Kryteria i metody oceny wkładek mechatronicznych do zamków

Rozróżnia się trzy główne rozwiązania techniczne wkładek mechatronicznych:

• wkładki z elementami blokującymi, uruchamianymi zarówno elektrycznie, jak i mechanicznie;
• wkładki z elementami blokującymi uruchamianymi elektrycznie oraz kluczem do mechanicznego obracania bębenka;
• wkładki z elementami blokującymi uruchamianymi elektrycznie oraz realizowaną ręcznie funkcją otwierania/zamykania.

Przyjmuje się, że wkładki mechatroniczne spełnią przepisy prawne dyrektyw dot. kompatybilności elektromagnetycznej (EMC), niskonapięciowej (LV), sprzętu radiowego (R&TTE) i innych odpowiednich dyrektyw dotyczących urządzeń elektronicznych – zakres ten nie jest przedmiotem normy EN 15684.

Klasyfikacja wkładek MC

System klasyfikacyjny wkładek mechatronicznych (MC) i kluczy elektronicznych wg normy wyrobu ujęty jest w ośmiu cechach klasyfikacyjnych, odpowiadających odpowiednim grupom wymagań, zgodnie z układem klasyfikacyjnym pokazanym w Tabeli 1 i opisanym poniżej. Wkładka MC i klucz elektroniczny mogą być klasyfikowane niezależnie od siebie.

Ośmiopozycyjny układ klasyfikacyjny stanowi podstawę klasyfikacji w oznakowaniu wyrobu. Poszczególnym kryteriom klasyfikacyjnym odpowiada – tam, gdzie to właściwe – skala zróżnicowanego poziomu odnośnych wymagań.

Pozycja 1 – kategoria użytkowania:

Wkładka MC i klucz elektroniczny powinny być klasyfikowane w kategorii użytkowania 1, do użytkowania przez ludzi z wysoką motywacją do uważnego posługiwania się wkładką, przy małym prawdopodobieństwie występowania niewłaściwego użytkowania.

Pozycja 2 – trwałość:

Określa się trzy klasy trwałości: klasa 4 (25 000 cykli próbnych), klasa 5 (50 000 cykli), klasa 6 (100 000 cykli).

Pozycja 3 – odporność ogniowa/dymoszczelność:

Określa się trzy klasy:

• klasa 0: nie dopuszczone do stosowania w zestawach drzwiowych ppoż./ dymoszczelnych;
• klasa A: odpowiednie do stosowania w zestawach drzwiowych dymoszczelnych;
• klasa B: do stosowania w zestawach drzwiowych przeciwpożarowych i dymoszczelnych.

Pozycja 4 – odporność na czynniki środowiskowe:

Określa się pięć klas odporności na czynniki środowiskowe (od klasy 0 do klasy 4), wg spełnienia przez wkładkę MC lub klucz odpowiednich kombinacji wymagań (odporność na korozję, ochrona przed wodą, próby suchego gorąca, zimna i wilgotnego gorąca cyklicznego).

Pozycja 5 – zabezpieczenie mechaniczne związane z kluczem:

Określa się sześć klas zabezpieczenia mechanicznego związanego z kluczem (od A do F) określających w szczególności liczbę kombinacji kodu mechanicznego i liczbę ruchomych zastawek w powiązaniu z odpornością bębenka/wkładki na działanie momentu obrotowego.

Pozycja 6 – zabezpieczenie elektroniczne związane z kluczem:

Określa się sześć klas zabezpieczenia elektronicznego związanego z kluczem (od A do F), wyrażających minimalną liczbę kombinacji kodu elektronicznego kluczy do wkładek MC.

Pozycja 7 – zarządzanie systemem:

Określa się cztery klasy zarządzania systemem (klasy od 0 do 3) wyrażające kombinacje funkcji limitów czasowych i rejestrowania nadzoru.

Pozycja 8 – odporność na atak:

Określa się trzy klasy odporności na atak (klasy od 0 do 2) wg spełnienia przez wkładkę MC kombinacji wymagań odpowiadających odporności na różne formy ataku (mechanicznego, elektrycznego, elektrostatycznego, magnetycznego).

Wymagane właściwości wkładek MC

Identyfikacja zakresu wymagań dla wkładek MC i kluczy elektronicznych, odniesiona do układu kryteriów klasyfikacyjnych wg normy wyrobu, jest podana w Tabeli 2 (właściwości eksploatacyjne) oraz Tabeli 3 (właściwości dotyczące zabezpieczenia).

Weryfikacja spełnienia wymagań – metodyka badań wkładek MC

Wkładki mechatroniczne i ich klucze elektroniczne powinny być badane z zastosowaniem odpowiednich, specjalistycznych urządzeń badawczych, których zasady zostały opisane i przykładowo zilustrowane w EN 15684. Określono liczbę próbek do badań i sekwencje badań dla poszczególnych próbek wkładek i kluczy. Zasadniczo każda sekwencja badań wykonywana jest na jednej próbce, z wyjątkiem badań wkładek MC, wykonywanych równolegle przez dwie osoby badające (2 testerów), opartych na ataku ręcznym z użyciem narzędzi. W sumie do wykonania badań wg EN 15684 potrzebnych jest – jako minimum – 9 próbek wkładek MC i 15 próbek kluczy elektronicznych (nie uwzględniając próbek do ewentualnych badań powtórnych, prowadzonych wg określonych zasad w przypadku negatywnego wyniku któregoś z badań).

Przegląd metod badań właściwości eksploatacyjnych (p. 1-5) oraz właściwości związanych z zabezpieczeniem (p. 6-8)

1) Badanie operacyjne, jako próba działania wkładki MC z użyciem kluczy elektronicznych: zastępczego i uprawnionego (autoryzowanego), nie stanowi badania odrębnego i jest wykonywane w ramach określonych sekwencji – na początku badania i po jego zakończeniu – jako badanie sprawdzające. Procedury zależą od sposobu uruchamiania wkładki MC (kluczem lub gałką/pokrętłem, ze swobodnie obracającymi się elementami lub bez nich).

2) Badania dotyczące kategorii użytkowania, które nie powinny powodować utraty funkcji przez wyrób, obejmują:

1. badanie wytrzymałości klucza elektronicznego obciążonego momentem obrotowym, umieszczonego we wkładce MC, osadzonej w uchwycie z zablokowanym zabierakiem;
2. badanie stabilności klucza elektronicznego, wyrażonej odpornością na skutki upadku swobodnego na twardą powierzchnię z ustalonej wysokości;
3. badanie odporności wkładki MC na próbę otwarcia określonym momentem obrotowym, z użyciem zastępczego klucza z niewłaściwym kodem elektronicznym, ale z prawidłowym kodem mechanicznym;
4. badania uderzeniowe – odporności na wielokrotne uderzenia („bumps”) z zastosowaniem określonej masy i parametrów badania, metodą wg EN 60068-2-29;
5. badania wibracyjne – odporności na wibracje (sinusoidalne) o określonych parametrach, metodą wg EN 60068-2-6;
6. badanie odporności na wyładowania elektrostatyczne wg EN 61000-4-2 – patrz odporność na atak;
7. badanie minimalnej transmisji gałki/pokrętła – tak jak odpowiednie badania operacyjne.

3) Badania trwałości realizowane z użyciem specjalistycznej aparatury w powtarzalnych cyklach roboczych, obejmujących:

• wsunięcie klucza elektronicznego i/lub wprowadzenie wkładki w stan do uruchomienia,
• obrót klucza o 360^o zgodnie z ruchem wskazówek, z pokonaniem momentu oporowego,
• wycofanie klucza elektronicznego i/lub wprowadzenie wkładki w położenie zablokowane,
• wsunięcie klucza elektronicznego i/lub wprowadzenie wkładki w stan do uruchomienia,
• obrót klucza o 360^o przeciwnie do ruchu wskazówek, z pokonaniem momentu oporowego,
• wycofanie klucza elektronicznego i/lub wprowadzenie wkładki w położenie zablokowane.

4) Badania odporności ogniowej i/lub dymoszczelności należy przeprowadzić metodami według – odpowiednio, zależnie od klasy – EN 1634-1 i/lub EN 1634-2 i/lub EN 1634-3.

5) Badania odporności na czynniki środowiskowe, po których wkładka powinna zachować zdolność do uruchomienia prawidłowym kluczem (badanie operacyjne):

1. W badaniu odporności na korozję wkładkę MC osadzoną w bloku testowym i umieszczoną w komorze solnej, poddaje się próbie w obojętnej rozpylonej solance wg EN 1670;
2. W badaniu odporności na wodę wkładki MC, w pełni wyposażoną wkładkę osadzoną w odpowiednim uchwycie poddaje się próbie metodą wg EN 60529 (kod IP);
3. W próbie suchego gorąca (Próbie Bd) wg EN 60068-2-2 wkładkę MC i jej elektroniczne klucze poddaje się działaniu określonej wysokiej temperatury (z jej stopniowymi zmianami), w wyznaczonym czasie;
4. W próbie zimna (Próbie Ad) wg EN 60068-2- 1 wkładkę MC i jej elektroniczne klucze poddaje się działaniu określonej niskiej temperatury (z jej stopniowymi zmianami), w wyznaczonym czasie;
5. W próbie wilgotnego gorąca cyklicznego (Próbie Db) wg EN 60068-2-30 bada się odporność wkładki MC i jej elektronicznych kluczy na działanie cyklicznych zmian temperatury i wilgotności;
6.  W badaniu odporności na wodę kluczy elektronicznych, klucz – zaprogramowany i uruchamiający przynależną wkładkę MC – poddaje się próbie zanurzeniowej przez umieszczenie w wodzie w określonych warunkach (temperatura, czas, głębokość).

6) Badania zabezpieczenia związanego z kluczem – dla kodów mechanicznych lub elektronicznych:

1. Weryfikacja spełnienia wymagań polega na sprawdzeniu właściwości wyrobu w oparciu o dokumentację techniczną producenta, odpowiednio:
   • minimalnej liczby rzeczywistych kombinacji kodu (mechanicznych) lub
   • minimalnej liczby elektronicznych kombinacji kodu, z dodatkowym uwzględnieniem wymagań dotyczących:
   • minimalnej liczby ruchomych zastawek (dla kodu mechanicznego)
   • maksymalnej liczby identycznych stopni (dla kodu mechanicznego),
   • oznaczenia kodu otwierającego bezpośrednio na kluczu.
2. Metoda badania odporności bębenka/wkładki bębenkowej na działanie momentu obrotowego w aspekcie zabezpieczenia związanego z kluczem odpowiada alternatywnemu badaniu w aspekcie odporności na atak, które z nich ma zastosowanie dla danej wkładki.

7) Weryfikacja funkcji dotyczących zarządzania systemem polega na sprawdzeniu właściwości wkładek MC i/lub kluczy elektronicznych w oparciu o dokumentację techniczną producenta, w zakresie zdolności do limitowania czasu ważności referencji oraz do rejestrowania nadzoru.

8) Badania odporności na atak obejmują badanie odporności na różne podane niżej formy ataku (mechanicznego, elektrycznego, elektrostatycznego, magnetycznego). Dla weryfikacji wyników po badaniu stosuje się sprawdzające badania operacyjne lub – tam gdzie to właściwe – skuteczność stanu zablokowania (jeśli zdolność wkładki do otwarcia po badaniu prawidłowym kluczem nie jest konieczna).

1. badanie odporności na wiercenie w specjalistycznym urządzeniu do wiercenia, z kompletną wkładką MC zamontowaną w uchwycie, z zastosowaniem określonych parametrów badania (dane wiertarki, siła osiowa, czas wiercenia, średnice wierteł);
2. badanie odporności na atak przecinakiem, realizowane w specjalistycznym urządzeniu badawczym, z wkładką MC osadzoną pod odpowiednim kątem w bloku testowym, z zastosowaniem określonych parametrów badania (wymiary i twardość przecinaka, liczba uderzeń, masa elementu udarowego, wysokość spadania), przez poddanie próbki wielokrotnym uderzeniom przecinaka z użyciem odpowiedniego młota spadowego);
3. badanie odporności na atak przez ukręcenie, z wkładką MC zamocowaną w uchwycie urządzenia, poddaną wielokrotnej próbie złamania przez uchwycenie odpowiednim narzędziem i ukręcanie momentem obrotowym w dwóch kierunkach, z zastosowaniem określonych parametrów badania (wartość momentu, czas przyłożenia, liczba skręceń);
4. badanie odporności na atak przez wyrywanie bębenka/wkładki bębenkowej, z wkładką MC osadzoną w specjalnym uchwycie (wariantowe przyrządy mocujące – zależnie od typu wkładki), przez poddanie bębenka/wkładki bębenkowej próbie wyrwania przez działanie siłą ciągnącą na wkręt samogwintujący wkręcony w szczelinę pod klucz, z zastosowaniem określonych parametrów badania (siła ciągnąca, czas, typy wkrętów);
5. badanie odporności bębenka/wkładki bębenkowej na działanie momentu obrotowego (w aspekcie odporności na atak), przyłożonego – alternatywnie: odpowiednim narzędziem wsuniętym w szczelinę na klucz lub (dla określonych wkładek MC) za pomocą półfabrykatu klucza – do wkładki zamontowanej w odpowiednim uchwycie; w trakcie próby bębenek lub wkładka nie powinny się obrócić pod działaniem momentu obrotowego;
6.  badanie odporności na atak w postaci uderzeń ręcznych, skierowanych na zamocowaną kompletną wkładkę, jej klucz lub inne elementy towarzyszące, które jest realizowane przez dwóch testerów w określonym czasie, z zastosowaniem narzędzi objętych znormalizowanym zestawem do prób uderzania i oceniane pod kątem odporności elementów blokujących uruchamianych elektrycznie;
7. badanie odporności na atak z zastosowaniem wibracji w postaci drgań generowanych ręcznym narzędziem udarowym, skierowanych na zamocowaną w przyrządzie kompletną wkładkę, jej klucz lub inne elementy towarzyszące, które jest realizowane przez dwóch testerów w określonym czasie, z zastosowaniem znormalizowanego zestawu narzędzi i oceniane pod kątem odporności elementów blokujących uruchamianych elektrycznie;
8. badanie odporności na atak z zastosowaniem zwiększonego napięcia o określonej wartości i w określonym czasie, skierowanego na styki elektryczne kompletnej wkładki MC, zamocowanej w przyrządzie (jak w normalnym użytkowaniu – z zamkiem, tarczami itp.) lub przyłożonego do jej innych widocznych części – w celu sprawdzenia, czy elektroniczne elementy blokujące zachowały swoje położenie i nie przemieściły się z położenia zamkniętego do otwartego;
9. badanie odporności na atak w postaci wyładowań elektrostatycznych, z zastosowaniem metody wg EN 61000-4-2 (z zakresu EMC), polegające na sprawdzeniu utrzymania stanu mechanizmu blokującego wkładki MC i jej elementów operacyjnych po zastosowaniu wyładowań elektrostatycznych, skierowanych na dostępne elementy wkładki mechatronicznej po jej zainstalowaniu – w celu sprawdzenia, czy elektroniczne elementy blokujące zachowały swoje położenie i nie przemieściły się z położenia zamkniętego do otwartego; po każdym wyładowaniu wykonuje się sprawdzające badanie operacyjne;
10. badanie odporności na atak polem magnetycznym, wytworzonym przez magnesy trwałe z dowolnego kierunku dostępności wkładki MC po jej zainstalowaniu (jak w normalnym użytkowaniu – z zamkiem, tarczami itp.), z użyciem dwóch znormalizowanych magnesów trwałych o różnych rozmiarach i parametrach, w określonym czasie; po każdym badaniu sprawdza się skuteczność stanu zablokowania.

Badania określone w normie EN 15684 uważa się za odtwarzalne, które zapewnią zgodną i obiektywną ocenę właściwości wkładek MC w krajach członkowskich CEN.

Norma EN 15684 daje podstawę do prowadzenia pełnych badań i weryfikacji właściwości wkładek mechatronicznych MC, przez potwierdzenie ich właściwej jakości, wytrzymałości, trwałości, bezpieczeństwa i zabezpieczenia, pod kątem stosowania ich – wraz z zamkami – do drzwi o określonej deklarowanej klasie odporności na włamanie wg EN 1627. Badania wkładek MC wymagają wdrożenia nowych metod badań i procedur badawczych zgodnych z EN 15684 na bazie specjalistycznych stanowisk i urządzeń badawczych. Aktualnie w Laboratorium Okuć i Ślusarki Budowlanej w Oddziale Wielkopolskim ITB w Poznaniu, wyspecjalizowanym m.in. w badaniach zamków i okuć budowlanych, jest wdrażane przygotowanie metodycznoaparaturowe do akredytacji metodyki badań wg EN 15684 (poza specjalistycznymi badaniami środowiskowymi), co umożliwi poszerzenie zakresu badań o nowy asortyment zamknięć drzwiowych obecnych na rynku.