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丹江口水电厂工业电视监控系统的应用(1)

北极星电力网技术频道    作者:聂秋玲   2012/6/19 13:41:00   

 关键词:  水电厂自动化

摘 要:阐述了工业电视监控系统在丹江口水电厂的应用。介绍系统组成,工作原理,功能,与水电厂的其他综合自动化系统的接口方式和通讯协议,对该系统的扩容改造,旧工业电视系统的接入提出自己的观点和看法。

1 前言

水电厂运行不同值班方式对水电厂自动化有明确的不同的技术要求。基础自动化(包括机组调速、励磁、机组及其附属设备的自动操作和水力机械、全厂共用辅助设备的自动化)的完善可靠工作是实现从多人值班向机电合一,中控室集中少人值班的必要条件。一般情况下,对基础自动化设备或系统进行监视都通过计算机监控系统采集的信息来实现的。其缺点是对现场环境(人,设备,线路等对象)缺乏直观的观察和了解。工业电视作为监控系统的补充手段,具有可靠性,实时性,清晰性,可记录性的特点,是实现电厂安全运行的重要保障。

本文将结合丹江口水电厂工业电视监控系统的实施,简要介绍该系统的构成及运行中发现的问题,对系统的扩容,旧工业电视系统设备的接入提出解决方案。

2 简介

丹江口水电厂共装有六台水轮发电机组,总装机容量90万千瓦, 110kV开关站及220kV开关站各一座。由于中控室距开关站较远且监测对象地理分布较广,只能在开关站增加值班室,由运行人员经常现场操作、监视各开关,隔离刀闸状态,不能满足水电厂“无人值班”(少人值守)的要求。随着全国水电厂综合自动化水平的提升,工业电视监控系统在水电自动化领域应用越来越广。工业电视监控系统原属于应用电视技术范畴,现已经成为实现水电厂“无人值班”(少人值守)的重要技术保障。电厂原有的工业电视系统于1995年安装,共设计4个摄像头,局限于厂房、监控系统机房、及停车库的监视,改造工程在110KV开关站、220KV开关站,变压器尾水平台增设了12个摄像头于2002年底完工。

2.1 工业电视监控系统硬件组成

丹江口工业电视监控系统是一个相对独立的监视系统,由前端设备,集成控制系统,硬盘实时录像,分控设备等设备组成。系统采用RS-422总线标准,完成与前端设备的通信接口,通过TCP/IP网络协议族UDP协议,实现与厂内MIS系统互联使的维护人员和管理人员可在办公网上实现画面浏览。系统组成如图1所示。

① 前端设备主要由ST3607远端解码器,云台、DSP彩色摄像机、防护罩、平衡传输器202T等构成。

② 集中控制系统主要由美国PELCO9740系列主控电脑、矩阵切换主机,字符叠加器,视频分配器,报警切换机,平衡传输器202R10组成。

③ 硬盘实时录像主要由大屏幕工业级CRT监视器,综合影像处理机AD612C(硬盘录像机)构成。

④ 分控管理机设备可由一台X86个人PC机完成控制任务。

图1 系统组成图

2.2 软件组成

2.2.1 控制软件

主机应用控制软件,分控管理机应用软件,POS-Watch(网络影像传输)软件,前端设备控制软件。

2.2.2 调试软件

汉字字符添加组态软件,硬盘录像机升级软件,主机调试软件等。

2.3 系统功能

视频采集与控制;

影像录影与压缩;

不间断网络影像实时传输与历史重播。

3 系统的软、硬件性能、特点

① 前端设备在工程中远端解码器安装在配有云台及电动镜头的摄像机旁,使用多芯控制线直接与云台及电动镜头相联,并另有通信线。解码器采用主控芯片使用AT8031,通讯接口RS-422,通讯速率为9600bps,多点对一点,外总线方式与集成控制系统主机通讯,接受分控机命令。控制云台上下左右转动、提供摄像机直流12V电源并完成镜头的远近,焦距,光圈控制、云台的雨刮运动、云台交流24V电源。彩色摄像机内部电路使用大规模数字信号处理(DSP)芯片,水平清晰度大于400线。具有屏幕菜单显示(On-Srceen Display 简称OSD)功能。经过使用了一段时间以后,现将镜头设置为自动光圈,有利于摄像机对背景光补偿。全天侯室外型防护罩可以由内部电路自动完成电热,除湿功能,并接受远端解码器的雨刮控制信号。平衡传输器KDS202T/202R10成对使用。202T将由摄像机出来的V-OUT视频信号调制成为并且针对变电站50HZ工业干扰严重,采用了专门屏蔽技术。

② 主控CCU单元类似与一台486工控机,内置电子盘安装嵌入式操作系统,通过ISA总线RS422串口板与系统中各设备通讯。视频矩阵现可接入16 IN/16 OUT视频信号。5路可编程输出信号,其中4路输出信号自动循环送硬盘实时录像单元,1路送分控主机。并且视频矩阵可通过扩充板卡最多增至1024路视频信号。通过字符叠加器把各个监测点中文ID名称添加进入画面。

③ 硬盘实时录像设备AD612C,采用非个人PC电脑式机顶盒体系构架,获得高可靠性,并且提供pnp 热插拔高速串行通信总线IEEE 1394 接口,完成400Mbps高速备份。分屏显示功能提供1,4,9,16多种画面组合。

④ 分控主机控制过程,如图2所示。

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