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研华风电场视频监控系统方案V4.0研华电力团队韦志平宋庆钊010-62984346-6101研华风电场视频监控系统方案第1章研华视频监控方案概述1.1风电需求风电厂的运行管理受地域宽阔、运行人员少、设备价值高等因素限制，对设备及时监控和巡视是十分必要的。研华公司根据运行实践，综合利用视频监控技术和综合自动化技术，建立起现场实时监控诊断系统，较好地解决了运行人员不足，劳动强度大的问题，提高了运行管理水平。视频监控系统是一种新型的自动化系统，它综合利用了视频技术、计算机技术、通信技术、网络技术，将发电厂和变电站内采用摄像机拍摄的视频图像远距离传输到集控中心和管理中心，使主站的运行管理人员可以借此对场站电气设备的运行环境进行监控，以保证场站的安全运行和安全生产。遥视系统是电力系统自动化技术发展的产物，是因场站无人值班和安全生产的迫切需求而产生的。一般系统需求1.风电厂由于设计时已经考虑到少人值班，加之设备巡视区域广阔，运行人员工作强度大，信息传递及时性要求高，设备安全和运行监控要求远高于一般场站，因此安装视频监控系统更加必要。2.监控中心可以通过专有的视频监控服务器及大屏幕同时监控风电场所有风机图像。3.视频服务器可以存储监控图像，提供预览、回放、多重视频窗口等功能。4.风机监控画面可以同时无缝整合到原有SCADA监控系统中。5.查看视频画面同时可以看到IO数据，例如齿轮箱温度，发电机温度，油压、转速等等。6.基于IP传输，风场远程集群监控系统也可以查看现场视频画面。7.实现语音通话功能，实现远程风机故障技术协助功能。1.2系统网络架构风电视频监控方案的结构架构示意图如下。该系统以节约用户成本，最大满足客户需求为目的，建立安全，稳定的视频数据传输方案。风机到中控室数据传输基于现有的以太工业环网，将数据安全传送到中控室，同时将视频数据和风场SCADA数据进行无缝整合。客户可以自主监控风机运行情况，降低维护成本。通过防火墙设置VPN实现多个风场的数据整合，为专家诊断提供便利条件，实现了成本低廉，使用方便功能强大的特点。图1视频传输系统架构示意图图2视频服务器连接示意图图3视频传输网络架构图1.3视频监控点描述及安装方式本系统考虑到各个用户的需求不同，所关注的监控节点也不同，每个方案可以依据不同的风场自行进行修改。研华提供方案建议对机舱内部的轮毂、主轴、发电机、偏航马鞍弧进行重点监控，对塔基监控；风机外方监控采用距离风机65米左右立杆进行监控。视频服务器安装可选择安装到控制柜（导轨安装），也可以选择就近安装在摄像机旁边。摄像机安装可以依据现场的实际情况进行安装。塔基摄像机安装风机外部摄像机安装机舱内部安装摄像机通过同轴电缆连接到视频服务器上，同轴电缆的距离最好不要超过20米，若距离超过20米，最好将视频服务器靠近摄像机安装。视频服务器是以用超5类网线连接至交换机，视频信号通过已有的环网交换机网络传输至位于升压站的监控中心。1.4系统综述研华风电视频监控系统是基于以太网传送数据，满足苛刻工业环境，无缝整合SCADA系统，实现了基于以太网的视频、语音和安防系统。其成本低，使用方便，为客户提供了先进的风机维护平台和监控平台。由于数据点分布较广，使用点数较多，NVS-35X0视频服务器支持多种视频格式和视频流，用户可以根据自己的需求进行调节格式，以满足客户在不同的通讯条件下的稳定传输。本产品支持双通道，支持多页显示。1.4.1优异视频性能：1．支持3种视频格式:MJPEG/MPEG4/H.2642．视频流可达30fps@D1(allstreamsatsametime)3．支持双通道且每个通道支持多页显示(不同的Resolution/compression/framerate)4．OSD:Date/Time/Title/IOinfo5．在线视频质量设定(Brightness/Contrast/Hue/Saturation/Sharpness)6．支持CBR&VBR7．支持语音流1.4.2先进性和可扩展性：1、基于以太网的WPM系统2、工业数据传输及实时数据库系统3、基于以太网的视频、语音、安防系统4、基于以太网的风机在线状态诊断系统5、工业以太网通讯系统及工业服务器6、运动侦测以及为SCADA软件提供视频OCX接口。7、提供先进的功能包含SDKs,OCX和API库。系统总体结构应具有兼容性和可扩展性。网络系统结构要能够灵活的扩充，满足用户对网络功能需求的不断增长。这样可以让用户在未来以较小的代价，通过产品升级，采用新的技术来扩充现有网络系统的功能，有效地保护用户的投资。1.4.3标准化、可兼容性：1、系统具备高效、稳定、专业的视频处理、预案处理、网络服务、流媒体服务、报警服务、存储服务、权限认证、消息服务、巡检服务、任务调度引擎。采用C/S,B/S架构，可在有网络的任意位置实时监看前端任何采集点。2、组件化的系统结构，方便对系统进行裁剪定制。功能实现插件化，方便对系统功能进行扩充。给第三方提供系统应用层开发接口。3、维护手段和平台滞后、运维成本居高不下4、维护诊断的及时性及准确性需求5、市场竞争由单机价格到质保期限到运维服务水平的综合竞争6、可以和客户原有SCADA系统无缝整合7、台核心软件代码、关键算法全部用C和C++实现。核心层和应用层分离，提高效率、稳定性、通用性、易用性。8、系统完全兼容RTP/RTCP标准。支持TCP/UDP/MultiCast网络协议。9、支持多种存储设备，可支持多达400路同时录像（千兆网络）。10、兼容GIS标准。11、兼容OPC标准。提供报警、门禁、环境变量采集接口。12、可以兼容AD、BOSCH、KONY等多个厂家的报警设备。13、可以兼容TDSI、SYRIS等多个厂商的门禁设备。当前各项信息技术发展迅速，新的设备和技术标准不断涌现并趋于成熟。坚持高起点，选用先进的技术标准和设备，将应用系统的技术水平定位在一个较高的层次上，以满足现时以及未来发展的需要。1.4.4成熟性：1、通过鼠标在屏幕上实现云台、焦距等全方位控制2、可以实现运动侦测、非法侵入报警、状态改变报警等功能3、可实现和DVR的同步报警4、可实现事件触发画面刷新。5、可以同时传输语音，实现总部专家和远程指导现场调试人员实施交流。6、可以同步接入火灾报警器、闯入报警器等第三方传感器。实现风机综合监控。7、支持断电状态记忆功能,上电后自动回到断电前的云台和镜头状态。1.4.5可靠性：系统设计的全过程，让可靠性设计的理念贯穿始终。一方面要选择可靠性高的设备和部件；另一个方面，系统的拓扑结构设计中也应该有可靠性设计理念。即当系统中某个节点的设备由于各种意外而出现通信中断的情况下，整体系统的其余部分的运行仍然能够保证正常。在设备选型上采用经过国内外大型项目，多应用环境实践考验，已证明其先进性、可靠性、稳定性均较好的设备。同时要考虑到系统的易扩展、易操作性和恶劣环境应用的特点。1.4.6经济实用性：系统设计的经济实用性和易于操作性，易于管理和维护，易于用户掌握和学习使用。采用的技术和设备具有最优的性能价格比。设计方案充分考虑用户的需要，用户第一、质量第一的原则，为用户提供一个先进、可靠、经济的运行系统。1.5本系统优势通过上述对NVS-35X0在风电视频监控中的应用的描述，我们可以总结出它所体现出的几大优势1.5.1低廉的成本投入本方案基于客户现有的通讯网络，基于用户现有的SCADA系统，基于用户现有的系统架构进行扩展。在可以现有的系统上进行二次开发，建立起满足客户需求的视频监控系统和专家在线侦测系统，节省用户的高额投入。研华的SCADA软件WebAccess网际组态软件具有传输算法更强、网络实时性更高、网络控制更安全的特点。WebAccess是完全基于TCP/IP协议开发的网络通讯格式，所以无论您的网络系统有多复杂，甚至跨越多个网络区域，均可实现与现场同样的监控效果。且不受网络硬件介质的限制，无论是电话线还是光纤均可通讯。1.5.2无缝的SCADA整合目前NVS-35X0已经无缝整合到研华SCADA软件Webaccess软件之中，由于NVS提供开放的SDKs,OCX和API库，客户可以根据自己的需求进行定制，研华提供完整地客户需求解决方案，满足客户的客制化需求。1.5.3满足苛刻的工业环境由于风场的环境比较恶劣，风机震动大，机舱顶部有高电压，一般湿度比较大（海上风机），NVS-35X0依据工业要求设计。满足客户的需求。1.5.4方便的管理和更简单的使用客户可以已经自己习惯的方式选择管理NVS-35X0，WebGUI，VideoDAQ界面简单易用，可以大大减低为人员的成本。1.6系统技术协议及规范1.6.1设计严格遵守以下原则：总体设计思路是：系统采用科学、先进和可靠的技术，适应5—10年数字视频监控系统发展，能够满足公安等部门的要求，可以满足无人值班的要求，并确保系统在今后相当长一段时间内留有扩充的余地。在设备选型上应考虑系统的安全性、先进性、应急能力、扩展能力。系统配置灵活、易于操作、维护方便。系统设计遵循以下基本原则：先进性：采用科学的、主流的，符合发展方向的技术、设备和理念，系统集成化、模块化程度高、兼容性强，适应银行安防工作的可持续发展。可靠性：采用成熟、稳定、完善和通用的技术设备，重要设备的MTBF值不少于5000小时，系统具有升级能力和技术支持，能够保证全天候不间断长期稳定运行，选择，有完备的技术培训和质量保证体系。实用性：设计应合理，构架简洁，功能完备，切合实际，能有效提高工作效率，报警必须准确及时，满足探测报警、安防监控和农行业务管理需要。安全性：系统、设备不受病毒感染、黑客攻击，防雷击、过载、断电和人为破坏，具有高度的安全和保密性。经济性：在充分满足系统功能的前提下，体现高性价比。采用经济实用的技术和设备，充分利用现有的设备和资源，综合考虑系统的建设、升级、今后联网和维护费用。扩展性：系统、设备接口的扩展，可兼容性，系统规模和功能应易于扩充，系统软件具有升级功能。统一性：图像监控系统应采用统一和开放控制协议、编解码协议、接口协议、压缩格式、传输协议，提供透明传输通道。易操作性：提供清晰、简洁的中文操作界面，操作与控制简便、灵活、易学易用，便于管理和维护。1.6.2系统设计要求在技术保障上的要求下，了解风机工作事实可视状态，保护风机运行安全。内部管理的要求下，加强总公司与各个风场的联系，将各个风场的每台风机监控图像、环境声音、防盗报警信号和身份识别信息通过光纤网络传输到总监控中心，集中在一套系统操作平台上进行控制和管理。各位领导及相关处室可在分控计算机上，查看任何风场的任意风机现场图像，对风机的运行进行查看和管理。在维护规范化的要求下，可以对运维人员的服务进行远程监督，保证运维人员按期、逐台的对风机进行规范维护保养服务。在迅速准确的警情及异常处理下，实现监控系统的集中联网、统一管理、集中存储、远程维护、更好的发挥现有设备资源的作用。每台风机安装防盗报警设备，一旦有非法入侵中心可以第一时间进行处理。1.6.3后端控制系统在监控中心的主控计算机上能方便地实现对本单位内任一风机的任一路摄像机拍摄到的实时图像进行查看；方便地控制图像显示屏幕同时显示1路、4路、9路、16路，并可以在多种图像显示模式间任意切换；实现对网点硬盘录像机进行系统参数设置，如设置录像时间、录像质量、录像方式、图像的色彩度、亮度、对比度等;针对不同的网络带宽，可以限制网点硬盘录像机发送到监控中心的视频路数，保证监控占用的网络带宽不影响业务日常交易数据、办公自动化的使用;远程控制风机监控摄像机的云台，可以在中心升级的系统，并可排除相关故障。中心控制平台是联网视频监控管理系统最核心的部分，主要由中心服务管理子系统、管理子系统、存储子系统、显示子系统等组成，各个子系统相对独立，任一子系统升级更新都不会导致其他系统服务中断，且核心子系统可以采用集群服务器来保证其可靠运行。支持C/S,B/S两种架构的视频监控模式。C/S架构模式(客户端/服务器)分控端可远程浏览，管理系统日志