;

2 -- пассивный ИК детектор;

3 -- шлейф (фольга);

4 -- магнитный датчик;

5 -- стробоскоп;

6 -- кнопка тревоги;

7 -- сирена;

8 -- прожектор;

9 -- вибродатчик;

10 -- фотоэлектрический датчик;

11 -- видеокамера;

12 -- видеоглазок;

13 -- мультиплексор, квадратор, регистратор

14 -- монитор;

15 -- пожарный извещатель

Телевизионные камеры наблюдения 11 устанавливаются на кронштейнах на высоте, затрудняющей доступ к ним, и в местах, обеспечивающих наилучший обзор охраняемой территории, например на угле здания. Так при высоте установки ТВ камеры - 2,8 метра, она может обеспечить обзор с углами по вертикали до 100⁰ и по горизонтали до 80⁰ на расстоянии до 20 метров от камеры. Если необходимо обеспечить больший угол обзора, рекомендуется использовать поворотные устройства, скорость перемещения которых находится в переделах 0-12° в секунду. В этом случае при выбранном среднем расстоянии до объекта, например, 10 метров можно отслеживать перемещение предметов, движущихся со скоростью не более 2 метров в секунду. Мультиплексор (квадратор) 13 устанавливается в помещении рядом с монитором 14.

Извещатели пожарной сигнализации 15, если они необходимы, лучше располагать между спальней и очагами возможного возгорания: гостиной, кухней, столовой. Для дополнительной защиты помещения эти приборы можно разместить и в других помещениях. Пожарные извещатели крепятся вдали от нагревательных приборов, вентиляционных отверстий и флуоресцентных ламп. В большинстве помещений они устанавливаются на потолке на расстоянии не менее 300 миллиметров от стен и осветительных приборов. Настенные извещатели крепятся на расстоянии не менее 150--300 миллиметров от потолка. На потолках с поперечными балками толщиной менее 100 миллиметров они крепятся к основанию одной из них, а не между ними. Пожарные извещатели следует проверять не реже одного раза в месяц.

Прокладка соединительных проводов -- это одна из наиболее трудоемких операций. Провода можно прокладывать везде, где это удобно, но не ближе 225 миллиметров от силовых кабелей. Обычно провода прокладываются под плинтусом (или по нему), под ковровым покрытием, под полом и так далее. Двухжильный провод закрепляется специальными скобами или прибивается небольшими гвоздями с интервалом не более 300 миллиметров.

Подключение контрольной панели требует скорее терпения и выдержки, чем специальных навыков. Большое количество проводов может вызвать некоторую растерянность и неуверенность в своих силах, что и приводит, как правило, к ошибкам в подключении. Выполнять монтаж необходимо строго в соответствии с прилагаемой инструкцией и монтажной схемой, а в случае необходимости следует обратиться за помощью к специалистам.

ГЛАВА 2. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ

Среди фирм-производителей периметровых охранных систем у нас в стране бесспорное лидерство принадлежит СНПО «Элерон» и его дочерним предприятиям НИКИРЭТ и «Дедал», создавшим большинство и продолжающим создавать новые периметровые системы охраны.

На рынке средств, предназначенных для защиты периметров, представлено несколько видов устройств -- вибрационные, радиоволновые, радиолучевые, магнитометрические, сейсмические, электрический, кинологические. Помимо средств, уже ставших классическими, предлагаются и гибриды. Все они основаны на различных принципах действия и ориентированы на решение задач определенного класса защиты периметра.

Для начала рассмотрим несколько видов потенциальных нарушителей:

· подозрительный тип с пассатижами и гвоздем в кармане;

· вооруженный боец в одежде цвета хаки;

· человек в танке или в бронетранспортере;

· праздношатающийся объект с монтировкой в руке;

· отдыхающие.

Вопрос: что у них общего? Ответ: наличие железа, или, если говорить грамотно, то - наличие элементов снаряжения, обладающих проводниковыми свойствами и собственная электропроводность. Собственная электропроводность, а также высокая чувствительность человека к воздействию электрического напряжения являются основополагающими элементами для формирования различного вида периметровых превентивных охранных сигнализаций и защит. Основные технические характеристики систем охраны -- как и у всех средств превентивной защиты -- это вероятность обнаружения и средняя наработка на срабатывание. Немаловажными характеристиками являются размеры охраняемого МСО рубежа, возможность средства определять направление движения нарушителя, а также возможность дистанционной диагностики и настройки изделия.

Говоря об охране периметра, просто нельзя не затронуть тему заборов. В России любят массивные каменные или железобетонные заграждения. Сетчатые заборы особым уважением у населения не пользуются ввиду их несолидности и почти неприличной прозрачности. Заявления специалистов о том, что заборы из сетки, в отличие от их каменных собратьев, трудно преодолеть, но легко охранять, к тому же они не закрывают обзор, позволяя контролировать прилегающую территорию, иногда могут убедить только руководство некоторых предприятий и промышленных объектов. Что касается владельцев частных коттеджей, то здесь увещевания профессионалов периметровой охраны обычно ни к чему не приводят. Это и понятно: кому хочется вешать козырек из сетки с датчиками поверх эксклюзивного забора. Конечно, защитить периметр, не нарушая дизайнерских изысков, возможно, но такая система будет стоить ощутимо дороже. Если польститься на вариант «дешево и красиво», то построенная по этому принципу система охраны в принципе не может эффективно работать, зато она обеспечит нескончаемое количество ложных срабатываний, так что устанавливать ее изначально не имеет смысла. Периметровая система превентивной охраны имеет две основные характеристики, составляющие её, так сказать, потребительскую сущность: вероятность правильного срабатывания и устойчивость к помехам. То есть, она должна сработать по нарушителю и не реагировать на все остальное: снег, ветер, ветки деревьев, птиц, электромагнитные наводки, и тому подобное. Эти характеристики взаимосвязаны: они имеют смысл только вместе. Например, вероятность обнаружения 0,98 при одном ложном срабатывании на охранную зону в неделю. Для среднего периметра протяженностью в 1 километр и длине участка, контролируемого одним шлейфом, в 100 метров наработка на ложный сигнал срабатывания на один участок должна составлять не менее 240 часов, то есть 10 суток. Если периметр участка составит 5 километров, то требования к системе резко возрастают и их наработка должна составлять 600-1200 часов. Таким образом, чем длиннее периметр, тем надежнее должна быть превентивная система охраны.

Существуют некоторые, иногда очень хорошие, отраслевые стандарты, но продолжают существовать и целые отрасли и структуры, которые демонстративно эти стандарты игнорируют («негоже нам руководствоваться стандартами чужой отрасли, ведь там никто ни в чем не разбирается»). Например, довольно исчерпывающе термины и понятия, а также методики их оценки определяются в документе, разработанном в СНПО «Элерон», РТМ LU164-85 «Руководящий технический материал: оценка основных тактико-технических характеристик средств обнаружения и охраны». Согласно этому документу можно выбирать стандартизованную Росстандартом периметровую превентивную систему охраны. Рассмотрим некоторые варианты превентивной периметровой системы охраны.

2.1 Периметровая система превентивной охраны «Юпитер»

Генератор «Юпитера» для мобильных систем превентивной охраны периметра предназначен для непрерывной круглосуточной подачи импульсов высокого напряжения на ПСО, ограждающую объект охраны.

В систему «Юпитер» входит комплект из пятидесяти диэлектрических стоек - натяжных опор, которые необходимо устанавливать так, чтобы обеспечить натяжение сигнально - контактного провода на требуемой высоте над земной поверхностью. Аккумулятор, генератор «Юпитер» и зарядное устройство надо располагать таким образом, чтобы обеспечить возможно большую скрытность.

Комплект поставки:

1. генератор «Юпитер» - 1штука;

2. зарядное устройство - 1штука;

3. катушка с оцинкованной проволокой длиной 1000метров - 1штука;

4. стойки пластиковые - 50штук.

Возможны изменения в комплектации ПСО по желанию заказчика.

Таблица 1 Основные технические характеристики системы «Юпитер»

Характеристики	Параметры
Время работы генератора без подзарядки, ч - в тренировочном режиме - в обычном режиме	50 100
„M„p„{„ѓ„y„}„p„|„Ћ„~„p„‘ „Ѓ„|„Ђ„‹„p„t„Ћ „Ђ„‡„‚„p„~„Ќ („{„r„p„t„‚„p„„„Ђ„}), „s„p	6.25
Масса, г: генератор; зарядное устройство; катушка проволоки; стойка пластиковая; стойка деревянная	1500 650 6000 150 700

Рисунок 2 - Комплект периметровой системы превентивной охраны «Юпитер»

2.2 Периметровая система превентивной охраны «OLLI 800»

Устройство производится в Финляндии, имеет сертификат Госэлектронадзо-ра по применению на территории России.

«OLLI 800» - это генератор для стационарных систем превентивной охраны периметра, самый мощный генератор стационарного типа, работающий от сети 220 вольт, который имеет функцию показа возвратного контроля напряжения в сети. Он предназначен для огораживания больших территорий. Любая растительность в виде кустарников или высокой травы не представляет для этого устройства проблемы. Генератор «OLLI 800» хорошо подходит для создания культурных пастбищ, огораживания в лесных зонах, заповедниках, заказниках, зоопарках, зверинцах, а также для защиты возделываемых полей и посадок саженцев молодых деревьев от диких животных и несанкционированного проникновения на охраняемую территорию людей. Рекомендуется на ограждении вывешивать таблички - предупреждения о воздействии высокого напряжения. Ниже приведен общий вид устройства. Дополнительные элементы (изоляционные стойки, подводящие и отводящие кабели, натяжные провода) поставляются отдельно или приобретаются потребителем в зависимости от конфигурации охраняемой территории.

Этой же фирмой выпускается система превентивной охраны «OLLI 160В» - самый мощный генератор аккумуляторного типа, автономно работающий от аккумуляторных батарей с напряжением питания 12 вольт и ресурсом 15-25 дней.

Таблица 2 Основные технические характеристики системы превентивной охраны «OLLI 800»

Характеристики	Параметры
Напряжение питания, В	220-240;
Источник питания, Гц	50-60
Количество импульсов в минуту	50
Ресурс батареи	-
Энергия, Дж: - максимальная - при нагрузке 500 Ом - без нагрузки	8,0 4,5 11,5
Выходное напряжение, В: - без нагрузки - с нагрузкой 500 Ом (эквивалент сопротивления человека)	5300 4800
Длина изгороди в зависимости от режима воздействия, км, при потребляемой мощности в 15 ватт: - сберегающий - нормальный - жесткий	160 30 15

Рисунок 3 - Генератор периметровой системы превентивной охраны «OLLI 800»

2.3 Периметровая система превентивной охраны с оптическим определителем интервала

Техническая характеристика:

Напряжение питания -220…240

Источник питания, В - Сеть 50…60 Гц

Потребляемая мощность -15 Вт

Количество импульсов в мин.-50

Продолжительность работы не ограничено

Выходное напряжение В: Без нагрузки - 5300

С нагрузкой 500 Ом. - 4800

Энергия удара, Дж: Максимальная - 8

На нагрузке 500 Ом-4,5



Рисунок 4 - Генератор периметровой системы превентивной охраны с оптическим определителем

Периметровая система превентивной охраны с оптическим определителем интервала и автоматической подачей напряжения на ограждающую линию в момент попытки проникновения, предназначена для охраны периметра на территориях временного размещения людей и техники. Её общий вид приведен на Рисунке 4.

Система состоит из:

диэлектрических опор 1,

инфракрасного излучателя 2,

стального провода 3,

интервала установки 4,

блока управления 5,

высоковольтного блока 6,

источника питания 7,

приемника инфракрасного излучения 8,

системы тревожной сигнализации 9.

Стальной провод натягивают между опорами на расстоянии 1,2 метра от поверхности грунта. На провод подается высоковольтный потенциал электрического напряжения. Вдоль электропровода на расстоянии интервала возможного перемещения объектов направляют узкий инфракрасный луч, который регистрируется оптическим приемником. Интервал устанавливается в зависимости от подвижности объектов в данное время, так как возможность проникновения в ночное время преступного элемента возрастает в несколько раз. При подходе к лучу, нарушитель перекрывает его своим телом, а отсутствие луча регистрируется приемником. Результатом чего является подключение высокого напряжения к стальному проводу, которое наносит электроудар нарушителю. Когда объект покидает охраняемую территорию после нанесения ему превентивного электрического удара, система отключает высокое напряжение с электроограждения.

Для повышения взломостойкости систему превентивной периметровой электроохраны необходимо секционировать с перекрытием зон, и совмещать с различного вида детекторами движения и системами оповещения о проникновении. Применение периметровой системы превентивной охраны предполагает её автономность и скрытность, поэтому питание необходимо производить от аккумулятора, а высоковольтный блок, блок управления и систему тревожной сигнализации, объединить.

ГЛАВА 3. ОПИСАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ

3.1 Генератор высоковольтных импульсов для схемы превентивной охраны периметра

Применение генератора высоковольтных импульсов в схеме системы превентивной охраны периметра позволяет производить охрану больших территорий.

Рисунок 5 - Генератор высоковольтных импульсов Схема электрическая принципиальная.

Предлагаемый генератор высоковольтных импульсов, принципиальная электрическая схема которого приведена на Рисунке 5, обеспечивает импульсы длительностью 0.01ч015 секунды (60-70 импульсов в минуту) и напряжение относительно земли 6-7 кВ. Так как выходное сопротивление генератора велико, то при прикосновении электропроводящего объекта к изгороди, выходное напряжение уменьшается с 6ч7 кВ до 10ч15 вольт, в течение такого времени, которое недостаточно для смертельного поражения человека электрическим током.

В состав генератора импульсов дополнительно входит охранная сигнализация. Она срабатывает при отсутствии импульсов высокого напряжения на изгороди, обрыва провода или падения стоек и провода на землю, попадания растительности на провод изгороди. Особенно сигнализация необходима для охраны объекта в ночное время.

Генератор высоковольтных импульсов представляет собой преобразователь низковольтного постоянного напряжения в импульсное высоковольтное напряжение. Он содержит два последовательно включенных преобразователя напряжения. Первый из них - несимметричный мультивибратор на транзисторах VT1 и VT2. Нагрузкой транзистора VT2 служит первичная обмотка повышающего трансформатора ТV1. С его вторичной обмотки последовательность коротких импульсов с амплитудой 150 вольт поступает ко второму преобразователю, собранному по схеме тиристорного генератора импульсов. Выходные импульсы со вторичной обмотки Т1 после выпрямления диодами VD2 и VD3 заряжают накопительный конденсатор СЗ. Когда напряжение на СЗ достигает напряжения включения динистора VS2, открывается тиристор VS1, и конденсатор СЗ разряжается на первичную обмотку трансформатора ТV2. Разрядный импульс тока через первичную обмотку вызывает появление на вторичной обмотке высоковольтного импульса. По окончании разряда конденсатора СЗ тиристор VS1 закрывается, и конденсатор заряжается вновь. Частота повторения импульсов мультивибратора - десятки килогерц, а частота импульсов, подаваемых на провод изгороди, - от одного до нескольких герц. Регулируется частота импульсов мультивибратора, поступающих на тиристорный генератор импульсов. Это позволяет получить от маломощного генератора, питающегося от источника в 12 вольт, мощные высоковольтные импульсы. То есть, генератор потребляет меньше электроэнергии от источника питания, что весьма немаловажно. В зависимости от частоты импульсов, установленной резистором R2, потребляемый ток составляет 50ч70 миллиампер.

Источником питания служит аккумуляторная батарея в 12 вольт. Если переключателем SA1 отключить охранную сигнализацию, то генератор импульсов можно питать от солнечной батареи 9 Вольт на 120 миллиампер.

Выходные импульсы с клеммы Х1 подаются на провод изгороди. Второй конец провода изгороди подключен к клемме Х2, к которой подключен также высоковольтный провод, который располагается вблизи затвора транзистора VT3. При наличии высоковольтного напряжения на втором конце провода изгороди будет иметься следующая ситуация: транзистор VT3 будет закрыт, VT4 - открыт, транзистор VT5 - закрыт. При этом реле К1 - обесточено, и, следовательно, питание не поступает на сирену. Сирена выполнена на базе микросхемного стабилизатора напряжения DA1. На микросхеме DA1 и транзисторах VT6 и VT7 собран генератор прямоугольных импульсов звуковой частоты. Транзистор VT6 должен иметь коэффициент передачи тока не менее 30, а VT7 - не менее 100. Налаживание сирены сводится к установке устойчивой генерации подстроечным резистором R10. Частоту генерации изменяют подбором конденсатора С6. На выходе включен мощный громкоговоритель ВА1.

Детали. Трансформатор Т1 выполнен на броневом ферритовом сердечнике диаметром 30 миллиметров. Его I обмотка содержит 35 витков ПЭВ-2 0,45 мм, а II обмотка - 800 витков ПЭЛ 0,16 мм. Чашки магнитопровода с зазором 0,2 миллиметра стянуты винтом и гайкой. В качестве трансформатора можно использовать промышленные дроссели, например, Д303-0,16 и Д3чД16, имеющие две обмотки. Трансформатор Т2 - строчный от телевизора ТВС110ГЦ15 или катушка зажигания от автомобилей. Реле К1 типа РЭС-9 (паспорт РС4.524.203). Громкоговоритель ВА1-5 типа ГДШ-10-8 или любой другой с сопротивлением звуковой катушки 8 ом.

Правильно собранный генератор высоковольтных импульсов в наладке практически не нуждается. Для электроизгороди требуется хорошее заземление, которое подключается к клемме Х3.

Действие генератора проверяют осторожно, поднося руку к проволоке, подключенной к клемме X1. На расстоянии 10 миллиметров должна проскочить искра с сухим треском разряда, при этом в руке будет ощущаться легкое покалывание. Животные попадают под напряжение на меньшем расстоянии от провода - 3ч4 миллиметра.

3.2 Применение в качестве усилителя микросхем стабилизаторов напряжения типа КР142ЕН12

При конструировании стабилизированных блоков питаний различной аппаратуры, как правило, используют микросхемные стабилизаторы напряжения. Большая номенклатура таких микросхем предоставляет конструкторам широкую возможность их выбора для создания стабилизатора с требуемыми параметрами. В некоторых случаях, однако, для построения относительно мощных стабилизаторов вполне применимы маломощные микросхемы. Примером этого может служить построение стабилизатора напряжения, встраиваемого в сетевой адаптер. Такие адаптеры, особенно импортные, в большинстве случаев, обеспечивают выходной ток до 0,5 ампера и не содержат стабилизатора напряжения.

Если для повышения «качества» выпрямленного напряжения будет необходим стабилизатор, то можно использовать микросхемы ИМС, указанные в [1]. Сегодня наиболее доступны микросхемы серии КР142. Для получения выходного напряжения 9 вольт обычно выбирают микросхемы КP142EH8A и КР142ЕН8Г. Однако они обеспечивают ток нагрузки до 1ч1.5 ампер при еще большем токе короткого замыкания (КЗ). Из-за этого при возникновении аварийной ситуации могут выйти из строя трансформатор и выпрямительные диоды адаптера. Чтобы избежать этого, нужен стабилизатор с током нагрузки до 0.5 ампер и током КЗ не более 0,6 ампера. Но найти микросхемы с такими параметрами и с выходным напряжением 9 вольт затруднительно.