Video-REC >> Полезная информация >> ИБП >> Использование источников бесперебойного питания (UPS) при построении систем безопасности

Использование источников бесперебойного питания (UPS) при построении систем безопасности

UPS

Любая система безопасности, будь-то система видеонаблюдения, система контроля доступа (СКД) или охранная сигнализация, должна работать всегда, вне зависимости от того есть электричество или нет. Какой бы важный, или совсем не важный, объект находился под охраной, с использованием технических средств охраны, совершенно точно понятно, что при внезапном отключении питания, средства охраны должны продолжать работать. Для реализации такой бесперебойной работы систем безопасности используются специализированные, вторичные источники низковольтного питания, они называются Источник Бесперебойного Питания – ИБП или UPS. Сейчас на рынке можно найти огромное множество и разнообразие таких источников питания. Их названия, в первую очередь, зависят от производителя, как правило, это аббревиатуры – БИРП – Бесперебойный Источник Резервного Питания; РИП – Резервный Источник Питания; ББП – Блок Бесперебойного Питания; ИВЭПР – Источник Вторичного Электропитания Резервированный и т.п. Их главное отличие от обычных блоков питания – использование аккумуляторной батареи, как правило, устанавливаемой непосредственно в корпус блока питания.

ИБП СкатИБП с АКБ

 

 

 

 

 

 

 

Все вышеперечисленные бесперебойные источники питания относятся к вторичным источникам и могут выдавать от 5-ти до 36-ти Вольт постоянного тока (в зависимости от модели).  Принцип работы таких блоков питания довольно-таки прост, для 12-ти Вольтового источника резервного питания это выглядит так – входное напряжение 220 Вольт понижается до ~18 Вольт, стабилизируется до ~14 Вольт, от этого напряжения идет зарядка аккумулятора и питание нагрузки. При отключении внешнего питания, электроника переключает нагрузку на питание от аккумулятора напрямую, и дальше все зависит от емкости аккумулятора и минимального напряжения потребителей, но об этом позже.

Зачастую, возникает необходимость установки  не вторичного, а «первичного» источника питания, например на 220 Вольт переменного тока.

ИБП на 220В.UPC APC 220V

 

 

 

 

 

 

 

Такие источники резервного питания отличаются по своей начинке от вторичных. Помимо электро-цепей используемых для понижения и стабилизации напряжения, в них добавлены генераторы частоты и повышающие трансформаторы. Схематичная разница в том, что после потери внешнего питания, электроника запускает процесс преобразования постоянного тока от аккумулятора в переменный и повышает его до необходимых 220 Вольт. Таким образом, что на входе, что на выходе блока мы имеем 220 Вольт переменного тока, приемлемые для питания практически любой электроники.

На крупных, промышленных объектах, больницах и приличных частных владениях, все чаще используются Дизельные, бензиновые и газовые генераторы. На промышленных объектах это обусловлено необходимостью сохранения температур помещений, продукции и т.п., в больницах и полицейских участках – необходимостью сохранения работоспособности всего здания в рабочем состоянии на случай ЧП,

 Промышленный генератор 380В.

в частных домах, в первую очередь, удобством.

Бензиновый генератор 220В. Кстати сказать, если на объекте установлена собственная система отопления, то без такого генератора, в случае долгосрочного отключения питания зимой, можно остаться не только без тепла, но и без всей системы отопления вообще.

Однако, генераторы и подобные им системы питания, как правило, не обеспечивают переход от постоянного питания к временному без отключения нагрузки, так что даже при использовании на объекте генераторов с автозапуском, для систем безопасности и компьютерной техники рекомендуется использование бесперебойных источников питания, чтобы исключить даже кратковременные отключения.

 

Почему важно использовать источники резервного, бесперебойного питания

 

Сначала рассмотрим систему видеонаблюдения. За свою практику, я ни раз сталкивался с тем, что многие фирмы – монтажники систем видеонаблюдения, устанавливают их таким образом, что от бесперебойного источника питания запитываются только камеры видеонаблюдения, а остальные компоненты системы работают от обычной розетки. Конечно, это не лишено смысла, хотя и не совсем правильно. Возникает вопрос — почему именно видеокамеры? Все очень просто, именно камеры видеонаблюдения являются наиболее чувствительными к броскам и перепадам напряжения. Даже банальное отключение и повторное включение камер видеонаблюдения, зачастую, губительно для них. При чем, это практически не зависит от качества и фирмы производителя  камеры видеонаблюдения. Есть живой пример: Как-то раз, мы занимались ремодулингом (реставрацией и улучшением) системы видеонаблюдения на одном довольно-таки большом объекте.

Система видеонаблюдения

Системе видеонаблюдения было около 8-ми лет. Камеры видеонаблюдения фирмы American Dynamics (очень серьезная фирма). Началось все с того, что при переносе видеокамер, 3 из 5-ти отказались работать. Делали все по технологии, в чем дело – не понятно. Камеры отдали в ремонт, а сами преступили к замене блоков питания. Там были установлены 16-ти канальные блоки питания на 24V. AC. (на каждую видеокамеру свой выход питания). Отключили старый блок питания, перекинули все провода на новый, включаем, а половина камер не запускается. Стали проверять, у всех один диагноз – вышла из строя внутренняя цепь питания. Специалист по ремонту видеокамер выдал примерно такое заключение: Элементы цепи питания сильно изношены и требуют замены, а работали камеры только благодаря тому, что за все 8 лет эксплуатации, питание камер никогда не отключалось, т.к. использовался ИБП большой мощности в сопряжении с дизельным генератором. При отключении внешнего питания вся система видеонаблюдения работала на UPS, если питание не восстанавливалось в течении 5-ти минут, запускался дизельный генератор.

Были примеры, когда и совершенно новые видеокамеры выходили из строя при неоднократных отключениях и повторных включениях питания при пуско-наладочных работах. Именно по этому, рекомендация всех производителей и установщиков систем видеонаблюдения – установка, как минимум, стабилизированных источников питания видеокамер, а как максимум, бесперебойных.

Что же касается отсутствия бесперебойников на остальных элементах систем, то это банальная экономия. Но и эта экономия может выйти боком. Во первых, любая современная система видеонаблюдения использует для сохранения архива жесткие диски, а они тоже не любят внезапных отключений. К тому же Вы рискуете потерять некоторое количество архива, которое не успело «дописаться» на диск и стать законченным файлом, хотя это зависит и от способа записи отдельно взятого видеорегистратора. Во вторых, надо иметь ввиду, что «самое интересное» может произойти именно в тот момент, когда отключилось электричество. По данным статистики, количество краж и взломов в частном секторе возрастает в несколько раз при долговременных авариях на электроподстанциях. Оно и понятно, ведь не работают фонари, темнота, тишина – рай для воришек и грабителей… К тому же, известны многочисленные факты преднамеренного отключения электропитания объекта для его последующего взлома. Учитывая эти факты, оставаться с работающими камерами видеонаблюдения, но с выключенным видеорегистратором и монитором, по меньшей мере — не логично.

Рассмотрим другой вариант – система контроля доступа.

Есть два основных вида систем контроля доступа 1. Автономные – не использующие никакого дополнительного оборудования для своей работы.

z5r автономная СКУД2. Сетевые – Могут работать и как автономные и в составе единой системы, взаимодействуя с другими контроллерами, серверами и другим оборудованием системы.

Сетевая СКУД с БП и АКБВ составе таких систем нет компонентов особо чувствительных к сбоям электропитания, однако:

Если на Вашем объекте установлена автономная система контроля доступа, то при отключении питания, она перестанет работать, а значит и перестанет ограничивать и контролировать доступ в помещения. Если установлены электромагнитные замки – они отключатся и двери будут открыты для всех. Если установлены электромеханические замки, двери останутся закрытыми, но открыть их извне можно будет только ключом.

Хуже (сложнее) дела обстоят с системами контроля доступа, построенными на базе сетевых контроллеров. Как правило, такие контроллеры идут в корпусах с уже встроенным блоком бесперебойного питания и отсеком для аккумулятора, для питания как самого контроллера таки и периферийных устройств, таких как замки, считыватели и т.п., но бываю и исключения. Если такие контроллеры используются в составе обширной системы контроля доступа и тем белее с сервером, то отключение хотя бы одного компонента этой системы может повлечь за собой нарушение в работе всей системы. По этому, очень важно обеспечить все элементы системы контроля доступа бесперебойным питанием.

И третий вариант – Охранно-пожарные сигнализации.

Приборы ОПС В охранных и охранно-пожарных сигнализациях, как и в системах контроля доступа нет элементов особо чувствительных к сбоям питания, однако их бесперебойная работа очень важна!

Согласитесь, сигнализация, она на то и сигнализация, чтобы работать всегда. Как уже отмечалось ранее, злоумышленники только того и ждут, когда охраняемый объект останется без электричества и уж тем более без охраны. Чтобы этому поспособствовать, грабители могут и специально обесточить объект, к тому же, продвинутые грабители, могут выждать время пока не разрядятся аккумуляторы UPS.

В охранных сигнализациях, как и в системах контроля доступа, есть системы автономные, а есть системы завязанные на некий пульт охраны – локальной, частной или вневедомственной. В случае с автономной сигнализацией, при потере питания, она отключится и перестанет охранять объект. В случае с охранной сигнализацией связанной с центральным пультом охраны, ее отключение приведет к выезду бригады охраны, но если прибывшая на место охрана не обнаружит причин или обнаружит отключение питания, восстановить, в Ваше отсутствие, они ничего не смогут и уедут, а объект останется уже без охраны. К тому же, в таких системах предусмотрено наличие тревожных кнопок,

Тревожная кнопка которые, к сожалению, могут понадобиться даже в тот незначительный период времени, когда уже отключилось внешнее питание, но еще не успел запуститься, например, дизель – генератор…

В противопожарных сигнализациях используются специальные огнестойкие кабеля и корпуса приборов и отдельно делаются системы отключения питания на всем объекте при возникновении пожара. Само собой, будет не логично, если такая сигнализация «уловит» возникновение пожара, отключит питание всего здания и в месте с ним саму себя…

Стоит отметить, что врядли хоть одна компания, занимающаяся системами охранно-пожарных сигнализаций, предложит Вам такую систему без источников бесперебойного питания, но если Вы сами занимаетесь построением системы безопасности, обязательно учитывайте эту необходимость.

И так, мы разобрались, что для систем безопасности, использование резервных источников питания не роскошь, а необходимость.

Как правильно подобрать источник бесперебойного питания

Для начала надо определиться с необходимым нам напряжением бесперебойного питания. Если скажем необходимо запитать обширную систему безопасности, в состав которой входит большое количество оборудования, и все оно рассчитано на разные входные напряжения, то будет проще установить один мощный источник бесперебойного питания на выходное напряжение 220В. Для примера приведу систему видеонаблюдения одного гипермаркета, которую мы проектировали и строили. В составе системы видеонаблюдения:

Камера видеонаблюдения на 12V.~100 стационарных камер видеонаблюдения с входным напряжением 12В. постоянного тока;

Купольная камера видеонаблюдения 24V.порядка 10-ти купольных (поворотных, роботизированных) видеокамер с напряжением — 24V. переменного тока;

для всех этих камер установлены модульные, 16-ти канальные блоки питания с входным напряжением 220В.; 5 видеорегистраторов с входным напряжением 12В. и 2 видеорегистратора с входным напряжением 220В. Помимо этого, 11 мониторов, пульты управления камерами, вентиляторы охлаждения серверных шкафов и т.п. Само собой, под каждое используемое напряжение можно найти отдельный блок резервного питания, но стоит ли «городить огород»? Мы установили один мощный источник на выходное напряжение 220В. с креплением в 19-ти дюймовую стойку, где и располагалось все центральное оборудование.

UPS APC 5000

Получилось эргономично, экономично и надежно.

Если же система менее обширна или выбранное оборудование более сопоставимое по входным напряжениям, скажем на 12В., будет лучше установить источники бесперебойного питания на 12В. Они безопаснее, надежнее, дешевле и проще в обслуживании. Для примера, система контроля доступа на одном из складских комплексов, которую мы проектировали и устанавливали. В систему вошли: 5 сетевых контроллеров СКУД с уже установленными в них блоками питания и аккумуляторами, но они не предусматривали питание замков;  32 электромагнитных замка с входным напряжением 12В.; Сервер. Единственное оборудование не на 12В. здесь получился сервер, но заказчик захотел разместить его в своей серверной комнате, где уже было реализовано бесперебойное питание. Остальное оборудование подключалось локально через собственные бесперебойные источники (контроллеры) и локально расположенные, 12-ти Вольтовые БИРПы с такими же аккумуляторами как и в контроллерах.

Если речь идет об охранно-пожарной сигнализации, то в этом случае, как правило, требуется питание только охранному прибору, конечно если не используются активные датчики. В этом случае все решается выбором охранного прибора с уже встроенным блоком бесперебойного питания и отсеком для аккумулятора.

 

Что еще необходимо учитывать при выборе источника бесперебойного питания – конечно же его мощность.

 

К сожалению, при обозначении этого параметра используются различные стандарты, что зачастую вводит в заблуждение даже специалистов.

Рассмотрим вариант низковольтного источника бесперебойного питания для системы видеонаблюдения

ИБП 12 ВольтИ так, если известно, что необходимо запитать 10 камер видеонаблюдения, один видеорегистратор и один монитор, то нам необходимо найти в документации потребляемую мощность этих приборов или потребляемый ток, все это сложить и мы получим потребляемую мощность нашей системы видеонаблюдения. Пример: Предположим, что все оборудование с входным напряжением 12В.

10 камер по 100мА = 1000мА. + 1 видеорегистратор – 2000мА. + 1 монитор – 2000мА. Итого 5000мА. Т.е. 5 Ампер, 12 Вольт.

Если потребляемая мощность выражена в Ваттах, то необходимо применять следующую формулу:

Ватты : на входное напряжение в Вольтах = Амперы. Т.е. если указано 12 В. 40 Ватт, тогда делим 40 на 12 и получаем  потребляемый ток 3.33 Ампера.

Далее необходимо понять, одним или несколькими блоками бесперебойного питания мы все это будем запитывать. Одним – проще и дешевле, но если скажем, камеры устанавливаются на больших расстояниях от регистратора и монитора, то обойтись одним источником питания не получится из-за падения напряжения в проводнике. Таким образом, для питания камер видеонаблюдения мы установим отдельный блок, но не на один Ампер, как они потребляют, а как минимум на два, т.к. потребление в 100мА., по документации, не учитывает, что при запуске, камера может потреблять в два раза больше. В противном случае, камеры и блок питания будут работать до первого отключения, а после повторного включения, блок питания может не потянуть пусковой ток всех 10-ти камер. Что же касается видеорегистратора и монитора, если они устанавливаются рядом, можно поставить один блок резервного питания, но опять же не на 4 Ампера, как следует из документации, а с запасом, на 5 или 6 Ампер., т.к. любой UPS должен работать максимум на 80% от своего наминала.

Следующее, что необходимо учесть, это продолжительность работы оборудования при отключении основного питания. Особенность аккумуляторных батарей заключается в том, что они могут дать очень большой ток сразу, но это не значит, что аккумулятор при этом будет «себя хорошо чувствовать» и «протянет» долго. Таким образом, можно взять блок бесперебойного питания на 1 А. с аккумулятором 1.2 А/ч. Но при отключении внешнего питания, при такой нагрузке, аккумулятор полностью разрядится уже через час работы.

Так же здесь очень важно понимать, что при разрядке аккумулятора снижается его напряжение, а значит, даже если аккумулятор разрядился только на половину, нагрузка уже может не работать, так как для ее работы не хватит напряжения. Например 12-ти Вольтовые видеокамеры могут нормально работать и от 9-ти В. а вот видеорегистратор перестанет работать уже при падении напряжения до 11-ти Вольт. Это обусловлено чувствительностью жесткого диска, т.е. сам регистратор продолжит работать, а жесткий диск установленный в нем перестанет из-за нехватки напряжения. Запись остановится.

Аккумуляторные батареи различаются двумя своими основными параметрами: напряжением и емкостью. Напряжение выражается в Вольтах, а емкость в Ампер/часах.

АКБ 12В. 7А/ч.Например, классический аккумулятор для бесперебойных источников питания систем безопасности – 12В. 7А/ч.

Из этого следует, что его рабочее напряжение 12 Вольт, а емкость 7 Ампер/часов. Если смотреть на эти цифры не вникая в подробности, то такой аккумулятор может питать 12-ти Вольтовую нагрузку с током потребления 7 Ампер в течении одного часа, или с током потребления 1 Ампер в течении 7-ми часов. На деле все это совсем не так. Если на такой аккумулятор подключить нагрузку 7 Ампер, то уже через 5 минут его напряжение упадет до ~10-ти Вольт, соответственно, не каждая нагрузка сможет продолжать работать или будет работать с пониженными параметрами.  На аккумуляторах, как правило, указываются дополнительные параметры, такие как Реальное рабочее напряжение, оно как правило немного  больше 12-ти Вольт, Минимально допустимое напряжение разрядки, Напряжение зарядки, Максимальный ток разрядки, время разрядки до минимально допустимого напряжения и т.п.

Все эти факторы необходимо учитывать при выборе емкости аккумуляторов. К сожалению, вдаваться во все подробности этих параметров  я не могу, иначе эта статья растянется экранов на 100, не меньше. Но возвращаясь к нашему примеру, для видеорегистратора и монитора я бы установил один бесперебойный источник питания с номинальным напряжением 12 Вольт и током ~6 Ампер, а аккумуляторы, минимум 2 по 7 А/ч, это дало бы возможность бесперебойной работы оборудования ~ на 15 минут. А максимум… Максимум тут не ограничен, разве что финансовыми возможностями Заказчика.

В блок питания для видеокамер вполне хватило бы 7-ми А/ч. Аккумулятора, для видеокамер это как минимум полчаса бесперебойной работы.  Данный пример с таким бесперебойным оборудованием защитил бы оборудование только от кратковременных перебоев питания. Если же есть вероятность более продолжительных отключений, тут уже надо смотреть по стоимости бесперебойных источников питания, наращивать емкость аккумуляторов можно до бесконечности, но зачастую более выгодным становится вариант с генератором, а бесперебойникам остается работать только в период между отключением основного питания и до запуска генератора.

Что же касается менее «прожорливых» систем безопасности, таких как Контроль доступа и охранно-пожарные сигнализации, тут вполне можно растянуть время работы от аккумуляторов и до нескольких суток, особенно в случае с сигнализациями.

Теперь рассмотрим вариант установки высоковольтного источника бесперебойного питания (UPS)

Для примера возьмем все те же 10 Камер видеонаблюдения на 12 В. и 100 мА., Видеорегистратор на 12 В. и 2000 мА., и Монитор на 220 В и 40 мА. Здесь я могу предложить сразу три варианта решения:

  1. Сделать все как в предыдущем варианте, но монитор не подключать вовсе, тогда, несмотря на то, что камеры будут работать и запись будет вестись, Вы не сможете наблюдать в реальном времени. Но в отдельных случаях это вполне допустимо.
  2. Опять же установить все как в предыдущем варианте, но на монитор (или на монитор и регистратор (в комплекте к регистратору всегда идет адаптер)) установить отдельный бесперебойный источник питания на 220 В. Подойдет самый простой и недорогой для обычного компьютера.
  3. Установить на всю систему более мощный UPS на 220 В., а на камеры и регистратор использовать дополнительные, стабилизированные блоки питания без аккумуляторов (к регистратору он идет в комплекте).

Если ставить один, но более мощный, UPS на 220 В., опять встает вопрос, как рассчитать его мощность?  Для начала разберемся в обозначениях. Дело в том, что на большинстве ИБП/UPS обозначается не потребляемая мощность в Ваттах (Вт/W), а полная мощность в Вольт Амперах (ВА/VA). Берем известную нам потребляемую мощность в Ваттах (Вт/W) и делим ее на среднее значение коэффициента линейных и нелинейных искажений – 0.8. (подчеркиваю, это средний коэффициент, бывают и хуже), получаем значение полной мощности в Вольт Амперах (ВА/VA).  Т.е. W:0.8=VA

К примеру, если на мониторе указана потребляемая мощность 200 Вт(W), то мы делим 200 на 0.8 и получаем 250 ВА(VA).

Этот расчет подходит только для компьютерной техники, для расчетов других нагрузок используются другие формулы. И опять же, нельзя забывать  том, что ИБП не должен работать на пределе, максимум 80%, но даже и это не желательно.

Вот несколько статистических примеров для расчета потребляемой мощности:

 

Электромагнитный замок с нагрузкой на разрыв 400кг.: 5 — 8 Вт.

Камера видеонаблюдения: 1.2 — 2 Вт.

Камера видеонаблюдения с ИК подсветкой: 3 — 6 Вт.

4-х канальный видеорегистратор с одним HDD: 25 — 35 Вт.

8-ми канальный видеорегистратор с одним HDD: 35 — 45 Вт.

16-ти канальный видеорегистратор с одним HDD: 45 — 55 Вт.

Каждый дополнительный HDD:  8 – 15 Вт.

Стоит учесть, что в HDD установлены электродвигатели, пусковой ток которых может в разы превышать номинальный. Т.е. при его включении и пока он полностью не раскрутится, мощность может возрасти до 20 — 25-ти Вт.

Монитор LCD 15-17 дюймов: 130 — 160 Вт.

Монитор LCD  19 дюймов: 180 — 220 Вт.

Рабочая станция с 15-17 дюймовым ж/к (LCD) монитором: 150 — 220 Вт.

Рабочая станция с 19 дюймовым ж/к (LCD) монитором:  210 — 280 Вт.

Рабочая станция с 15-19 дюймовым CRT монитором: 240 — 320 Вт.

Средний сервер потребляет: 400 — 900 Вт.

Бытовой струйный принтер потребляет до 500 Вт.

Бытовой лазерный принтер: до 2000Вт.

Средний коммутатор/switch потребляет 30-200 Вт.

На что еще надо обратить внимание при подборе Источника Бесперебойного Питания (UPS):

От ИБП надо отводить тепло (кондиционер или приточно-вытяжная вентиляция). ИБП, как правило, имеют высокий КПД 90-95%, но часть энергии они все равно выделяют в тепло, а его надо отводить.

Надо подумать о месте установки ИБП: при больших батареях ИБП могут иметь очень большой вес и стоит проверить перекрытия. Также стоит заранее подумать о маршруте заноса ИБП на объект.

 

Купить Источник Бесперебойного Питания ИБП / UPS в Москве, Ростове-на-Дону и Краснодаре:

Приобрести данное оборудование и получить дополнительную консультацию можно обратившись в отдел продаж по телефону или отправив запрос на  электронную почту.

Поделиться в соц. сетях

Опубликовать в Facebook
Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники
Опубликовать в Яндекс

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

This blog is kept spam free by WP-SpamFree.

Тел: (863) 256-54-24;
(861) 243-49-94
НАШ МАГАЗИН: