工業(yè)數(shù)字電視監(jiān)控系統(tǒng)在現(xiàn)代選煤廠生產(chǎn)中的應(yīng)用

袁如芬 安徽省淮北礦業(yè)集團臨渙選煤廠通訊計算機科

工業(yè)數(shù)字電視監(jiān)控系統(tǒng)在現(xiàn)代選煤廠生產(chǎn)中的應(yīng)用

袁如芬 安徽省淮北礦業(yè)集團臨渙選煤廠通訊計算機科

工業(yè)數(shù)字電視監(jiān)控系統(tǒng)在現(xiàn)代工業(yè)中發(fā)揮著很重要的作用，已經(jīng)成為一種新的管理手段。此篇主要介紹工業(yè)數(shù)字電視監(jiān)控系統(tǒng)的組成和功能以及在選煤生產(chǎn)中的應(yīng)用。

工業(yè)數(shù)字電視監(jiān)控系統(tǒng);實時監(jiān)控;系統(tǒng)功能

引言

在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中，隨著企業(yè)現(xiàn)代化裝備的發(fā)展和計算機網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，以多媒體計算機網(wǎng)絡(luò)為依托，基于光纖和雙絞線網(wǎng)絡(luò)傳輸，多媒體計算機和電視墻終端，實現(xiàn)計算機網(wǎng)絡(luò)多媒體終端的工業(yè)電視圖像顯示的監(jiān)控系統(tǒng)對工業(yè)生產(chǎn)場所和設(shè)備進(jìn)行實時監(jiān)控并對信息資料進(jìn)行存儲分析，使圖像資源得到共享，這已是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中必不可少的組成部分。在選煤廠生產(chǎn)中，充分利用工業(yè)數(shù)字電視監(jiān)控系統(tǒng)，隨時掌握現(xiàn)場選煤生產(chǎn)情況、設(shè)備運轉(zhuǎn)情況。同時可將現(xiàn)場的圖像全天候地記錄在硬盤上，并實時地傳送到調(diào)度監(jiān)控中心。相關(guān)管理人員不僅可隨時調(diào)看每個地點的當(dāng)前狀況；在發(fā)生意外情況時，可以根據(jù)現(xiàn)場狀況，及時調(diào)派人員處理，消除重大事故隱患。無論是在安全管理方面、遇到問題時及時響應(yīng)方面，還是在減員增效方面，都有顯著的優(yōu)勢。

一、工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)組成

臨渙選煤廠工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)由下面四部分組成：前端攝像系統(tǒng)、傳輸部分、切換、控制存儲部分、視頻顯示部分。如圖1所示

二、工業(yè)數(shù)字電視監(jiān)控系統(tǒng)介紹

2.1 前端攝像

根據(jù)生產(chǎn)工藝及安全管理要求, 在全廠東、西區(qū)設(shè)立220 個攝像點, 選煤廠目前使用的有彩色、黑白低照度攝像機，以滿足光線較暗條件下的要求。另外, 根據(jù)監(jiān)視區(qū)域范圍的不同, 一般鏡頭有可變和自動對焦型的，由于攝像機附件多，在安裝時麻煩，我們現(xiàn)都使用的是一體球式攝像機，一體球式攝像機是機罩、云臺、解碼器整合設(shè)備，其內(nèi)部已把導(dǎo)線連通。在原煤系統(tǒng)中我們采用的是一體球式防爆攝像機。前端攝像機主要完成對選煤重要設(shè)備、各下煤通道溜槽攝像并轉(zhuǎn)換成視頻信號, 通過視頻分配器分別送入數(shù)字硬盤主機和矩陣主機, 是整個監(jiān)控系統(tǒng)的最前端設(shè)備

2.2 信號傳輸部分

光纖通信具有通信容量大、傳輸距離遠(yuǎn)、重量輕、耐水火、抗拉強度高、信號串?dāng)_小、保密性能好、抗電磁干擾、傳輸質(zhì)量佳、使用壽命長等優(yōu)點，特別適合環(huán)境差的煤礦使用，不管是從圖像質(zhì)量、抗干擾能力、傳輸距離、性能價格比方面都比用電纜傳輸具有明顯的優(yōu)越性。因此在選煤生產(chǎn)中對于比較遠(yuǎn)，電磁干擾比較嚴(yán)重的攝像點都采用光纜傳輸方式，其他地點則采用電纜傳輸。

近距離的監(jiān)控圖像通過電纜直接傳輸?shù)揭曨l分配器，遠(yuǎn)距離的監(jiān)控圖像經(jīng)過數(shù)字光端機，數(shù)字光端機將所要傳輸?shù)膱D像、語音以及數(shù)據(jù)信號進(jìn)行數(shù)字化處理，再將這些數(shù)字信號進(jìn)行復(fù)用處理，使多路低速的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成一路高速信號，并將這一信號轉(zhuǎn)換成光信號。在接收端將光信號還原成電信號，還原的高速信號分解出原來的多路低速信號，最后再將這些數(shù)據(jù)信號還原成圖像、語音以及數(shù)據(jù)信號傳輸?shù)揭曨l分配器。

2.3 系統(tǒng)的切換、控制、存儲部分

當(dāng)監(jiān)視器數(shù)量少于現(xiàn)場的攝像機數(shù)量時需要對云臺進(jìn)行控制，同時需要矩陣主機來對視頻信號進(jìn)行控制，所有的視頻信號先進(jìn)入矩陣主機，在有矩陣主機輸出到監(jiān)視器上，矩陣主機有選擇的把需要顯示的視頻信號切換到監(jiān)視器上，一般都有主控鍵盤連著矩陣主機，通過主控鍵盤對云臺和矩陣主機進(jìn)行控制。

工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)中的數(shù)字硬盤錄像機發(fā)揮著重要的作用，它負(fù)責(zé)數(shù)字視頻的壓縮、網(wǎng)絡(luò)視頻流的管理以及用戶的授權(quán)管理等，它的功能有實時攝錄功能、鎖定觀察功能、顯示功能、存儲功能、管理功能、網(wǎng)絡(luò)功能、控制功能、回放功能。

2.4 視頻顯示部分

監(jiān)控終端是調(diào)度大屏和安裝了本系統(tǒng)專用的軟件的用戶的計算機，它可以是各操作室的監(jiān)控電腦，還可以是廠領(lǐng)導(dǎo)、中層管理人員、有關(guān)職能部門的計算機，它經(jīng)過系統(tǒng)管理員的注冊，授予不同的權(quán)限，既可觀看本系統(tǒng)的圖像，也可以對圖像進(jìn)行控制。

三、系統(tǒng)的功能

3.1 管理功能

用戶管理：①可以對用戶信息進(jìn)行編輯，包括新建、修改、刪除。②對用戶進(jìn)行權(quán)限設(shè)置，采用靈活的菜單級權(quán)限設(shè)置方式。③對用戶的操作請求進(jìn)行權(quán)限認(rèn)證。操作日志：實時記錄來自客戶端的操作如用戶登錄和退出及系統(tǒng)運行情況等，同時生成操作日志，并可對其進(jìn)行維護與查詢。信息查詢：登陸用戶可以查詢系統(tǒng)的使用和運行情況。巡檢與校時功能。

3.2 監(jiān)視功能

視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要是根據(jù)各個現(xiàn)場監(jiān)控圖像通過光纜傳輸?shù)奖O(jiān)控室，使操作人員能直觀地看到各重要生產(chǎn)環(huán)節(jié)和設(shè)備。一方面通過光纜將各個現(xiàn)場監(jiān)控圖像轉(zhuǎn)換為視頻信號通過矩陣把各個監(jiān)控圖像傳輸?shù)秸{(diào)度大屏，供調(diào)度室工作人員監(jiān)視和調(diào)度用。另一方面通過硬盤錄像機和計算機網(wǎng)絡(luò)傳輸，使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的計算機成為監(jiān)控終端，管理人員通過計算機網(wǎng)絡(luò)，直接觀察現(xiàn)場的圖像，隨時了解現(xiàn)場的工作人員和設(shè)備的工作情況，在必要時還可以訪問硬盤錄像機中保留的歷史記錄。同時還可利用視頻監(jiān)視系統(tǒng)兼作安全保衛(wèi)。視頻監(jiān)控系統(tǒng)的使用提高科學(xué)調(diào)度指揮和管理的現(xiàn)代化水平。

3.3 Web瀏覽功能

通過局域網(wǎng)，廠級領(lǐng)導(dǎo)、安監(jiān)科、基層單位領(lǐng)導(dǎo)、相關(guān)職能部門可查看選煤現(xiàn)場生產(chǎn)、廠區(qū)重要地方的實時圖像。有2 種實現(xiàn)方式: 一種是在現(xiàn)有的計算機上安裝本系統(tǒng)專用監(jiān)控終端軟件并經(jīng)過授權(quán); 另一種是利用計算機自帶的lE瀏覽器, 經(jīng)本系統(tǒng)管理員授權(quán)后即可查看現(xiàn)場的實時圖像。

3.4 流媒體服務(wù)器

流媒體服務(wù)器起到轉(zhuǎn)發(fā)視頻流的作用和最大限度地節(jié)約帶寬，這樣可以避免因帶寬緊張而引起的網(wǎng)絡(luò)阻塞。無論多少個接收端接收同一路圖像時，控制編碼器和流媒體服務(wù)器之間只有一路視頻流量，從而保證視頻流的可靠傳輸。

網(wǎng)絡(luò)中有多個客戶端接收視頻時，流媒體源通過發(fā)送端只需向網(wǎng)絡(luò)中傳輸一個視頻信息流，通過流媒體服務(wù)器，給不同的客戶端發(fā)送復(fù)制視頻數(shù)據(jù)包，無論有多少客戶端，保證不同的鏈路，只傳輸一個視頻信息流，減少不必要的視頻復(fù)制，節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬。

四、系統(tǒng)特點和要求

4.1 選煤廠的圖像實時監(jiān)控系統(tǒng)在建設(shè)初期就將系統(tǒng)在生產(chǎn)管理中的實用性放在首位, 確定了“ 以監(jiān)視選煤生產(chǎn)重要環(huán)節(jié)和設(shè)備為主,環(huán)境監(jiān)視為輔”的圖像監(jiān)控原則，并形象化為“該看的一定看到, 看到的一定看清楚” 。依據(jù)目前選煤廠的生產(chǎn)情況和人員部署，選煤廠圖像實時監(jiān)控系統(tǒng)主要監(jiān)控范圍：原煤系統(tǒng)（各下料溜槽、皮帶、刮板機等）、壓濾系統(tǒng)（壓濾機、室外煤泥場、皮帶、皮帶機頭等）、選煤系統(tǒng)（皮帶、刮板機、精煤篩、中矸篩、皮帶和刮板機機頭等）、裝車系統(tǒng)（鐵道、裝車的下料點、采樣點等）、輸煤系統(tǒng)（向電廠輸送煤泥、中煤、原煤的皮帶及各 下料溜槽等）。

4.2 本系統(tǒng)的通訊協(xié)議滿足IEEE802. 4, 符合網(wǎng)絡(luò)傳輸標(biāo)準(zhǔn)。系統(tǒng)在以太網(wǎng)中為數(shù)字化傳輸, 壓縮格式為M PEG4 方式, 該方式能利用很窄的帶寬, 通過幀重建技術(shù)壓縮和傳輸數(shù)據(jù),在提供高壓縮比的同時對數(shù)據(jù)的損失很小。

結(jié)束語：工業(yè)數(shù)字電視監(jiān)控系統(tǒng)為選煤生產(chǎn)調(diào)度指揮、安全監(jiān)控提供了直觀、可靠的手段，對于選煤廠安全生產(chǎn)、減人提效以及提高選煤廠生產(chǎn)管理水平具有十分重要的意義。

[1]錢建生.煤礦井下光纖工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)[J].電視技術(shù).1998，(7)

[2]王政菲.工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)在煤礦工業(yè)的應(yīng)用.科技資訊.2006 (26)

[3]朱宗玖，韓迎鴿.煤礦工業(yè)電視系統(tǒng)中視頻光纖傳輸系統(tǒng)的設(shè)計.煤礦機械.2004(4).

[4]吳健新，李翠華，吳曉，曾楠，吳琦穎.數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)平臺的設(shè)計和實現(xiàn)[J].廈門大學(xué)學(xué)報.2006 (03)

[5]郭明良，付家才.選煤廠監(jiān)控系統(tǒng)的研究.煤礦機械.2003 (03)

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.10.057

袁如芬 畢業(yè)于安徽理工大學(xué)，助理工程師。