工業電視監控系統在火電廠中的應用

楊鎮

【摘要】隨著現代計算機技術、網絡技術、自動控制技術、通訊技術及紅外線熱成像等技術的迅速發展與相互溶合，對大規模分布對象進行監視、控制與管理的工業電視網絡監控系統已經在部分火電廠中獲得普遍的應用。在工業方面采取先進的電視監控系統當作企業的一種有效監控措施，其不但能夠減人增效，為事故分析提供有力的依據，而且可及時發現安全隱患所在，將隱患杜絕于萌芽狀態，其發展意義何其非凡。

一、引言

工業電視也可稱之為閉路電視，并非所謂的廣播電視。隨著科技的不斷進步，計算機技術、通信技術與視像技術的相互結合，作為監控與保安手段的工業電視監控系統，已經深入工業、軍事、交通、商業、金融、醫療等各個不同領域中，其功能早已遠覆蓋及超越人眼觀察的功效。工業電視監控系統的應用，能夠使生產過程少人或無人值守得以實現，可減少人員的開支費用，及早地察覺安全事故隱患，以防患于未然，讓經濟損失最大可能地得到減少，從而使現代生產運行管理水準得到有效提高。

二、工業電視監控系統的主要方案

目前該系統主要有三種方案，它們分別是：模擬監控系統，數字監控系統，數字與模擬相結合系統。

模擬監控系統主要由模擬設備所構成，經由矩陣達成對前端設備的切換與控制，該系統沒有數字網絡，圖像沒有進行壓縮而直接顯示出來，監控畫面失真度低，無滯后，無拖尾，視頻操作效果相對卓越，系統安裝調試不復雜，安全性能較高，且系統維護量不多；但是該系統卻難以達成網絡遠程監控，系統擴容能力不強，建設費用相對比較昂貴，所以僅只在監控范圍狹窄又勿需網絡傳輸圖像的情況下得到應用。

以網絡視頻服務器與網絡校核機作為重心是數字監控系統，它把監控前端的每個攝像機經網絡接入，系統經由網絡傳輸各種視頻信號、報警信號及控制信號，通過云臺解碼器、網絡視頻解碼器等各種A/D，D/A轉換設備，使其在MIS（廠級信息管理系統）網上或集控室內對有關場所的遠程監控得以實現。該系統組建容易簡單，系統擴展性相對較高，用戶經由網絡相關操作，可以進行遠程訪問，具有較高的系統可靠性。

而在數字和模擬相結合的監控系統中，現場前端的各種不同視頻信號經由視頻矩陣接入監控中心，然后監控中心又經由視頻矩陣及畫面分割器等有關設備把模擬圖像傳送至各個監控器中，最終顯示于電視墻上；同時系統再經由網絡交換機與網絡電頻服務器把各種不同信號接入MIS網中，使其在廠級信息管理系統網上或集控室內對有關場所的遠程監控得以實現。該種監控系統具有數字監控遠程訪問操作系統的能力，同時又具有模擬監控卓越的視頻操作效果，擁有很高的系統可靠性，但是因系統構造相對復雜與昂貴的建設費用，該系統僅只應用在要求較高的監控場合。

隨著不斷發展與完善的數字網絡技術，工業電視監控系統的運用已相當廣泛，因大型火電廠的電視監控點相對比較多，各個監控點的位置距離較遠，一般監控分中心設置的數量相對較少，整個選用數字網絡能夠讓系統構造簡單化，方便進行擴展，使工程建設費用得到減低；同時大型火電廠幾乎建有MIS，數字電視監控系統得到應用后，能夠讓MIS網上各個用戶第一時間對現場信息有所了解，可以實現遠程訪問，共享全部資源。所以，在大型火電廠中應用數字工業電視監控系統已成為必然的發展趨勢。

三、工業電視數字網絡監控系統的主要功能

隨著工業電視監控系統技術的迅猛發展，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.圖像監視功能：這是以聲音與圖像的方式將現場的實時生產情況直接傳輸到運行人員的監控屏幕上。

2.報警功能：對管轄的監控點的各種探測器（煙感、防盜）與動力設備（空調、燈光）工作狀態能實時地顯示出來。

3.對講功能：能實現和前端控制主機受控點與MIS網上授權的計算機進行雙向對講，可以達成雙向會議電視功能。

4.控制功能：系統可以進行調整攝像機的方位，光圈，焦距，預置位等，能進行遠程控制照明燈光，空調，風機等設備。

5.報警聯動功能：若發生報警事件之時，系統可對消防系統進行聯動，遠程網絡報警，聲光報警，可自動定位報警點電子地圖，自動記錄報警事件等。

6.圖像存儲功能：系統擁有圖像存儲，下載圖像，圖像回放，截取圖片等功能。

7.系統安全功能：系統具有進行自我診斷與預防病毒侵犯功能。

8.網絡接口功能：系統和企業信息管理系統擁有完善的接口功能。

四、電視數字網絡的關鍵技術—視頻編碼壓縮技術

視頻編碼壓縮技術是構成工業電視數字網絡的一個關鍵技術，該技術能夠把攝像的圖像轉換為數字信號，經由計算機傳輸至遠處的用戶站。在視頻編碼壓縮技術中，通常有MPEG1、MPEG2、MPEG4等標準。

因MPEG4的標準具有相當的優越性，現在普遍應用在數字電視、實時多媒體監控、動態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、基于計算機網絡的可視化合作實驗室場景等領域有所應用。

五、工業電視監控系統在大型火力發電廠的應用

該監控系統可分為監控前端（監控分中心）、MIS網絡、全廠監控中心三個主要部分。各監控前端經由交換機和MIS相連接，MIS網上每個授權用戶站對全廠實時電視監控畫面都能看到。

監控前端通常按如下原則進行劃分：

第一，要同全廠運行值班點有所匹配；

第二，要相對應于工藝系統（區域）；

第三要同系統功能相互吻合。

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

全廠僅設一個監控中心，監控中心的監控站可設置于某個監控前端的值班室中，監控前端通常有配置成像的監控設備（包括固定攝像機，云臺攝像機，半球機，球機），視頻網絡服務器，解碼器，網絡交換機，監視器等有關監控設備，而電子門禁系統與電子監測系統則按當中的需要而定，有部分廠家還集成提供火災報警系統與紅外線成像系統等。

六、結束語

隨著迅速發展的網絡技術與視頻技術，工業電視網絡監控系統在工業中的應用將與日俱增中，它在減人增效，安全生產，提高生產自動化水平方面有著它的優越性，其功不可沒。我們更加期待有更多先進前衛的監控技術應用在工業生產中，最終可為人類社會服務。