电视监控系统的应用及优化改造

　　企业电视监控系统是电视监控系统与数字视频网络监控系统的完美结合，用以改善企业的现场管理、提高产品质量、加强安全生产防范力度，对财产和人身安全起到保障作用，为企业实现现代化管理创造了极有利的条件。

安钢第二炼轧厂是集团公司“三步走”发展规划标志性重点工程，装备水平国内领先，电气控制水平国际一流,其轧机生产线的每个角落都是安全防范的重点对象。安钢第二炼轧厂坚持“安全第一，预防为主”的方针，制定和采取安全有效的防范措施，加强对重点部位和危险性较大的作业场所的安全管理。对轧机生产线进行全方位的安全生产监控，使安全管理人员和操作人员在及时发现问题或隐患的同时，在操作室和调度室就可以及时处理、解决问题或及时提醒现场的工作人员和操作人员以防事故的发生。

　　优化前的电视监控系统

　　监控系统

　　电视监控系统共有三个监控系统中心，分别是炼钢调度室、轧钢调度室和中心调度室，用视频线(同轴电缆)进行图像信号的传输。炼钢调度室、轧钢调度室和中心调度室均由6台34寸彩色监视器组成的电视墙。系统选用彩色摄像机镜头和云台、多媒体计算机、视频矩阵切换器、智能键盘及彩色监视器、长时间录像机。对生产线和重点部位实现全方位实时监控。

　　系统构成

　　系统主要由前端部分、管理控制设备、终端显示设备、信号传输系统组成。通过长镜头接收光信息，经光学镜片分成两部分，一部分通过日本松下彩色CCD摄像机形成图像信号，另一部分经比色扫描形成信号经A/D转换后和图像信号一起由同轴电缆进入主控器，经数字化处理后的图像在监视器上显示出来。

　　·系统的前端设备由彩色CCD摄像机、镜头、云台、译码器、摄像机防护罩等。

　　·管理控制设备由操作室信号控制器、中心信号控制器、中心矩阵及智能键盘构成。

　　·终端显示设备采用监视器和计算机的CRT构成。

　　·本系统全部采用同轴电缆传输视频和数据信号。

　　优化前安钢第二炼轧厂电视监控系统结构框图示于图1。

　　存在问题及分析

　　原电视监控系统存在的问题如下：

　　·安钢第二炼轧厂的电视监控系统原来共有三个监控系统中心，分别是炼钢调度室、轧钢调度室和中心调度室，不利于集中监控。

　　·完全是视频线(同轴电缆)进行图像信号的传输，视频线易受强电、电磁、高压等电力系统的干扰，受传输距离的限制，需要改进传输方式。

　　·终端画面长期处于不稳定和模糊状态，严重影响了调度对现场的监控和管理，对生产的顺利进行造成影响。

　　优化方案

　　针对系统存在问题，经过详细论证，从以下几方面进行处理：

　　·电视监控系统优化分两步走：第一步完成调度室的监控设备；第二步逐步完善增加并优化改造各个操作室的远程监视设备和光纤传输设备。

　　·移动轧钢调度室和炼钢调度室的工业电视监控终端到中心调度室,取消轧钢调度室和炼钢调度室的工业电视监控，改为中心调度室集中控制。

　　·从连铸操作室经炼钢调度室到中心调度室采用光纤传输。

　　·用三套001T/R型光端机进行信号的传输。

　　·中心调度室增加6台34寸彩色监视器，便于集中监控。

　　传输部分是指传输图像信号，视频信号的流向是从系统前端的摄像机流向数字监控系统的控制中心，根据现场实际情况，采用光缆传输，由于分厂面积较大，厂区分布距离较分散，东西距离较远，采用光缆传输可以避免使用一般电缆传输带来的视频衰减，从而使终端显示的图像更加清晰，在监控点的前端配置视频光端机发射端，在主控室配置视频光端机接收端，视频光端机发射端和视频光端机接收端通过光缆同步传输多路信号实时视频信号，该光端机可适用于多种恶劣环境，是监控系统应用的理想选择。即插即用的设计使得安装极为简便，并且无需进行电气和光学调节，该光端机配有每个独立通道的电源和视频状态指示的LED，可实时监测系统的正常运行。

　　光纤传输系统的特点如下：

　　光纤传输系统主要由三部分组成：光源(光发送机) 、传输介质、检测器(光接收机)。光源和检测器的工作由光端机完成，数字光端机的主要作用就是实现电—光、光—电的转换。光纤作为传输介质具有信号传输损耗低，传输距离远，采用单模光纤；电视信号具有很宽的频带，远距离传输非常困难，用光纤传输视频信号，可保证远距离传输具有很高的信躁比，不需高频补偿，这是常规电缆无法比拟的；抗干扰性强，无电磁辐射，无信号泄露，无接地和短路问题，系统功耗小；光纤传输寿命长。

　　优化后的电视监控系统

　　系统的监控中心设在厂中心调度室，中心调度室有由12台34寸彩色监视器组成的电视墙，电视墙的机架内放置可扩展的SJC12824大型视频矩阵切换器，矩阵切换器内置1块16路视频输入板和2块8路的视频输出板。因此本视频矩阵切换器配备了16路系统的监控中心设在厂中心调度室，中心调度室有由12台34寸彩色监视器组成的电视墙，电视墙的机架内放置可扩展的SJC12824大型视频矩阵切换器，矩阵切换器内置1块16路视频输入板和2块8路的视频输出板。因此本视频矩阵切换器配备了16路视频输入和16路的视频输出，其单个箱体最大输入可达到128路，最大的视频输出可达到24路，是一套扩展性极强的大型矩阵切换控制系统设备。本电视监控系统的图像，经嵌入式数字硬盘录像机，可把视频信号数字化压缩后经网络接口RJ45可接入MIS网。

　　本系统远端是生产线各个操作室需要的远程监控，远端的视频信号通过视频光端机传输到中心调度室，同时每对光端机都带有一路反向的控制信号通道，以实现调度室中心控制矩阵切换器对远端射像机的云台和镜头的动作控制。系统在前端共设有108台松下彩色CCD射像机。
优化后采用光纤传输的电视监控系统结构简图示于图2。

　　系统功能及特点

　　工业电视数字视频网络监控系统具有技术先进、监控严密、防范有力提供储存信息及时准确和与其他防范系统联动运行的功能，它不仅可以对监控现场进行不间断实时监视，还可以通过各种存储媒体将监视内容清晰地记录下来以备随时查阅。特点在于它所采用的是多元信息采集、传输、监控、记录、管理以及一体化集成等一系列高新技术。

　　·监控系统实现现场多画面实时监视和实时视、音频硬盘录像两种功能，录像保存时间可按客户要求设计。现场监视可达到视音频同步实时25帧/秒，采用MPEG-4视音频硬件压缩方式，图像预览监视分辨率达704×576像素以上，录像分辨率达352×288像素以上。

　　·视频存储设备采用硬盘录像机，硬盘空间巨大，实现海量存储。硬盘录像存储文件满时，系统可自动提示，并将存储最早的录像文件自动替换，实现循环录像，同时，可将重要录像文件自动或手动枷锁，防止硬盘满时自动删除。

　　·具有动态监视报警录像功能，灵敏度可调，录像持续时间可调，每路图像支持多个分区检测，视频报警触发时，可预录触发前60秒(预录时间可调)的内容，使录像内容完整。

　　·系统具有自检功能，视频源丢失时系统自动报警。具有图像抓拍、打印功能。具有密码保护功能，防止非法修改系统设置。

　　·系统图像资源压缩为数字图像信号通过厂内局域网传输，便于各级管理人员随时观看。

　　·图像显示方式可以根据管理需要进行预先设定，各监视器可以对任意一台摄像机进行定点显示或4画面、9画面、16画面的显示；同时各监视器可以对所有摄像机或部分摄像机图像进行自动循环显示，也可同时显示16路硬盘录像机放像信号显示图像信号。

　　·系统具有图像可编程功能，操作控制键盘上的相关按键，可以方便地设定各监视器上图像循环切换的内容及时间，自动循环显示时间可在1-30秒内调整。

　　改进后，经过近一年多的实践验证，图像清晰、集中、稳定，效果良好。

　　结语

　　随着生产管理自动化水平不断提高，特别是对于监控对象多、涉及区域广、监控点分散的行业，对远程实时图像的集中监控的要求越来越迫切。同时，随着光通信技术的不断推广，为远程的实时高清晰度的电视监控系统提供了良好的契机。

　　电视监控系统在安钢第二炼轧厂生产线优化改造投用以来，目前运行良好，可靠性高，故障率低，达到了满意的效果。