淺談基于MIS的工業電視系統在發電廠的設計應用

鐘波

摘 要：隨著互聯網技術的日益發展，越來越多的單位將工業電視系統運用在生產廠區的關鍵位置，使得生產人員在控制中心便可監視到生產廠區內外的實時情況，及時發現故障點，加強了現場設備的管理，對出現的異常情況能盡早發現和處理。本文舉例說明在發電廠如何設計基于MIS系統的工業電視系統。

關鍵詞：MIS系統 工業電視系統 傳輸距離

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）04（a）-0107-02

通常發電廠的生產區域主要是以人力巡視為主，對各類的生產設備運行情況要安排大量的人員進行巡視，特別是發電廠輸煤部分，每一條皮帶都需要大量的工作人員來回巡視。一旦采用工業電視系統對每條皮帶的關鍵部位進行監視后，就能提前對預發生的事件進行處理和糾正，有效的控制和解決在生產過程中發生的突發性事件，同時又可減少人工成本。

1 系統設計

發電廠工業電視系統的布點設計主要分為主廠房區域、水處理區域、輸煤（燃油）區域、除灰區域、脫硫區域及其他安全保衛區域。例如對于2×1000 kW機組（簡稱1，2#機組）和輔助系統實施分布監控的工業電視系統的設計方案來說，主要是由4個相對獨立的子系統和4個監控中心組成，共有監視點約160個左右，每個子系統都要配置相應數量的數字視頻監控主機，子系統監視點的信號均要接入子系統數字主機。

4個監控子系統相對獨立，在#1、2機組集中控制室、除灰脫硫綜合樓、石膏脫水車間、輸煤程控室設置子系統監控中心，主監控站設在集中控制室內。各子系統主機通過1000M網絡接入主監控站。其中輸煤（燃油）、油庫、制氫站等位置的攝像機須采用防爆型云臺和護罩，堿計量間等位置須采用抗酸堿性強的云臺和護罩。所有攝像機的防護罩在室內和室外防護等級不低于IP65，并要符合防雨、防塵、自動加熱和降溫等要求。

1.1 系統結構圖

1.2 組網結構

全廠的工業電視監控系統是由多個子系統通過100M/1000M以太網絡構成的，為保證系統的穩定性和避免對電廠其它系統的沖擊，須為監控系統設計一套獨立的局域網絡，且單點接入MIS系統網絡，可在MIS主交換系統中作VLAN劃分。設計規劃一個主網絡交換中心和多個下層交換中心，主網絡交換中心位于集中控制室內，下層交換中心分別位于除灰脫硫綜合樓、石膏脫水車間和輸煤程控室內，通常的設備配置如下：（1）機組集中控制室配置1臺核心網絡交換機，通過千兆光口接入廠區網絡（MIS系統）；（2）除灰脫硫綜合樓、石膏脫水車間和輸煤程控室各配置1臺底層分區交換機，通過光纜接入到機組單元控制室配置的核心網絡主交換機中；（3）各控制室間通過光纖以太網的方式進行連接。

2 系統管理功能

在機組集控室配置1臺管理主機，接入視頻監控系統網絡核心主交換機。該管理主機對全廠工業電視系統的監視圖像實行監視，能對子系統的視頻服務器、數字主機、客戶端計算機、網絡監控客戶端進行權限設置和管理，并可對系統的以太網絡系統進行日常管理和控制。管理主機由工業級計算機及監控中心管理軟件構成，包括先進的音視頻壓縮、編解碼技術、通訊技術、自動控制技術、網絡技術，要具備良好的擴展性。

2.1 主機功能

在管理主機上，可運行監控系統設置軟件，并以賬戶形式登陸。

（1）管理員可增加數字主機的數量、設置其IP地址、名稱、每個視頻通道對應的現場監視點名稱、監視點所在區域名稱等信息，以及錄像、報警等系統設置；（2）管理員可增加客戶端帳號，并進行相應的權限設定。設置的這些信息均應保存在管理主機上。如果以數字主機身份登陸，則應自動調入管理主機上存儲的相應的設置信息，并按設置信息運行。通常能實現的功能如下：

①實現前端設備的統一訪問。管理主機系統內置多種協議解析程序，可采用同樣的客戶端程序訪問數字主機、視頻服務器等不同的前端設備；②轉發代理功能。不同的客戶通過管理主機進行圖像和控制信息的傳輸，可以減輕前端網絡設備的壓力來提高系統性能；③支持電子地圖功能。電子地圖功能使客戶程序的使用更加簡便直觀，同時也應該支持地圖信息的實時更新；④內置用戶管理系統。自定義分組用戶管理在用戶管理和權限的控制上具有非常大的靈活性；可以實現某個用戶針對某個設備的某項功能進行限制設置；⑤多功能輪視：各監控客戶終端都可以選擇輪視功能；⑥多畫面監視：系統在同一客戶終端既可同時監視某一個子系統內的多畫面圖像，也可以同時監視分別來自多個不同子系統的圖像。多個監控客戶終端也可以同時對某一監控前端進行圖像監控；⑦報警布防、撤防：主要包括報警點位置、報警設備類型、攝像機號及聯動動作等信息的設置。

全廠工業電視系統在集中控制室通過1000 M光纜和MIS系統連接，然后分別在總經理、副總經理、總工辦公室及其他相關的管理、運行、維護部門設置10 M/100M網絡信息點。這些信息點配置有100 M網絡接口的計算機，所有的網絡用戶只要得到授權，就可以通過IE或安裝客戶端軟件瀏覽系統的監視圖像，也可以進行和授權等級相一致的一些操作控制功能。通常實現監控功能的客戶端軟件應具備的下列功能：

（1）可實現1/4/9/16/20/25/32路實時顯示，實時錄像、圖像壓縮比可調。錄像方式應為定時/手動/報警錄像任意可選；（2）具有定時開關機、自動啟動錄像功能；（3）分辨率：CIF（352×288）或D1（720×576）可選；（4）可控制云臺、鏡頭，并可遠程監看本地端圖像；（5）錄像資料的存儲和回放：可根據需要存儲遠程圖象，可對存儲和傳輸的圖象進行抓拍。

2.2 生產監控

在全廠爐、機電、輔助車間以及重要設備相對集中的生產區域中，運行人員可在任意一臺監視器、大屏上查看任意一個區域的圖像，并能對所有的圖像進行控制、編組切換、多畫面分組巡視等操作。總控制中心設置在主廠房集中控制室內，負責對全廠范圍內所有監視點、所有子系統進行全面的監控和管理。并將全廠范圍內所有視頻信號通過接口計算機接入到MIS網，實現遠程監控和網絡管理。系統要具備24 h錄像功能，錄像資料保存時間不小于7天，所有錄像資料要具備按時間、地點等方式進行快速檢索回放，需滿足25幀/秒要求。所有視頻信息都可通過廠區MIS系統信息共享，供生產運行管理部門、廠領導、決策部門、安全保衛部門輔助監控及信息分析等。另外還可根據實際管理要求，對出現的故障、報警點進行二次開發統計出報表，提供給生產維護部門進行排查和維護工作。

3 系統傳輸

系統信號的傳輸方式必須要考慮到發電廠特定的復雜電氣環境，要求有強大的抗干擾能力，如為了保證圖像質量，在傳輸過程中一般采用雙絞線和光纖兩種傳輸方式，1000 m以內的傳輸距離采用雙絞線傳輸設備，超過1000 m的傳輸距離采用光纖進行傳輸。最遠的攝像機距離控制室約為2000 m。

通常情況下，大都選擇雙絞線進行信號傳輸，其主要特點有：

（1）傳輸距離遠、傳輸質量高：現在的雙絞線傳輸設備一般都采用了先進的處理技術，較好地補償了雙絞線對視頻信號幅度的衰減以及不同頻率間的衰減差，保持了原始圖像的亮度和色彩以及實時性，當傳輸距離達到1.5 km或更遠時，圖像信號基本無失真。如果采用中繼方式，傳輸距離還可以更遠；（2）布線方便、線纜利用率高：一根五類線纜內有4對雙絞線，視頻傳輸只需采用其中一對雙絞線，一根五類線可以同時傳輸四路視頻信號，提高了線纜利用率，減少了工程造價；（3）抗干擾能力強：雙絞線傳輸系統能有效抑制共模干擾，特別是在電廠的強干擾環境下，雙絞線傳輸系統能傳送極好的圖像信號；（4）可靠性高、使用方便：利用雙絞線傳輸視頻信號，在前端要接入專用發射機，在控制中心要接入專用接收機。這種雙絞線傳輸設備使用起來很簡單，無需專業知識，也無太多的操作，一次安裝，長期穩定工作。

光纖即光導纖維，是由高純度的SiO2制成，是一種利用光的反射原理制造的光傳導工具。它有著雙絞線傳輸信號的所有優點，不過光纖安裝技術要求高，而且光纖的工程造價也比較高。

4 結語

本文簡單的描述了基于MIS的工業電視系統在發電廠的設計方法。目前的工業電視系統都具有直觀、實時監控、信息共享等優點，可以對生產區域進行全面的監控，降低生產運行成本，有效的節約了生產人力資源。隨著今后的光纖通訊技術、計算機多媒體技術的日益發展，基于MIS的工業電視系統的應用前景也將會越來越廣闊。

參考文獻

[1] （GBJ115-87）工業電視系統工程設計規范[S].

[2] （GB50198-2011）民用閉路監視電視系統工程技術規范[S].