煤場煤堆紅外測溫遠程監控系統/煤堆紅外測溫系統

一、項目必要性及背景

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

二、煤堆自燃的原因

煤堆自燃往往需要具備三個主要條件：一是煤質有自燃傾向，二是供氧條件好，三是散熱條件差。各種煤質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，氧化反應速度越快、放熱越多，煤越易自燃。煤堆發熱是氧化反應，所以煤堆自燃要求煤堆有一定的孔隙率、通風條件好。煤堆的氧化反應放出熱量，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。

?因此我公司開發一套煤場紅外測溫系統

1、系統應用目的

儲煤倉安裝紅外熱像儀，用于實時監測儲煤倉內儲煤表面溫度，及時發現儲煤自燃情況，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。

系統實現目標

系統的建設達到以下目標：

• 自動巡檢：系統具備預置行程，大利用計算機系統的智能方式運作，無需看管而自動巡測。
• 自動預警：發現目標煤堆表面溫度異常自動報警，存儲設備工作狀態熱圖，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：實現對儲煤倉內煤堆表層的遠程溫度分析，遠程實時圖像監視。
• 告警時，系統發生聲光告警告知運行人員，并提供告警硬接點，提供給消防、預警的遠動報警信息。

2.系統結構

系統在各集控中心設區域監控中心；在條件成熟的前提下可在調度中心設立主控中心。系統的分級拓撲簡圖如圖一所示。

圖一 遠程紅外視頻監控系統分級拓撲

2.2系統網絡通信設計

系統網絡通信采用IP網絡技術組網，并可使用網絡延伸器、網橋、路由器設備延伸接入站點，且能支持IP組播功能。

• 主控中心網絡至區域監控中心網絡之間鏈路，采用雙方向10/100/1000Mb/s (10/100/1000BASE)光/電接口互聯，并實現第三層路由隔離。
• 區域監控中心網絡至前端系統之間鏈路，采用10/100Mb/s (10/100BASE)光/電接口連接方法。
• 前端至現場設備之間鏈路，采用雙絞線、光纜等來實現。

3系統功能設計及特點

3.1監控中心功能設計

監控中心主要由軟件組成，是系統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，以太網內任一臺計算機，可通過權限控制的方式實現監控。

監控中心的功能概念包括區域監控中心和主控中心。主控中心以權限管理的方式管理監控各區域監控中心，主控中心的功能和區域監控中心的功能要求基本相同。

3.1.1實時圖像監控

• 在監控中心可實時監視各儲煤倉的所有圖像信息，溫度分析，溫度實時監控信息，完成遠程紅外圖像的實時顯示、監控、存儲、分析、處理報告等功能，通信方式為IP單播、組播方式。
• 在監控中心可實時監視4路實時紅外圖像信息并實現一機同屏同時監視;監控中心和MIS網圖像用戶中的多臺終端可以同時監控任一儲煤倉紅外圖像。
• 自動巡檢，即系統具備視頻自動巡視功能，在可設定的間隔時間內對監控點進行圖像巡檢，參與輪巡的對象可以任意設定。

3.1.2遠程控制

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

3.1.3告警管理

• 可根據報警信號位置切換紅外熱像儀器畫面，并實現聲光報警。
• 接收儲煤倉監控系統的報警信息，并相應紅外熱像儀器進行錄像，以備進行事故調查；
• 所有報警信息均自動保存，有需要時可打印輸出。
• 根據預先設置的報告格式，自動生成處理報告
• 系統發生聲光告警，并提供告警硬接點，提供給消防、預警的遠動報警信息。

3.1.4圖像管理

• 監控中心可顯示、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）

3.1.5系統管理

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

3.1.6網絡瀏覽

    系統提供圖像的Web服務，Web服務器設在區域監控中心；

系統可使用網上辦公電腦作為分控工作站（配適當軟件）；

4.主要設備及性能特點

站端設備安裝在煤場操作中心，完成變電站現場各種信息采集、處理、監控和與監控中心的網絡通信。各部分的配置和性能如下：

紅外熱像儀系統技術規格

5系統軟件設計

5.1軟件設計概述

• 系統具有性能可靠、技術成熟、功能*、體系先進的分布式結構，系統配置靈活、操作方便、布局合理，滿足長時間穩定工作的要求。
• 系統具有良好的標準性、開放性、集成性、安全性、可擴充性及可維護性，可根據需要方便地進行網絡逐級匯接，增減各類站級前端設備等。
• 系統所使用的視音頻編解碼標準采用符合大規模拓撲網絡的傳輸需要的、低比特率的、交互式的、先進通用的標準。
• 系統所用軟件、硬件、人機界面、通信協議和通信接口等遵循當前新標準、國家標準、工業或行業標準。
• 采用符合標準的耐壓、抗浪涌電壓沖擊、抗雷擊、抗強電磁干擾等其它抗干擾措施。
• 系統各層次的網絡互連優先使用現有的網絡資源。

5.2軟件功能設計

系統實現以下功能：

• 自動巡檢：系統具備預置行程，大利用機器智能方式運作，無需看管而自動巡測。
• 自動預警：發現目標設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。
• 輔助監視其他易燃設備的外觀狀態、工作狀態、溫度場分布情況；

5.3軟件操作說明

系統開機后，自動進入監控程序，系統界面如圖。系統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、消息及系統信息等操作。

主要功能區域為：

• 圖像顯示區域：四個窗口對應四個監視設備的實時監視圖像，周圍顯示為紅線（圖中顯示細紅線）的窗口為當前控制所對應的窗口。在監視圖像窗口上對可以通過鼠標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。
• 設備控制區域：進行視頻切換，云臺控制，數據采集，巡航設置等功能。

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