研華風(fēng)電場(chǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)方案

研華風(fēng)電場(chǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)方案

1.1 風(fēng)電需求

       風(fēng)電廠的運(yùn)行管理受地域?qū)掗煛⑦\(yùn)行人員少、設(shè)備價(jià)值高等因素限制，對(duì)設(shè)備及時(shí)監(jiān)控和巡視是十分必要的。研華公司根據(jù)運(yùn)行實(shí)踐，綜合利用視頻監(jiān)控技術(shù)和綜合自動(dòng)化技術(shù)，建立起現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控診斷系統(tǒng)，較好地解決了運(yùn)行人員不足，勞動(dòng)強(qiáng)度大的問題，提高了運(yùn)行管理水平。

      視頻監(jiān)控系統(tǒng)是一種新型的自動(dòng)化系統(tǒng)，它綜合利用了視頻技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將發(fā)電廠和變電站內(nèi)采用攝像機(jī)拍攝的視頻圖像遠(yuǎn)距離傳輸?shù)郊�控中心和管理中心，使主站的運(yùn)行管理人員可以借此對(duì)場(chǎng)站電氣設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控，以保證場(chǎng)站的安全運(yùn)行和安全生產(chǎn)。遙視系統(tǒng)是電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，是因場(chǎng)站無人值班和安全生產(chǎn)的迫切需求而產(chǎn)生的。

 一般系統(tǒng)需求：

1.   風(fēng)電廠由于設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)考慮到少人值班，加之設(shè)備巡視區(qū)域廣闊，運(yùn)行人員工作強(qiáng)度大，信息傳遞及時(shí)性要求高，設(shè)備安全和運(yùn)行監(jiān)控要求遠(yuǎn)高于一般場(chǎng)站，因此安裝視頻監(jiān)控系統(tǒng)更加必要。 

2.   監(jiān)控中心可以通過專有的視頻監(jiān)控服務(wù)器及大屏幕同時(shí)監(jiān)控風(fēng)電場(chǎng)所有風(fēng)機(jī)圖像。

3.   視頻服務(wù)器可以存儲(chǔ)監(jiān)控圖像，提供預(yù)覽、回放、多重視頻窗口等功能。

4.   風(fēng)機(jī)監(jiān)控畫面可以同時(shí)無縫整合到原有SCADA監(jiān)控系統(tǒng)中。

5.   查看視頻畫面同時(shí)可以看到IO數(shù)據(jù)，例如齒輪箱溫度，發(fā)電機(jī)溫度，油壓、轉(zhuǎn)速等等。

6.   基于IP傳輸，風(fēng)場(chǎng)遠(yuǎn)程集群監(jiān)控系統(tǒng)也可以查看現(xiàn)場(chǎng)視頻畫面。 

7.   實(shí)現(xiàn)語音通話功能，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程風(fēng)機(jī)故障技術(shù)協(xié)助功能。

1.2 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

       風(fēng)電視頻監(jiān)控方案的結(jié)構(gòu)架構(gòu)示意圖如下。該系統(tǒng)以節(jié)約用戶成本，最大滿足客戶需求為目的，建立安全，穩(wěn)定的視頻數(shù)據(jù)傳輸方案。風(fēng)機(jī)到中控室數(shù)據(jù)傳輸基于現(xiàn)有的以太工業(yè)環(huán)網(wǎng)，將數(shù)據(jù)安全傳送到中控室，同時(shí)將視頻數(shù)據(jù)和風(fēng)場(chǎng)SCADA數(shù)據(jù)進(jìn)行無縫整合。客戶可以自主監(jiān)控風(fēng)機(jī)運(yùn)行情況，降低維護(hù)成本。通過防火墻設(shè)置VPN實(shí)現(xiàn)多個(gè)風(fēng)場(chǎng)的數(shù)據(jù)整合，為專家診斷提供便利條件，實(shí)現(xiàn)了成本低廉，使用方便功能強(qiáng)大的特點(diǎn)。

                                    圖1 視頻傳輸系統(tǒng)架構(gòu)示意圖

                                  圖2 視頻服務(wù)器連接示意圖

                               圖3 視頻傳輸網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖

1.3 視頻監(jiān)控點(diǎn)描述及安裝方式

       本系統(tǒng)考慮到各個(gè)用戶的需求不同，所關(guān)注的監(jiān)控節(jié)點(diǎn)也不同，每個(gè)方案可以依據(jù)不同的風(fēng)場(chǎng)自行進(jìn)行修改。研華提供方案建議對(duì)機(jī)艙內(nèi)部的輪轂、主軸、發(fā)電機(jī)、偏航馬鞍弧進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控，對(duì)塔基監(jiān)控；風(fēng)機(jī)外方監(jiān)控采用距離風(fēng)機(jī)65米左右立桿進(jìn)行監(jiān)控。

視頻服務(wù)器安裝可選擇安裝到控制柜（導(dǎo)軌安裝），也可以選擇就近安裝在攝像機(jī)旁邊。攝像機(jī)安裝可以依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行安裝。

                                                   塔基攝像機(jī)安裝

                                              風(fēng)機(jī)外部攝像機(jī)安裝

                                           機(jī)艙內(nèi)部安裝 

攝像機(jī)通過同軸電纜連接到視頻服務(wù)器上，同軸電纜的距離最好不要超過20米，若距離超過20米，最好將視頻服務(wù)器靠近攝像機(jī)安裝。視頻服務(wù)器是以用超5類網(wǎng)線連接至交換機(jī)，視頻信號(hào)通過已有的環(huán)網(wǎng)交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸至位于升壓站的監(jiān)控中心。

1.4 系統(tǒng)綜述

        研華風(fēng)電視頻監(jiān)控系統(tǒng)是基于以太網(wǎng)傳送數(shù)據(jù)，滿足苛刻工業(yè)環(huán)境，無縫整合SCADA系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了基于以太網(wǎng)的視頻、語音和安防系統(tǒng)。其成本低，使用方便，為客戶提供了先進(jìn)的風(fēng)機(jī)維護(hù)平臺(tái)和監(jiān)控平臺(tái)。由于數(shù)據(jù)點(diǎn)分布較廣，使用點(diǎn)數(shù)較多，NVS-35X0視頻服務(wù)器支持多種視頻格式和視頻流，用戶可以根據(jù)自己的需求進(jìn)行調(diào)節(jié)格式，以滿足客戶在不同的通訊條件下的穩(wěn)定傳輸。本產(chǎn)品支持雙通道，支持多頁顯示。

1.4.1 優(yōu)異視頻性能

1．支持3種視頻格式: MJPEG/MPEG4/H.264

2．視頻流可達(dá)30fps@D1 (all streams at same time)

3．支持雙通道且每個(gè)通道支持多頁顯示(不同的Resolution/compression/frame rate) 

4．OSD: Date/Time/Title/IO info

5.在線視頻質(zhì)量設(shè)定(Brightness/Contrast/Hue/Saturation/Sharpness) 

6．支持CBR&VBR

7．支持語音流

1.4.2 先進(jìn)性和可擴(kuò)展性

1、基于以太網(wǎng)的WPM系統(tǒng)

2、工業(yè)數(shù)據(jù)傳輸及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

3、基于以太網(wǎng)的視頻、語音、安防系統(tǒng)

4、基于以太網(wǎng)的風(fēng)機(jī)在線狀態(tài)診斷系統(tǒng)

5、工業(yè)以太網(wǎng)通訊系統(tǒng)及工業(yè)服務(wù)器

6、運(yùn)動(dòng)偵測(cè)以及為SCADA軟件提供視頻OCX接口。

7、提供先進(jìn)的功能包含SDKs, OCX和API庫。

系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)應(yīng)具有兼容性和可擴(kuò)展性。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)要能夠靈活的擴(kuò)充，滿足用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)功能需求的不斷增長。這樣可以讓用戶在未來以較小的代價(jià)，通過產(chǎn)品升級(jí)，采用新的技術(shù)來擴(kuò)充現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的功能，有效地保護(hù)用戶的投資。

1.4.3 標(biāo)準(zhǔn)化、可兼容性

1、風(fēng)機(jī)裝機(jī)容量不斷成長

2、單機(jī)銷售價(jià)格急速下降，運(yùn)維市場(chǎng)市場(chǎng)空間巨大

3、維護(hù)手段和平臺(tái)滯后、運(yùn)維成本居高不下

4、維護(hù)診斷的及時(shí)性及準(zhǔn)確性需求

5、市場(chǎng)競爭由單機(jī)價(jià)格到質(zhì)保期限到運(yùn)維服務(wù)水平的綜合競爭

6、可以和客戶原有SCADA系統(tǒng)無縫整合

當(dāng)前各項(xiàng)信息技術(shù)發(fā)展迅速，新的設(shè)備和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不斷涌現(xiàn)并趨于成熟。堅(jiān)持高起點(diǎn)，選用先進(jìn)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)備，將應(yīng)用系統(tǒng)的技術(shù)水平定位在一個(gè)較高的層次上，以滿足現(xiàn)時(shí)以及未來發(fā)展的需要。

1.4.4 成熟性

1、通過鼠標(biāo)在屏幕上實(shí)現(xiàn)云臺(tái)、焦距等全方位控制

2、可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)偵測(cè)、非法侵入報(bào)警、狀態(tài)改變報(bào)警等功能

3、可實(shí)現(xiàn)和DVR的同步報(bào)警

4、可實(shí)現(xiàn)事件觸發(fā)畫面刷新

5、可以同時(shí)傳輸語音，實(shí)現(xiàn)總部專家和遠(yuǎn)程指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試人員實(shí)施交流

6、可以同步接入火災(zāi)報(bào)警器、闖入報(bào)警器等第三方傳感器。實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)綜合監(jiān)控。

1.4.5 可靠性

系統(tǒng)設(shè)計(jì)的全過程，讓可靠性設(shè)計(jì)的理念貫穿始終。一方面要選擇可靠性高的設(shè)備和部件；另一個(gè)方面，系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中也應(yīng)該有可靠性設(shè)計(jì)理念。即當(dāng)系統(tǒng)中某個(gè)節(jié)點(diǎn)的設(shè)備由于各種意外而出現(xiàn)通信中斷的情況下，整體系統(tǒng)的其余部分的運(yùn)行仍然能夠保證正常。

在設(shè)備選型上采用經(jīng)過國內(nèi)外大型項(xiàng)目，多應(yīng)用環(huán)境實(shí)踐考驗(yàn)，已證明其先進(jìn)性、可靠性、穩(wěn)定性均較好的設(shè)備。同時(shí)要考慮到系統(tǒng)的易擴(kuò)展、易操作性和惡劣環(huán)境應(yīng)用的特點(diǎn)。

1.4.6 經(jīng)濟(jì)實(shí)用性

系統(tǒng)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性和易于操作性，易于管理和維護(hù)，易于用戶掌握和學(xué)習(xí)使用。采用的技術(shù)和設(shè)備具有最優(yōu)的性能價(jià)格比。設(shè)計(jì)方案充分考慮用戶的需要，用戶第一、質(zhì)量第一的原則，為用戶提供一個(gè)先進(jìn)、可靠、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行系統(tǒng)。

1.5本系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

     通過上述對(duì)NVS-35X0在風(fēng)電視頻監(jiān)控中的應(yīng)用的描述，我們可以總結(jié)出它所體現(xiàn)出的幾大優(yōu)勢(shì)

1.5.1 低廉的成本投入

本方案基于客戶現(xiàn)有的通訊網(wǎng)絡(luò)，基于用戶現(xiàn)有的SCADA系統(tǒng)，基于用戶現(xiàn)有的系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行擴(kuò)展。在可以現(xiàn)有的系統(tǒng)上進(jìn)行二次開發(fā)，建立起滿足客戶需求的視頻監(jiān)控系統(tǒng)和專家在線偵測(cè)系統(tǒng)，節(jié)省用戶的高額投入。研華的SCADA軟件WebAccess網(wǎng)際組態(tài)軟件具有傳輸算法更強(qiáng)、網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)性更高、網(wǎng)絡(luò)控制更安全的特點(diǎn)。WebAccess是完全基于TCP/IP協(xié)議開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)通訊格式，所以無論您的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)有多復(fù)雜，甚至跨越多個(gè)網(wǎng)絡(luò)區(qū)域，均可實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)場(chǎng)同樣的監(jiān)控效果。且不受網(wǎng)絡(luò)硬件介質(zhì)的限制，無論是電話線還是光纖均可通訊。

1.5.2 無縫的SCADA整合

目前NVS-35X0已經(jīng)無縫整合到研華SCADA軟件Webaccess軟件之中，由于NVS提供開放的SDKs, OCX和API庫，客戶可以根據(jù)自己的需求進(jìn)行定制，研華提供完整地客戶需求解決方案，滿足客戶的客制化需求。

1.5.3 滿足苛刻的工業(yè)環(huán)境

由于風(fēng)場(chǎng)的環(huán)境比較惡劣，風(fēng)機(jī)震動(dòng)大，機(jī)艙頂部有高電壓，一般濕度比較大（海上風(fēng)機(jī)），NVS-35X0依據(jù)工業(yè)要求設(shè)計(jì)。滿足客戶的需求。

1.5.4 方便的管理和更簡單的使用

客戶可以已經(jīng)自己習(xí)慣的方式選擇管理NVS-35X0，WebGUI，VideoDAQ界面簡單易用，可以大大減低為人員的成本。