工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)在火電廠中的應(yīng)用

楊鎮(zhèn)

【摘要】隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動控制技術(shù)、通訊技術(shù)及紅外線熱成像等技術(shù)的迅速發(fā)展與相互溶合，對大規(guī)模分布對象進(jìn)行監(jiān)視、控制與管理的工業(yè)電視網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)在部分火電廠中獲得普遍的應(yīng)用。在工業(yè)方面采取先進(jìn)的電視監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)作企業(yè)的一種有效監(jiān)控措施，其不但能夠減人增效，為事故分析提供有力的依據(jù)，而且可及時發(fā)現(xiàn)安全隱患所在，將隱患杜絕于萌芽狀態(tài)，其發(fā)展意義何其非凡。

一、引言

工業(yè)電視也可稱之為閉路電視，并非所謂的廣播電視。隨著科技的不斷進(jìn)步，計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)與視像技術(shù)的相互結(jié)合，作為監(jiān)控與保安手段的工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)，已經(jīng)深入工業(yè)、軍事、交通、商業(yè)、金融、醫(yī)療等各個不同領(lǐng)域中，其功能早已遠(yuǎn)覆蓋及超越人眼觀察的功效。工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠使生產(chǎn)過程少人或無人值守得以實(shí)現(xiàn)，可減少人員的開支費(fèi)用，及早地察覺安全事故隱患，以防患于未然，讓經(jīng)濟(jì)損失最大可能地得到減少，從而使現(xiàn)代生產(chǎn)運(yùn)行管理水準(zhǔn)得到有效提高。

二、工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)的主要方案

目前該系統(tǒng)主要有三種方案，它們分別是：模擬監(jiān)控系統(tǒng)，數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)，數(shù)字與模擬相結(jié)合系統(tǒng)。

模擬監(jiān)控系統(tǒng)主要由模擬設(shè)備所構(gòu)成，經(jīng)由矩陣達(dá)成對前端設(shè)備的切換與控制，該系統(tǒng)沒有數(shù)字網(wǎng)絡(luò)，圖像沒有進(jìn)行壓縮而直接顯示出來，監(jiān)控畫面失真度低，無滯后，無拖尾，視頻操作效果相對卓越，系統(tǒng)安裝調(diào)試不復(fù)雜，安全性能較高，且系統(tǒng)維護(hù)量不多；但是該系統(tǒng)卻難以達(dá)成網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控，系統(tǒng)擴(kuò)容能力不強(qiáng)，建設(shè)費(fèi)用相對比較昂貴，所以僅只在監(jiān)控范圍狹窄又勿需網(wǎng)絡(luò)傳輸圖像的情況下得到應(yīng)用。

以網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器與網(wǎng)絡(luò)校核機(jī)作為重心是數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)，它把監(jiān)控前端的每個攝像機(jī)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)接入，系統(tǒng)經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)傳輸各種視頻信號、報(bào)警信號及控制信號，通過云臺解碼器、網(wǎng)絡(luò)視頻解碼器等各種A/D，D/A轉(zhuǎn)換設(shè)備，使其在MIS（廠級信息管理系統(tǒng)）網(wǎng)上或集控室內(nèi)對有關(guān)場所的遠(yuǎn)程監(jiān)控得以實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)組建容易簡單，系統(tǒng)擴(kuò)展性相對較高，用戶經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)相關(guān)操作，可以進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問，具有較高的系統(tǒng)可靠性。

而在數(shù)字和模擬相結(jié)合的監(jiān)控系統(tǒng)中，現(xiàn)場前端的各種不同視頻信號經(jīng)由視頻矩陣接入監(jiān)控中心，然后監(jiān)控中心又經(jīng)由視頻矩陣及畫面分割器等有關(guān)設(shè)備把模擬圖像傳送至各個監(jiān)控器中，最終顯示于電視墻上；同時系統(tǒng)再經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)與網(wǎng)絡(luò)電頻服務(wù)器把各種不同信號接入MIS網(wǎng)中，使其在廠級信息管理系統(tǒng)網(wǎng)上或集控室內(nèi)對有關(guān)場所的遠(yuǎn)程監(jiān)控得以實(shí)現(xiàn)。該種監(jiān)控系統(tǒng)具有數(shù)字監(jiān)控遠(yuǎn)程訪問操作系統(tǒng)的能力，同時又具有模擬監(jiān)控卓越的視頻操作效果，擁有很高的系統(tǒng)可靠性，但是因系統(tǒng)構(gòu)造相對復(fù)雜與昂貴的建設(shè)費(fèi)用，該系統(tǒng)僅只應(yīng)用在要求較高的監(jiān)控場合。

隨著不斷發(fā)展與完善的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)用已相當(dāng)廣泛，因大型火電廠的電視監(jiān)控點(diǎn)相對比較多，各個監(jiān)控點(diǎn)的位置距離較遠(yuǎn)，一般監(jiān)控分中心設(shè)置的數(shù)量相對較少，整個選用數(shù)字網(wǎng)絡(luò)能夠讓系統(tǒng)構(gòu)造簡單化，方便進(jìn)行擴(kuò)展，使工程建設(shè)費(fèi)用得到減低；同時大型火電廠幾乎建有MIS，數(shù)字電視監(jiān)控系統(tǒng)得到應(yīng)用后，能夠讓MIS網(wǎng)上各個用戶第一時間對現(xiàn)場信息有所了解，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程訪問，共享全部資源。所以，在大型火電廠中應(yīng)用數(shù)字工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)已成為必然的發(fā)展趨勢。

三、工業(yè)電視數(shù)字網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能

隨著工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)的迅猛發(fā)展，它的功能將日趨于全面化，歸根到底主要有如下一些功能：

1.圖像監(jiān)視功能：這是以聲音與圖像的方式將現(xiàn)場的實(shí)時生產(chǎn)情況直接傳輸?shù)竭\(yùn)行人員的監(jiān)控屏幕上。

2.報(bào)警功能：對管轄的監(jiān)控點(diǎn)的各種探測器（煙感、防盜）與動力設(shè)備（空調(diào)、燈光）工作狀態(tài)能實(shí)時地顯示出來。

3.對講功能：能實(shí)現(xiàn)和前端控制主機(jī)受控點(diǎn)與MIS網(wǎng)上授權(quán)的計(jì)算機(jī)進(jìn)行雙向?qū)χv，可以達(dá)成雙向會議電視功能。

4.控制功能：系統(tǒng)可以進(jìn)行調(diào)整攝像機(jī)的方位，光圈，焦距，預(yù)置位等，能進(jìn)行遠(yuǎn)程控制照明燈光，空調(diào)，風(fēng)機(jī)等設(shè)備。

5.報(bào)警聯(lián)動功能：若發(fā)生報(bào)警事件之時，系統(tǒng)可對消防系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動，遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)報(bào)警，聲光報(bào)警，可自動定位報(bào)警點(diǎn)電子地圖，自動記錄報(bào)警事件等。

6.圖像存儲功能：系統(tǒng)擁有圖像存儲，下載圖像，圖像回放，截取圖片等功能。

7.系統(tǒng)安全功能：系統(tǒng)具有進(jìn)行自我診斷與預(yù)防病毒侵犯功能。

8.網(wǎng)絡(luò)接口功能：系統(tǒng)和企業(yè)信息管理系統(tǒng)擁有完善的接口功能。

四、電視數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)—視頻編碼壓縮技術(shù)

視頻編碼壓縮技術(shù)是構(gòu)成工業(yè)電視數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的一個關(guān)鍵技術(shù)，該技術(shù)能夠把攝像的圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，經(jīng)由計(jì)算機(jī)傳輸至遠(yuǎn)處的用戶站。在視頻編碼壓縮技術(shù)中，通常有MPEG1、MPEG2、MPEG4等標(biāo)準(zhǔn)。

因MPEG4的標(biāo)準(zhǔn)具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)越性，現(xiàn)在普遍應(yīng)用在數(shù)字電視、實(shí)時多媒體監(jiān)控、動態(tài)圖像等移動多媒體通信中；還在DVD上的交互多媒體、基于面部表情模擬的虛擬會議、演播電視、基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可視化合作實(shí)驗(yàn)室場景等領(lǐng)域有所應(yīng)用。

五、工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)在大型火力發(fā)電廠的應(yīng)用

該監(jiān)控系統(tǒng)可分為監(jiān)控前端（監(jiān)控分中心）、MIS網(wǎng)絡(luò)、全廠監(jiān)控中心三個主要部分。各監(jiān)控前端經(jīng)由交換機(jī)和MIS相連接，MIS網(wǎng)上每個授權(quán)用戶站對全廠實(shí)時電視監(jiān)控畫面都能看到。

監(jiān)控前端通常按如下原則進(jìn)行劃分：

第一，要同全廠運(yùn)行值班點(diǎn)有所匹配；

第二，要相對應(yīng)于工藝系統(tǒng)（區(qū)域）；

第三要同系統(tǒng)功能相互吻合。

在不同火力發(fā)電廠的監(jiān)控中心里，其設(shè)置也各不相同，例如河源電廠一期工程（2×600MW），把監(jiān)控前端劃分成一機(jī)組，二機(jī)組，化水，輸煤等四個重要中心；而在廣州黃埔火力發(fā)電廠二期（2×300MW）工程中，把監(jiān)控前端劃分成三機(jī)組，四機(jī)組，循泵房，網(wǎng)控，安防等5個重要中心；而在某個4×600MW 機(jī)組工程中，可設(shè)9個監(jiān)控前端：1-4機(jī)組監(jiān)控中心，水處理，輸煤，脫硫（灰）監(jiān)控前端，循環(huán)水泵房監(jiān)控前端，保安監(jiān)控前端。在機(jī)組較小容量或者較少監(jiān)測點(diǎn)的情況下，監(jiān)控前端有可能僅設(shè)置12個而已，或全廠僅設(shè)有監(jiān)控中心一個而無監(jiān)控前端。

全廠僅設(shè)一個監(jiān)控中心，監(jiān)控中心的監(jiān)控站可設(shè)置于某個監(jiān)控前端的值班室中，監(jiān)控前端通常有配置成像的監(jiān)控設(shè)備（包括固定攝像機(jī)，云臺攝像機(jī)，半球機(jī)，球機(jī)），視頻網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，解碼器，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，監(jiān)視器等有關(guān)監(jiān)控設(shè)備，而電子門禁系統(tǒng)與電子監(jiān)測系統(tǒng)則按當(dāng)中的需要而定，有部分廠家還集成提供火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)與紅外線成像系統(tǒng)等。

六、結(jié)束語

隨著迅速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與視頻技術(shù)，工業(yè)電視網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)在工業(yè)中的應(yīng)用將與日俱增中，它在減人增效，安全生產(chǎn)，提高生產(chǎn)自動化水平方面有著它的優(yōu)越性，其功不可沒。我們更加期待有更多先進(jìn)前衛(wèi)的監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中，最終可為人類社會服務(wù)。