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仪表厂仪表工程车间孟凡超,烯烃厂监控系统维护,中国石油天然气集团公司,2/10,目录,第一章监控系统概况,第二章监控系统组成,第三章监控系统结构,第四章系统故障处理,3/10,监控系统的发展,视频监控系统是指能够提供实时图像、声音和报警信号，并进行远程传输、图像存储、数据管理的安防系统类型，可以分为模拟监控系统、网络监控系统和混合监控系统。视频监控技术的发展经历了三个阶段：1.20世纪90年代初期的模拟监控系统，采用模拟摄像机采集视频，利用同轴电缆搭建传输线路，以模拟卡带式录像机存储视频监控信号；2.20世纪90年中后期的数字视频监控系统，将采用了嵌入式微处理器技术和嵌入式操作系统的数字硬盘录像机（dvr）引入监控领域，实现了视频信号的数字化存储，数字式视频监控系统在图像采集、数据处理、清晰显示等方面有了很大进步；3.进入21世纪后的网络视频监控系统，以内嵌编码器的网络摄像机和数据处理能力更加强大的网络硬盘录像机（nvr）和网络视频服务器（dvs）为主要设备，利用网线和路由器搭建视频传输网络，实现了通过网络远程监控的目标，并具备了强大的网络控制管理能力，成为今后视频监控系统的主要发展方向。,一.监控系统概况,4/10,二.监控系统组成,模拟视频监控系统主要由视频采集部分、信号传输部分、控制与存储控制部分以及显示部分四大块组成，此外还包括各个设备的供电电源。有特殊需要的情况下模拟监控系统还应该具有照明系统和防雷系统。视频采集设备：指系统前端采集视频信息的设备。操作者通过视频采集设备获取图像等信息。视频采集设备主要包括摄像机和镜头，其配套设备主要有支架，云台，护罩，解码器，补光灯等；信号传输设备：视频信号传输和控制信号传输同步但逆向，相关设备包括光端机、视频线、控制线、光纤、网络等；存储控制设备：从前端接收视频信号进行存储和实时预览，向前端发送控制信号，是视频监控系统的核心设备。主要包括矩阵、键盘、嵌入式硬盘录像机、工控电脑等；终端显示设备：工业监视器、民用显示器、拼接屏等。,5/10,二.监控系统组成,6/10,监控系统信号,二.监控系统组成,模拟监控系统涉及到到以下主要信号：1.视频信号：由摄像机的光电耦合元件（如ccd、coms等）将光学影像转换成视频电信号，以同轴视频线缆作为传输载体；2.控制信号：由终端设备向前端设备发出的包含动作信息的电压信号，例如rs485信号、rs232信号等，以控制线缆作为传输载体；3.光信号：由光端机将视频信号和控制信号转换成光传输信号，在光缆中远距离传输。,视频信号,控制信号,视频信号,控制信号,光信号,系统前端,系统终端,7/10,监控系统线缆,二.监控系统组成,模拟监控系统中经常用到以下线缆：1.视频线缆：用于传输视频信号；2.控制线缆：用于传输控制信号；3.电源线缆：用于为监控系统内各个设备供电；4.光传输线缆：用于长距离传输，分为光缆和光纤跳线等；5.网线：用于搭建监控网络。6.高清视频线：用于向显示器传输高清视频信号，入vga线和hdmi线等。,8/10,视频线缆,二.监控系统组成,实心聚乙烯绝缘同轴电缆，国标代号是射频电缆，监控系统中用于传输模拟视频信号，常用型号syv75-3或者syv75-5。其中75代表阻抗，3或者代表线缆的绝缘外径（3mm或5mm）,9/10,电源线缆和控制线缆,二.监控系统组成,铜芯聚氯乙烯绝缘屏蔽聚氯乙烯护套软电缆，缩写rvvp，在监控系统中常用三芯rvvp作为电源线，而两芯rvvp则被用作控制线。,10/10,光缆和光纤跳线,二.监控系统组成,光缆是包含一定数量的光纤，用于实现光信号传输的一种线缆，主要是由光导纤维和塑料保护套管及塑料外皮构成。,光纤跳线用来做从设备到光缆的跳接线，一般用在光端机和终端盒之间的连接，具有多种接口规格。,11/10,网线,二.监控系统组成,我们常说的网线又叫双绞线，是由许多对线组成的数据传输线。它的特点就是价格便宜，所以被广泛应用，如我们常见的电话线等。它是用来和rj45水晶头相连的。监控系统中常采用五类和超五类网线。网线的接口叫做rj45接口，俗称水晶头,12/10,监控系统接头和端子,二.监控系统组成,模拟监控系统中经常以下接头端子：1.视频接头：常用bnc接头2.控制端子：常用rs485端子；3.光纤接头：常用fc、st等；,13/10,bnc视频接头,二.监控系统组成,bnc接头，是一种用于同轴电缆的连接器，全称是卡扣配合型连接器。与视频同轴线缆搭配使用。,14/10,监控系统接头和端子,二.监控系统组成,rs485接口组成的半双工网络，一般是两线制，逻辑“1”以两线间的电压差为-2v至-6v表示；逻辑“0”以两线间的电压差为+2至+6v表示。监控系统中rs485接口与两芯控制线缆搭配用于传输控制信号。,15/10,光纤接头,二.监控系统组成,光纤接头可以将两根光纤永久地或可分离开地联结在一起，并有保护部件的接续部分，光纤接头是光纤的末端装置。fc接头：圆形带螺纹接头，是金属接头，一般电信网络采用，有一螺帽拧到适配器上。sc接头：外壳为塑料材质，外形为矩形，紧固方式为插拔销闩式，无需旋转。st接头：外壳为圆形，固定方式为螺丝扣。,16/10,摄像机,二.监控系统组成,摄像机是监控系统的图像采集设备，将采集到的监控画面通过线缆传输到终端设备中。按结构分为一体式摄像机（机体和镜头不可分）、枪式摄像机（机体和镜头分开）、半球式摄像机（主要安装在于室内天花板）、吊装快球摄像机（将云台和摄像机整合在一起）等类型。,按功能分为模拟摄像机（输出视频电信号）、网络摄像机（内嵌视频编码模块，输出网络视频信号）等类型。模拟摄像机的视频输出端口为bnc接口，利用同轴电缆传输信号。网络摄像机的视频输出端口为rj45网络接口，利用网线传输信号。,17/10,模拟摄像机,二.监控系统组成,模拟摄像机的视频输出端口为bnc接口，将采集到的模拟视频信号通过同轴视频缆缆向终端传输。,bnc视频接口，连接同轴视频线,18/10,网络摄像机,二.监控系统组成,网络摄像机在机体内集成了视频编码模块，将模拟视频信号经过h.264等编码协议封装为网络视频信号通过网络传输，相应地在系统终端应该配备解码设备，将网络视频信号还原为模拟视频信号用于预览和存储。,rj45网络接口，连接网线,19/10,解码器,二.监控系统组成,解码器是对电源进行分路和变压，与控制设备（例如硬盘录像机）进行通讯的设备，主要结构为一块电路板，能够为云台、摄像机等前端设备提供工作电压并提供控制信号的设备。解码器将系统终端的控制设备传输来的控制信号解码，控制云台的上、下、左、右旋转，镜头的变焦、聚焦、光圈变化；为摄像机、防护罩雨刷器、投光灯等设备提供电源。,20/10,解码器内部端子,二.监控系统组成,21/10,云台,二.监控系统组成,云台是一种用于承载摄像机和护罩的工作台，云台具有水平和垂直运动的功能。云台通过解码器获得控制动作电压，当云台从解码器接到上、下动作电压时，垂直电机转动，经减速箱带动垂直传动轮盘转动；从解码器接到左、右动作电压时，水平电机转动并经减速箱带动云台底部的水平齿轮盘转动，实现云台的动作，使得摄像机具有更大拍摄范围。,22/10,避雷保护器,二.监控系统组成,避雷器保护器也称浪涌保护器、过电压保护器，能够在前端设备遭受雷击时保护终端设备。三合一避雷器是指能够实现电源线路、视频线路、控制线路等三条线路的过电压保护，主要应用于模拟监控系统。,二合一避雷器是指能够实现电源线路和网络线路等两条线路的过电压保护，主要应用于网络监控系统。,三合一避雷器,二合一避雷器,23/10,避雷保护器接线,二.监控系统组成,网线,电源线,视频线,电源线,控制线,24/10,光端机,二.监控系统组成,视频传输距离在300米以上时建议采用传输损耗小的光缆传输方式来保证图像质量。光端机能够实现视频电信号和光信号的相互转换，安装在光缆的两端，一般成对使用，分为光发射机和光接收机。,光纤收发器,网络监控系统中的光传输设备叫做光纤收发器，功能与光端机类似，只是,视频光端机,25/10,视频光端机接线图,二.监控系统组成,光端接收机,光缆,光端发射机,视频线,视频线,视频线,26/10,光纤收发器接线图,二.监控系统组成,网线,视频线,网线,光缆,27/10,电源适配器,监控系统中的电源适配器一般是用于给直流供电设备提供所需电源的变压设备。例如光端机一般配用av220vdc5v的适配器，而摄像机一般配用av220vdc12v的适配器。,二.监控系统组成,28/10,硬盘录像机,硬盘录像机是视频信号的存储设备和控制信号的发射设备，能够将前端设备采集到的视频信号存储在录像机的硬盘内，并能随时调取。硬盘录像机的主输出口具有画面分割功能。硬盘录像机还是向前端云台和摄像头发出控制信号的控制主机。,二.监控系统组成,早期的模拟录像机采用录像带存储；数字硬盘录像机（dvr）将数据存储部件换成数字硬盘，但仍然只能接收模拟视频信号；网络硬盘录像机（nvr）能够接收网络传输的视频信号，直接存储在硬盘中；此外还有即能接收模拟视频信号又能接收网络视频信号的混合硬盘录像机。,29/10,数字硬盘录像机端口,二.监控系统组成,videoin：模拟视频输入端口,videoout：模拟视频输出端口,vga：高清数字视频输出端口,rs485+/-：485控制信号输出端口,30/10,dvr和nvr区别,二.监控系统组成,bnc视频接头：数字硬盘录像机接收视频线传输来的模拟视频信号。,rj45网口：网络硬盘录像机接收由网络传输来的网络视频信号。,31/10,数字硬盘录像机连接图,二.监控系统组成,32/10,网络硬盘录像机连接图,二.监控系统组成,33/10,视频服务器,二.监控系统组成,网络视频服务器（dvs）又叫数字视频编码器，是一种压缩、处理音视频数据的专业网络传输设备，主要是提供视频压缩或解压功能，基于mpeg-4或h.264协议将输入的模拟视频信号转换为网络视频信号并提供给网络硬盘录像机。,34/10,视频服务器,二.监控系统组成,网络视频信号输出端口，通过交换机与网络硬盘录像机相连。,模拟视频信号输入端口，对模拟视频信号进行编码。,模拟视频信号,网络视频信号,35/10,二.监控系统组成,显示器,显示器与硬盘录像机的信号输出端口相连，将采集到的监控图像实时显示。硬盘录像机的信号输出端口输出分为模拟信号输出端口和数字信号输出端口。广义的显示器分为工业监视器、民用液晶电视、台式机显示器和拼接屏等。,36/10,显示器连接方式,二.监控系统组成,硬盘录像机模拟输出口以videoout标识，与同轴视频线连接，引入民用液晶电视或者工业监视器。,视频线,vga线,硬盘录像机的数字输出口以vga或者hdmi标识，与vga线或者hdmi现连接，引入台式机显示器。,台式机显示器,民用液晶电视,37/10,三.监控系统结构,烯烃厂各装置监控系统按照设备配置不同、安装时间不同可以分为模拟监控系统和混合型监控系统：模拟监控系统：以数字硬盘录像机(dvr)作为监控主机，采用模拟摄像机采集dvr数字存储的模式，包括公用车间监控系统、裂解装置监控系统、聚乙烯装置监控系统。混合监控系统：以视频服务器（dvs）和网络硬盘录像机（nvr）共同作为监控主机，采用模拟摄像机采集nvr网络存储的模式，包括e5罐区监控系统、b2罐区监控系统、eo罐区监控系统和乙二醇装置监控系统。,烯烃厂各装置监控系统结构,38/10,以硬盘录像机为核心的模拟监控系统,三.监控系统结构,39/10,模拟监控系统数据流,三.模拟监控系统结构,40/10,以视频服务器+网络硬盘录像机为核心的混合监控系统,三.监控系统结构,41/10,三.监控系统结构,混合监控系统数据流,42/10,四.系统故障处理,监控系统检修原则,1.模拟监控系统故障查找应先确定故障面（现场还是控制室，前端还是后端），再查找故障点。,2.监控系统的故障识别应该本着先供电，再线路，再设备的原则。,3.监控系统的故障处理应该先易后难，先软件（系统参数配置）后硬件；先后端（批量）再前端（独立）。,43/10,监控系统检修原则,四.系统故障处理,1.先供电：电源故障大致有如下几种可能：供电线路或供电电压不正确、功率不够(或某一路供电线路的线径不够，降压过大等)、供电系统的传输线路出现短路、断路、瞬间过压等。,2.再线路：监控系统中线缆连结有很多条，若施工工艺不好，特别是与设备相接的线路和接头处理不好，就会出现断路、短路、线间绝缘不良、误接线等故障。,3.再设备:各种设备和部件都有可能发生质量问题，或由于长期使用发生运行故障。,44/10,模拟视频监控系统接线图,四.系统故障处理,电源,45/10,无视频图像,四.系统故障处理,批量视频丢失：如果所有显示器同时出现视频图像丢失，首先要检查系统集中供电电源是否正常工作，是否电源跳闸；接着检查监控主机供电是否正常，然后查看硬盘录像机的主输出接头和线路是否故障。,单独视频丢失：如果某个显示器无图像，先检查显示器是否开机，显示器工作模式是否正常（av还是tv模式），再检查显示器视频接头内部闲心是否出现短路，接着查看视频线路是否有短路；光端机供电是否正常，光纤跳线是否折断；然后检查摄像机电源适配器极性是否正确，输出电压是否正常。,46/10,监控图像异常,四.系统故障处理,显示器图像出现滚动条纹或者雪花，影响监控效果。,检测监