【摘要】电子技术的发展日新月异，新产品、新技术不断地推陈出新，视频监控加速向IP技术汇集，随着现代工厂自动化与信息化的逐步融合，与之而来的是工业视频监控系统的智能化，使之不再是工业生产可有可无的辅助设施，进而成为现代工厂生产系统不可或缺的重要组成部分，藉此以垃圾发电厂工业视频监控系统设计为例，就所涉技术的应用供广大设计爱好者参考。
【关键词】视频;数字;智能;控制
前言
工厂视频监控系统按系统作用可分为生产调度视频监控和安防视频监控，前者主要以工厂生产指挥调度为中心，围绕工厂生产产线布设，辅助生产作业，兼顾生产系统安全防范，系生产智能系统的组成部分;后者主要以工厂安全防范为主题，强调的是工厂人员、物资等安全，主要布设在周界、公共通道、仓储等重要场所，系工厂安防系统的重要组成部分。两者在技术层面上并无本质区别，只是在系统的环境适应性及应用需求方面存在差异，在系统设计时予以重点考虑。同时，随着工程自动化与信息化的逐步融合，众多弱电系统加速向IP汇聚，造就了物联网技术的应用和推广，而视频监控系统即是现代工厂物联网系统不可缺失的组成部分，因此在系统规划设计时应强调技术的标准化和开放性、成熟性和先进性、安全性和可靠性。总之我们在规划设计工厂视频监控系统时，除要考虑客户的应用需求和实现技术外，还要综合客户投资、基础配套设施、系统运行环境、近期与远期建设，系改造还是新建等因素，才能编制一套经济适用、技术先进可靠视频监控系统方案。
1.设计分析
设计分析：系统结构、系统平台、系统存储、传输方式、系统前端、系统环境。
2.方案设计
2.1 系统架构
垃圾焚烧发电厂工业视频监控设计采用数字监控系统，系统大部分从摄录至系统后台采用全数字化手段采集、传输及处理，炉膛高温摄像机采用采用模拟摄像机，则须就近数字编码（DVS）后传输至系统后台。系统架构：以网络摄像机及模拟摄像数字编码为基础构成系统前端摄录装置;以垃圾厂局域网为视频信号传输平台;以监控系统管理软件、视频管理服务器、网络存储服务器为核心构成监控系统中心管理平台，形成以IP构架的全数字视频监控系统。系统架构图如图1所示：
图1 系统架构图
2.2 系统管理平台
1）平台管理软件： 系统平台软件基于网络的全数字化的信息传输和管理系统，结合现代音、视频压缩、网络通讯、计算机控制、流媒体传输等技术，采用模块化的软件设计;软件以网络集中管理和网络传输为核心，完成信息采集、传输、控制、管理和储存的全过程，能够架构在各种专网/局域网/城域网/广域网之上，实现监控联网、集中管理，监控管理用户授权，实现网络集中监控综合管理。
2）视频管理服务器：系监控系统管理平台软件的硬件载体，主要承载服务为系统认证、流媒体、视频存储管理、报警、电视墙等管理服务。服务器硬件的配置根据视频管理软件系统的模块多少、容量大小等要求，定性、定量的配置。
3）视频存储服务器：视频图像存储采用网络一体化集中存储模式，系统基于嵌入式LINUX系统设计，针对视频监控进行专门的优化，可为中型视频监控系统提供可靠稳定的海量存储空间，适合追求高性能、高扩展能力并注重节约成本的用户。
存储容量计算公式：存储容量=摄像机码流×3600秒×24小时×存储天数×摄像机路数
2.3 传输交换系统
系统视频传输交换系统构架在IP基础之上，则视频图像传输交换则需构建以太网技术的垃圾厂局域网作为数字视频传输交换平台。根据现场情况灵活采用网络拓扑结构，传输链路以光缆+六类双绞线相结合。主干链路满足千兆传输，设备接入链路大于等于百兆带宽要求。
2.4 电视墙系统
采用高清视频技术，系统采用数字视频信号转换成RGB信号在监视器上显示，监视器视频图像效果可以达到高清效果。系统组成：电墙机架、显示器系统、控制PC、视频解码器。电视墙机架：设计采用框架嵌入式结构，根据监控室环境、各部分尺寸根据显示器尺寸定制设计，机架材料采用冷轧钢板加工。
2.5 前端摄像机系统
1）前端系统描述：根据垃圾焚烧发电厂工业电视安装环境不同，前端摄像机分为3大类，常规类摄像机、高温摄像机、超高温摄像机。不同类的摄像机须根据环境配置相应的防尘、防水、防爆、防腐蚀、抗高温等辅助设施及选择合适的摄像机。摄像机可采用模拟摄像机和网络摄像机，摄像机前端设备采用UPS集中供电。常规类摄像机根据具体摄像环境应用选型（略）。
2）汽包水位摄像机：汽包水位摄像机专门用于监视锅炉汽包水位计的读数，摄像探头安装于汽包水位计（仪表）前方，使运行人员可在中控室监视器屏幕上看到汽包水位计的真实情况。设备要求：摄像探头前端的镜头一般选用电动三可变镜头; 摄像机经高温固化工艺处理;摄像探头所配用的不锈钢防护罩，经密封处理，具有较高的防尘、防水性能。
3）炉膛工业电视系统
根据垃圾发电厂的安装环境和生产状况及应用，炉内最高温度按1300度：采用压缩空气冷却的方式，探头采用双层不锈钢材料，夹层通压缩空气直接致冷，并在前端形成风帘;内层压缩空气通过涡旋致冷器将空气冷却后对摄像机及镜头进行强制风冷，设备可将摄像镜头直接伸入炉内观察炉内垃圾燃烧及火焰形状等状况。设备安装于炉壁上，可伸进炉内，摄像机及高温专用针孔镜头均置于罩内，正常工作时，探头伸近炉膛内，当遇到停气，停电，超温情况时，在内置电机的作用下，探头将自动退出炉外。系统主要组成：①具有保护功能的摄像探头;②摄像机控制器;③电气控制;④气源控制;⑤传动装置。
高温针孔镜头：采用蓝宝石耐高温针孔镜头，具有较高的光学设计指标，采用高质量的光学元件，较宽的视场角和较大的景深范围，清晰度高，性能稳定，因镜头耐高温值高于摄像机，所以仅镜头伸进炉内更利于冷却;镜头端面采用蓝宝石制成，能耐2000℃以下的高温，即使在意外情况下，也不致烧坏镜头。镜头的长度可根据现场的实际情况进行选用，强光抑制低照度DSP彩色摄像机与高温镜头配合，使现场每个细节清晰的再现得到双重保证。摄像探头防护罩采用特种耐高温耐腐蚀材料及特殊的结构设计，由两路气体对镜头进行冷却有效保护高温镜头及摄像机。
远程操作器：操作键盘面板分为：摄像机控制区、探头控制区、状态显示区。
电气控制柜：电气控制柜用来完成整套系统电气控制，其四种保护“开关”分别与摄像探头“退出”指令联锁，当保护动作时，探头自动退出炉膛，待保护条件满足后，可将探头“推进”
气源控制箱：用于调整处理镜风，其压力传感器所发出的开关信号分别与摄像探头“退出”指令联锁，以确保摄像探头保护动作时及时退出炉膛。
电动链条推进器：是电气控制柜和气源控制柜控制的进退装置。该装置在镜风、出故障及摄像机温度过高时，可自动将摄像探头从炉膛内退出，从而保护了摄像探头。在摄像探头退出炉膛后，炉门上有一机械控制的风门将关闭观察孔，从而降低了热辐射对探头的影响。
2.6 系统设备防雷设施
设备防雷装置：电气设备防雷装置主要由电源防雷器，信号防雷器，避雷针等设施，该部分设施选择则须根据设备的供电类型、供电压等级、电源相线制式、系统信号类型等具体确定。
3.结束语
工业视频监控系统并非只是单纯的视频监控技术，而是涉及视频语音、网络交换、自动控制、设备防雷等众多弱电技术的大集成。设计人员须尽可能学习和掌握多门弱电系统专业技术，多参与项目建设积累丰富的施工现场经验，设计之前充分了解客户需求，透析系统应用环境，唯此才能设计出满足客户需要的、科学合理的工业视频监控系统。