В 3-ем номере журнальчика "БДИ" за 1999 год мы тщательно разглядели вопрос передачи видеосигнала по витой паре на огромные расстояния; в №4 за тот же год освещался вопрос организации управления. Вся система строится на едином магистральном кабеле (ТППэп Nx2xO,5(0,4)). В №4/2000 описывалась организация нескольких постов для одной системы с полным либо ограниченным набором функций, рассматривался матричный коммутатор в качестве системного.

Рассмотренные структуры построения систем получают в текущее время все огромную популярность. К примеру, многие монтажные организации, не хотя иметь в перспективе борьбу с помехами, передают сигнал по витой паре на 100, а то и на 50 метров.

Чтоб предложенные концепции "не повисли в воздухе", также с целью оказания помощи монтажным организациям в самостоятельном проектировании систем, в грамотном поиске хороших решений, родилась мысль проиллюстрировать практическое применение всех рассмотренных тем определенным примером.

Цель истинной статьи - очень наглядно показать ход рассуждений при поиске рационального решения проектирования и построения систем, сделать этот процесс понятным всему кругу заинтересованных лиц, участвующих в договоре, и в неотклонимом порядке - заказчику. Потому иллюстрировать изложение будем полностью не Протестированными схемами, потому что, поверьте, в кругу заинтересованных встречаются лица, которые не знают, что такое последовательное включение в цепь.

Просьба не рассматривать изложенное ниже как готовый проект. Это -последовательный ход рассуждений, в итоге чего рождается решение. А отысканное решение по конкретно Вашему объекту Вы оформите в свой проект в согласовании с требованиями Вашего заказчика. Не исключено, что Вы сами, являясь конечным потребителем, в состоянии без помощи других спроектировать и смонтировать систему. Оказывается, ничего в этом особо сложного нет.

Итак, рассматривается совсем реальный объект с совсем реальными задачками, поставленными реальным заказчиком. Это - нефтеперегонный завод в Западной Сибири. На рис.1 представлена принципная схема объекта. По периметру завод обнесен сплошным забором. Размеры периметра 350 х 400 метров. Объект маленький, но для объекта с периметром 1500 х 1500 метров рассуждения могли быть подобными. Существует проходная-въезд. Для целей охраны нужно обеспечить зрительный контроль и запись видеоинформации наружной местности повдоль полосы забора и зоны, прилегающей к проходной-въезду. Нужно обеспечить возможность одновременного зрительного контроля всей общей зоны безопасности (на схеме показана сероватым цветом) и видеозапись всех событий в этой зоне.

Не считая того, есть необходимость контроля технологических процессов с возможностью детализированного просмотра изображений. Зоны технологического контроля показаны на схеме желтоватым цветом. Предусматривается одновременное наблюдение только за одним объектом. Необходимости в видеозаписи нет.

На объекте нужно предугадать три поста видеонаблюдения:

Пост охраны. Персонал охраны должен располагать зрительной информацией от всех камер, контролирующих периметр и зону проходной - заезда. Информация от камер технологического контроля охраны не касается.

Пост контроля техпроцесса. Должен располагать видеоинформацией только от камер технологического контроля, управлять этими камерами. Информация от "охранных" камер его не касается.

Кабинет директора. Директор желает (на то он и директор) получать всю информацию от всех камер, управлять камерами, если такие функции предусмотрены, иметь возможность одновременного просмотра изображений от охранных камер.

Территориальное размещение постов показано на рис.1.

Хотя цель истинной статьи - показать, сначала, решение уже поставленной технической задачки, подразумевая, что такая уже сформулирована в виде технического задания, все таки кратко остановимся на неких типовых моментах.

Один из первых вопросов - сколько камер будет в системе? Сколько и каких их будет в окончательном варианте, до момента начала эксплуатации, обычно, не знает никто (естественно, идет речь о огромных объектах с километровыми периметрами). Заказчик, обычно, желает получить максимум способностей при минимуме издержек. Далековато не на всех действуют убеждения. Очень многие предпочитают обучаться на собственных ошибках. Источником инфы клиента возможно окажутся художественные киноленты. А клиент всегда прав.

Не считая того, даже если ошибок на первом шаге не было, уже после начала эксплуатации могут выявиться новые нужные зоны контроля. Не было бы системы, о их, может быть, и не узнали бы.

Ну и, естественно, далековато не каждый в состоянии оплатить сходу все свои желания, потому и желания, и средства распределяются во времени.

Может быть, в дальнейшем заказчик заранее планирует поменять камеры более совершенными (тоже есть логика, Вы же не покупаете в качестве собственной первой бытовой камеры профессиональную аппаратуру за 35 - 40 тыс. баксов).

Другое дело, что структура построения всей системы должна предугадывать все эти моменты, не должна зависеть от определенного типа камер, позволять увеличивать систему до предсказуемой конфигурации без неоправданных издержек.

На первом шаге более типичен последующий подход.

Так как нужна видеозапись от всех охранных видеокамер, разумеется, для их коммутации навязывается мультиплексор. Более обширно используются 16-ти канальные дуплексные, обычно, с сенсором движения. Мультиплексоры на наименьшее количество входов использовать нецелесообразно, потому что огромные объекты наименьшим количеством камер оснащать не отлично, а стоимость 2-ух 8-канальных больше 1-го 1б-канального. Достоинства дуплексного перед симплексным стопроцентно оправданы различием в стоимости. Внедрение 32-канальных (они фактически пропали с рынка) делает видеоинформацию в режиме мультиэкрана и видеозапись практически не воспринимаемой.

Вот и выходит, что стандартный типовой набор для первого шага - шестнадцать камер и мультиплексор. Если система предполагает заранее большее число камер, это число, обычно, кратно 16.

Этот объект исключением не явился, потому число охранных камер -16. Камеры стационарные, чтобы обеспечить закрытие всего периметра независимо от управляющих действий оператора, всеполноценно использовать функцию сенсора движения в мультиплексоре. Проходная выделена в отдельную зону контроля, т.е. одна из шестнадцати камер "уходит" на проходную. Другие 15 умеренно распределяются по периметру - в среднем, через 100 метров. И количество камер, и их характеристики -это всегда компромисс меж "следует сделать" - "желаю иметь" - "в состоянии для себя позволить". Полезно иметь мобильный набор "камера - монитор", чтоб на фазе составления техзадания показать клиенту, что он реально "увидит" с реальных точек установки. Окончательное решение принимать заказчику - ему позже эксплуатировать систему, охранять собственный объект.

На технических свойствах видеокамер останавливаться не будем. Они зависят от определенного объекта, от критерий освещенности, от требований определенного заказчика, потому для Вашего объекта все они равно будут другими.

Контроль технологического процесса заказчик решил производить шестью наружными камерами на поворотных устройствах с 10-кратными трансфокаторами объективов. Тип поворотного устройства, кратность трансфокатора, тип камер никак не оказывают влияние на всю структуру будущей системы, это только вопрос нужной степени идентификации объекта наблюдения, Ваших предпочтений и платежеспособности заказчика. Приблизительные места установки видеокамер контроля технологических процессов указаны заказчиком и нанесены на план-схему объекта (рис.1).

Выясняем (у заказчика) вероятные места прокладки магистральных кабелей. В нашем случае можно прокладывать магистрали повдоль забора; от поста охраны в пост технологического контроля; от поста охраны в кабинет директора. Вероятные полосы магистралей показаны на рис.1 пунктирными линиями.

Так как система является многопостовой (3 поста), нужно выделить какой-нибудь пост в качестве центрального. Тщательно концепция одного центрального поста изложена в журнальчике "БДИ" №4/2000 ("Многопостовые системы видеонаблюдения"). Исходя из местоположения, способности установки в предстоящем дополнительного оборудования, выделения дополнительных площадей для размещения аппаратуры, целесообразным представляется объявить в качестве центрального поста системы пост охраны. Означает, в любом случае, видеосигналы от всех камер должны быть "для начала" переданы без искажений и помех в этот центральный пост.

Потому что все посты должны владеть независящими функциями, в центральном посту нужно, кроме всего остального, установить матричный коммутатор.

Для управления камерами контроля техпроцесса нужно у каждой из этих камер установить телеметрический приемник управления.

В удаленных постах нужно установить пульты управления.

Начинаем строить систему с фундамента, другими словами - с магистральной сети.

Для определения, сколько и каких кабелей нужно проложить на объекте, проделаем последующее: (см. рис.2)

Нанесем на нашу схему с привязкой к местам установки все камеры и приемники телеметрического управления:

К-видеокамера;

ПП -приемник телеметрии для управления поворотным устройством и трансфокатором объектива;

ПКМ - матричный коммутатор;

ПУ - пульт управления.

0т всех видеокамер повдоль направлений вероятных магистралей проведем условные полосы видеосигналов по кратчайшему расстоянию в центральный пост. На рисунке полосы видеосигналов показаны темными линиями.

Нарисуем две полосы групповых видеосигналов: матричный коммутатор - пост технологического контроля; матричный коммутатор - кабинет директора (на схеме обозначены зеленоватыми пунктирными линиями).

Управление приемниками телеметрии (коммутатор, пульты, приемники управления поворотными устройствами) осуществляется по интерфейсу RS485 . Потому все приемники должны быть соединены поочередно. Нарисуем эту линию поочередного соединения по кратчайшему маршруту повдоль вероятных магистральных направлений. На схеме эта линия показана красноватым цветом. Направления эта линия не имеет, приемники могут врубаться в нее в хоть какой последовательности, исходя только из удобства коммутации. Единственные ограничения - общая протяженность таковой полосы не должна превосходить 2 км; полное количество приемников на одной полосы не должно превосходить 16. ("БДИ" №4/99). Если какое-либо из этих ограничений не производится, нужно установить в полосы повторитель-разветвитель ПРТ, позволяющий организовать 5 дополнительных направлений, каждое протяженностью до 2-х км, содержащее до 15 дополнительных приемников. В нашем случае этого не требуется.

Исходя из специфичности объекта (высочайший уровень промышленных помех), протяженностей линий, необходимости передачи видеосигнала и команд управления в едином магистральном кабеле, будем передавать видеосигналы от каждой камеры по витым парам магистрального кабеля ТППэп при помощи аппаратуры АПВС (см. "БДИ" №3/99).

Таким макаром, на нашей схеме (рис.2) любая линия видеосигнала (темная линия) - это витая пара. Для каждого видеосигнала должна быть выделена своя собственная пара.

Линия телеметрического управления для обычной устойчивой работы на огромных расстояниях (нужно рассматривать общую длину полосы с учетом поочередных соединений) просит витую пару + 1 общий провод. Кабель ТППэп имеет кроме пар один дренажный провод. В качестве общего провода может употребляться хоть какой свободный проводник. Чтоб не запутаться при крос-сировках, в случае отсутствия отдельного дренажного провода будем использовать дополнительную витую пару (2-ой проводник пары все равно некуда применить).

Сейчас на нашем рисунке: темная линия - это витая пара, красноватая линия - витая пара + дренажный провод либо две пары.

В одном магистральном кабеле не следует передавать видеосигналы в обратных направлениях. Линия управления направления не имеет и может проходить в одном кабеле с видеосигналами хоть какого направления.

Выходной сигнал с матричного коммутатора идет по направлению от центрального поста к технологическому (пунктирная линия). Видеосигналы же от камер технологического контроля идут в обратном направлении. Означает, на этом участке одним магистральным кабелем не обойтись.

Меж центральным постом и кабинетом директора передается только групповой видеосигнал и сигнал управления. Тут мы со размеренной душой загоняем их в общий магистральный кабель.

Исходя из схемы, образуются 5 групп сигналов, которые нужно соединить в 5 магистральных линий. Выбирая в качестве магистрального кабель ТППэп, напомним, что они бывают 5,10, 20, 50...500 - парные.

Каждый видеосигнал (темная линия) - одна пара; линия телеметрического управления (красноватая линия) - одна пара + общий провод либо две пары, если дренажный провод уже применен.

Получаем (рис. 2):

Линия 1 -.магистраль от К9 до К1 -девять пар - кабель ТППэп10х2хО,5

Линия 2 - магистраль от К10 до К16 - семь пар - кабель ТППэп10х2хО,5

Линия 3 - магистраль СА - б видеосигналов и одна линия управления, т.е. 7 пар + общий провод - кабель ТППэп10х2хО,5.

В точках В и С разумно произвести подключение "боковых" ответвлений магистрали через кроссы.

Ответвление к камерам К17, К18 - 4 пары и 2 общих провода либо 5 пар + 1 общий провод = кабель ТППэп 5x2x0,5.

Рассуждая аналогично, для ответвлений К19 - В; К21Д22 - С; К20 - С получаем разыскиваемый кабель ТППэп 5x2x0,5.

Линия 4 - групповой видеосигнал из центрального поста в пост технологического контроля - одна пара - кабель ТППэп 5x2x0,5.

Линия 5 - 2 пары + 1 общий провод - кабель ТППэп 5x2x0,5.

Вся кабельная сеть будущей системы, отвечающей всем изложенным выше требованиям заказчика, представлена на рис.3.

Естественно, включение аппаратуры в магистраль делается обычно не прямо в многопарный кабель, а через некую монтажную коробку, обозначенную на схеме, как МК. Обычно, так как нам приходилось сталкиваться с монтажом, где просто взрезалась изоляция магистрального кабеля, вытаскивалась нужная пара, подключалась к кодеру АПВС, а место разреза изоляции герметизировалось изолентой. Справедливости ради отметим, что таковой "варварский" подход к монтажу никак не сказался на качестве передачи видеосигнала (цветного) и на работе всей системы, имеющей на приемном конце очень сложную аппаратуру обработки видеоинформации. Мы же будем исходить из "цивилизованного" монтажа.

Монтажные коробки (на их остановимся ниже) следует располагать на магистрали очень близко к камере, чтоб на отрезке коаксиального кабеля и кабеля питания не "набрать" помеху. Если магистраль проходит в конкретном контакте с атмосферной средой, все коммутационное оборудование должно размещаться в гермокоробках. Сейчас рынок располагает достаточным разнообразием таких изделий, и этот момент не представляет каких-то реальных проблем.

Примечание.

Мы не останавливаемся тщательно на задачке обеспечения питания. Этот вопрос следует решать в привязке к определенной системе. Может быть, придется прокладывать питающий кабель повдоль всех магистралей; может быть внедрение питания на местах. Все находится в зависимости от реальных критерий на объекте и задач, которые ставятся перед будущей системой. Мы должны проинформировать заказчика о всех плюсах и недочетах каждого вероятного варианта, но не будем ему ничего навязывать, при всем этом тщательно отразим окончательное решение в техническом задании.

Вот мы и спроектировали фундамент нашей будущей системы, изображенный на рис.3.

Стопроцентно сформировался 1-ый самостоятельный шаг. Систему уже можно начинать строить. А конкретно, прокладывать магистральные многопарные кабели в согласовании с намеченной схемой. В местах установки монтажных гермокоробок следует оставлять по 0,7 - 1 метра слабины. Для надежной идентификации определенной пары нужно "распушить" кабель ТППэп примерно на 0,5 метра.

После того, как магистральные кабели проложены, решен вопрос с питанием, приступаем к установке конкретно оборудования. Эта задачка обычно рещается на объектах в несколько шагов, определяемых исходя из первоочередных задач и экономических способностей заказчика.