電廠工業(yè)數(shù)字化視頻監(jiān)控系統(tǒng)解決方案

電廠工業(yè)數(shù)字化視頻監(jiān)控系統(tǒng)解決方案2008-4-3深圳市億維銳創(chuàng)科技有限公司2008年版權(quán)全部，保留一切權(quán)利該文檔只供【工業(yè)化電廠】運用，在沒有得到本公司書面許可時，任何單位和個人不得擅自摘抄、復制本書（軟件等）的一部分或全部，不得以任何形式（包括資料和出版物）進行傳播。版權(quán)全部，侵權(quán)必究。內(nèi)容如有改動，恕不另行通知。目 錄一、系統(tǒng)概述 2二、系統(tǒng)設計 32.1 設備結(jié)構(gòu) 32.2 性能和制造 32.3 監(jiān)控系統(tǒng)示意圖 4 前端設備系統(tǒng)圖-視頻篇 4 前端設備系統(tǒng)圖-音頻篇 6 前端設備系統(tǒng)圖-報警篇 6 中間傳輸系統(tǒng)圖-交換篇 7 監(jiān)控管理中心系統(tǒng)圖-值班監(jiān)控點 7三、系統(tǒng)組成及各部安排置要求 9四、系統(tǒng)的性能指標及主要參數(shù) 10五、系統(tǒng)應用優(yōu)勢及特點 105．1、 功能集成，充分利用工廠專用網(wǎng)絡資源 105．2、高度智能化、自動化的監(jiān)控環(huán)境 105．3、高度的開放性 115．

4、經(jīng)濟性 115．5、維護的簡潔化 115．6、優(yōu)秀的圖像品質(zhì) 115．7、低帶寬占用 115．8、低延時性 125．9、無限制位點遠程實時監(jiān)控錄像 125．10、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)敏捷 125．11、可擴容性強 125．12、易操作性 125．13、自主開發(fā) 12六、技術(shù)支持和服務及人員培訓 136.1 技術(shù)支持和服務 136.2 人員培訓 13七、整體設備選項 14八、設備清單及報價 14一、系統(tǒng)概述電廠工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)是工業(yè)現(xiàn)代化管理及平安防范的重要手段，也是傳統(tǒng)管理和防范手段的延伸，相對于其他環(huán)境，電廠工業(yè)監(jiān)控具有以下特點：

●環(huán)境比較困難：工業(yè)電氣會產(chǎn)生強度很高的電磁輻射和電磁干擾，前端設備須要防塵，防爆，防腐，防高溫等特殊要求。

●點位分散傳輸距離遠：常見的工廠監(jiān)控周界和出入口安裝攝像機實現(xiàn)平安監(jiān)控，車間或生產(chǎn)線也要設置監(jiān)控點實現(xiàn)可視化管理。

●多點監(jiān)視副控較多：監(jiān)控中心須要對廠區(qū)平安狀況進行實施錄像監(jiān)視，保安須要觀看出入口及周界監(jiān)控畫面，廠區(qū)領導可以不定時查看生產(chǎn)狀況。

可見，工廠監(jiān)控往往是多區(qū)域、多點位、多級監(jiān)控的綜合管理系統(tǒng)，系統(tǒng)傳輸距離較遠，結(jié)構(gòu)較為困難。二、系統(tǒng)設計2.1 設備結(jié)構(gòu) 整體電廠工業(yè)數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)完全以數(shù)字化網(wǎng)絡監(jiān)控方式為核心，前端監(jiān)控點均采納標準要求的模擬攝像機，模擬攝像機將前端的監(jiān)控區(qū)域的場景信息進行采集，通過AV信號線傳輸?shù)角岸烁咔寰W(wǎng)絡視頻服務器，網(wǎng)絡視頻服務器接收到前端的模擬音、視頻信號，進行數(shù)字化壓縮后進行存儲，同時通過網(wǎng)絡輸出到電廠工業(yè)專用網(wǎng)絡中，通過網(wǎng)絡傳輸設備，例如交換機、路由器等設備最終傳輸?shù)焦S監(jiān)控中心進行集中管理（監(jiān)看預覽、存儲錄像、權(quán)限安排、轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)、電子地圖管理等操作）。2.2 性能和制造 電廠工業(yè)數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)由于采納全數(shù)字化監(jiān)控網(wǎng)絡，以網(wǎng)絡為核心傳輸介質(zhì)，在先進程度上已大大領先傳統(tǒng)的模擬化監(jiān)控系統(tǒng)，并且數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)勢在于：1、施工便利（前端視頻服務器接入后輸出只用一個網(wǎng)口RJ45輸出即可）；2、無論監(jiān)控點是否分散，都適合監(jiān)控；3、不利于布線的位置可以采納無線網(wǎng)絡進行布線；（在工廠中不須要考慮該問題，假定工廠的布線特別便利）4、集中存儲、集中管理。 前端設備中最核心的設備是網(wǎng)絡視頻服務器，網(wǎng)絡視頻服務器是由RSICDSP處理器來處理音、視頻壓縮，區(qū)分于傳統(tǒng)的軟CPU壓縮處理，并且采納嵌入式LINUX操作系統(tǒng)，在網(wǎng)絡化攻擊日益嚴峻的今日，操作系統(tǒng)的優(yōu)勢是安防監(jiān)控平安的有力保障之一。同時，網(wǎng)絡視頻服務器在網(wǎng)絡傳輸、網(wǎng)絡存儲的同時，在網(wǎng)絡視頻服務器本地也可以進行數(shù)據(jù)存儲，雙重存儲的優(yōu)勢在于有效的保障了數(shù)據(jù)的完整性和正確性，即使網(wǎng)絡出現(xiàn)故障，依舊保證了文件存檔有效性。2.3 監(jiān)控系統(tǒng)示意圖2.3.1 前端設備系統(tǒng)圖-視頻篇圖1前端設備系統(tǒng)連接示意圖如上圖所示，前端模擬一體化攝像機負責采集前端場景的實時數(shù)據(jù)，通過AV信號傳輸?shù)絀DE存儲型網(wǎng)絡視頻服務器中，在網(wǎng)絡視頻服務器中進行本地存儲，通過經(jīng)過網(wǎng)絡干脆輸出到專用電廠網(wǎng)絡中。前端模擬攝像機的選擇范圍很大，可依據(jù)電廠的實際場景來配置不同的模擬攝像機，如下列表格所示： 附表1.11#、2#主廠房區(qū)域序號安裝位置點數(shù)攝像探頭云臺防護罩解碼器備注變焦定焦電動固定多功能不銹鋼主

廠

房

區(qū)

域01電子設備間111102電纜夾層11111036KV配電間2222204汽機油箱1111105EH油箱1111106電動給水泵111107高、低壓加熱器（5.5m平臺）111108稱重給煤機1111109刮板給煤機1111110爐底輸渣機1111111爐底冷渣器1111112爐底油燃燒器1111113燃燒器平臺（爐前后各1）2222214爐頂集管聯(lián)箱11111單臺機組小計1610610688132臺機組小計3220122012161626公

用

區(qū)

域01升壓站2222202空壓機房111103循環(huán)水泵房1111104煙囪排煙22222公用區(qū)域小計633334251#、2#主廠房及公用區(qū)域區(qū)域合計3823152315201831附表1.2保安區(qū)域序號安裝位置點數(shù)攝像探頭云臺防護罩解碼器備注變焦定焦電動固定多功能不銹鋼水

處

理

區(qū)

域01南主大門22222光纖傳輸02南大門22222203北大門2222204綜合辦公樓（留接口）光纖傳輸，留接口保安區(qū)域小計66666附表1.3水處理區(qū)域序號安裝位置點數(shù)攝像探頭云臺防護罩解碼器備注變焦定焦電動固定多功能不銹鋼水

處

理

區(qū)

域01化水離子交換器車間222202水區(qū)域限制室1111103廢水處理加藥間111104酸堿貯存區(qū)1111105綜合水泵房2222206補給水泵房22222光纖傳輸07燃油罐區(qū)1111108燃油泵房1111水處理區(qū)域小計116565297附表1.4除灰渣區(qū)域序號安裝位置點數(shù)攝像探頭云臺防護罩解碼器備注變焦定焦電動固定多功能不銹鋼除

灰

渣

區(qū)

域01除灰渣限制室1X22222021號機組電除塵器底部除灰裝置1X22222032號機組電除塵器底部除灰裝置1X2222204除灰空壓機房2X2444405灰?guī)煅b卸區(qū)2X2444406石破裂區(qū)1X22222除灰渣區(qū)域小計8X2160160106162.3.2 前端設備系統(tǒng)圖-音頻篇如上圖所示，在前端監(jiān)控點中假如須要增加音頻的采集，只須要增加拾音器設備以及揚聲器設備即可，拾音器干脆接入存儲型網(wǎng)絡視頻服務器的音頻輸入接口，揚聲器干脆接入網(wǎng)絡視頻服務器的音頻輸出接口。網(wǎng)絡視頻服務器與監(jiān)控中心可實現(xiàn)雙向語音對講，同時，監(jiān)控中心還可以實現(xiàn)語音廣播功能，即對全部監(jiān)控點中的網(wǎng)絡視頻服務器發(fā)送廣播語音。 2.3.3 前端設備系統(tǒng)圖-報警篇如上圖所示，在前端監(jiān)控點中假如須要將報警設備（以探頭為主），同時接入監(jiān)控中心進行監(jiān)控，只須要將各種報警探頭干脆接入存儲型網(wǎng)絡視頻服務器的報警輸入和報警輸出接口。 中間傳輸系統(tǒng)圖-交換篇如上圖所示，每個監(jiān)控中運用的存儲型網(wǎng)絡視頻服務器（或者是多個監(jiān)控點共用一臺），干脆通過接入網(wǎng)絡交換機，將全部音、視頻數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡交換機傳輸?shù)奖O(jiān)控管理中心進行集中管理。網(wǎng)絡交換機在電廠工業(yè)監(jiān)控中運用非三層交換方式即可，為了保持網(wǎng)絡的穩(wěn)定，在監(jiān)控中心中采納轉(zhuǎn)發(fā)方法進行音、視頻以及限制信號的處理，采納三層交換機的弊端是很多限制數(shù)據(jù)假如采納非TCP/IP協(xié)議族協(xié)議來傳輸時，可能會存在阻擋，同時，在電廠內(nèi)部的網(wǎng)絡并不存在像internet網(wǎng)絡中的網(wǎng)絡攻擊和威逼。2.3.5 監(jiān)控管理中心系統(tǒng)圖-值班監(jiān)控點全廠數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)設4個主要值班監(jiān)控點對現(xiàn)場進行監(jiān)控，分別是機組單元限制室、門衛(wèi)室、水處理限制室、除灰渣限制室。如下表所示：監(jiān)視點名稱監(jiān)視范圍操作限制設備顯示終端機組單元限制室＃1、2機組主廠房區(qū)域及公用區(qū)域＃1、2機組在值長操作臺上設置操作鍵盤、鼠標和顯示器DLP大屏，1臺主交換機門衛(wèi)室保安區(qū)域操作臺上設置操作鍵盤、鼠標和顯示器1臺21″LCD、1臺子交換機水處理限制室水處理區(qū)域操作臺上設置操作鍵盤、鼠標和顯示器1臺21″LCD、1臺子交換機除灰渣限制室除灰渣區(qū)域操作臺上設置操作鍵盤、鼠標和顯示器1臺21″LCD、1臺子交換機假如在每一個單元限制室內(nèi)配置大屏幕顯示器只有一臺，可采納如下圖所示方式來進行配置：單元限制室中配置一臺獨立的監(jiān)控管理服務器，該服務器可同時在同一屏幕中顯示16畫面，超過16畫面的視頻將在下一頁進行顯示，服務器可干脆進行翻頁顯示。同時，該監(jiān)控管理服務器配有一張雙VGA輸出的顯卡，其中一個VGA接口接入機組大屏幕顯示。在服務器中的全部視頻分割方式均完全一樣的投到機組大屏幕顯示器上?？蓪︼@示畫面進行隨意切換、縮放、漫游、開窗口顯示等，并可便利地通過DCS操作員站進行切換，每臺大屏幕顯示器應可以隨意劃分窗口分別同時顯示工藝過程畫面、限制系統(tǒng)信息，也能將全部大屏幕顯示功能合而為一，顯示一幅畫面等等功能。 對于單元限制室中的監(jiān)控管理服務器的配置要求如下： CPUIntelDualCore2.0G以上內(nèi)存（SDRAM）2GDDRII主板請選擇正規(guī)廠家的PC主板，例如微星、技嘉、sotek，聯(lián)想、升技等硬盤請訪問來計算得到所須要硬盤大小及數(shù)量顯卡獨立顯卡，nVidiaGeforce系列顯卡（顯存大于256MB）顯示器Philip17寸CRT或者LCD（任選）假如對于單元限制中心中配置多臺大屏幕顯示器時，采納網(wǎng)絡視頻解碼器進行解碼輸出，如下圖所示： 如上圖所示，單元限制中心的管理服務器與網(wǎng)絡視頻解碼器同時接入網(wǎng)絡交換機，管理服務器可通過對每一臺網(wǎng)絡視頻解碼器進行操作及限制來限制機組大顯示屏中顯示方式的限制。由于管理服務器中軟件的功能較強大，可通過軟件對機組大顯示屏進行操作，同時，也可以將網(wǎng)絡視頻解碼器接入矩陣式限制鍵盤，通過限制鍵盤來限制機組大屏幕中視頻的切換等功能。 如下圖： 上圖中，限制鍵盤通過RS485串口與每一個網(wǎng)絡視頻解碼器進行通訊，通過運用不同的地址碼可限制不同的網(wǎng)絡視頻解碼器，從而對顯示屏進行不能方式的操作（切換、循環(huán)、分割等）。三、系統(tǒng)組成及各部安排置要求如前所述，依據(jù)電廠監(jiān)控的應用特點及管理模式，電廠監(jiān)控集中監(jiān)控系統(tǒng)基本上分為遠程電廠集中監(jiān)控、電廠巡察調(diào)度和前端電廠系統(tǒng)。

其中，遠程電廠集中監(jiān)控和電廠巡察調(diào)度功能基本一樣，主要包括監(jiān)控管理主機、顯示設備、錄像資料存儲設備以及電子網(wǎng)絡視頻集中監(jiān)控系統(tǒng)軟件。前端電廠系統(tǒng)包括攝像機及配件、語音設備、網(wǎng)絡視頻服務器、報警設備（可選）等。

視頻、音頻、告警信息，由網(wǎng)絡視頻服務器壓縮編碼后，通過網(wǎng)絡上傳到監(jiān)控中心，完成實時監(jiān)控，駕馭電廠場景狀況。監(jiān)控中心可實施對電廠監(jiān)控設備的管理、告警信息的查詢、圖像閱讀和限制等功能。

考慮到電廠監(jiān)控系統(tǒng)建設的特點，電廠監(jiān)控集中監(jiān)控系統(tǒng)具備良好的可擴展性。各功能部分采納模塊化結(jié)構(gòu)，特別易于擴容、組網(wǎng)便利、配置敏捷，并具有良好的用戶接口。

●在系統(tǒng)增加新的電廠監(jiān)控點時，只須將該電廠網(wǎng)絡視頻服務器接入網(wǎng)絡并在中心做簡潔配置即可；

●系統(tǒng)各項功能和運行狀態(tài)不受擴建影響；系統(tǒng)具備多級組網(wǎng)實力以至組建全省乃至全國的電廠監(jiān)控網(wǎng)絡。四、系統(tǒng)的性能指標及主要參數(shù)視頻制式：NTSC或PAL格式

視頻壓縮方式：H.264圖像壓縮編碼

視頻解像度：標準352×288像素，可自定義調(diào)整，最大704×576像素

幀率：25幀/秒（PAL制式），30幀/秒（NTSC制式）,向下可調(diào)

音頻壓縮標準：ISO-MPEGAudioLayer-3

系統(tǒng)可用率>99%

視頻流占用帶寬平均：250kbps(辨別率352×288，25幀)

系統(tǒng)平均無故障工作時間：MTBF>30000小時硬件平均無故障工作時間：MTBF>100000小時服務器平均無故障工作時間：MTBF>10000小時

系統(tǒng)平均維護時間：MTTR<0.5小時

監(jiān)控畫面顯示與實際事務發(fā)生時間差<0.5秒

事務報警到系統(tǒng)自動記錄相應畫面時間差<0.8秒各報警探頭報警到后臺信息顯示時間差<0.5秒五、系統(tǒng)應用優(yōu)勢及特點5．1、 功能集成，充分利用工廠專用網(wǎng)絡資源

常規(guī)的解決方案都是將上述的功能利用多個系統(tǒng)來實現(xiàn)，造價高且以后的擴充和升級不便利。本方案利用現(xiàn)代計算機網(wǎng)絡技術(shù)的先進性，將多個功能集成起來，不僅充分利用了工廠高速精確的優(yōu)點，同時也簡潔將各種服務需求集成于Intranet，體現(xiàn)了先進性和經(jīng)濟性。5．2、高度智能化、自動化的監(jiān)控環(huán)境

充分利用現(xiàn)有軟、硬件設備，極大地改善了教學條件，同季節(jié)約了老師與學生的很多時間，使得教學工作達到數(shù)字化。

5．3、高度的開放性

由于工廠采納開放的網(wǎng)絡技術(shù)，而本系統(tǒng)的各種應用服務均基于現(xiàn)有網(wǎng)絡軟硬件平臺，系統(tǒng)的擴充僅需在前端增加億維網(wǎng)絡視頻服務器硬件設備或在監(jiān)控中心增加電腦設備而無須任何困難的過程，做到真正高度的開放性。5．

4、經(jīng)濟性利用工廠專用網(wǎng)絡，無須費時費勁鋪設困難的傳輸線路，其系統(tǒng)造價在同等設備配置與功能要求狀況下，比常規(guī)系統(tǒng)模式節(jié)約30%左右投資。5．5、維護的簡潔化

常規(guī)的解決方案一般是利用多個系統(tǒng)、各種困難設備集合解決，其維護也就須要不同的專業(yè)人員。本系統(tǒng)基于工廠專用網(wǎng)絡，利用計算機系統(tǒng)處理技術(shù)，由于系統(tǒng)強大的網(wǎng)絡功能，更可實行遠程操作維護，使得系統(tǒng)的維護簡潔化,更是降低了后續(xù)的維護費用。5．6、優(yōu)秀的圖像品質(zhì)

采納先進的H.264編解碼技術(shù)，圖像清楚、自然。標準辨別率352×288像素，最高達704×576像素，并可自定義。圖像無閃耀，連續(xù)性好，標準圖像幀率25幀/秒（PAL制式）、30幀/秒（NTSC制式）。特殊適用于對考場進行細微環(huán)節(jié)觀測的應用。5．7、低帶寬占用

采納獨特的自適應P幀及B幀壓縮技術(shù)，進一步加強了H.264壓縮算法的壓縮比，協(xié)作IP組播功能，大大降低了閱讀圖像時占用的網(wǎng)絡帶寬。傳輸圖像在25幀/秒、辨別率352×288像素時，平均占用帶寬僅為250kbps，運用戶在同樣的網(wǎng)絡條件下可傳輸?shù)囊曨l路數(shù)提高了數(shù)倍，無形中節(jié)約了用戶的網(wǎng)絡資源投入。5．8、低延時性

H.264加強標準編碼技術(shù)，遠程視頻傳送延時不到一秒，極大改善了遠程實時監(jiān)控效果。5．9、無限制位點遠程實時監(jiān)控錄像

采納獨特流技術(shù)，突破了傳統(tǒng)的數(shù)字監(jiān)控方式的局限性（注：傳統(tǒng)的數(shù)字監(jiān)控方式采納硬盤錄像機或工控機加視頻壓縮卡作為站端視頻處理單元，雖然比模擬監(jiān)控更勝一籌，但無法將多路壓縮后的視頻信號同時上傳到監(jiān)控中心。），可同時對無限制多個監(jiān)控位點圖像實施遠程實時監(jiān)控錄像。5．10、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)敏捷

采納標準的組網(wǎng)方式，支持IP單播、組播功能，可以組成點對點的監(jiān)控系統(tǒng)，又可以組成一個中心對各站點的系統(tǒng)；在網(wǎng)絡上可以設置多個分控圖像工作站，滿意多個用戶的須要，也可以用WEB方式組成多級監(jiān)控系統(tǒng)。5．11、可擴容性強

采納模塊化設計，能夠平滑實現(xiàn)端局擴容、中心擴容和分控臺擴容。無論單級擴容或多級擴容都可以充分利用前期資源，降低擴容投入成本。5．12、易操作性工廠監(jiān)控系統(tǒng)管理軟件的操作平臺是WindowsNT/2000中文版，限制界面為圖形方式，界面、菜單全為中文，用戶可以特別快速地熟識操作軟件的運用。5．13、自主開發(fā)

系統(tǒng)的核心硬件設備和管理軟件均屬自主開發(fā)，能夠剛好供應良好的售后服務，響應用戶的特殊需求，針對用戶的要求進行功能方面的量身定做。六、技術(shù)支持和服務及人員培訓6.1 技術(shù)支持和服務1、我公司將供應整個系統(tǒng)生命周期的技術(shù)支持和服務。我公司將供應兩種優(yōu)質(zhì)服務:遠程服務——適用于非重大故障A、工程熱線電話,解答一般疑難問題:B、電子郵件方式。我公司技術(shù)人員均有郵件信箱和專用電腦,主要員工配有便攜式電腦,同時也開設用戶專用信箱,可以保證剛好解答用戶疑問,可24小時響應?，F(xiàn)場服務——適用