門禁及工業電視系統在電廠的應用

賈龍

摘 要：本文闡述了電廠設置門禁和工業電視系統的必要性以及東山燃機電廠門禁和工業電視監視系統設計思想及施工方案，分析了天然氣供熱電廠門禁及監控系統在電廠基建、施工、調試、驗收及投產階段的應用和特點。

關鍵詞：工業電視；監控系統；控制

中圖分類號： TN954 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）18-139-3

0 引言

通過工業電視能夠對生產現場進行實時監控，能夠有效監控工程現場的施工及驗收、生產現場的設備監控、事故現場的回放及分析等。通過門禁系統對現場施工人員、生產維護人員的權限進行管理，能夠有效分辨人員的工作范圍和工作權限，記錄人員的進出情況等。工業全廠數字化的應用，能夠減少人力資源，縮小管理成本，提高人員管理和現場管理的水平，實現電廠的現代化管理。

1 東山燃機電廠工業電視設計方案

1.1 系統設計

東山燃機采用全數字、標準TCP/IP協議系統設備，系統的建設在追求性能優越、經濟實用的前提下，遵循技術先進、功能齊全、性能穩定、節約成本的原則。

系統的建設依據國家相關法律規章、國家和行業相關標準、相關研究成果等資料進行規劃設計。

1.1.1 監控點設計

前端攝像機是整個安全防范系統的原始信號源，主要負責各個監控點現場視頻信號的采集，并將其傳輸給視頻處理設備。監控前端的設計將結合實際監控需要選擇合適的產品和技術方法，保障視頻監控的效果。

1.1.2 網絡設計

① 傳輸方式的類型：監控系統中，視頻信號的傳輸是整個系統非常重要的一環，這部分的造價雖小，但關系到整個監控系統的圖像質量和使用效果，因此要選擇經濟、合理的傳輸方式。本廠采用6類雙絞線和光纖的傳輸方式。視頻雙絞線基帶傳輸是用6類雙絞線，通過交換機進行數字信號傳輸。

②傳輸方式的選擇：監控點到接入交換機的距離不超過100米，為確保監控系統的圖像質量，接入交換機與核心交換機采用單模光纖傳輸方式；當必須穿越復雜電磁環境時（如附件有大功率電動機）時，采用光纖傳輸方式。

1.1.3 主要設備

東山燃機采用高清一體化網絡攝像頭，主要有網絡半球攝像機VET-300BWEW-2H、一體化網絡高速球形攝像機VET-P30CEW-2H、一體化網絡高速球形攝像機（本安型）GB-4-V，根據場所需求不同安裝相應的攝像機；編碼器采用VET-RX300型編碼器；網絡設備采用思科萬兆核心交換機WS-C4506-E和百兆接入交換機WS-C2960X-48TS-L；存儲設備采用WJT-CF8000-16型存儲及轉發服務器；采用HP DL360p Gen8型管理服務器和Erazer X310型視頻監視計算機。

1.2 功能特點

VET-VMS系統采用數據庫和組播技術，允許多用戶的大規模并發訪問。同時系統平臺軟件采用了多線程的設計方法。在相應的硬件平臺支撐下，軟件的用戶數目不受限制，對大規模用戶的訪問有非常強大的支撐能力，完全可以滿足用戶擴容的需要。目前系統支持一百多家國際品牌網絡攝像機和視頻編碼器服務器及部分DVR產品。管理服務模塊是系統的核心，是整個系統的主服務器，橋接了其他的各個服務模塊。主要用于管理系統平臺所有的設備和與其他的管理服務器進行通訊和同步。

當有多個客戶端需要同時訪問同一遠程畫面時，在轉發服務與前端視頻通道之間只占用一個通道帶寬的網絡資源，再由轉發服務器將數據分發給多個客戶端，解決了帶寬、內外網和多用戶訪問的沖突，有效地利用網絡帶寬。流媒體服務器支持視音頻流的轉發，當有多個局域網客戶端需要同時訪問同一遠程畫面時，可以通過流媒體服務器進行轉發，在轉發服務與前端視頻通道之間只占用一個通道帶寬的網絡資源，再由轉發服務器將數據分發給多個客戶端。

客戶端模塊是最終呈現在用戶面前，供用戶操作使用的模塊，客戶端通過與各個服務組件進行通訊，用于實時顯示視頻和回放錄像、控制云臺鏡頭動作、控制報警輸入輸出等監控操作，以及配置外部設備及用戶權限等管理功能。

1.3 現場配置

全廠工業電視系統設置3處集中控制設備：包括集控室、化水水網控制室、門衛室。

全廠工業電視系統設置主廠房監控子系統、集控樓區域監控子系統、公用區域監控子系統、安全保安區域監控子系統四個子系統。

主廠房監控子系統根據現場生產需要共設置66處攝像頭，集控樓區域監控子系統共設置20處攝像頭，公用區域監控子系統共設置29處攝像頭，安全保護區域監控子系統共設置14處攝像頭。

2 東山燃機電廠門禁系統設計方案

2.1 系統設計

2.1.1 設計思路

東山燃機門禁管理系統，以“人防、物防、技防”相結合，本著 “嚴進寬出”的原則，采用先進的CPU硬件加密技術、指紋識別技術、人臉生物識別技術，其功能包含有：管理控制功能、報警功能、聯動功能，在實際具體應用中設置靈活、簡單、方便、實用。

系統權限管理分類清晰明確，用戶權限設置靈活。具備生物識別信息進行注冊、發卡、換卡功能，同時卡與人員全部身份信息綁定?？筛鶕r間段控制人員進出或門的開關，可靈活增加各受控門的監控設防，門狀態以圖形模式實時顯示于系統界面。

對于電廠安防系統僅僅依賴某一子系統的管控能力是遠遠不夠的，特別是在當今科技發達的社會，協作互補，相輔相承是安防系統的必然趨勢。東山燃機電廠門禁管理系統解決方案完全具備與其他安防子系統相結合，是集成度高、兼容性強的門禁管理系統。東山燃機電廠門禁系統可與消防報警主機聯動，若出現消防警情時可自動進入該事先預設的狀態、動作；與視頻監控系統聯動，可設置門禁刷卡、報警事件聯動監控系統進行圖像抓拍或錄像；與防盜報警等進行聯動，當有報警時聯動防盜報警系統進行相應處理；嵌入語音模塊，實現本地操作均有語音提示；與防沖撞裝置聯動，實現雙重門禁作用。門禁系統的聯動功能正在為電廠打造一套盡乎完美的安全防范系統。

2.1.2 系統組成

門禁系統由主控部分、識別部分和執行部分組成。

2.1.3 供電要求

系統設備采用UPS供電，電源質量建議滿足下列要求：

穩態電壓偏移不大于±2%；

穩態頻率偏移不大于±0.2Hz；

電壓波形畸變率不大于5%。

2.1.4 網絡組成

門禁系統網絡拓補圖如下：

安全門禁管理系統中，信號的傳輸是整個系統非常重要的一環，這部分的造價雖小，但關系到整個系統的使用效果，因此要選擇經濟、合理的傳輸方式。東山燃機采用超五類雙絞線和光纖的傳輸方式。視頻雙絞線基帶傳輸是用超五類雙絞線，通過交換機進行數字信號傳輸。為確保監控系統的圖像質量，控制器到接入交換機的距離不超過100米；接入交換機與核心交換機采用單模光纖傳輸方式；當必須穿越復雜電磁環境時（如附件有大功率電動機）時，采用光纖傳輸方式。

對于監控網絡其對于傳輸網絡的服務質量等級要求為：

網絡時延上限應小于400ms；

時延抖動上限應小于50ms；

丟包率上限應小于1×10-3。

2.1.5 主要設備

東山燃機網絡門禁控制器采用VJAC3070-4/VJAC3070-8型控制器，它是集成了ARM9微處理器的智能控制器。網絡門禁控制器負責執行門禁報警管理系統中的所有訪問控制決策。該款網絡門禁控制器最多可以控制8個讀卡器，控制器上可擴展至于256個以上的輸入接口或256個輸出接口，輸入和輸出接口可任意分配和指派。控制器通過Wiegand與第三方讀卡器連接，實現高擴展性。

門禁系統主服務器型號為HP DL360p Gen8，英特爾E5-2600芯片組，E5-2609處理器，可選冗余類型電源。服務器完全性能強、工作穩定。一卡通管理電腦采用Erazer X310型普通家用電腦，安裝一卡通軟件即可使用，后期維護方便。

感應卡讀卡器采用VJAC3500型讀卡器，響應時間小于0.1秒，備有多種顏色選擇，工作溫度為-30℃至70℃，工作濕度為5%至95%。與讀卡器之間采用RS485加密傳輸協議。

人臉識別設備采用E356A型識別設備，存儲用戶容量為500人，記錄容量為15萬條。

鎖具采用磁力鎖和電插鎖兩種鎖具，采用12VDC低電壓控制，具有吸力強、容易安裝、能耗低、防腐蝕、使用壽命長等特點。出門按鈕采用塑料標準開門按鈕，符合普通電氣開關底盒尺寸，通用性較強。

2.2 功能特點

進出通道的權限管理：對每個通道設置可以進出的人員。

進出通道的方式管理：對可以進出該通道的人員進行進出方式的授權。方式不少于三種。

進出通道的時段管理：設置通過該通道的人具有可以進出的時間范圍。

實時監控功能：系統管理人員可以通過計算機終端實時查看每個門區人員的進出情況、每個門區的狀態；也可以在緊急狀態打開或關閉所有的門區。

出入記錄查詢功能：系統能將所有出入事件、操作事件、報警事件等記錄存儲于系統的相應載體中，并能形成報表以備查看；可按不同的查詢條件查詢；配備相應考勤軟件可實現考勤、門禁一卡通的功能，如電子巡更、物品流通、電梯控制、停車場出入、消費一卡通等。與視頻安防監控系統聯動的出入口控制系統，應在事件查詢的同時，能回放與出入口相關聯的視頻圖像。

異常報警功能：當出現非法侵入、門超時未關時，發出異常報警。

反潛回及防尾隨功能：反潛回可防止持卡人尾隨他人進入；防尾隨是持卡人必須關上剛進入的門后才能打開下一個門。

消防報警或緊急聯動功能：在出現火警時或地震等緊急情況下，門禁系統自動打開所有的疏散通道受控制門鎖，使室內人員及時疏散逃生，確保人身安全；鎖死有關的機房門，便于氣體滅火，保護和盡量減少設備受損，不因門禁系統形成障礙。還可與入侵報警及安保視頻監視聯動。

網絡設置管理監控查詢功能：在指定的管理人機接口或在網絡上任何一個授權的位置對整個系統進行設置監控查詢管理，也可以通過互聯網進行異地設置管理監控查詢。

邏輯開門功能：對重要的區域設置同一個門需要幾個人同時刷卡（或其他方式）才能打開電控門鎖的功能。

應急開啟功能：使用制造廠特制工具采取特別方法局部破壞系統部件后，使出入口應急開啟，且可立即修復或更換被破壞部分。

巡更系統功能：是門禁系統的延伸，是建立在門禁系統的中心軟件、數據庫和硬件基礎上的。

3 東山燃機電廠工業電視和門禁系統在基建、調試及生產各階段的應用

3.1 工業電視和門禁系統的結合

門禁和工業電視系統在獨立設計的基礎上，要充分考慮實際使用過程中的覆蓋和交叉，考慮與其他安全系統的融合。具體應用如下：

3.1.1 主廠房、化學區域大門的權限管理

在設置人員權限的基礎上，安裝攝像頭進行不間斷錄像，門禁系統記錄人員進出時間、工業電視記錄人員相關行為。當此類重要場所有人進入時，門禁系統提示相關重要門被打開，集控人員可通過監控攝像頭實時監控相關人員的工作情況，對于工作不規范的人員或行為可以立即進行制止，對于工作情況有視頻錄像作為記錄，后期備查。

3.1.2 供氫站、調壓站等場所的安全管理

①嚴格控制人員權限，當人員具備現場工作能力，具備安全風險意識并考試合格的人員方可進入現供氫站、調壓站等重要場所進行巡檢和檢修維護等工作。

②與消防系統的聯動：供氫站設置有氫氣泄漏探頭，調壓站設置有可燃氣體泄漏探頭，當現場發生泄漏，相關區域泄漏探頭動作時，特殊消防系統聯動報警，相關報警信號自動聯動或集控人員手動聯動打開相關區域門禁系統所控制的大門，并及時廣播通知相應區域工作人員及時撤離，為現場人員的安全提供了保障。

3.1.3 工業電視與集控電視墻的結合

工業電視系統能夠通過DIV接口形式，將8路視頻信號送至集控電視墻，每路信號還可分為1、4、9、16路視頻源，最多可上傳128路監控視頻信號。

3.1.4 電子間、配電間的管理

電子間、配電間是電廠的核心場所，其人員進出應嚴格進行控制。當有工作人員進入配電間時，門禁系統會顯示電子間門已被開啟，集控運行人員通過監控系統嚴密監視電子間和配電間進入的人員是否符合進入權限，檢查工作人員著裝是否符合安全要求，監視工作人員的工作是否標準規范；通過監控錄像運行人員能夠進行相關問題、事故分析。

3.1.5 安防區域管理

廠區倉庫、大門、圍墻等特殊安防區域，如果相關的門禁被開啟、相關報警被觸發，能夠及時提示安防人員，相關區域攝像頭能夠及時調整云臺，將攝像機對準報警區域，對現場及時進行監控。

3.2 工業電視和門禁系統在東山燃機各階段的應用

3.2.1 工程基建階段的應用

東山燃機工程基建前期門禁系統主要用于人員的考勤，倉庫的權限管理等；工業電視系統主要用于廠內的施工作業監控、廠圍墻區域的安防。基建工程進入中后期，門禁和工業電視系統也逐步進入安裝高峰期，其作用也逐步增強，在工程集中安裝和單體調試期間，門禁和工業電視系統主要有以下作用：

①區域權限管理：對于倉庫、配電間、電子間等重要場所嚴格控制人員進出，對于相應的熱控和電氣安裝、接線、調試人員開通相應權限，其余人員不得隨意進入，嚴格執行特殊區域人員進出制度。

②特殊工作的監視與記錄：對于機組重要設備的安裝、單體調試通過工業電視系統記錄安裝和調試過程。如高中壓給水泵的對輪、發電機的穿軸、重要地下預埋管線的安裝等。

③倉庫及工地安防：通過工業電視系統對倉庫設備和現場施工人員工作進行實時監控，能夠有效避免施工人員的材料浪費，有效防止倉庫材料設備的丟失、廢棄、浪費等。

3.2.2 工程調試期的應用

隨著東山燃機工程調試的進行，門禁和工業電視系統也隨著逐步完善。在工程調試期間，門禁和工業電視系統也逐漸在廠內廣泛應用。在工程集中調試期間，門禁和工業電視系統主要有以下作用：

①試運區域人員限制：調試期間現場環境較為復雜，安裝區域、單體調試區域和系統試運區域對現場人員要求不同，因此必須嚴格管理人員進出，防止現場設備的誤操作和誤動作，預防事故的發生。

②試運設備的監視：對于試運設備通過工業電視監視試運狀況，隨時觀測設備的運轉情況、設備的跑冒滴漏、設備區域的人員進出、設備的啟停送電等情況。

③重大調試、調整及操作的記錄：對于重要設備的重大調試、調整及操作通過工業電視的錄像功能，能夠有效保存相應的錄像，為以后投產后設備的分析提供有力的信息支持。

④設備安裝調試的遠程驗收：常規機組設備的驗收只能通過調試、試運來判斷設備的操作和運行狀況，通過工業電視系統不僅可以實現設備的遠程驗收，還可以通過錄像回放，來判斷設備在接線、安裝、調整、調試的過程中是否存在質量問題、是否存在安全隱患等，實現安裝、調試、驗收無縫銜接，有效提高了設備的驗收質量。

3.2.3 投產后的應用

隨著東山燃機機組的投產，門禁和工業電視系統也趨于完善。投產后，門禁和工業電視系統的應用逐步常態化，主要用于以下方面：

①現場的出入管理、考勤管理：對于生產辦公區域的通道，可分人員、分時段設置出入權限，并且具有多種授權方式。

②現場的監控、記錄功能：通過攝像頭和監控錄像實時或歷史查看人員的行為、設備的運行、設備的數據等；通過門禁系統查看每個區域人員的進出情況、每個門區的狀態，也可在緊急情況下打開或關閉所有門區。

③系統或區域無人值班功能：利用工業電視的圖像識別技術和監控系統的報警功能實現對電廠無人系統或區域的無人值班功能，在無人值班車間或區域圖像發生變化（如有人闖入、著火等）或門禁系統被開啟、破壞等情況發生時，系統能夠自動判斷并報警，同時實時進行自動錄像和拍照。

④網絡拓展：通過網絡技術，實現門禁和工業電視系統與SIS、MIS、互聯網的互通，使相關管理人員能夠通過辦公電腦或公用電腦監視生產現場。

⑤相關系統的聯動功能：包括與消防系統的聯動功能、與安防系統的聯動功能、與報警系統的聯動功能和應急功能等。

4 結語

本文圍繞東山燃機電廠門禁和工業電視系統的設計、施工和應用展開分析研究，總結了門禁和工業電視系統結合后在電廠各個階段的應用。隨著電子技術和網絡技術的發展，相信新產品和新技術會逐漸推動電廠科技的革新，同時新技術新產品的應用也會助推電力系統的進步和發展。

參 考 文 獻

[1] 陳怡.數字化全廠工業電視及門禁系統在電廠的應用[J].江西建材，2015（10）.

[2] 姚曉紅.工業電視監視系統在火電廠的應用[J].計算機應用，2013.12.