TITAN Quantum

Die hohen Anforderungen im Bereich der elektronischen Sicherheit erfordern die Integration verschiedener Systeme in eine einzige Komplettlösung, sowie die Hochverfügbarkeit und Stabilität dieser Lösungen. TITAN quantum ist die Antwort von TITAN electronic, um diesem Trend mit einem neuen Produkt entgegenzutreten. TITAN quantum ist ein Hochgeschwindigkeits- und Hochverfügbarkeitssystem zur Datenübertragung und Spannungsversorgung von Sicherheitssensoren und deren Komponenten in einer Sicherheitsinstallation. Das Produkt kombiniert die Kernsubsysteme „TITAN access“, „TITAN instrusion“ und SPS in ein einziges System, verbunden über ein ausgeklügeltes Ringbussystems. Dieses System besteht aus sogenannten „remote input output“- Modulen, kurz „RIO“s genannt, welche über einen Ring-Bus miteinander verbunden werden. Jedes „RIO“ integriert ein Echtzeit-, Multi-Master-, Ring-Bus-Protokoll um die Interaktionen miteinander zu steuern. Das Protokoll erlaubt Echtzeitmessungen von analogen Sensorwerten die mit einer Mikro-Sekunden-Systemuhr ausgestattet sind. Im Falle eines Ausfalls der Spannungsversorgung oder einer defekten Datenleitung isoliert das System automatisch die Fehlerquelle und schaltet in den Bus-Betriebsmodus, um die weitere Funktion zu gewährleisten. Sogenannte „Single Points Of Failure“ können somit isoliert werden und verursachen keinen kompletten Zusammenbruch des Systems. Zusätzlich wird diese Verbindung durch kryptografische Funktionen wie Verschlüsselung, Integrity Check und Autorisierung geschützt. Dazu verfügt jedes RIO über einen Speicher von AES Schlüsseln und einen Zufallsgenerator für die „3-pass-mutual-authentication“ zu externen Systemen. Die gesamte Systemfunktionalität kann also ganz einfach über die Datenschnittstelle der RIOs abgewickelt, überwacht und ausgewertet werden.

ALLES IN EINEM

  • Zutrittskontrolle
  • Einbruchserkennung
  • Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS)

Highlights

  • Ausfallsichere Datenübertragung
  • Ausfallsichere Spannungsversorgung
  • Verschlüsselte Datenübertragung
  • Hochgeschwindigkeits-Kommunikation
  • Cloud Computing Protocol
  • Sensortypen unabhängig
  • Load Balancing
  • Hochverfügbarkeitslösung
  • Routing Protocol für komplexe Anwendungen
  • Echtzeitmessungen mit synchronisierter Systemzeit

RIO Module

RIO Module


Das SBI-Ringgerät nennt sich RIO. Jedes RIO besteht aus einer Platine mit folgenden Schnittstellen:

1x SBI-Ring-Schnittstelle
6x Analogeingänge
3x Relaisausgänge (überwacht)
1x RS422/485 Schnittstelle
1x Backup-Batterie-Eingang
1x Schnittstelle zur Erweiterung der RIO-Boards
3x NTS-Sensor- Eingänge

Durch diese Schnittstellen und Komponenten kann das RIO für Zutrittskontrollen als Türschnittstelle (Kartenleser, Türkontakt, Türtaster) sowie für ein Alarmsystem verwendet werden. Sensoreingänge und Relaisausgänge können in Alarmsystemen für Sirenen, Lampen und Sperrelemente in Türen verwendet werden. Das RIO ist in einer Montagebox für Wand- und Unterputzmontagen erhältlich. Das Board bietet einfache Steckverbindungen für schnelle Installationen.

RIO-Modul Fehler


Die SBI-Ring-Leitung beinhaltet sowohl die Datenleitung als auch die Spannungsversorgung. Im Falle eines Fehlers können eine oder beide Leitungen defekt sein. Tritt ein Kurzschluss auf, wird dieser durch eine, im RIO integrierte Trennschaltung, abgetrennt. Die Spannungsversorgung ist eine bidirektionale Leitung, somit kann die Spannungsversorgung von beiden Seiten des Ringes gespeist werden. Liefert keine der beiden Leitungen eine gesicherte Versorgung mehr, kann auf eine Backup-Batterie des RIOs zurückgegriffen werden, das System wird in diesem Fall auch in einem 2-Punkt-Stromausfall laufen. Natürlich kann auch die Datenleitung fehlerhaft sein, in diesem Fall wird das System automatisch die zwei Nachbar-RIOs abschotten. Die RIO-Elektronik besitzt also zwei Trennschaltungen für jeden seiner Nachbar-RIOs, einen für die Datenleitung und einen für die Stromversorgung. Im Normalfall ist diese Trennschaltung deaktiviert.

Anwendungen und Lösungen

LÖSUNGEN

Multi-Subsystem-Lösung


Die linke Abbildung zeigt eine allgemeine Lösung, in der mehrere verschiedene Subsysteme im Ring-Bus-System laufen. Der große Vorteil dieser Lösung ist die Verwendung eines einzelnen Verbindungskabels zur Integration aller eingesetzten Subsysteme. Dies wird durch die Hochverfügbarkeit (Ausfallsicherheit) des SBI-Bus-Systems erreicht. Zusätzlich gibt die extrem hohe Datenübertragungsgeschwindigkeit den Subsystemen genug Bandbreite um alle Aufgaben ohne Einflussnahme auf andere RIOs zu erledigen. Das „Multi-Master“- Echtzeit-Protokoll mit Multicast-Meldungen ermöglicht den verschiedenen Busteilnehmern, alle Statusinformationen sicher und rechtzeitig zu erhalten.


Redundante Multi-Subsystem-Lösung


Diese Lösung zeigt zwei redundante Zentralen, die sowohl die Zutritts- als auch die Alarmsoftware betreiben. Die dritte Zentrale unterstützt die Verwendung einer speicherprogrammierbaren Steuerung „SPS“. Alle drei Zentralen sind mit einem Datenbankserver und/oder einem Visualisierungssystem verbunden. Diese Lösung gewährleistet den reibungslosen Ablauf des Systems beim Ausfall einer Zentrale. Sobald eine Zentrale ausfällt, übernimmt die andere aufgrund ihrer gemeinsamen Cluster-Datenbank.


Unabhängige Multi-Subsystem-Lösung


Diese Lösung ähnelt der redundanten Multi-Subsystem-Lösung. Es werden zwei verschiedene Server verwendet. Einer für die Sicherheit, der andere kann durch das Facility-System verwaltet werden. Unabhängig voneinander, nutzen beide das SBI-Ring-Bussystem.


Vollredundante Lösung


Die linke Abbildung zeigt eine vollständig redundante Lösung auf allen Ebenen. Die beiden Zentralen für die Zutrittskontrolle und das Alarmsystem sind redundant zueinander, während die beiden Security Server auf Applikations- und Datenbankebene redundant sind. Diese Lösung bietet die größtmögliche Verfügbarkeit und wird vor allem in Sicherheitssystemen mit höchsten Anforderungen eingesetzt.


ADMINISTRATION

Das „TITAN quantum“-Sicherheitssystem verfügt über verschiedene Engineering-, Konfigurations-, Überwachungs- und Test-Tools. Das RIO-Tool ist das wichtigste, um die folgenden Aufgaben zu erfüllen:

  • Anzeigen der Ring-Topologie
  • Anzeigen von Status pro RIO
  • Test von Ein- und Ausgängen
  • Test von Kartenlesern
  • Überwachen der RIO Temperatur
  • Überwachen des Ring-Buses
  • Überwachen der Ring-Bus-Aktivitäten
  • Überwachen der Ein- und Ausgangsaktivitäten
  • Laden der Ring-Bus-Datenbank
  • Überwachen der Versorgungsspannung

RIO Tool


Der linke Screenshot zeigt das Dashboard mit dem Aktivitätsstatus für das ausgewählte RIO an. In der ersten Spalte werden die Eingangszustände angezeigt. Jeder Eingang wird mit einem Lampensymbol angezeigt. Die Eingänge können in drei verschiedenen Modi programmiert werden. Modus 0 ist der Modus „Widerstandsüberwachung“ mit vier logischen Zuständen, während Modus 1 ein normaler Logikeingang ist. Die Spalte "Output" zeigt den aktuellen Ausgangszustand an und kann auch direkt im RIO-Tool getestet werden. Die Spalte "Reader" zeigt alle konfigurierten Leser mit ihren Zuständen an. In der Spalte "Andere" werden die RIO spezifischen Zustände angezeigt. Die letzte Spalte zeigt die RIO-Topologie und den Online-Status jedes RIOs.


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