工業數字電視監控系統在現代選煤廠生產中的應用

袁如芬 安徽省淮北礦業集團臨渙選煤廠通訊計算機科

工業數字電視監控系統在現代選煤廠生產中的應用

袁如芬 安徽省淮北礦業集團臨渙選煤廠通訊計算機科

工業數字電視監控系統在現代工業中發揮著很重要的作用，已經成為一種新的管理手段。此篇主要介紹工業數字電視監控系統的組成和功能以及在選煤生產中的應用。

工業數字電視監控系統;實時監控;系統功能

引言

在現代化工業生產中，隨著企業現代化裝備的發展和計算機網絡的應用，以多媒體計算機網絡為依托，基于光纖和雙絞線網絡傳輸，多媒體計算機和電視墻終端，實現計算機網絡多媒體終端的工業電視圖像顯示的監控系統對工業生產場所和設備進行實時監控并對信息資料進行存儲分析，使圖像資源得到共享，這已是現代化工業生產中必不可少的組成部分。在選煤廠生產中，充分利用工業數字電視監控系統，隨時掌握現場選煤生產情況、設備運轉情況。同時可將現場的圖像全天候地記錄在硬盤上，并實時地傳送到調度監控中心。相關管理人員不僅可隨時調看每個地點的當前狀況；在發生意外情況時，可以根據現場狀況，及時調派人員處理，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方面，還是在減員增效方面，都有顯著的優勢。

一、工業電視監控系統組成

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

二、工業數字電視監控系統介紹

2.1 前端攝像

根據生產工藝及安全管理要求, 在全廠東、西區設立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, 根據監視區域范圍的不同, 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、解碼器整合設備，其內部已把導線連通。在原煤系統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備、各下煤通道溜槽攝像并轉換成視頻信號, 通過視頻分配器分別送入數字硬盤主機和矩陣主機, 是整個監控系統的最前端設備

2.2 信號傳輸部分

光纖通信具有通信容量大、傳輸距離遠、重量輕、耐水火、抗拉強度高、信號串擾小、保密性能好、抗電磁干擾、傳輸質量佳、使用壽命長等優點，特別適合環境差的煤礦使用，不管是從圖像質量、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越性。因此在選煤生產中對于比較遠，電磁干擾比較嚴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。

近距離的監控圖像通過電纜直接傳輸到視頻分配器，遠距離的監控圖像經過數字光端機，數字光端機將所要傳輸的圖像、語音以及數據信號進行數字化處理，再將這些數字信號進行復用處理，使多路低速的數字信號轉換成一路高速信號，并將這一信號轉換成光信號。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，最后再將這些數據信號還原成圖像、語音以及數據信號傳輸到視頻分配器。

2.3 系統的切換、控制、存儲部分

當監視器數量少于現場的攝像機數量時需要對云臺進行控制，同時需要矩陣主機來對視頻信號進行控制，所有的視頻信號先進入矩陣主機，在有矩陣主機輸出到監視器上，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行控制。

工業電視監控系統中的數字硬盤錄像機發揮著重要的作用，它負責數字視頻的壓縮、網絡視頻流的管理以及用戶的授權管理等，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、網絡功能、控制功能、回放功能。

2.4 視頻顯示部分

監控終端是調度大屏和安裝了本系統專用的軟件的用戶的計算機，它可以是各操作室的監控電腦，還可以是廠領導、中層管理人員、有關職能部門的計算機，它經過系統管理員的注冊，授予不同的權限，既可觀看本系統的圖像，也可以對圖像進行控制。

三、系統的功能

3.1 管理功能

用戶管理：①可以對用戶信息進行編輯，包括新建、修改、刪除。②對用戶進行權限設置，采用靈活的菜單級權限設置方式。③對用戶的操作請求進行權限認證。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運行情況等，同時生成操作日志，并可對其進行維護與查詢。信息查詢：登陸用戶可以查詢系統的使用和運行情況。巡檢與校時功能。

3.2 監視功能

視頻監控系統主要是根據各個現場監控圖像通過光纜傳輸到監控室，使操作人員能直觀地看到各重要生產環節和設備。一方面通過光纜將各個現場監控圖像轉換為視頻信號通過矩陣把各個監控圖像傳輸到調度大屏，供調度室工作人員監視和調度用。另一方面通過硬盤錄像機和計算機網絡傳輸，使網絡內的計算機成為監控終端，管理人員通過計算機網絡，直接觀察現場的圖像，隨時了解現場的工作人員和設備的工作情況，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視系統兼作安全保衛。視頻監控系統的使用提高科學調度指揮和管理的現代化水平。

3.3 Web瀏覽功能

通過局域網，廠級領導、安監科、基層單位領導、相關職能部門可查看選煤現場生產、廠區重要地方的實時圖像。有2 種實現方式: 一種是在現有的計算機上安裝本系統專用監控終端軟件并經過授權; 另一種是利用計算機自帶的lE瀏覽器, 經本系統管理員授權后即可查看現場的實時圖像。

3.4 流媒體服務器

流媒體服務器起到轉發視頻流的作用和最大限度地節約帶寬，這樣可以避免因帶寬緊張而引起的網絡阻塞。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器之間只有一路視頻流量，從而保證視頻流的可靠傳輸。

網絡中有多個客戶端接收視頻時，流媒體源通過發送端只需向網絡中傳輸一個視頻信息流，通過流媒體服務器，給不同的客戶端發送復制視頻數據包，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制，節省網絡帶寬。

四、系統特點和要求

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

4.2 本系統的通訊協議滿足IEEE802. 4, 符合網絡傳輸標準。系統在以太網中為數字化傳輸, 壓縮格式為M PEG4 方式, 該方式能利用很窄的帶寬, 通過幀重建技術壓縮和傳輸數據,在提供高壓縮比的同時對數據的損失很小。

結束語：工業數字電視監控系統為選煤生產調度指揮、安全監控提供了直觀、可靠的手段，對于選煤廠安全生產、減人提效以及提高選煤廠生產管理水平具有十分重要的意義。

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10.3969/j.issn.1001-8972.2011.10.057

袁如芬 畢業于安徽理工大學，助理工程師。