浅谈基于MIS的工业电视系统在发电厂的设计应用

摘 要：随着互联网技术的日益发展，越来越多的单位将工业电视系统运用在生产厂区的关键位置，使得生产人员在控制中心便可监视到生产厂区内外的实时情况，及时发现故障点，加强了现场设备的管理，对出现的异常情况能尽早发现和处理。本文举例说明在发电厂如何设计基于MIS系统的工业电视系统。

关键词：MIS系统 工业电视系统 传输距离

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）04（a）-0107-02

通常发电厂的生产区域主要是以人力巡视为主，对各类的生产设备运行情况要安排大量的人员进行巡视，特别是发电厂输煤部分，每一条皮带都需要大量的工作人员来回巡视。一旦采用工业电视系统对每条皮带的关键部位进行监视后，就能提前对预发生的事件进行处理和纠正，有效的控制和解决在生产过程中发生的突发性事件，同时又可减少人工成本。

1 系统设计

发电厂工业电视系统的布点设计主要分为主厂房区域、水处理区域、输煤（燃油）区域、除灰区域、脱硫区域及其他安全保卫区域。例如对于2×1000 kW机组（简称1，2#机组）和辅助系统实施分布监控的工业电视系统的设计方案来说，主要是由4个相对独立的子系统和4个监控中心组成，共有监视点约160个左右，每个子系统都要配置相应数量的数字视频监控主机，子系统监视点的信号均要接入子系统数字主机。

4个监控子系统相对独立，在#1、2机组集中控制室、除灰脱硫综合楼、石膏脱水车间、输煤程控室设置子系统监控中心，主监控站设在集中控制室内。各子系统主机通过1000M网络接入主监控站。其中输煤（燃油）、油库、制氢站等位置的摄像机须采用防爆型云台和护罩，碱计量间等位置须采用抗酸碱性强的云台和护罩。所有摄像机的防护罩在室内和室外防护等级不低于IP65，并要符合防雨、防尘、自动加热和降温等要求。

1.1 系统结构图

1.2 组网结构

全厂的工业电视监控系统是由多个子系统通过100M/1000M以太网络构成的，为保证系统的稳定性和避免对电厂其它系统的冲击，须为监控系统设计一套独立的局域网络，且单点接入MIS系统网络，可在MIS主交换系统中作VLAN划分。设计规划一个主网络交换中心和多个下层交换中心，主网络交换中心位于集中控制室内，下层交换中心分别位于除灰脱硫综合楼、石膏脱水车间和输煤程控室内，通常的设备配置如下：（1）机组集中控制室配置1台核心网络交换机，通过千兆光口接入厂区网络（MIS系统）；（2）除灰脱硫综合楼、石膏脱水车间和输煤程控室各配置1台底层分区交换机，通过光缆接入到机组单元控制室配置的核心网络主交换机中；（3）各控制室间通过光纤以太网的方式进行连接。

2 系统管理功能

在机组集控室配置1台管理主机，接入视频监控系统网络核心主交换机。该管理主机对全厂工业电视系统的监视图像实行监视，能对子系统的视频服务器、数字主机、客户端计算机、网络监控客户端进行权限设置和管理，并可对系统的以太网络系统进行日常管理和控制。管理主机由工业级计算机及监控中心管理软件构成，包括先进的音视频压缩、编解码技术、通讯技术、自动控制技术、网络技术，要具备良好的扩展性。

2.1 主机功能

在管理主机上，可运行监控系统设置软件，并以账户形式登陆。

（1）管理员可增加数字主机的数量、设置其IP地址、名称、每个视频通道对应的现场监视点名称、监视点所在区域名称等信息，以及录像、报警等系统设置；（2）管理员可增加客户端帐号，并进行相应的权限设定。设置的这些信息均应保存在管理主机上。如果以数字主机身份登陆，则应自动调入管理主机上存储的相应的设置信息，并按设置信息运行。通常能实现的功能如下：

①实现前端设备的统一访问。管理主机系统内置多种协议解析程序，可采用同样的客户端程序访问数字主机、视频服务器等不同的前端设备；②转发功能。不同的客户通过管理主机进行图像和控制信息的传输，可以减轻前端网络设备的压力来提高系统性能；③支持电子地图功能。电子地图功能使客户程序的使用更加简便直观，同时也应该支持地图信息的实时更新；④内置用户管理系统。自定义分组用户管理在用户管理和权限的控制上具有非常大的灵活性；可以实现某个用户针对某个设备的某项功能进行限制设置；⑤多功能轮视：各监控客户终端都可以选择轮视功能；⑥多画面监视：系统在同一客户终端既可同时监视某一个子系统内的多画面图像，也可以同时监视分别来自多个不同子系统的图像。多个监控客户终端也可以同时对某一监控前端进行图像监控；⑦报警布防、撤防：主要包括报警点位置、报警设备类型、摄像机号及联动动作等信息的设置。

全厂工业电视系统在集中控制室通过1000 M光缆和MIS系统连接，然后分别在总经理、副总经理、总工办公室及其他相关的管理、运行、维护部门设置10 M/100M网络信息点。这些信息点配置有100 M网络接口的计算机，所有的网络用户只要得到授权，就可以通过IE或安装客户端软件浏览系统的监视图像，也可以进行和授权等级相一致的一些操作控制功能。通常实现监控功能的客户端软件应具备的下列功能：

（1）可实现1/4/9/16/20/25/32路实时显示，实时录像、图像压缩比可调。录像方式应为定时/手动/报警录像任意可选；（2）具有定时开关机、自动启动录像功能；（3）分辨率：CIF（352×288）或D1（720×576）可选；（4）可控制云台、镜头，并可远程监看本地端图像；（5）录像资料的存储和回放：可根据需要存储远程图象，可对存储和传输的图象进行抓拍。

2.2 生产监控

在全厂炉、机电、辅助车间以及重要设备相对集中的生产区域中，运行人员可在任意一台监视器、大屏上查看任意一个区域的图像，并能对所有的图像进行控制、编组切换、多画面分组巡视等操作。总控制中心设置在主厂房集中控制室内，负责对全厂范围内所有监视点、所有子系统进行全面的监控和管理。并将全厂范围内所有视频信号通过接口计算机接入到MIS网，实现远程监控和网络管理。系统要具备24 h录像功能，录像资料保存时间不小于7天，所有录像资料要具备按时间、地点等方式进行快速检索回放，需满足25帧/秒要求。所有视频信息都可通过厂区MIS系统信息共享，供生产运行管理部门、厂领导、决策部门、安全保卫部门辅助监控及信息分析等。另外还可根据实际管理要求，对出现的故障、报警点进行二次开发统计出报表，提供给生产维护部门进行排查和维护工作。

3 系统传输

系统信号的传输方式必须要考虑到发电厂特定的复杂电气环境，要求有强大的抗干扰能力，如为了保证图像质量，在传输过程中一般采用双绞线和光纤两种传输方式，1000 m以内的传输距离采用双绞线传输设备，超过1000 m的传输距离采用光纤进行传输。最远的摄像机距离控制室约为2000 m。

通常情况下，大都选择双绞线进行信号传输，其主要特点有：

（1）传输距离远、传输质量高：现在的双绞线传输设备一般都采用了先进的处理技术，较好地补偿了双绞线对视频信号幅度的衰减以及不同频率间的衰减差，保持了原始图像的亮度和色彩以及实时性，当传输距离达到1.5 km或更远时，图像信号基本无失真。如果采用中继方式，传输距离还可以更远；（2）布线方便、线缆利用率高：一根五类线缆内有4对双绞线，视频传输只需采用其中一对双绞线，一根五类线可以同时传输四路视频信号，提高了线缆利用率，减少了工程造价；（3）抗干扰能力强：双绞线传输系统能有效抑制共模干扰，特别是在电厂的强干扰环境下，双绞线传输系统能传送极好的图像信号；（4）可靠性高、使用方便：利用双绞线传输视频信号，在前端要接入专用发射机，在控制中心要接入专用接收机。这种双绞线传输设备使用起来很简单，无需专业知识，也无太多的操作，一次安装，长期稳定工作。

光纤即光导纤维，是由高纯度的SiO2制成，是一种利用光的反射原理制造的光传导工具。它有着双绞线传输信号的所有优点，不过光纤安装技术要求高，而且光纤的工程造价也比较高。

4 结语

本文简单的描述了基于MIS的工业电视系统在发电厂的设计方法。目前的工业电视系统都具有直观、实时监控、信息共享等优点，可以对生产区域进行全面的监控，降低生产运行成本，有效的节约了生产人力资源。随着今后的光纤通讯技术、计算机多媒体技术的日益发展，基于MIS的工业电视系统的应用前景也将会越来越广阔。

参考文献

[1] （GBJ115-87）工业电视系统工程设计规范[S].

[2] （GB50198-2011）民用闭路监视电视系统工程技术规范[S].