工業(yè)電視系統(tǒng)在煙臺(tái)套子灣污水廠的應(yīng)用

劉玉濤，劉新民

（1.煙臺(tái)市城市排水管理處，煙臺(tái) 264000；2.北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化研究所，北京 100120）

0 前言

工業(yè)電視監(jiān)控一直是人們關(guān)注的熱點(diǎn)，它以直觀、簡捷、信息豐富而被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。隨著微電子科學(xué)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，相應(yīng)開發(fā)出了多種實(shí)用的系統(tǒng)。近年來工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)廣泛應(yīng)用在工廠、企業(yè)等場合。

1 套子灣工業(yè)電視系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則

套子灣污水處理廠的廠區(qū)面積大、建筑物相互距離較遠(yuǎn)、監(jiān)控對(duì)象分散、內(nèi)設(shè)備復(fù)雜、設(shè)備工作環(huán)境各不相同等等。以上條件決定了該工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)必須充分考慮工業(yè)現(xiàn)場的環(huán)境，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠。

結(jié)合本工程的實(shí)際需要，套子灣污水處理廠工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)遵守以下設(shè)計(jì)原則：

1.1 系統(tǒng)的可靠性

系統(tǒng)中的設(shè)備正常運(yùn)行及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的可靠性是關(guān)系到整個(gè)工業(yè)電視系統(tǒng)能否可靠運(yùn)行的關(guān)鍵?？煽啃詥栴}至關(guān)重要。系統(tǒng)的可靠性是設(shè)計(jì)中所要遵守的第一或最高原則。

1.2 技術(shù)的先進(jìn)性

技術(shù)創(chuàng)新、技術(shù)進(jìn)步是當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展趨勢(shì)，應(yīng)用國際上最先進(jìn)的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)圖象技術(shù)，將使工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)體現(xiàn)出應(yīng)有的先進(jìn)性，但在考慮采用先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)還要考慮技術(shù)的成熟性。成熟的技術(shù)是可靠性的基礎(chǔ)，正確地選擇使用先進(jìn)技術(shù)也是增強(qiáng)系統(tǒng)可靠性的有效途徑。因此要仔細(xì)權(quán)衡利弊，在選擇先進(jìn)性與成熟性上達(dá)到平衡。

1.3 系統(tǒng)的易操作性和易維護(hù)性

實(shí)踐證明，成功的電視監(jiān)控系統(tǒng)必須是易操作和易維護(hù)的。

2 套子灣工業(yè)電視系統(tǒng)的設(shè)備介紹

套子灣工業(yè)電視系統(tǒng)的設(shè)備包括：

1）攝像機(jī)

攝像機(jī)為電視監(jiān)控系統(tǒng)的前端設(shè)備。其作用是將現(xiàn)場影像清晰地拍攝下來，將其圖像信息傳到視頻服務(wù)器中；攝像機(jī)同時(shí)具備旋轉(zhuǎn)功能，可以在各個(gè)角度拍攝圖像。

在煙臺(tái)套子灣污水處理廠中，攝像機(jī)采用型號(hào)為ET8000R/ ET8000W的一體化球形攝像機(jī)，安裝方式為可墻裝,角裝,柱裝,吊裝,吸頂安裝,越頂安裝。攝像機(jī)具有自動(dòng)光圈、自動(dòng)變焦、背光補(bǔ)償?shù)裙δ?，白天時(shí)可拍攝清晰的彩色圖像，夜間可拍攝黑白模式的清晰畫面，從而保證全天后圖象清晰。同時(shí)根據(jù)需求，攝像機(jī)內(nèi)部設(shè)有控制云臺(tái)，操作人員在中控室可以對(duì)于控制云臺(tái)進(jìn)行操作以滿足觀察和攝像要求。

2）服務(wù)器

網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控服務(wù)器由于具有獨(dú)立完成網(wǎng)絡(luò)傳輸功能，不需要另外設(shè)置計(jì)算機(jī)，故其能實(shí)現(xiàn)簡單的IP方式組網(wǎng)，是傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控所無法實(shí)現(xiàn)的。每部網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器具有網(wǎng)段內(nèi)唯一IP地址，通過網(wǎng)絡(luò)連接方便方便對(duì)該設(shè)備（IP地址）進(jìn)行控制管理，也即通過IP地址識(shí)別、管理、控制該網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器所連接的視頻源，故其組網(wǎng)只是簡單的IP網(wǎng)絡(luò)連接，新增一個(gè)設(shè)備只需要增加一個(gè)IP地址，極大的方便了原由模擬系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)升級(jí)改造和其他網(wǎng)絡(luò)需求情況。

在煙臺(tái)套子灣污水處理廠中，網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控服務(wù)器采用型號(hào)為?？礑S-6001HF/ DS-6002HF的視頻服務(wù)器具有圖像壓縮功能，并接有視頻輸入接口、RJ45 10M/ 100M自適應(yīng)以太網(wǎng)口、1個(gè)RS232通訊接口、1個(gè)RS485通訊接口?？赏ㄟ^視頻服務(wù)器將攝像機(jī)信號(hào)壓縮傳輸給中控室，同時(shí)中控室的控制信號(hào)通過視頻服務(wù)器傳到攝像機(jī)，以完成實(shí)際操作功能。

3）視頻工作站和視頻接收和管理軟件

整套工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)在中控室設(shè)置控制中心。根據(jù)現(xiàn)場要求，在控制中心設(shè)置視頻工作站，用于監(jiān)視、記錄整個(gè)廠區(qū)的電視監(jiān)控系統(tǒng)。由于，視頻工作站是整套閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)視頻工作站是由視頻主機(jī)和視頻接收和管理軟件。視頻主機(jī)為一臺(tái)裝載有視頻接收和管理功能軟件的工業(yè)計(jì)算機(jī)。視頻接收和管理軟件采用杭州海康威視的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控軟件v4.01。安裝了視頻接收和管理軟件的視頻主機(jī)具有如下主要功能：

1）網(wǎng)絡(luò)功能：支持LAN遠(yuǎn)程連接功能；支持TCP/IP協(xié)議。

2）圖像顯示控制功能：可實(shí)現(xiàn)4畫面實(shí)時(shí)顯示和記錄，支持Windows系列操作系統(tǒng)，采用Pelco-P控制協(xié)議控制攝像機(jī)云臺(tái)和鏡頭動(dòng)作；提供預(yù)置位，方便切換，能夠提供AVI視頻錄像功能，可以實(shí)現(xiàn)快照功能。

3）訪問控制功能：具有完善的用戶權(quán)限管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同訪問級(jí)別的控制，具有密碼保護(hù)功能，并具有相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫記錄管理功能；對(duì)視頻圖像應(yīng)有存儲(chǔ)與歷史查詢功能。

4）報(bào)警控制功能：可實(shí)現(xiàn)連接報(bào)警、區(qū)域移動(dòng)報(bào)警， 并且支持遠(yuǎn)程E-Mail報(bào)警功能。

3 套子灣工業(yè)電視系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)

根據(jù)實(shí)際需求，整套閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)在中控室設(shè)置控制中心。在污水處理廠的廠前區(qū)綜合樓、排海泵房、生物池、鼓風(fēng)機(jī)房、污泥脫水機(jī)房、變配電室各設(shè)置一個(gè)到兩個(gè)攝像點(diǎn)，共八個(gè)攝像點(diǎn)。攝像點(diǎn)可根據(jù)需要增減或調(diào)整設(shè)置位置。從組成結(jié)構(gòu)上分，污水廠工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)包括室內(nèi)/外高速球形攝像機(jī)、視頻服務(wù)器、視頻反解壓卡，視頻工作站等。污水廠工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)，包括8個(gè)室內(nèi)/外高速球形攝像機(jī)、8套視頻服務(wù)器、8路視頻反解壓卡，1臺(tái)視頻工作站等。畫面信號(hào)可直接接入監(jiān)控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

圖1 套子灣工業(yè)電視系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

工業(yè)電視系統(tǒng)的前端（一體化球型攝像機(jī)）的傳輸電纜線引至就近的分控站，視頻信號(hào)經(jīng)視頻服務(wù)器接收壓縮，并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)（符合H.264標(biāo)準(zhǔn)）接入到工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)，通過通訊光纜送至中控室電視監(jiān)控操作站，再通過相應(yīng)的監(jiān)控軟件對(duì)多路視頻圖像實(shí)施監(jiān)視。同時(shí)，當(dāng)在中控室對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行操作，操作信號(hào)從視頻工業(yè)計(jì)算機(jī)通過工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)傳到視頻服務(wù)器，并解壓縮成控制信號(hào)傳動(dòng)云臺(tái)上，以實(shí)現(xiàn)控制云臺(tái)操作的功能。特別說明：廠區(qū)電視監(jiān)控系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡(luò)采用當(dāng)今先進(jìn)的控制理念，即視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)“二網(wǎng)合一”。

4 結(jié)束語

工業(yè)電視系統(tǒng)對(duì)于煙臺(tái)套子灣污水廠的日常生產(chǎn)是非常重要的。電視監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)置，為運(yùn)行人員提供了足不出戶而直接監(jiān)視建筑物內(nèi)、外情況，現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行情況的手段，使運(yùn)行人員在控制中心便可監(jiān)視整個(gè)污水處理廠內(nèi)外或泵站的情況。從而大大加強(qiáng)了保安的效果，閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)除起到正常的監(jiān)視作用，可以及時(shí)提醒值班人員，觀察并錄下報(bào)警時(shí)相關(guān)的現(xiàn)場及設(shè)備運(yùn)行情況，對(duì)可能出現(xiàn)的任何異常情況盡早發(fā)現(xiàn)、盡早處理、并在事后重放分析。

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

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

[3] 電視系統(tǒng)(標(biāo)準(zhǔn)圖合訂本).X401-1～2.

[4] 應(yīng)用電視攝像機(jī)云臺(tái)通用技術(shù)條件.GB/T 15412-94.