火力發(fā)電廠閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)設(shè)計(jì)

The Design about Power Plant CCTV System

賈 杰，旋繼新

（內(nèi)蒙古電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院，內(nèi)蒙 呼和浩特 010020）

0 引言

閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)是現(xiàn)代化企業(yè)生產(chǎn)調(diào)度、管理、安全防范體系中一個(gè)重要組成部分，是一種先進(jìn)的、防范能力極強(qiáng)的綜合應(yīng)用系統(tǒng)，它可以通過遙控?cái)z像機(jī)及其輔助設(shè)備（鏡頭、云臺(tái)等）直接觀看被監(jiān)視場(chǎng)所的一切情況，能實(shí)時(shí)、形象、真實(shí)地反映被監(jiān)視控制對(duì)象的畫面，是人們?cè)诂F(xiàn)代化管理中監(jiān)控的一種極為有效的觀察工具，目前已廣泛應(yīng)用于工礦企業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控及廠區(qū)無(wú)人值守監(jiān)控，在發(fā)電廠全廠數(shù)字閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)更是得到較快的發(fā)展。

1 系統(tǒng)構(gòu)成

1.1 發(fā)展歷程

模擬型系統(tǒng)。系統(tǒng)主機(jī)多為矩陣切換主機(jī)，顯示終端多為模擬監(jiān)視器或由其組成的電視墻，操作員主要通過矩陣主機(jī)的鍵盤實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)攝像探頭控制。

模數(shù)混合型系統(tǒng)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及數(shù)字圖像處理技術(shù)的發(fā)展，閉路監(jiān)控系統(tǒng)也逐步開始運(yùn)用數(shù)字圖像處理技術(shù)，在原有模擬系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增添DVR主機(jī)，主要是用硬盤錄像功能來(lái)代替早期模擬錄像機(jī)的功能，但受數(shù)字圖像處理技術(shù)水平的限制，尚無(wú)法實(shí)現(xiàn)圖像的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)傳輸。

數(shù)字型系統(tǒng)。隨著MPEG IV壓縮標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn)及完善，閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)已逐步轉(zhuǎn)換成數(shù)字型方案，在數(shù)字型系統(tǒng)中，不需要再配置矩陣控制主機(jī)，只需配置足夠數(shù)量的視頻服務(wù)器，可采集所有現(xiàn)場(chǎng)圖像信號(hào)，并實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)錄像與網(wǎng)絡(luò)傳輸。

1.2 系統(tǒng)構(gòu)成

前端攝像探頭。通常由攝像機(jī)、云臺(tái)、解碼器、防護(hù)罩組成。產(chǎn)品品牌和型號(hào)較多，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況選擇相應(yīng)技術(shù)參數(shù)，一般重點(diǎn)考慮攝像機(jī)分辨率、攝像機(jī)變焦功能大小、彩轉(zhuǎn)黑功能、云臺(tái)預(yù)置位功能等。

視頻服務(wù)器。視頻服務(wù)器系統(tǒng)是當(dāng)今多媒體、圖像處理、計(jì)算機(jī)等各項(xiàng)最新技術(shù)高度結(jié)合的產(chǎn)品。它利用最新的圖像數(shù)字處理技術(shù)將模擬視頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，在計(jì)算機(jī)顯示器上實(shí)時(shí)顯示多路活動(dòng)圖像的同時(shí)，將各路視頻信號(hào)以數(shù)據(jù)流方式同步存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)硬盤內(nèi)。在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)視頻信號(hào)的監(jiān)視、記錄、回放。網(wǎng)絡(luò)視頻數(shù)碼系統(tǒng)具備圖像監(jiān)視系統(tǒng)的小型化、高清晰度化、自動(dòng)化和網(wǎng)絡(luò)化等優(yōu)點(diǎn)。

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。數(shù)字閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)由攝像機(jī)（包括防護(hù)罩等附件）、電動(dòng)云臺(tái)、視頻服務(wù)器、數(shù)據(jù)通信接口、各種連接電纜和監(jiān)視終端等構(gòu)成的全廠的工業(yè)電視監(jiān)視網(wǎng)，通過計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)，讀取各監(jiān)視子系統(tǒng)的信息，可以全方位直觀地了解最真實(shí)的生產(chǎn)過程信息，同時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)管理和實(shí)時(shí)控制，可滿足車間、機(jī)組、全廠的逐級(jí)綜合需要。監(jiān)視終端設(shè)置在機(jī)組集控室內(nèi)或指定監(jiān)控室內(nèi)，實(shí)現(xiàn)輔助車間無(wú)人或少人值班、減少巡檢人員，降低運(yùn)行成本，達(dá)到減員增效的目的，從而達(dá)到提高全廠的生產(chǎn)效率，保證全場(chǎng)的安全生產(chǎn)，使全廠的管理水平達(dá)到一個(gè)新的高度。

2 監(jiān)視范圍及系統(tǒng)劃分

2.1 監(jiān)視范圍

在火電生產(chǎn)企業(yè)，一般需要監(jiān)控鍋爐房區(qū)域、汽機(jī)房區(qū)域、精處理區(qū)域、燃油區(qū)域、電纜及母線區(qū)域、升壓站區(qū)域、水處理區(qū)域、灰控制區(qū)域、輸煤區(qū)域、脫硫區(qū)域、脫硝區(qū)域、安全保安區(qū)域等。

2.2 系統(tǒng)劃分

全廠閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)一般均可劃分為幾個(gè)子系統(tǒng)，可按照控制室劃分，每個(gè)控制室代表一個(gè)子系統(tǒng)，具體劃分如表1所示。

表1 閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)子系統(tǒng)

各電廠可根據(jù)實(shí)際需求設(shè)定具體的子系統(tǒng)劃分。

2.3 監(jiān)視點(diǎn)數(shù)設(shè)置

監(jiān)控系統(tǒng)的規(guī)?？砂礄C(jī)組容量劃分：

2×1000 MW 機(jī)組：200～260 點(diǎn)

2×600 MW 機(jī)組：180～200 點(diǎn)

2×300 MW 機(jī)組：170～190 點(diǎn)

2×200 MW 機(jī)組：160～180 點(diǎn)

各電廠可根據(jù)實(shí)際需求確定合理的監(jiān)視點(diǎn)數(shù)數(shù)量。

2.4 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接示意

全廠閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接示意圖見圖1。

3 系統(tǒng)主要特點(diǎn)和功能

3.1 系統(tǒng)主要特點(diǎn)

數(shù)字閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)組建為開放式的數(shù)字組網(wǎng)方式，有極大的工程施工優(yōu)勢(shì)。可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)視、控制、錄像存儲(chǔ)的全數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)模式，具有如下主要特點(diǎn)。

1）生產(chǎn)、安防監(jiān)視一體化設(shè)計(jì)。監(jiān)視系統(tǒng)由多個(gè)分布在不同區(qū)域的子系統(tǒng)組合而成，生產(chǎn)、安防監(jiān)視一體化設(shè)計(jì)，合理配置了網(wǎng)絡(luò)資源，數(shù)據(jù)共享，分功能使用，真正意義上實(shí)現(xiàn)了全廠閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)集中監(jiān)視，相應(yīng)減少值班人員和巡檢人員，提高了全廠的生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。

2）采用先進(jìn)壓縮技術(shù)。系統(tǒng)采用國(guó)際先進(jìn)的MPEG4純硬件壓縮技術(shù)，壓縮比大，圖像質(zhì)量清晰，可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間錄像，滿足系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間錄像的要求。

3）可采用多種存儲(chǔ)方式。系統(tǒng)可采用手動(dòng)錄像、定時(shí)錄像、告警錄像等多種錄像方式，用戶可根據(jù)實(shí)現(xiàn)情況選擇，避免一天24 h的長(zhǎng)時(shí)間錄像，有效節(jié)省硬盤空間，并達(dá)到節(jié)約成本的目的。

4）具有智能感知技術(shù)。系統(tǒng)采用智能感知技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)偵測(cè)功能，可節(jié)省防入侵設(shè)備的投入，并節(jié)省硬盤空間。

5）單幀回放抓拍。在一些重要事件的取證時(shí)，可對(duì)錄像文件進(jìn)行快、慢放及單幀回放抓拍功能。

圖1 全廠閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接示意圖

6）強(qiáng)大網(wǎng)絡(luò)功能。系統(tǒng)支持遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控，在控制室即可瀏覽到前端各區(qū)域的情況，可謂足不出戶便可輕松管理各個(gè)網(wǎng)點(diǎn)，有效節(jié)省人力資源及物資資源。

7）遠(yuǎn)程報(bào)警。系統(tǒng)的遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)功能保證了報(bào)警數(shù)據(jù)的有效遠(yuǎn)程傳輸，各控制室的值班人員無(wú)須到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)便可知現(xiàn)場(chǎng)情況，真正實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。并可提高處理告警事件的效率，減少損失。

8）采用模塊設(shè)計(jì)。系統(tǒng)采取模塊化設(shè)計(jì)，每個(gè)模塊獨(dú)立工作，成為系統(tǒng)每個(gè)重要環(huán)節(jié)，如果須增加或減少某一個(gè)模塊，并不影響系統(tǒng)正常穩(wěn)定運(yùn)行，可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定平滑的升級(jí)。

3.2 系統(tǒng)主要功能

1）用戶權(quán)限管理。采用集中管理模式，統(tǒng)一管理設(shè)置參數(shù)、權(quán)限等；采用集中管理模式，將監(jiān)控點(diǎn)分為若干個(gè)區(qū)域現(xiàn)場(chǎng)；系統(tǒng)提供多級(jí)用戶管理并具備相應(yīng)的權(quán)限；系統(tǒng)管理員可進(jìn)行全部操作，并可對(duì)其他用戶進(jìn)行管理；系統(tǒng)操作員除系統(tǒng)設(shè)置和用戶管理權(quán)限外，其他的與系統(tǒng)管理員相同；一般用戶只具有圖像查看和畫面切換的權(quán)限。

2）顯示功能?？蓪?shí)時(shí)顯示高質(zhì)量的圖像；支持畫面小、中、滿屏顯示；支持單畫面、四畫面、九畫面、十六畫面及大小組合畫面顯示方式；支持單畫面、多畫面輪巡顯示（其輪巡組合可手動(dòng)配置）；圖像亮度、色度、對(duì)比度及灰度可調(diào)；可實(shí)時(shí)顯示攝像機(jī)名稱和具有剩余硬盤空間實(shí)時(shí)顯示功能。

3）錄像功能。支持定時(shí)、手動(dòng)、報(bào)警聯(lián)動(dòng)、視頻移動(dòng)偵測(cè)四種錄像方式；支持定制定時(shí)錄像計(jì)劃；錄像質(zhì)量多級(jí)可調(diào)；支持錄像文件按時(shí)間分割；支持多硬盤、線性錄像和循環(huán)錄像方式，盤滿告警；全天24 h監(jiān)控錄像，畫面效果清晰，晚間設(shè)防應(yīng)具有同步自動(dòng)報(bào)警，自動(dòng)啟動(dòng)電源，自動(dòng)錄像、網(wǎng)絡(luò)傳輸聯(lián)動(dòng)功能。

4）檢索回放功能。提供多種錄像文件檢索和組合檢索方式；支持錄像回放；支持錄像回放抓拍；在一些重要事件的取證時(shí)，可對(duì)錄像文件進(jìn)行快、慢放及單幀回放抓拍功能。

5）告警功能。具有故障報(bào)警功能；具有與保安監(jiān)控聯(lián)動(dòng)功能，做到圖像監(jiān)控與告警監(jiān)控一體化；支持多種數(shù)據(jù)接入和聯(lián)動(dòng)控制；提供告警聲光提示。

6）控制功能。支持多路控制輸出；可控各類云臺(tái)和球機(jī)。

7）網(wǎng)絡(luò)傳輸功能。適用多種傳輸介質(zhì)，支持TCP/IP；支持客戶端單路或多路視頻同步播放。

8）其他功能。操作日志記錄，包括操作員、時(shí)間、內(nèi)容等詳細(xì)操作記錄。

4 結(jié)語(yǔ)

數(shù)字閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)是傳統(tǒng)的工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)的更新?lián)Q代產(chǎn)品，在結(jié)構(gòu)和原理上突破了傳統(tǒng)的思維習(xí)慣，采用生產(chǎn)、安防監(jiān)視一體化設(shè)計(jì)，合理配置了網(wǎng)絡(luò)資源，數(shù)據(jù)共享，分功能使用，提高了監(jiān)視的靈活性。從用戶需求出發(fā)，力求滿足用戶的各類要求，使運(yùn)行人員、生產(chǎn)管理人員和部門領(lǐng)導(dǎo)在自己的計(jì)算機(jī)上終端上就可以全方位直觀地了解最真實(shí)的生產(chǎn)過程信息，同時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)管理和實(shí)時(shí)控制。大大提高了發(fā)電廠自動(dòng)化水平，提高生產(chǎn)效率，保證安全生產(chǎn)。