儲煤倉防爆智能紅外監(jiān)測系統(tǒng)/煤場煤堆紅外測溫遠程監(jiān)控系統(tǒng)

一、項目必要性及背景

煤場管理中，自熱、自燃現(xiàn)象普遍存在，煤堆自熱、自燃不僅浪費能源增加發(fā)電成本而且自燃產(chǎn)生的一氧化碳、二氧化硫等有害氣體嚴重的污染環(huán)境。隨著電廠摻燒制度的不斷推廣和普及，電廠所使用的煤種、產(chǎn)地和來源越來越多，燃料管理工作越來越復(fù)雜，面臨諸多挑戰(zhàn)，其中煤堆發(fā)熱自燃現(xiàn)象越來越嚴重，傳統(tǒng)的人工煤溫巡檢和“燒舊存新”制度越來越不適應(yīng)當(dāng)前煤場現(xiàn)狀，無法有效遏制煤堆發(fā)熱自燃現(xiàn)象。

二、煤堆自燃的原因

煤堆自燃往往需要具備三個主要條件：一是煤質(zhì)有自燃傾向，二是供氧條件好，三是散熱條件差。各種煤質(zhì)的自燃能力是不同的，有的很容易自燃，如褐煤、長焰煤等；有的不容易自燃，如貧煤、無煙煤等，另外，煤的含硫份和含水分越高，氧化反應(yīng)速度越快、放熱越多，煤越易自燃。煤堆發(fā)熱是氧化反應(yīng)，所以煤堆自燃要求煤堆有一定的孔隙率、通風(fēng)條件好。煤堆的氧化反應(yīng)放出熱量，如果散熱條件差，熱量積累會提升煤堆溫度，煤溫度越高氧化反應(yīng)就越劇烈，兩方面相互影響，使得煤堆自燃過程加速。

?因此我公司開發(fā)一套煤場紅外測溫系統(tǒng)

1、系統(tǒng)應(yīng)用目的

儲煤倉安裝紅外熱像儀，用于實時監(jiān)測儲煤倉內(nèi)儲煤表面溫度，及時發(fā)現(xiàn)儲煤自燃情況，定位儲煤自燃位置，從而及時采取處理措施，確保煤倉安全和減少儲煤自燃損失。

系統(tǒng)實現(xiàn)目標(biāo)

系統(tǒng)的建設(shè)達到以下目標(biāo)：

• 自動巡檢：系統(tǒng)具備預(yù)置行程，大利用計算機系統(tǒng)的智能方式運作，無需看管而自動巡測。
• 自動預(yù)警：發(fā)現(xiàn)目標(biāo)煤堆表面溫度異常自動報警，存儲設(shè)備工作狀態(tài)熱圖，提示人員具體位置狀況信息，以便馬上排除故障及給出工作報告。
• 遠程控制：實現(xiàn)對儲煤倉內(nèi)煤堆表層的遠程溫度分析，遠程實時圖像監(jiān)視。
• 告警時，系統(tǒng)發(fā)生聲光告警告知運行人員，并提供告警硬接點，提供給消防、預(yù)警的遠動報警信息。

2.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)在各集控中心設(shè)區(qū)域監(jiān)控中心；在條件成熟的前提下可在調(diào)度中心設(shè)立主控中心。系統(tǒng)的分級拓撲簡圖如圖一所示。

圖一 遠程紅外視頻監(jiān)控系統(tǒng)分級拓撲

2.2系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)計

系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信采用IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)組網(wǎng)，并可使用網(wǎng)絡(luò)延伸器、網(wǎng)橋、路由器設(shè)備延伸接入站點，且能支持IP組播功能。

• 主控中心網(wǎng)絡(luò)至區(qū)域監(jiān)控中心網(wǎng)絡(luò)之間鏈路，采用雙方向10/100/1000Mb/s (10/100/1000BASE)光/電接口互聯(lián)，并實現(xiàn)第三層路由隔離。
• 區(qū)域監(jiān)控中心網(wǎng)絡(luò)至前端系統(tǒng)之間鏈路，采用10/100Mb/s (10/100BASE)光/電接口連接方法。
• 前端至現(xiàn)場設(shè)備之間鏈路，采用雙絞線、光纜等來實現(xiàn)。

3系統(tǒng)功能設(shè)計及特點

3.1監(jiān)控中心功能設(shè)計

監(jiān)控中心主要由軟件組成，是系統(tǒng)功能和管理上的一個組織。由于視頻信號和控制信號已全部接入以太網(wǎng)，以太網(wǎng)內(nèi)任一臺計算機，可通過權(quán)限控制的方式實現(xiàn)監(jiān)控。

監(jiān)控中心的功能概念包括區(qū)域監(jiān)控中心和主控中心。主控中心以權(quán)限管理的方式管理監(jiān)控各區(qū)域監(jiān)控中心，主控中心的功能和區(qū)域監(jiān)控中心的功能要求基本相同。

3.1.1實時圖像監(jiān)控

• 在監(jiān)控中心可實時監(jiān)視各儲煤倉的所有圖像信息，溫度分析，溫度實時監(jiān)控信息，完成遠程紅外圖像的實時顯示、監(jiān)控、存儲、分析、處理報告等功能，通信方式為IP單播、組播方式。
• 在監(jiān)控中心可實時監(jiān)視4路實時紅外圖像信息并實現(xiàn)一機同屏同時監(jiān)視;監(jiān)控中心和MIS網(wǎng)圖像用戶中的多臺終端可以同時監(jiān)控任一儲煤倉紅外圖像。
• 自動巡檢，即系統(tǒng)具備視頻自動巡視功能，在可設(shè)定的間隔時間內(nèi)對監(jiān)控點進行圖像巡檢，參與輪巡的對象可以任意設(shè)定。

3.1.2遠程控制

• 遠程控制紅外監(jiān)控設(shè)備（包括云臺、鏡頭等）；
• 遠程設(shè)置紅外報警參數(shù)，如監(jiān)視位置，報警溫度，報警目標(biāo)，溫差報警等等。
• 遠程設(shè)置紅外系統(tǒng)自動巡回檢查時間，檢查策略等。
• 可進行當(dāng)?shù)鼗蜻h程設(shè)備溫度場分布監(jiān)視控制，可以事先確定設(shè)備溫度場分布監(jiān)視策略，由系統(tǒng)按照制定的策略自動設(shè)備溫度場分布監(jiān)視；也可以通過電子地圖進行設(shè)備溫度場分布監(jiān)視控制

3.1.3告警管理

• 可根據(jù)報警信號位置切換紅外熱像儀器畫面，并實現(xiàn)聲光報警。
• 接收儲煤倉監(jiān)控系統(tǒng)的報警信息，并相應(yīng)紅外熱像儀器進行錄像，以備進行事故調(diào)查；
• 所有報警信息均自動保存，有需要時可打印輸出。
• 根據(jù)預(yù)先設(shè)置的報告格式，自動生成處理報告
• 系統(tǒng)發(fā)生聲光告警，并提供告警硬接點，提供給消防、預(yù)警的遠動報警信息。

3.1.4圖像管理

• 監(jiān)控中心可顯示、存儲各儲煤倉的所選紅外熱像儀實時圖像；
• 監(jiān)控中心可遠程回放站端的任紅外熱像儀的歷史圖像（時間可設(shè)）

3.1.5系統(tǒng)管理

• 系統(tǒng)具有較強的容錯性，不會因誤操作等原因而導(dǎo)致系統(tǒng)出錯和崩潰；
• 系統(tǒng)具有對站端設(shè)備遠程配置、遠程維護、遠程啟動的能力；
• 自動生成系統(tǒng)運行日志。

3.1.6網(wǎng)絡(luò)瀏覽

    系統(tǒng)提供圖像的Web服務(wù)，Web服務(wù)器設(shè)在區(qū)域監(jiān)控中心；

系統(tǒng)可使用網(wǎng)上辦公電腦作為分控工作站（配適當(dāng)軟件）；

4.主要設(shè)備及性能特點

站端設(shè)備安裝在煤場操作中心，完成變電站現(xiàn)場各種信息采集、處理、監(jiān)控和與監(jiān)控中心的網(wǎng)絡(luò)通信。各部分的配置和性能如下：

紅外熱像儀系統(tǒng)技術(shù)規(guī)格

5系統(tǒng)軟件設(shè)計

5.1軟件設(shè)計概述

• 系統(tǒng)具有性能可靠、技術(shù)成熟、功能完善、體系先進的分布式結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)配置靈活、操作方便、布局合理，滿足長時間穩(wěn)定工作的要求。
• 系統(tǒng)具有良好的標(biāo)準(zhǔn)性、開放性、集成性、安全性、可擴充性及可維護性，可根據(jù)需要方便地進行網(wǎng)絡(luò)逐級匯接，增減各類站級前端設(shè)備等。
• 系統(tǒng)所使用的視音頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)采用符合大規(guī)模拓撲網(wǎng)絡(luò)的傳輸需要的、低比特率的、交互式的、先進通用的標(biāo)準(zhǔn)。
• 系統(tǒng)所用軟件、硬件、人機界面、通信協(xié)議和通信接口等遵循當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)、工業(yè)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
• 采用符合標(biāo)準(zhǔn)的耐壓、抗浪涌電壓沖擊、抗雷擊、抗強電磁干擾等其它抗干擾措施。
• 系統(tǒng)各層次的網(wǎng)絡(luò)互連優(yōu)先使用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資源。

5.2軟件功能設(shè)計

系統(tǒng)實現(xiàn)以下功能：

• 自動巡檢：系統(tǒng)具備預(yù)置行程，大利用機器智能方式運作，無需看管而自動巡測。
• 自動預(yù)警：發(fā)現(xiàn)目標(biāo)設(shè)備溫度異常自動報警，提示人員具體位置狀況信息，以便馬上排除故障。
• 輔助監(jiān)視其他易燃設(shè)備的外觀狀態(tài)、工作狀態(tài)、溫度場分布情況；

5.3軟件操作說明

系統(tǒng)開機后，自動進入監(jiān)控程序，系統(tǒng)界面如圖。系統(tǒng)的操作主要包括連接控制、視頻控制（包括紅外成像儀）、圖像采集、消息及系統(tǒng)信息等操作。

主要功能區(qū)域為：

• 圖像顯示區(qū)域：四個窗口對應(yīng)四個監(jiān)視設(shè)備的實時監(jiān)視圖像，周圍顯示為紅線（圖中顯示細紅線）的窗口為當(dāng)前控制所對應(yīng)的窗口。在監(jiān)視圖像窗口上對可以通過鼠標(biāo)對普通攝象機進行方向控制，對紅外熱像儀進行溫度分析控制。
• 設(shè)備控制區(qū)域：進行視頻切換，云臺控制，數(shù)據(jù)采集，巡航設(shè)置等功能。

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