Автор:
Зуев Андрей Юрьевич
громкоговоритель
ТСО
Системы контроля целостности линий в системах оповещения населения. Часть 1
7 мин
Необходимость контроля состояния линий оповещения послужило причиной разработки и внедрения в ТСО такой функции. Нормативной документацией не определен способ, которым осуществляется такой контроль. Ввиду этого производитель сам определяет схемотехнические решения с использованием, которых выполняется это требование.
Любое техническое средство оповещения — это совокупность устройств, блоков, модулей, осуществляющих взаимодействие между собой.
Одним из участков такого взаимодействия в системах оповещения населения является связка усилитель-громкоговоритель. В большинстве случаев (кроме отдельно описанных в статье) громкоговоритель в системах оповещения населения — устройство пассивное, и в большинстве своем, его основной функцией является преобразование электрической энергии в звуковую.
Сценарий работы пассивного элемента не предполагает инициации им взаимодействия с иными компонентами системы. Другими словами, громкоговоритель в системах оповещения не является элементом, который самостоятельно сможет подать сигнал о неисправности. Ввиду этого, функция по контролю целостности линий и громкоговорителей на них установленных, возлагается на станционную часть оборудования технических средств оповещения. О различных системах контроля целостности линий оповещения, достоинствах, недостатках, особенностей применения и совместимости между собой — в парной статье.
Основная функция контроля целостности линий состоит в превентивном определении неисправности, не позволяющей произвести оповещение населения с использованием одного или нескольких громкоговорителей для своевременного восстановления работоспособности ТСО. Под неисправностью понимается отличие параметров линии от расчетных, например частичный или полный обрыв линии или короткое замыкание. В случае, если в качестве нагрузки линии установлено более одного громкоговорителя, то задача по осуществлению контроля целостности усложняется, так как из бинарного состояния (исправна/неисправна) появляется большее (чем больше громкоговорителей, тем больше вариативность) количество состояний.
До начала описания систем контроля целостности линий следует уделить внимание топологии построения линий оповещения. Для каждого ТСО может быть, как одна линия оповещения, на которой сосредоточена вся нагрузка, так и несколько линий. В свою очередь, на каждой из линий может быть, как по одному громкоговорителю, так и несколько. Также, в случае установки одного громкоговорителя на линию, в зависимости от модификации оборудования, линия может иметь признаки трансляционной (то есть использовать цепи повышения напряжения до 100, 120, а иногда 240В) или работать с выходным напряжением усилителя (обычно от 20 до 50 Вольт).
Таким образом, общая классификация линий одного комплекта ТСО по типу нагрузки и количеству линий выглядит следующим образом:
При возрастании количества громкоговорителей на линии сверх разрешающей способности системы контроля целостности линий, может проявляться ситуация, при которой контролировать состояние 1, 2, а иногда и более громкоговорителей не позволяет разрешающая способность схемы контроля.
При увеличении чувствительности системы контроля линий к изменению ее состояния, увеличивается риск ложных срабатываний из-за колебаний параметров линий, например, вследствие изменения температуры и т. п. Таким образом, с увеличением количества громкоговорителей на линии снижается точность диагностирования повреждений и увеличивается частота возникновений ложных срабатываний.
Во многих системах контроль целостности линий конструктивно не предусмотрен, при этом, если линия находится в обрыве, то ТСО продолжает осуществлять трансляцию на выход усилителя неисправной линии, а при коротком замыкании на линии срабатывает защита по максимальному току и выход усилителя отключается. В основном такие схемы применяются в системах озвучивания или в ТСО с линиями низкого напряжения, когда длина фидерной линии от усилителя ТСО до громкоговорителя носит весьма непротяженный характер (обычно менее 10 метров).
Многие ТСО, для исключения влияния аварии на одной линии на работоспособность других, имеют в своем составе локализатор повреждений, который может быть конструктивно выполнен в виде интегрированной в ТСО функции, модуля или отдельного блока. Основная задача локализатора отключить от выхода усилителя только неисправную линию, или линию с параметрами отклонившимися от расчетных на некую заранее заданную пороговую величину. При этом исправные линии остаются в работе и могут быть использованы для доведения до населения сигналов оповещения.
Одним из нерегламентированных вопросов в системах контроля линий является принцип или техническое решение, на базе которого осуществляется контроль целостности линии. В частности, контроль может производиться по полному электрическому сопротивлению, постоянным напряжением, высокочастотным сигналом, а также сигналом с пониженным уровнем. Многие ТСО имеют комбинированные схемы контроля целостности линий, с применением которых, повышается точность определения и локализации повреждений на линиях.
Также не регламентированным остается вопрос, целостность каких цепей должна быть проконтролирована. Минимальный набор контролируемых цепей включает линию к громкоговорителю и входные цепи громкоговорителя, а при наиболее полном контроле целостности контролируется и сама динамическая головка (драйвер) громкоговорителя, и трансформатор (при использовании трансляционных линий). Важно отметить, что контроль линии не гарантирует работоспособность (или соответствие расчетному значению по звуковому давлению) самого громкоговорителя, он лишь косвенно подтверждает, что выходной звуковой тракт не имеет дефектов, что с высокой степенью вероятности указывает на исправность ТСО.
Отдельно стоит уделить внимание активным акустическим системам, представленным, в основном, IP-громкоговорителями. Активные акустические системы представляют собой изделие в одном корпусе которого, помимо динамической головки, установлен усилитель мощности звуковой частоты и устройство обработки сигнала (в большинстве случаев цифро-аналоговый преобразователь).
Также отдельные модели активных акустических систем имею встроенный аккумулятор и цепи контроля его состояния и заряда. Ввиду того, что для такого громкоговорителя, как таковой линии не существует (по сути, линия в этом случае — это соединение выхода усилителя мощности с динамической головкой, находящейся в том же корпусе), то и цепи ее контроля не предусматриваются конструкцией. При этом наличие и работоспособность самой активной акустической системы часто контролируется протоколом информационного обмена, являющегося проприетарным для той марки оборудования, в комплекс технических средств оповещения которого входит активная акустическая система.
Принимая во внимание вышеперечисленные отличия, в рамках статьи, данный вид контроля не рассматривается. Хотя следует признать, что IP-громкоговорители получают все большее распространение, ввиду своих достоинств, например, при оповещении небольших помещений или действующих объектов со сложившейся инфраструктурой структурированной кабельной сети. Также IP громкоговорители имеют большие, по сравнению с обычными системами, возможности по регулировке параметров воспроизведения: громкость, задержка и т. п. что позволяет более точно настраивать зону адекватной идентификации сигналов оповещения населения.
Во второй части статьи будут подробно рассмотрены технические аспекты построения систем контроля целостности линий в системах оповещения населения.
Одним из участков такого взаимодействия в системах оповещения населения является связка усилитель-громкоговоритель. В большинстве случаев (кроме отдельно описанных в статье) громкоговоритель в системах оповещения населения — устройство пассивное, и в большинстве своем, его основной функцией является преобразование электрической энергии в звуковую.
Сценарий работы пассивного элемента не предполагает инициации им взаимодействия с иными компонентами системы. Другими словами, громкоговоритель в системах оповещения не является элементом, который самостоятельно сможет подать сигнал о неисправности. Ввиду этого, функция по контролю целостности линий и громкоговорителей на них установленных, возлагается на станционную часть оборудования технических средств оповещения. О различных системах контроля целостности линий оповещения, достоинствах, недостатках, особенностей применения и совместимости между собой — в парной статье.
Основная функция контроля целостности линий состоит в превентивном определении неисправности, не позволяющей произвести оповещение населения с использованием одного или нескольких громкоговорителей для своевременного восстановления работоспособности ТСО. Под неисправностью понимается отличие параметров линии от расчетных, например частичный или полный обрыв линии или короткое замыкание. В случае, если в качестве нагрузки линии установлено более одного громкоговорителя, то задача по осуществлению контроля целостности усложняется, так как из бинарного состояния (исправна/неисправна) появляется большее (чем больше громкоговорителей, тем больше вариативность) количество состояний.
До начала описания систем контроля целостности линий следует уделить внимание топологии построения линий оповещения. Для каждого ТСО может быть, как одна линия оповещения, на которой сосредоточена вся нагрузка, так и несколько линий. В свою очередь, на каждой из линий может быть, как по одному громкоговорителю, так и несколько. Также, в случае установки одного громкоговорителя на линию, в зависимости от модификации оборудования, линия может иметь признаки трансляционной (то есть использовать цепи повышения напряжения до 100, 120, а иногда 240В) или работать с выходным напряжением усилителя (обычно от 20 до 50 Вольт).
Таким образом, общая классификация линий одного комплекта ТСО по типу нагрузки и количеству линий выглядит следующим образом:
- линия низкого напряжения с одним громкоговорителем;
- несколько линий низкого напряжения, каждая с одним громкоговорителем;
- линия высокого напряжения с одним громкоговорителем;
- линия высокого напряжения с несколькими громкоговорителями;
- несколько линий высокого напряжения, каждая с одним громкоговорителем;
- несколько линий высокого напряжения, каждая с несколькими громкоговорителями;
При возрастании количества громкоговорителей на линии сверх разрешающей способности системы контроля целостности линий, может проявляться ситуация, при которой контролировать состояние 1, 2, а иногда и более громкоговорителей не позволяет разрешающая способность схемы контроля.
При увеличении чувствительности системы контроля линий к изменению ее состояния, увеличивается риск ложных срабатываний из-за колебаний параметров линий, например, вследствие изменения температуры и т. п. Таким образом, с увеличением количества громкоговорителей на линии снижается точность диагностирования повреждений и увеличивается частота возникновений ложных срабатываний.
Во многих системах контроль целостности линий конструктивно не предусмотрен, при этом, если линия находится в обрыве, то ТСО продолжает осуществлять трансляцию на выход усилителя неисправной линии, а при коротком замыкании на линии срабатывает защита по максимальному току и выход усилителя отключается. В основном такие схемы применяются в системах озвучивания или в ТСО с линиями низкого напряжения, когда длина фидерной линии от усилителя ТСО до громкоговорителя носит весьма непротяженный характер (обычно менее 10 метров).
Многие ТСО, для исключения влияния аварии на одной линии на работоспособность других, имеют в своем составе локализатор повреждений, который может быть конструктивно выполнен в виде интегрированной в ТСО функции, модуля или отдельного блока. Основная задача локализатора отключить от выхода усилителя только неисправную линию, или линию с параметрами отклонившимися от расчетных на некую заранее заданную пороговую величину. При этом исправные линии остаются в работе и могут быть использованы для доведения до населения сигналов оповещения.
Одним из нерегламентированных вопросов в системах контроля линий является принцип или техническое решение, на базе которого осуществляется контроль целостности линии. В частности, контроль может производиться по полному электрическому сопротивлению, постоянным напряжением, высокочастотным сигналом, а также сигналом с пониженным уровнем. Многие ТСО имеют комбинированные схемы контроля целостности линий, с применением которых, повышается точность определения и локализации повреждений на линиях.
Также не регламентированным остается вопрос, целостность каких цепей должна быть проконтролирована. Минимальный набор контролируемых цепей включает линию к громкоговорителю и входные цепи громкоговорителя, а при наиболее полном контроле целостности контролируется и сама динамическая головка (драйвер) громкоговорителя, и трансформатор (при использовании трансляционных линий). Важно отметить, что контроль линии не гарантирует работоспособность (или соответствие расчетному значению по звуковому давлению) самого громкоговорителя, он лишь косвенно подтверждает, что выходной звуковой тракт не имеет дефектов, что с высокой степенью вероятности указывает на исправность ТСО.
Отдельно стоит уделить внимание активным акустическим системам, представленным, в основном, IP-громкоговорителями. Активные акустические системы представляют собой изделие в одном корпусе которого, помимо динамической головки, установлен усилитель мощности звуковой частоты и устройство обработки сигнала (в большинстве случаев цифро-аналоговый преобразователь).
Также отдельные модели активных акустических систем имею встроенный аккумулятор и цепи контроля его состояния и заряда. Ввиду того, что для такого громкоговорителя, как таковой линии не существует (по сути, линия в этом случае — это соединение выхода усилителя мощности с динамической головкой, находящейся в том же корпусе), то и цепи ее контроля не предусматриваются конструкцией. При этом наличие и работоспособность самой активной акустической системы часто контролируется протоколом информационного обмена, являющегося проприетарным для той марки оборудования, в комплекс технических средств оповещения которого входит активная акустическая система.
Принимая во внимание вышеперечисленные отличия, в рамках статьи, данный вид контроля не рассматривается. Хотя следует признать, что IP-громкоговорители получают все большее распространение, ввиду своих достоинств, например, при оповещении небольших помещений или действующих объектов со сложившейся инфраструктурой структурированной кабельной сети. Также IP громкоговорители имеют большие, по сравнению с обычными системами, возможности по регулировке параметров воспроизведения: громкость, задержка и т. п. что позволяет более точно настраивать зону адекватной идентификации сигналов оповещения населения.
Во второй части статьи будут подробно рассмотрены технические аспекты построения систем контроля целостности линий в системах оповещения населения.