火力發電廠閉路電視監視系統設計

The Design about Power Plant CCTV System

賈 杰，旋繼新

（內蒙古電力勘測設計院，內蒙 呼和浩特 010020）

0 引言

閉路電視監控系統是現代化企業生產調度、管理、安全防范體系中一個重要組成部分，是一種先進的、防范能力極強的綜合應用系統，它可以通過遙控攝像機及其輔助設備（鏡頭、云臺等）直接觀看被監視場所的一切情況，能實時、形象、真實地反映被監視控制對象的畫面，是人們在現代化管理中監控的一種極為有效的觀察工具，目前已廣泛應用于工礦企業的現場監控及廠區無人值守監控，在發電廠全廠數字閉路電視監視系統更是得到較快的發展。

1 系統構成

1.1 發展歷程

模擬型系統。系統主機多為矩陣切換主機，顯示終端多為模擬監視器或由其組成的電視墻，操作員主要通過矩陣主機的鍵盤實現對現場攝像探頭控制。

模數混合型系統。隨著計算機技術及數字圖像處理技術的發展，閉路監控系統也逐步開始運用數字圖像處理技術，在原有模擬系統的基礎上，增添DVR主機，主要是用硬盤錄像功能來代替早期模擬錄像機的功能，但受數字圖像處理技術水平的限制，尚無法實現圖像的數字化網絡傳輸。

數字型系統。隨著MPEG IV壓縮標準的出現及完善，閉路電視監控系統已逐步轉換成數字型方案，在數字型系統中，不需要再配置矩陣控制主機，只需配置足夠數量的視頻服務器，可采集所有現場圖像信號，并實現實時錄像與網絡傳輸。

1.2 系統構成

前端攝像探頭。通常由攝像機、云臺、解碼器、防護罩組成。產品品牌和型號較多，可根據現場實際情況選擇相應技術參數，一般重點考慮攝像機分辨率、攝像機變焦功能大小、彩轉黑功能、云臺預置位功能等。

視頻服務器。視頻服務器系統是當今多媒體、圖像處理、計算機等各項最新技術高度結合的產品。它利用最新的圖像數字處理技術將模擬視頻信號轉化為數字信號，在計算機顯示器上實時顯示多路活動圖像的同時，將各路視頻信號以數據流方式同步存儲于計算機硬盤內。在計算機上實現視頻信號的監視、記錄、回放。網絡視頻數碼系統具備圖像監視系統的小型化、高清晰度化、自動化和網絡化等優點。

網絡結構。數字閉路電視監視系統由攝像機（包括防護罩等附件）、電動云臺、視頻服務器、數據通信接口、各種連接電纜和監視終端等構成的全廠的工業電視監視網，通過計算機通信網絡，讀取各監視子系統的信息，可以全方位直觀地了解最真實的生產過程信息，同時進行實時管理和實時控制，可滿足車間、機組、全廠的逐級綜合需要。監視終端設置在機組集控室內或指定監控室內，實現輔助車間無人或少人值班、減少巡檢人員，降低運行成本，達到減員增效的目的，從而達到提高全廠的生產效率，保證全場的安全生產，使全廠的管理水平達到一個新的高度。

2 監視范圍及系統劃分

2.1 監視范圍

在火電生產企業，一般需要監控鍋爐房區域、汽機房區域、精處理區域、燃油區域、電纜及母線區域、升壓站區域、水處理區域、灰控制區域、輸煤區域、脫硫區域、脫硝區域、安全保安區域等。

2.2 系統劃分

全廠閉路電視監視系統一般均可劃分為幾個子系統，可按照控制室劃分，每個控制室代表一個子系統，具體劃分如表1所示。

表1 閉路電視監視系統子系統

各電廠可根據實際需求設定具體的子系統劃分。

2.3 監視點數設置

監控系統的規模可按機組容量劃分：

2×1000 MW 機組：200～260 點

2×600 MW 機組：180～200 點

2×300 MW 機組：170～190 點

2×200 MW 機組：160～180 點

各電廠可根據實際需求確定合理的監視點數數量。

2.4 系統網絡連接示意

全廠閉路電視監視系統網絡連接示意圖見圖1。

3 系統主要特點和功能

3.1 系統主要特點

數字閉路電視監視系統的監控網絡組建為開放式的數字組網方式，有極大的工程施工優勢。可實現實時監視、控制、錄像存儲的全數字化網絡模式，具有如下主要特點。

1）生產、安防監視一體化設計。監視系統由多個分布在不同區域的子系統組合而成，生產、安防監視一體化設計，合理配置了網絡資源，數據共享，分功能使用，真正意義上實現了全廠閉路電視監視系統集中監視，相應減少值班人員和巡檢人員，提高了全廠的生產效率，降低了生產成本。

2）采用先進壓縮技術。系統采用國際先進的MPEG4純硬件壓縮技術，壓縮比大，圖像質量清晰，可實現長時間錄像，滿足系統長時間錄像的要求。

3）可采用多種存儲方式。系統可采用手動錄像、定時錄像、告警錄像等多種錄像方式，用戶可根據實現情況選擇，避免一天24 h的長時間錄像，有效節省硬盤空間，并達到節約成本的目的。

4）具有智能感知技術。系統采用智能感知技術，可實現動態偵測功能，可節省防入侵設備的投入，并節省硬盤空間。

5）單幀回放抓拍。在一些重要事件的取證時，可對錄像文件進行快、慢放及單幀回放抓拍功能。

圖1 全廠閉路電視監視系統網絡連接示意圖

6）強大網絡功能。系統支持遠程聯網監控，在控制室即可瀏覽到前端各區域的情況，可謂足不出戶便可輕松管理各個網點，有效節省人力資源及物資資源。

7）遠程報警。系統的遠程聯網功能保證了報警數據的有效遠程傳輸，各控制室的值班人員無須到達現場便可知現場情況，真正實現無人值守。并可提高處理告警事件的效率，減少損失。

8）采用模塊設計。系統采取模塊化設計，每個模塊獨立工作，成為系統每個重要環節，如果須增加或減少某一個模塊，并不影響系統正常穩定運行，可實現穩定平滑的升級。

3.2 系統主要功能

1）用戶權限管理。采用集中管理模式，統一管理設置參數、權限等；采用集中管理模式，將監控點分為若干個區域現場；系統提供多級用戶管理并具備相應的權限；系統管理員可進行全部操作，并可對其他用戶進行管理；系統操作員除系統設置和用戶管理權限外，其他的與系統管理員相同；一般用戶只具有圖像查看和畫面切換的權限。

2）顯示功能。可實時顯示高質量的圖像；支持畫面小、中、滿屏顯示；支持單畫面、四畫面、九畫面、十六畫面及大小組合畫面顯示方式；支持單畫面、多畫面輪巡顯示（其輪巡組合可手動配置）；圖像亮度、色度、對比度及灰度可調；可實時顯示攝像機名稱和具有剩余硬盤空間實時顯示功能。

3）錄像功能。支持定時、手動、報警聯動、視頻移動偵測四種錄像方式；支持定制定時錄像計劃；錄像質量多級可調；支持錄像文件按時間分割；支持多硬盤、線性錄像和循環錄像方式，盤滿告警；全天24 h監控錄像，畫面效果清晰，晚間設防應具有同步自動報警，自動啟動電源，自動錄像、網絡傳輸聯動功能。

4）檢索回放功能。提供多種錄像文件檢索和組合檢索方式；支持錄像回放；支持錄像回放抓拍；在一些重要事件的取證時，可對錄像文件進行快、慢放及單幀回放抓拍功能。

5）告警功能。具有故障報警功能；具有與保安監控聯動功能，做到圖像監控與告警監控一體化；支持多種數據接入和聯動控制；提供告警聲光提示。

6）控制功能。支持多路控制輸出；可控各類云臺和球機。

7）網絡傳輸功能。適用多種傳輸介質，支持TCP/IP；支持客戶端單路或多路視頻同步播放。

8）其他功能。操作日志記錄，包括操作員、時間、內容等詳細操作記錄。

4 結語

數字閉路電視監視系統是傳統的工業電視監控系統的更新換代產品，在結構和原理上突破了傳統的思維習慣，采用生產、安防監視一體化設計，合理配置了網絡資源，數據共享，分功能使用，提高了監視的靈活性。從用戶需求出發，力求滿足用戶的各類要求，使運行人員、生產管理人員和部門領導在自己的計算機上終端上就可以全方位直觀地了解最真實的生產過程信息，同時進行實時管理和實時控制。大大提高了發電廠自動化水平，提高生產效率，保證安全生產。