XII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Изучение строение и принципа работы охранно-пожарной сигнализации

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Фадин А.А. 1

---

1Муниципальное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школы №2 р.п.Колышлей Пензенской области

Рыжкова Е.Н. 1

---

1Муниципальное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школы №2 р.п.Колышлей Пензенской области

Работа в формате PDF

3.2 MB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

I. Введение.

Бывают моменты, когда помещения остаются без присмотра. В этот момент личное имущество становится уязвимым. Обеспечения своей безопасности и безопасности своего имущества – задача, которая не зависит от времени суток, от места и погодных условий. Современные системы безопасности, такие как охранная сигнализация, применяются практически во всех сферах жизнедеятельности человека – в банках и государственных учреждениях, в школах, больницах, на коммерческих и частных объектах, и пр. Задача обеспечения безопасности на высоком профессиональном уровне не простая и требует определенных знаний и опыта от исполнителя. Существует множество охранных систем. Они различаются принципом действия и характеристиками.

Мне захотелось узнать больше об охранных системах, об их развитии, истории их использования, перспективах развития охранных систем.

Объект исследования: автоматизированная система пожаротушения и охраны.

Предмет исследования: охранно-пожарная сигнализация в квартире.

Гипотеза: я предполагаю собственными силами собрать систему оповещения при возникновении угрозы проникновения на объект и возгорании.

Цель исследовательской работы:

Изучить простейшие схемы охранных устройств;

Изготовить охранную систему своей квартиры.

Задачи:

Изучить литературу по данной теме.

Узнать, как устроена и работает охранная сигнализация.

Подобрать все необходимые элементы для изготовления сигнализации

Самостоятельно собрать макет охранно-пожарной сигнализации и проверить работоспособность.

Сделать вывод о работе системы, посчитать затраты на изготовление.

Актуальность моего исследования заключается в том, что в современном мире повышается роль охранных систем безопасности. Установка охранных систем может служить источником безопасности для людей и имущества.

Теоретическая часть.

Что такое сигнализация? Какие виды существуют?

СИГНАЛИЗАЦИЯ¹ - преобразование информации о ходе контролируемого процесса или о состоянии объекта наблюдения в сигнал, обычно световой или звуковой. (Большой Энциклопедический словарь)

Виды сигнализаций:

1. Пожарная сигнализация 

2.Охранная сигнализация

3. Системы тревожной сигнализации

. Общая часть системы охранной сигнализации

Система охранной сигнализации (ОС) - это совокупность взаимосвязанных технических средств для обнаружения признаков нахождения нарушителя на охраняемых объектах, сбора, обработки, передачи и представления в заданном виде информации потребителям. В функции системы охранно-пожарной сигнализации (ОПС) входит обнаружение как проникновения, так и признаков пожара на объекте. Технические средства (ТС²) ОПС в соответствии с ГОСТ 26 342-84 классифицируются по двум признакам: области применения и функциональному назначению.

По области применения ТС подразделяются на охранные и охранно-пожарные. По функциональному назначению ТС подразделяются на две группы:

а) ТС обнаружения (извещатели), предназначенные для формирования и передачи информации о состоянии контролируемых параметров;

б)ТС оповещения, предназначенные для приема, преобразования, передачи, хранения, обработки и отображения информации (системы передачи извещений, ППК³, оповещатели).

Извещателем называется первичное техническое средство для обнаружения изменения среды (проникновения, пожара) и форматирования извещения: охранного, пожарного или обоих - охранного и пожарного.

Извещением в технике ОПС называется сообщение, несущее информацию о состоянии охраняемого объекта, передаваемого с помощью электрических, световых и (или) звуковых сигналов. Извещения разделяются на тревожные и служебные. Тревожное извещение несет информацию о проникновении или пожаре. Служебное извещение содержит информацию о "взятии" под охрану, "снятии" с охраны, неисправности аппаратуры и др.

Шлейф охранной сигнализации (ШС) - это электрическая цепь, соединяющая выходные цепи охранных извещателей, включающая в себя вспомогательные (выносные) элементы (диоды, резисторы) и соединительные приборы, предназначенные для выдачи на приёмно-контрольный прибор извещений о проникновении, пожаре или неисправности. В некоторых случаях предусматривается через шлейф подача электропитания на извещатели.

Приёмно-контрольный прибор (ППК) служит для приёма сигнала от извещателей, обработки его и передачи в удобном виде либо на центральный пульт, либо далее в другой приёмно-контрольный прибор.

Охранно-пожарный оповещатель - это техническое средство ОПС, предназначенное для оповещения людей о проникновении, попытке проникновения и (или) пожаре.

Система автономной охраны состоит из комплексов ОПС с выходом на оповещатели и (или) другой ППК, устанавливаемый в пункте автономной охраны.

Пункт автономной охраны (ПАО) - это пункт, расположенный на охраняемом объекте или в непосредственной близости от него, обслуживаемый службой охраны объекта и оборудованный техническими средствами отображения информации о проникновении и (или) пожаре в каждом из контролируемых помещений (зон) объекта для непосредственного восприятия человеком.

Система передачи извещений (СПИ⁴) - это совокупность совместно действующих технических средств для передачи по каналам связи и приема в пункте централизованной охраны извещений о проникновении на охраняемые объекты и (или) пожаре на них, служебных и контрольно-диагностических извещений, а также для передачи и приема команд телеуправления (при наличии обратного канала).

СПИ предусматривает установку устройств оконечных (УО) на объектах, ретрансляторов (Р) на кроссах АТС, в жилых домах и других промежуточных пунктах и пультов централизованного наблюдения (ПЦН) в пунктах централизованной охраны.

Пункт централизованной охраны (ПЦО) - это диспетчерский пункт централизованной охраны ряда рассредоточенных объектов от проникновения и пожара с использованием СПИ.

Описание конструкции системы ОПС

Комплекс ОПС по защите зданий включает в себя:

а) первичные датчики, непосредственно осуществляющие контроль отведённой территории;

б) контроллер (контрольная панель), собирающий и анализирующий показания датчиков, а также управляющий всей охранной системой и вырабатывающий её ответную реакцию на возможные нештатные ситуации;

в) пульт управления (клавиатура), предназначенный для постановки помещения на охрану и снятия с неё.

Существует несколько видов первичных датчиков системы ОПС - в зависимости от конкретной ситуации могут применяться те или иные устройства, а также группы устройств, контролирующих одну и ту же территорию по разным параметрам. Начнём с самых распространённых.

Объёмный инфракрасный датчик движения.

К ак следует из названия, устройство контролирует изменение теплового поля движущегося предмета (человека). При этом настройка системы и место установки датчика должны учитывать наличие в доме животных. Кошки и небольшие собаки могут игнорироваться на аппаратном или программном уровне, но крупные породы собак, сопоставимые по размерам с вставшим на четвереньки человеком, будут вызывать ложное срабатывание.

Магнитно-контактный датчик.

У станавливаемый на дверях и окнах, он реагирует на их открывание. Устройство состоит из двух частей: одну из них, оснащённую постоянным магнитом, располагают на подвижном элементе двери или окна. Вторая подключается к соответствующей цепи контроллера и представляет собой запаянный в корпус геркон. Когда обе части датчика совмещены, магнит воздействует на геркон, цепь замкнута. При попытке открыть окно магнит отдаляется от геркона, цепь размыкается, и с контроллера поступает сигнал тревоги. Остаётся добавить, что такие устройства могут быть как накладными, то есть закрепляемыми на дверях и окнах со стороны комнаты, так и встроенными (скрытыми), врезаемыми внутрь подвижной и неподвижной деталей конструкции. В последнем случае доступ к самим элементам датчика и проводке для злоумышленника значительно затрудняется.

1.3.3 Акустический датчик.

Р еагирует на звук разбиваемого оконного стекла, и потому устанавливается в непосредственной близости к окну. Сам по себе этот датчик оказывается бесполезен в случае, например, если злоумышленник не станет разбивать стекло, а воспользуется стеклорезом. По этой причине подобные датчики не могут являться основными или единственными и применяются как дополнение к другим устройствам.

В ибрационный датчик.

Устройство крепится на стену и улавливает вибрацию на стадии создания пролома. Также не рекомендуется для использования как основной либо единственный датчик для контроля. Самая распространённая область применения - защита особо важных помещений.

Датчик задымления.

Э то устройство относится к пожарной части ОПС и реагирует на появление дыма в контролируемом помещении. Дым поднимается к потолку и растекается по его поверхности, именно туда и устанавливают датчик задымления. Очевидно, что он не может применяться, например, в гараже или на кухне, где образование дыма - вполне нормальное явление, иначе при готовке или прогревании двигателя автомобиля возможны ложные срабатывания пожарной сигнализации.

Датчик температуры.

Также относясь к пожарной части ОПС, этот датчик срабатывает при значительном повышении температуры в помещении, причём при условии, что она нарастает не менее 10-30 сек. Устройство применяют либо в паре с датчиком задымления, либо отдельно - для гаражей и кухонь.

Проектирование схем для конкретных целей

Проектирование схем ОПС должно проводится в соответствии с требованиями заказчика, а также, норм и правил эксплуатации технических средств охраны.

Перед началом проектирования необходимо ознакомится с особенностями объекта охраны, определить экономическую целесообразность. Определяется способ передачи информации о состоянии системы.

2.1. Способы передачи информации о тревоге:

1) местное оповещение (световая, звуковая сигнализация на объекте)

2) оповещение на пульт централизованный охраны (сигнал передается на пульт отдаленный от объекта( реагирование осуществляется нарядом полиции или сотрудниками ЧОП⁵, а так же диспетчер может передач сведения собственнику))

3) оповещение по каналу Интернет или GSM (смс-уведомление) собственнику или доверенному лицу на мобильный телефон или стационарное средство коммуникации.

2.2. Этапы проектирования.

Проектирование системы происходит в несколько этапов.

Проводится внешний осмотр помещения (объекта), определяются наиболее уязвимые для несанкционированного проникновения места, определяется помещение с повышенной опасностью (легко воспламеняющие вещества, взрывоопасных и другое). Определяется наличие мест хранения ценностей (сейфа, шкафы). Проводится осмотр остекленных поверхностей (окна, витрины) и техническое состояние входных и межкомнатных дверей, наличие чердаков и подвалов и их уязвимость. Производится замер площади охранных помещений, высоты потолков. На основание этих данных составляется схема охраняемого помещения.

На основание полученных выводов принимается решение о выборе системы охранно-пожарной сигнализации. При выборе системы надо учитывать тактико-технические характеристики средств сигнализации

В помещение определяются способы установки и количество приемно-контрольных приборов и извещателей, определяются места и способы прокладки линий связи и шлейфов сигнализаций. Выбираются места установки световых и звуковых оповещателей. На основании этих данных рисуется схема и составляется проект. В проекте указывается количество и места установки средств ОПС, производится расчет длины шлейфов и линий коммутации.

Производится расчет финансовых затрат по формуле.

Ф=Спр+Со+Ср, где

Ф- финансовые затраты,

Спр- стоимость проекта,

Со- стоимость оборудования,

Ср- стоимость работы.

Финансовые затраты согласуются с заказчиком. Возможно увеличение или уменьшение затрат. Уменьшение затрат может производится путем выбора более дешевого оборудование, но увеличивается риск, из-за меньшей надежности, так же можно исключить стоимость работ, если заказчик имеет определённые технические способности и навыки, в таком случае человек сам изучает инструкцию ОПС, самостоятельно составляет проект и схему и выполняет установку оборудования. Таким образом Ф=Со.

Практическая часть

. Расчет стоимости оборудования для монтажа охранно-пожарной сигнализации

В своей работе мы поставили задачу, оборудовать квартиру системой пожарно-охранной сигнализации.

Осмотрели помещение

Определили уязвимые места (расположение дверей, окон).

Определили типы извещателей и ППК

Определились с способом оповещение.

Определились с местами установки извещателей и ППК.

Произвели замеры длины кабеля необходимого для монтажа системы.

Определили стоимость материалов и приборов.

По результатам выше перечисленных данных для оборудования квартиры площадью 60 м² необходимы следующие приборы:

Учитывая высокую стоимость оборудование для изучения работы средств ОПС была собрана макетная схема, где подробно указываются принципы работы датчиков и приборов. (Приложение 1., 2.)

.

. Процесс монтажа и проверка работоспособности оборудования

Установка ППК ГРАНИТ-4.

Разводка шлейфов.

Установка датчиков.

Программирование ключей управления

После монтажа системы, я произвел наблюдение за работой ОПС.

Вся система управляется запрограммированными заранее ключами. Внутри ключа находится чип с индивидуальным кодом, прибор реагирует только на те ключи, которые занесены в его память.

Изучил принцип датчика движения АСТРА-5. Принцип его работы основан на регистрации движении и выдачи сигналов на прибор путем размыкания реле в датчике, питание осуществляется от ППК 12в. Внутри датчика установлена тепловая линза, которая фиксирует изменение теплового движение. (Приложение 3.)

Проверил работоспособность датчика АСТРА-С (датчик разбитие стекла). В основе работы датчика лежит регистрация частоты звука на разбитие стекла с помощью микрофона, установленного внутри. При определённой частоте звука, на ППК поступает сигнал тревоги, путем размыкания шлейфа сигнализации. (Приложение 4.)

Наблюдал за работой датчика ШОРОХ (вибрационный датчик, разрушение конструкций). Регистрация разрушения происходит путем вибрационных ударных воздействий. Внутри датчика имеет пьезоэлемент вырабатывающий электрические импульсы при вибрации. Тревога передается идентично предыдущим датчикам. (Приложение 5.)

Рассмотрел принцип работы датчика ИО102-2 (магнитно-контактный). Датчик состоит из двух элементов – магнита, устанавливаемого на подвижную часть двери герметичного контакта (геркона). При воздействие магнитного поля геркон замкнут и прибор регистрирует состояние «норма», при открывании двери магнит удаляется от геркона и тот размыкает при этом нарушается шлейф сигнализации и прибор выдает сигнал «тревога». (Приложение 6.)

Проверил работоспособность пожарных датчиков. Принцип работы основан на попадание дыма в дымовую камеру, внутри которой установлена оптопара, которая представляет из себя светодиод вырабатывающий инфракрасное излучение и приемник, регистрирующий это излучение. В случаи попадание между ними дыма, луч прерывается и происходит сигнал тревоги. Тревога передается путем увеличения тока потребления датчиком. В этом случаи ППК регистрирует сигнал «ПОЖАР». (Приложение7.)

ППК ГРАНИТ-4 имеет 4 шлейфа сигнализации, в моем случаи шлейф №1 - датчик двери, шлейф №2- датчик движения. Шлейф №3 - датчик разбитие стекла и вибрационный датчик. Датчики соединены последовательно. Шлейф №4 - пожарные датчики. Прибор «ГРАНИТ» имеет резервное питание (аккумулятор 12в) позволяющие ему работать в случаи отключение сети 220в, в течение не менее 12 часов. Извещение о тревоге прибор передает при помощи сирены и контрольной лампы. (Приложение 8)

Данная схема использует местное оповещение (сирена + маяк). Пожарная сигнализация работает круглосуточно, не зависимо поставлен объект на охрану или нет.

Основные плюсы используемого оборудования:

Световое и звуковое оповещение:

При поступлении сигнала от датчика срабатывают две системы оповещения, таким образом, исключается возможность незаметного проникновения.

Простота сборки:

Из-за малого количества деталей схема ничего не теряет по сравнению с более сложными аналогами, и становится более доступной для частного использования.

Возможность усложнения и универсальность схемы:

Контактные пары можно установить на любой вход, окно, сейф или даже мышеловку, таким образом, в результате увеличения количества схем можно собирать информацию со всего дома на один пульт охраны.

 Заключение

В данной исследовательской работе я постарался дать наиболее полную, многоаспектную характеристику разработки и внедрения системы охранной сигнализации.

В работе я сделал обзор существующих систем ОПС.  Также была выбрана и обоснована схема системы ОПС. Проанализировав теоретическую базу, я пришел к выводам, на основании которых можно с уверенностью заявить, что при внедрении данной системы повысится уровень безопасности охраняемого объекта.

С этой целью я использовал свою квартиру для проверки работоспособности охранного устройства. В домашних условиях провел испытания работы охранно-пожарной сигнализации. Полученные результаты позволяют сделать вывод о возможности использования данного оборудования для охраны жилых и не жилых помещений.

Данный работа предполагает дальнейшие исследования вопросов электротехники и имеет перспективу для углубленного изучения теоретической части охранных устройств и приобретение практических навыков при работе с электрическими схемами.

Использованная литература:

1.      С.А. Бирюков. Применение цифровых микросхем серий ТТЛ и КМОП. М., «ДМК», 1999.

2.      В.Л. Шило. Популярные цифровые микросхемы КМОП. Справочник. М., «Ягуар», 1993.

3.      Р.М. Терещук, К.М. Терещук, С.А. Седов. Полупроводниковые приёмно-усилительные устройства. Справочник радиолюбителя. К., «Наукова думка», 1989.

4.      Ю.А. Быстров, И.Г. Мироненко. Электронные цепи и устройства. М., «Высшая школа», 1989.

5.      Проектирование импульсных и цифровых устройств радиотехнических систем/ под ред. Ю.М. Казаринова. Учебное пособие для ВУЗов. М., «Высшая школа», 1985.

6.      Справочник / под ред. Э.Т. Романычевой. М., «Радио и связь», 1989.

 Интернет-ресурсы:

http://slovorus.ru/index.php

https://studopedia.net/

https://ru.wikipedia.org/wiki/

Приложение 1.

Приложение 2.

Приложение 3.

Приложение 4.

Приложение 5.

Приложение 6.

Приложение 7.

Приложение 8.