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視頻圖像自動監(jiān)控技術(shù)在流程控制系統(tǒng)的應用

2011-11-25 02:37:16陳國仁
制造業(yè)自動化 2011年5期
關(guān)鍵詞:系統(tǒng)

杜 潔,吳 振,陳國仁,張 帆,王 釗,王 挺

(北京機械工業(yè)自動化研究所,北京 100120)

0 引言

工業(yè)電視監(jiān)控一直是人們關(guān)注的熱點,它以直觀、簡捷、信息豐富而被廣泛應用于各個領(lǐng)域。隨著微電子科學與通信技術(shù)的迅猛發(fā)展,工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)也隨之向信息多元化的方向發(fā)展。 目前大、中型監(jiān)控系統(tǒng)項目中越來越多的集成了工業(yè)電視視頻監(jiān)視系統(tǒng),自控中心承擔的汽車生產(chǎn)線、水處理、水利船閘等行業(yè)的多個監(jiān)控系統(tǒng)項目中都集成了工業(yè)電視系統(tǒng)。

1 視頻圖像自動監(jiān)控系統(tǒng)應用的背景

傳統(tǒng)的大型工業(yè)電視系統(tǒng)是由前端攝像機和中控室監(jiān)視器、視頻矩陣切換器、硬盤錄像機等設(shè)備構(gòu)成。其工作原理是運用前端攝像機錄制現(xiàn)場影像并傳輸?shù)街锌厥遥ㄟ^中控室矩陣切換器控制切換監(jiān)視器上顯示的攝像機圖像,或由矩陣切換器控制定時切換顯示各攝像機圖像。由于大型監(jiān)控系統(tǒng)中前端攝像機的數(shù)量很多(數(shù)量遠遠大于中控室監(jiān)視器的數(shù)量),因此采用傳統(tǒng)視頻圖像自動監(jiān)控具有以下缺點:由人工操作調(diào)出想要監(jiān)視的圖像就比較繁瑣;監(jiān)視器墻上各監(jiān)視器顯示的圖像經(jīng)人工多次切換后預置次序被打亂;監(jiān)視圖像不能實時反映控制過程的當前進程,當有報警等緊急情況發(fā)生時還會漏掉一些重要的圖像信息,不能滿足監(jiān)控系統(tǒng)操作方便、快捷、準確的要求。這樣我們不難看出常規(guī)的傳統(tǒng)視頻圖像技術(shù)已經(jīng)無法滿足自動化程度很高的監(jiān)控系統(tǒng)的需要,而基于自動化監(jiān)控系統(tǒng)的視頻圖像自動跟蹤技術(shù)才是今后視頻圖像技術(shù)的主方向。在這個大背景下,我們在眾多船閘、大壩以及長距離輸送系統(tǒng)中采用視頻圖像自動監(jiān)控技術(shù),并取得了成功。

2 需求分析

之所以在船閘、大壩以及長距離輸送系統(tǒng)采用視頻圖像自動監(jiān)控技術(shù)是因為此類典型流程控制系統(tǒng)需要中控室操作人員對現(xiàn)場工藝進程或輸送線上某一固定貨物的流向進行連續(xù)跟蹤監(jiān)視。采用視頻圖像自動跟蹤技術(shù)能極大的方便操作人員了解現(xiàn)場情況;當現(xiàn)場有報警發(fā)生,能立即在預定的監(jiān)視器上顯示報警現(xiàn)場的視頻圖像,并幫助操作人員采取相應的處理措施。

所以,在典型流程控制項目的工業(yè)電視系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)中引入視頻圖像跟蹤功能,會大大提高視頻監(jiān)視的準確性、實時性,減輕操作人員的工作負擔,提升監(jiān)控系統(tǒng)的性能,并大大提高用戶對于報警等緊急情況的處理能力,使視頻監(jiān)控系統(tǒng)充分發(fā)揮作用。

3 系統(tǒng)方案

下面我們以百龍灘船閘視頻圖像自動監(jiān)控系統(tǒng)為例對系統(tǒng)方案進行詳盡介紹。

3.1 網(wǎng)絡(luò)組成

本系統(tǒng)根據(jù)船閘監(jiān)控特點,分為兩級監(jiān)控體系:SCADA監(jiān)控系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

SCADA監(jiān)控系統(tǒng)組成:3個昆騰PLC(140 CPU-43412A)分站與中控室iFix工作站組成ModbusPlus+網(wǎng);

視頻監(jiān)控系統(tǒng)組成:10路視頻(云臺及解碼器)+數(shù)據(jù)光端機和中控室視頻矩陣主機+視頻工作站+監(jiān)視器墻。

3.2 視頻圖像自動跟蹤技術(shù)的實現(xiàn)

基于上述軟硬件平臺,本系統(tǒng)采用比較常用的協(xié)議(EE)實現(xiàn)SCADA監(jiān)控計算機與矩陣切換器之間的通訊,從而實現(xiàn)視頻圖像的自動跟蹤。具體實現(xiàn)過程如下:

1)物理連接及設(shè)置

SCADA監(jiān)控計算機串口和矩陣鍵盤通過兩個協(xié)議轉(zhuǎn)換器,分別以EE和Pelco-D的協(xié)議方式轉(zhuǎn)換為兩路RS485信號接至矩陣主機。其中,兩個協(xié)議轉(zhuǎn)換器的輸出協(xié)議方式應由其跳線決定。

2)SCADA監(jiān)控計算機與矩陣切換器之間的通訊

通過VisualBasic編程,使用Mscomm控件配置如下:

1) 波特率:9600

2)數(shù)據(jù)位格式:1位起始位,8位數(shù)據(jù)位,無校驗位,1位停止位

4 結(jié)束語

綜上所述,在工業(yè)電視系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)中引入視頻圖像跟蹤技術(shù)會大大提高視頻監(jiān)視的準確性、實時性,減輕操作人員的工作負擔,提升監(jiān)控系統(tǒng)的性能,并大大提高用戶對于報警等緊急情況的處理能力,使視頻監(jiān)控系統(tǒng)充分發(fā)揮作用。近幾年承接的大化船閘、百龍灘船閘、皂河船閘、那吉船閘、泗陽船閘以及向家壩長距離輸送系統(tǒng)等眾多項目中都成功采用了視頻圖像跟蹤技術(shù),并受到專家和用戶的好評。

[1] 工業(yè)電視系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)范.GBJ115-87.

[2] CCD彩色單板應用電視攝像機總技術(shù)條件.SJ/T 10202-91.

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