远程液位监控（共5篇）
远程液位监控 篇1
1 锅炉液位控制的难点
锅炉的液位控制是非常重要的环节之一, 需要使液位的处于某一个范围才能保证锅炉的正常运作, 主要通过水的流速来控制。对于锅炉液中的温度主要是通过加热来控制。锅炉液位的控制是比较难的, 这是因为锅炉在运转过程中同样会出现液量的变化, 因而不能完全根据流量来反映锅炉液位, 想要控制好液位单靠PID控制器的调整是不够的。液位超过某一特定值就会引起流量回路动作出现的次数增多, 影响其它设备的正常运转。液位控制器只能保证锅炉液位一定的范围内波动, 这种状态属于欠调正状态, 处于这种状态下对比较大的扰动的抑制没有任何作用, 因而存在安全隐患。同时, 由于液位的不断变化, 容易造成锅炉的损坏, 也对蒸汽的输送造成影响。从整体上来看, 对锅炉液位造成影响的主要有给水、蒸汽流量、进料量。这些量同时又会受到多种因素的影响。给水量过低会造成纯滞后问题。蒸汽流出量很容易出现“假水位”, 对方向造成影响, 很容易因为判断错误造成危险事故的发生。
2 监控系统的设计
2.1 系统组成
从上述可知, 对于锅炉中的液位的控制是非常重要的, 液位的高低会影响到锅炉的压力和整体的温度, 反过来, 锅炉中的压力和温度的高低同样也会对锅炉液位造成一定程度的影响, 但是主要还是通过改变给水量来调整锅炉液位。当液位偏低时, 相应的流量也应减小。本篇文章中讲述的就是对液位和流量进行监控的一个装置, 具体可参见图1。
锅炉启动之后, 要保证锅炉的液位处于某一限定的范围内就需要对其液位的高低和流量的大小进行及时的监控, 及时进行调整才能保证锅炉能在合适的液位下运转。通过检测发现, 液位和流量不仅会受到其它因素的控制, 两者之间还会像会造成影响, 具体可参见图2。
在对液位的高低进行调整时, 水的温度、如水量以及从锅炉中蒸发的气体都会影响其水位高低, 同时液位有对流量造成一定程度的影响, 因此给具体的操作带来一定的难度。为了方便解决这一难题, 开发出了一种解耦操作系统对液位的流量进行监控, 见图2。
2.2 控制原理
本系统的采用的控制方式是模糊控制, 从图3中可以看出。用E1表示液位的高低, 然后用E2来表示流量出现的偏差, d1'表示的液位随时间变化d2'表示为流量随着时间的变化, C1表示的为对液位的高低进行控制, C2为对流量大小的控制。分别用PB表示正大, PM表示正中, PS表示正小, PO表示略大于零, O表示零, NO表示的是比零要小, NS表示的是负小, NM表示的是负中, NB表示的是负大, 从对两者的控制可形成一定的经验并将其作为模糊控制规则。系统对于液位和流量的偏差不仅通过模糊的方法继续拧描述, 还采用了离散的方法对其变化进行描述。这种形式输入和输出是不想连续的, 但实际运转过程中却是连续的。所以这就需要对其变量进行一定的转化处理, 经过处理之后的数据次年改成一个子集, 确定好隶属度之后, 通过对离散的数据进行计算则可以得到模糊控制量, 整个过程中的输出为:
从上述计算公式可以发现, 当β1、β2为等于0的情况下, U1=K1C1, U2=K2C2, 这就等同于上述图2中展现的单回路控制系统, 不能进行去耦处理。而当β1、β2等于1的情况下, 则U1=K1C2, U2=K2C1, 符合的情况真是极限耦合状态。实际的β1、β2处于 (0, 1) 内, 经过试验能确定。具体试验方法:先将β1、β2视为0, 开始试验, 这种情况下液位和流量会出现很明显的变化, 随后逐渐使β1、β2的值增大, 相应的变化逐渐减小, 见图3。
2.3 软件设计
从整体来看, 系统模块包括俄主控系统、手控系统还有参数设置系统, 这几个模块之间的转换主要是通过按键来完成, 主控系统主要负责的是超限报警、液位检测、流量检测等。而工控机主要是能够识别预设的曲线, 同时还能采集E1、E2的相应数据, 根据控制表就能找到对应的需要控制变量, 然后进行一系列的计算就能启动执行器开始运作。报警系统主要是测量液位或者流量有没有出现超过限额的现象, 一旦超过限额就会引发报警器。手控模块是由人工进行空着的, 需要在某些非常态情况下开启。
该系统是基于C语言进行开发的。整个系统的数据流程可参见图4。
图中显示部分用了多种图形进行描述。主要有流程图和趋势图以及相应的操作说明。
整个系统的功能包括:打印报表、液位的测量、流量的监控等。每个功能的启动都有也相应的操作按键, 在计算机上通过鼠标点击就能完成。
3 系统应用
在规模比较小的热电厂中可以采用这种类型的操作系统, 实现对液位和流量的监控, 同时在出现某些非正常情况是=时会自动引发报警器系统的报警提示, 系统进行完成对液位和流量的调节。
系统可在车间进行控制, 同时也可以在现场进行控制, 借助于现场控制能够及大量的获取相关的重要信息, 从而保证整个系统的动态监测。这种控释系统能同时适应远距离操控和近距离操控, 并且还能实现相应数据的参数化处理。系统的优点有很多, 简单来说具有操作简便、集成性高的特点, 同时系统的稳定性比较高, 能够节约能耗, 可通过软件进行控制也可以通过硬件进行控制。
通过软件进行控制时, 就不需要使用传感器等其它仪器, 软件依托于标准的编程、通信协议、格式、数据库等实现其自动化。并且, 这种软件能够同时进行仿真、优化等处理。
在热电厂中使用这种系统保证锅炉的正常运行, 取得了非常好的效果。
4 锅炉液位控制的发展前景
从上述研究当中, 我们可以发现锅炉中对于液位的控制以及流量的控制同样也可以结合现代化高科技来完成就能得到很好的解决方案。先进的科学技术对锅炉的控制技术的发展有着非常大的作用。目前, 我国大约有四十多万台锅炉设备, 这些锅炉应用于生活、工业的各个方面。但是锅炉在使用过程中也存在不少的安全的隐患, 对于锅炉的管控是非常值得深究的, 锅炉还可以向低能耗、环保等方向发展。随着网络技术的不断进步, 锅炉采取自动化控制的技术水平也越来越高, 先进的科学技术为锅炉液位控制过程中出现的问题提供了更多更高效的解决途径。
参考文献
[1]夹磊, 张会林.基于PCS7平台对于锅炉液位的控制系统应用[J].计算机安全, 2012 (10) .
[2]刘娇月, 魏铭春.工业锅炉液位调节实训模拟系统设计[J].电气传动自动化, 2014 (10) .
远程液位监控 篇2
（一）一、项目概述
在天然气行业中，集配气站、处理（净化）厂等野外场所是天然气生产的主战场，其生产过程具有高压、易燃、易爆、安全要求高等特点。尤其近年来全面推行气田优化简化管理后，部分天然气生产气井实现了无人驻站值守。为了能够使管理者及时掌握生产现场动态，减少生产管理难度；降低管理成本，提高生产效率，保证生产安全、平稳进行，建立一套全方位的远程实时图像信息监控系统是非常有必要的。
那么如何才能有效掌握这些气井的生产安全状态呢，这就需要借助于一套完整的络视频监控系统，它是综合计算机IP视频技术、视频和音频数据压缩及解压缩处理技术、互连应用技术、嵌入式WEB服务器技术相结合的系统。通过本套系统便可以将各个气井的实时图像及数据传回到络监控中心，在中心便可以了解到各个前段的实时状况，并配备有报警系统，可以做到及时发现并解决问题，保证各个气井稳定运行，安全生产。
本项目是一个气井的智能监控系统，共有100个独立的气井，每个气井需要安装一套报警系统和一套视频监控系统，具体包括2对红外对射，用于周界报警，一台智能中速球，用户现场图像的实时采集，报警系统不但要有本地报警功能，还需要随视频信号通过络传输到控制中心，在中心便可以及时接收到个点的警情，便于及时采取措施进行处理。
二、设计思路
由于各个气井地处偏远地带，不能架设线缆，只能通过无线方式进行传输，这就需要视频和报警信号转成数字信号进行络传输；另外有两个防区，一台中速球，为了实现更好的联动效果，需要中速球具有预置位功能，各防区和中速球的预置位进行联动，当发生警情时，可以通过中速球的预置位功能，及时捕捉到有价值的实时图像。
所有的视频图像传输到络监控中心后，进行24小时实时存储，便于日后资料查询，另外当有报警发生的时候，除了气井本地有警号报警外，在中心还需要有实时的监控画面弹出，可以更直观的看到现场画面；具有语音报警提示，同时在电子地图上准确的显示出报警所在的位置。
三、设计方案
为了尽快建立一套集防、控、管于一体的现代化气井智能监控系统，加强相关部门管理和决策的科学性，提高工作效率，保证各个气井安全运营，为管理人员对临时突发事件提供科学的决策依据，特针对此项目需求，作出一套完整的络视频监控管理方案。
本套方案是基于凯威的络视频综合管理平台，利用无线桥而设计的一套络视频管理系统，它主要分为视频采集、编码传输、络视频集中管理和报警联动四个部分。
3.1、视频采集部分：
视频采集部分就是指安装在前端的凯威高清摄像机，他们安装在各个气井的适当位置，用于监控气站的整体情况，在此我们选用凯威150米7寸阵列红外中速球摄像机，可以实现360°连续旋转，便于快速跟踪；内置650线高清低照度一体摄像机，22倍变焦，彩色转黑白；自带150米阵列红外灯，晚上或光线暗的时候，自动开启，同时摄像机自动切换到黑白状态；全金属外壳，防尘、防水，可直接用于室外安装，做到24小时全天候监控。
另外设备还具有128个预置位功能，可以预设多个预置位对应多个防区，可以手动或自动调用预置位，便于各个防区间快速切换。
所有的摄像机输出的均为模拟信号，需接入络视频编码器转为数字信号，进行络视频远程传输。
3.2、编码传输部分：
编码传输部分也就是视频信号由模拟转为数字，通过络传输到络监控中心的部分，在此项目中，由于各个气井地处偏远，不宜架设线缆，因此，在模拟摄像机旁边放置一台凯威的单路络视频编码器，其自带四路报警信号输入，两路报警信号输出。可以将摄像机输出的模拟视频信号以及两个防区的报警信号直接转换为数字信号，通过无线桥将各气井的视频信号和报警信号传输到络监控中心。
络视频编码器本身具有字符叠加功能，在摄像机将实时图像接入到络编码器的时候，编码器便可以针对此路视频的信息进行手动标注，并以字符叠加的方式，将带有字符的画面通过络传回到络视频综合管理平台，这样在络监控中心所显示的图像，可同时显示相应的必要信息，如各气井名称，摄像机编号、通道名称、日期及时间等字符，并可用简体汉字显示。
3.3、络视频集中管理部分：
络视频集中管理软件是整个系统的“心脏”和“大脑”，是实现整个系统功能的指挥中心。所有的络视频信号机报警信号通过络接入到络监控中心，通过凯威的络视频集中管理软件纳入到络管理平台中，本套系统平台主要包括以下几个部分：
1）、认证服务器：
认证服务器也就是资源管理数据库服务器，它是整个视频管理平台的核心，主要包括其他各个服务器的登录认证，各前端设备和用户的接入认证等，有专门的一个配置管理中心程序进行配置管理，可以在同一台机器上，也可以在其他机器上进行远程配置管理。有了认证服务器，其优势如下：
（1）、络安全性提高
外界通过平台访问设备，首先访问的是认证服务器，只有通过认证服务器认为是合法用户后，才能根据其相应权限转到相应的流媒体服务器或设备。
（2）、设备便于管理
如果需要添加删除前端络设备的话，只需要通过配置管理中心在认证服务器中添加或删除就可以了，其他都不需要改动，各个用户根据自己的权限，自然就可以看到或看不到新增加的设备。
（3）、用户便于管理
如果想增加一个用户，删除一个用户或者更改一个用户的权限或密码，只需要通过配置管理中心在认证服务器中直接更改就可以了，不会涉及到其他操作，即使原有用户离职，本套系统还是非常安全。
2）、流媒体服务器
流媒体服务器具有转发和存储功能，它主要负责转发前端合法的设备给合法的络用户，它还具有组播功能，就是把前端的同一路图像分成几份，转发给多个用户，不会增加前端设备到中心的带宽。如果需要的话，还可以实时存储。
3）、报警服务器
报警服务器是用于接收、管理、转发前端设备发送过来的开关量报警或移动侦测报警信号的，通过报警服务器的设置，可以分配各个用户接收、处理报警信息的权限，设置接收到报警信息之后的联动功能，例如：当接收到一个报警信号后，可以将相应的现场画面弹出到指定的一个或多个用户的客户端窗口，同时可以启动报警声音，启动备份录像，打开现场灯光等操作；值班人员双击报警信息，便可以显示出预先设置好的防区信息，包括报警等级、紧急预案、相关负责人的联系电话等，方便值班人员迅速作出反应。
4）、客户端软件：
聚英电子 集中管理平台客户端软件分为三个模块：一个是用户浏览前端图像，同时也可以远程监听、远程监看、远程录像、远程回放、远程控制、远程配置管理、接收或上报报警信息、打开电子地图等功能比较全的客户端软件，最多可以同时显示100个画面；还有一个是专门用于接收报警的客户端软件，平时不浏览前端图像，只是前端有报警的时候，弹出报警画面，启动报警声音等；另外一个就是电子地图客户端，用于报警的时候，弹出电子地图，显示监控点的实际位置。此三个客户端模块功能各不相同，可以根据用户的时间需求，选择启动相应的客户端模块。
5）、WEB服务器：
有的用户觉得走到别处，安装客户端软件不方便，那么启动WEB服务器，便可以随时通过IE登录认证服务器就可以了，权限和客户端是一样的，可以浏览、回放任意通道画面。还具有电子地图功能，看到各个监控点位的具体位置。
6）、数字矩阵服务器
数字矩阵服务器就是将前端的任意画面可以自由切换到电视墙上放大显示，可是实现手动或自动切换，方便值班人员更直观的了解到现场的情况。
3.4、报警联动部分：
由于各个气井的安全性比较重要，包括设备的运行安全和非法入侵者的人身安全，这就需要在变电站安装一套入侵报警系统，当有人非法闯入时，除了本地发生报警信号外，还可以及时向络监控中心发出报警信号。
针对此项目，设计安装2对对射，防止有人非法闯入。将两个防区的报警信号直接接入凯威的单路视频编码器，并通过视频编码器可以设置和中速球的预置位联动，即当防区触发报警后，中速球可以自动移动到预置位，及时捕捉警情图像，通过编码器的报警输出可以触发本地的声光警号，用户警示入侵者，保证设备及人身安全。
编码器在触发本地报警的同时，还通过无线络将报警信号传送到监控中心，在监控中心实现弹出报警画面、启动声音报警输出、准确的在电子地图中显示出具体报警位置等一系列报警信息，用于提示值班人员及时注意，采取相应措施。
所有的报警系统采用常闭信号传输，具有防拆、防破坏功能。
四、系统功能特点：
（1）监控界面采用中文WINDOWS的通用操作界面，提供了在线中文帮助。能对系统各监控对象命名和编号，并能通过对象名称对对象进行操作。
（2）运行维护人员可对任一路摄像机进行控制，实现对摄像机视角、方位、焦距、光圈、景深的调整；对于球形摄像机或带预置位的云台，操作人员可对预置位进行操作，预置位可定义。
（3）能够通过计算机鼠标远程控制摄像机镜头、云台、雨刮器动作，以及灯光照明设备开和关。
（4）一机同屏显示多路画面。可以实现1路、4路、9路、16路，最高可到100路的一机同屏显示。
（5）可以实现按站轮巡、按站内摄像机轮巡、按预置位轮巡等多种轮巡方式，用户可自定义轮巡方案，轮巡时间可设定。能够自动巡查各站端，及时发现站端故障。
（6）帧速率、码流、图像分辩率可通过软件操作界面手工设定其参数，也可按预先设定的方案自动调整帧、分辩率等参数以适应络带宽的变化。
（7）可以选取任意变电站进行通话和监听，可实现与站端的语音对讲（全双工），无需占用额外带宽，无需另外布线。
（8）通过软件方式实现视频通道的字符叠加，叠加字符可灵活设定。
（9）具有多种录像方式，录像方式可自定义。录像时将告警点信息与图像后进行存放，回放时将显示上述信息；进行图像历史查询时，可根据告警点信息检索与之相关的图像。
（10）在并发告警时，系统能够全部接收，依次报警，不会丢失报警信息。
（11）实现当前告警查询、告警历史查询、录像历史查询、操作历史查询等。
（12）可远程设定布防、撤防策略，并按预先设定的策略自动进行布防或撤防。
（13）在电子地图上可直观地显示摄像机、球机、防盗报警等设备的位置及有效范围及报警状态。
（14）提供了时间同步功能，系统各部分时间以服务器时间为准，实时校对，保持了时钟的同步，精确度为毫秒级。
（15）能够预先设定或保存各站端信息于监控中心的服务器上，方便施工和维护。
（16）支持软件远程升级。
（17）监控系统具有基于权限概念的分级监控功能，高优先级权限的操作员能抢占低优先级权限的控制权，但不影响后者的浏览权。操作控制具有唯一性，同一时刻只允许一个操作人员控制同一控制对象。
（18）具有严格的密码验证机制以及用户权限管理功能，根据工作性质可对每个用户赋予不同的权限等级，权限可设定。
（19）系统能对用户登录、操作控制等所有重要的操作进行记录，可对操作记录进行查询和统计，所有操作记录具有不可删除和不可更改性。
远程监控系统方案
（二）一、用户需求
连锁超市的普及其灵活、方便、实用等特点，在当今社会中也逐渐成为大众购物的主流，其购物的随意性、灵活性、方便性、实用性提供了市民的方便，但与此同时也潜藏了相当一部分的安全隐患，某些素质较差的社会人员，便利用了这些潜藏的安全隐患，进行不法的行为活动，另有用心的黑手便利用这个安全漏洞，频频的出手，其结果给超市带了一定的损失。魔高一尺、道高一丈，GloVIEW络视频服务器，用其安装简单方便，操作易懂易学，灵活机动，可对整个超市全方位全天候实时监控，便是斩断这只黑手的利剑。让超市的高层管理人员能够彻底的安枕无忧，留有更多的精力为超市的发展和壮大作决择。
GLOVIEW络视频监控系统，可以在远程进行实时监控，根据超市的环境与实际场景的情况，选择安装合适数量的监控点，合理的布局，整体规划，在安装得体的一系列的情况下，可以确保每个角落，每个物品，每个人员，实时全天候不间断监控在超市的管理之下。该系统可以在无人看守情景下，实时远程录像，对事实的发生经过作备份处理，对事后取证作第一手资料及证据，在对个别人员监控的同时不会打扰其他顾客，使之不会产生任何的不利与超市的负面影响，从而达到现代超市高级管理的要求。
二、系统概述
该系统主要功能是将前端摄像机采集的模拟图像通过GLOVIEW络视频服务器转换成数字图像后经过专传输至远程监控中心。远程监控中心可将该工作的操作过程，在一简单PC上运行相关的客户端软件完成，实现远程监控和管理。
1、系统的技术先进性、成熟性
GloVIEW络视频服务器的先进性在于运用了强大的视频处理专用芯片，Gloview视频服务器芯片采用国际最新的MPEG4压缩方式进行图像压缩，能利用很窄的带宽，通过帧重建技术，来压缩和传送资料。压缩比最高达200:1。服务器还能根据带宽大小自动调节码流。因此不会过多地增加络负担。因此它能够在128kbps—512kbps 带宽下络上以实时速度传送高质量的动态图象，并支持多用户同时访问。Gloview络视频服务器提供专业监控软件访问和WEB访问两种方式。管理员通过软件远程管理系统设备，不必到达设备现场，提高的设备维护效率。此系统已在众多领域中得到应用。其中包括电力系统的变电站及高速公路收费站、医院高等病房、学校、工厂、煤矿、跨地区的企业集团等等。
2、系统的开放性、合理性
Gloview络视频服务器都以IP地址进行标识，该监控系统可直接连入络，没有线缆长度和信号衰减的限制。络是没有距离概念的，它彻底抛弃了地域的限制，实现远程监控和管理。
Gloview络视频服务器有着无缝的扩展能力布控区域相当广阔，增加一个设备只是意味着占用一个IP地址。Gloview视频监控系统安装非常方便，采用分布式结构，只需布极少量视频线和控制信号线，大大节约安装成本。
Gloview络视频监控系统极大的简化了监控系统中可能涉及的设备种类和数量，它完全取代了模拟监控系统中的视频矩阵、切换器、画面分割器、字符叠加器等不仅减少了调试设备的施工周期，同时减少设备的使用，可提高整体系统的稳定性和可靠性，减少日后维护设备的难度。使用时只需在IE中输入服务器的地址就可以实时观看图像。
3、系统的可靠性
Gloview视频服务器是基于嵌入式技术，采用嵌入式实时多任务操作系统，代码固化在FLASH中。VxWorks 的实时性做得非常好，其系统本身的开销很小，进程调度、进程间通信、中断处理等系统公用程序精练而有效，它们造成的系统稳定、延迟短。VxWorks 提供的多任务机制中对任务的控制采用了优先级抢占（Preemptive Priority Scheduling）和轮转调度（Round-Robin Scheduling）机制，也充分保证了可靠的实时性，使同样的硬件配置能满足更强的实时性要求，为应用的开发留下更大的余地。此系统更多的应用于安全性极高的航空航天领域。使用Gloview视频服务器的络监控系统不存在机器死机造成系统无法正常运行的问题。稳定性、可靠性大大提高，无需专人管理，非常适合于无人值守的环境。
三、系统功能及特色
1、性能稳定可靠，无需专人管理
Gloview视频服务器是基于嵌入式技术，采用嵌入式实时多任务操作系统，代码是固化在FLASH中的，系统更加稳定可靠，使用Gloview视频服务器的络监控系统不存在机器死机造成系统无法正常运行的问题。稳定性、可靠性大大提高，无需专人管理，非常适合于无人值守的环境。
2、安装方便，使用简单
Gloview络视频监控系统极大的简化了监控系统中可能涉及的设备种类和数量，它完全取代了模拟监控系统中的视频矩阵、切换器、画面分割器、字符叠加器等不仅减少了调试设备的施工周期，同时减少设备的使用，可提高整体系统的稳定性和可靠性，减少日后维护设备的难度。使用时只需在IE中输入我公司提供的址就可以观看图像。
3、图像清晰而且占用带宽低
由于我们的Gloview视频服务器芯片采用国际最新的MPEG4压缩方式进行图像压缩，能利用很窄的带宽，通过帧重建技术，来压缩和传送资料。压缩比最高达200:1。服务器还能根据带宽大小自动调节码流。因此不会过多地增加络负担。
4、可组成非常庞大的监控络
Gloview络视频服务器采用基于嵌入式络视频服务器为核心的监控系统，在组方式上与传统的模拟监控和基于PC平台的监控方式有极大的不同，由于络视频服务器输出已完成模拟到数字的转换并压缩，采用统一的协议在络上传输，因此它支持跨关、跨路由器的远程视频传输。比如，用户可以将在北京工厂，上海工厂，南京工厂的画面集中在一个电脑画面上。
5、高性能系统具有几乎无限的无缝扩展能力
Gloview络视频服务器的先进性在于运用了强大的视频处理专用芯片，能够在200~500KB 带宽下络上以实时速度传送高质量的动态图象，并支持多用户同时访问。局域下可以允许无限多用户同时访问。Gloview络视频服务器都以IP地址进行标识，增加设备只是意味着IP地址的扩充。
6、远程系统维护和系统管理
Gloview络视频服务器提供软件访问和远程WEB 访问功能。管理员通过软件远程管理系统设备，不必到达设备现场，提高的设备维护效率。同时，管理员可以对用户信息进行修改：远程增加、删除、监控地点、用户的控制权限、录像时间和报警等信息。当这些信息修改之后，管理员不用对客户端进行维护，用户只要在重新登录系统一次，即可得到管理员重新分配的信息，大大的减轻管理人员的软件维护工作量。
7、采用分布式安装结构
Gloview视频服务器可采用分布式结构安装，只需布极少量视频线和控制信号线，大大节约安装成本，降低安装难度。
四、系统设备
1、络视频服务器
1）服务器参数
采用嵌入式实时多任务操作系统（RTOS）和嵌入式处理器，完全脱离PC平台，系统调度效率高，代码是固化在FLASH中的，系统更加稳定可靠；采用 MPEG-4硬件压缩技术，压缩比高，且处理非常灵活；多级用户权限管理，保证系统安全；定时录像、手动录像、移动检测录像、报警录像；支持一个 RS-485接口，可以控制云台、镜头支持8个开关量输入和4个开关量的输出，支持本地报警和络报警联动；服务器内置组播功能，多人同时观看不增加带宽。当服务器发生意外断电后会自动重启，并自动发送服务器的有关参数。音视频压缩性能： 每路皆可实时每秒 25帧CIF分辨率的独立硬件压缩，视频压缩采用MPEG-4压缩标准，不仅支持变码率，而且支持变帧率，在设定视频图像质量的同时，也可限定视频图像的压缩码流；每路音频信号实时压缩，音频压缩标准采用 G.729，压缩码率为8Kbps，声音与图像保持稳定同步；
支持多种分辨率，从 FULL D1（704*576）到QCIF（176*144）；
2）软件功能
多画面监视： 1/4/6/8/9/16 画面分割模式，支持不规则画面分割，可以通过简单操作实现放大、还原、全屏、图像交换等操作，可以通过拖放摄像机图标实现对不同摄像机图象的监视，简单易用，并且可以拍照、设置图像循环播放等。录象和回放：新版软件在录象上做了很大的改进，新软件在不播放的情况下也可以进行录象，极大的节省了 CPU 资源，一台 P4 电脑可以同时记录 30~40 路图象。为增强录像的灵活性，软件同时提供了多种录象方式，有移动录象、自动录象、手动录象、单个录象、预置点录象、报警录象等。
移动录象 动录象是当服务器检测到现场发生图象运动就自动把现场情况记录下来（例如有人在摄象机前走过，服务器会自动记录到本地计算机上）。
自动录象 自动录象是指在软件中设置服务器的录象时间段，当客户端软件所运行的电脑系统时间进入设定的时间段后自动把这一时间段的图象记录下来。
手动录象 使用手动录象方式时，只能通过人为地去控制才能起作用，即用户设定某一通到为手动录像机那么只有用户去停止它，它才会停止录像。
单个录象 右击需要录象的某一窗口，在弹出的菜单中选择“单个录象”软件自动把此窗口的图象记录到当前设置盘符的 MP4_RecData 文件夹中。关闭的时候直接在弹出的菜单中单击“停止录象”即可。
预置点录象 是在软件中预先设定摄象机的观测点，当服务器接受到报警信号时触发摄象机快速准确的回到预先设定的状态。一台球机一般最多可以设定 63 个预置点。
独有的短信功能： 可以通过专用的手机短信息发送设备将报警信息发送到指定的手机号码上，同时，用户也可以通过普通手机发送短信息开启或停止此功能。
动态 IP功能：当用户使用ADSL等动态IP接入INTERNET时，只要用户申请注册，我们即可给用户提供的相对静态的“IP”地址，我们将赠送给用户一个用户名，用户只要在我们的软件中输入我们提供的用户名，即相当于输入此用户名相对应的视频服务器的公IP地址。（此功能相当于为用户提供一个免费的静态公IP）
断电后自动连接功能： 当软件处在播放或者录像状态时，如果此时视频服务器停止供电，那么软件将停止播放图象同时也停止录像，但是如果视频服务器正常供电后，软件将自动连接服务器，同时恢复原来的播放及录像，无须人工干预。
远程控制配置查看调节码流 ：远程控制云台的上下左右转动，镜头光圈、焦距、变倍的调节，也可以控制远程灯光的控制。远程登录到服务器上，配置服务器的各项参数，如修改用户名，密码，IP 地址，调节码流等。对服务器，远程升级，远程重启等。通过软件可以查看某一服务器上有多少用户在线，分别在观看哪些通到的图像，当前图像的码流是多少等信息。根据实际需要设定视频服务器的输出码流大小，支持定码流和定码流。
双向语音对讲：即通过电脑可以与远程视频服务器的现成进行双向的语音交流。
报警功能： 视频服务器可以输入８个报警信号开关，如红外报警，烟感报警等，输出４个报警信号开关，如警笛等。
多播功能： 在ＬＡＮ环境下，每一个摄像机允许无限多用户同时访问，并且只占用一个通道的带宽。
自动巡检及跟踪功能 ： 对某一摄像机设置一些预置点，程序可以控制摄像机在这些预置点不停地做巡检。跟踪功能，当出现运动物体或人时摄像机将自动跟踪
2、摄像机，半球形解码器云台一体机
3、传输介质、供电方式
视频传输使用 SYV 75-5软同轴电缆。
信号控制线使用RVV 2*0.5标准信号控制线。
油井远程无线监控系统 篇3
摘 要：为能够迅速准确地掌握油井的工况、及时发现油井故障、提高工作效率和经济效益，设计油井远程智能管理系统，该系统可对矿区内的油井分组监控，一套系统可监控多口油井，实现块区内油井的集中、科学管理。
关键词：油井远程无线监控；红外视频监控；无线网络通讯；计算机系统管理；报警监控
一、油井远程无线监控系统
油田远程智能管理系统已摆脱了传统的监控模式，油井区块采用远程控制智能管理，信息采集准确、快捷，极大地提高采油厂动态分析的效率和质量；为采油厂开发科学决策、优化生产管理和日常生产的正常运行提供保障；可及时发现故障隐患，确保油井不会因复杂的工作状况以及工作人员的违章操作、不法分子的蓄意破坏等影响，造成不必要的损失。针对油田的特点，油井处于野外，环境恶劣，该系统前端传感器如位移、压力、电量等传感器均为防爆壳体、卡装或强磁吸附安装，安装拆卸便捷；现场就地控制柜内装有控制和数据处理单元，接线、安装均符合石油石化行业相关标准要求。高性能数据采集控制器具有多种变送器信号接口，稳定可靠，满足功图密集性采集周期要求。采用精密电流互感器，可精准监测电流与功率。北方油田全年温差较大，该系统前端传感器、网络红外摄像机、现场主控柜内设备均选用宽温产品可适应-40℃～+65℃温度范围，保证系统可全天候稳定运行。
二、油井远程无线监控系统主要构成
现场数据采集部分：根据油田的实际情况，可采用载荷位移传感器、压力传感器、温度传感器、网络红外摄像机等设备。无线设备内部使用高能电池，在井场只进行一次性安装，没有任何外接电源，不仅简化了现场安装，减少了干扰，后期维护更简单方便。
就地控制柜：柜内配有电量模块、三相电参数检测传感器、启停控制器和数据采集控制器，进行现场所需数据的采集、处理，及油井的启停控制等，并为相关设备提供现场电源。无线通讯：如数据采用有线传输方式则耗费巨大，且由于距离遥远现场情况复杂布线难度很大，采用其他如GPRS/CDMA等传输方式需要高昂的使用费，而无线网桥接入方式使用民用自由辐射频段，不用申请也无需另行付费，更不必担心与其他无线信号发生干扰。终端服务器：在远程中控室内设有终端服务器，配有终端组态软件，用于数据接收、处理和显示。软件包括数据采集模块、数据转换模块、网络管理模块、显示模块、控制模块、数据库等多个模块，具有良好的人机交互界面，操作人员可以在计算机上远程监控现场设备的各项数据、控制油井远程启停等。
三、油井远程无线监控系统主要功能
可远程对油井设备重要运行数据进行实时监控，如三相电流、电压、功率；可给出上电流、下电流、电流平衡度及冲次时间，便于操作人员掌控抽油机平衡比。可远程实时监控油压、井口温度等相关现场参数。根据系统自动绘制的功图，操作人员可及时发现冬季油井结蜡情况，及时进行洗井操作，即可避免发生严重的结蜡现象，也可避免过度频繁的洗井操作，把结蜡带来的危害降到最低。减少了因洗井造成的停机，科学用水，即可节能，又可增产。
实时监测计量间内的可燃气体浓度，在可燃气体浓度超标时及时给出报警。准确检测计量间内各油井的回油温度，可在计量间检测柜的触摸屏上直观显示，也可远传到井队控制中心主控计算机上显示，可有效防止由于各种原因导致的冻井、冻管道的现象。
本系统可自动判断油井的启停状态，停井时将给声光报警信号，提示工作人员及时发现油井故障，判断油井故障时可及时远程遥控停机，减少故障造成的损失，当判断为非故障停井时可直接无线远程遥控油井电机启动。
采用网络红外摄像机进行井场视频监控，可直观的监控抽油井工作状态，并及时发现盗油、人畜闯井等意外事故。可通过远程视频方式观看井场情况，判断现场故障问题，减少人工巡井工作量，降低劳动强度，增加工作效率。
根据不同用户的实际井区工况和需求可设计具有实用性、针对性的监控系统。井场与中心控制室（队部）距离较远则采用了无线网桥使用公用频段来无线传输现场数据采集控制器得到的油井各参数及井场实时视频信号，与使用GPRS进行无线传输相比无需每年支付高昂的带宽费用，更适应高数据量的无线视频传输，传输速率高，覆盖范围大，灵活性好。
四、油井远程无线监控系统发展前景
油田远程无线监控系统前端传感器与就地控制柜内的数据采集控制器间采用短程无线数据传输方式，无需挖沟排管布线，不会对现场的环境产生大的改动；一个数据采集控制器可对相邻距离较近的几口油井传感器数据进行采集处理，综合成本较低，性价比较高。前端传感器采用卡夹等方式，安装方便，在维修和作业时便于拆卸和重新安装。该系统不仅减少事故的发生率，降低事故的严重程度，使事故的损失大大降低。
结束语：油田远程无线监控系统的使用必然成为趋势，将成为油田科学管理不可缺少的保护系统。在油井频繁出现事故盗油等情况的今天，准确有效的事故预报警保护系统对油井安全运行将起到重要的支持作用。
参考文献：
[1] 李永，图像处理、分析与机器视觉[J].科学技术与工程.2012.09
污水站储罐液位监控技术研究 篇4
储罐液位是油气田集输工艺的重要参数之一,其检测技术越来越受到人们的普遍关注。近几年来,由于光纤、超声波、伺服、雷达等高新技术的不断涌现,储罐自动液位计量已进入多功能、高精度的阶段[1,2]。长庆油田第二采气厂污水站储罐液位的计量受储存介质性能的影响,现场最初采用人工检尺测量和静压式液位测量都存在弊端,给生产带来很大的影响。采气二厂针对污水站储罐液位检测存在的问题,经调研选用雷达液位计和超声波液位计测量污水站储罐液位,于2004年9月安装使用。
污水站储罐液位检测存在的问题
1含醇污水罐液位检测
长庆油田第二采气厂污水站有二具含醇污水罐,污水中甲醇含量随季节变化一般在10%～60%之间波动。建厂时,污水罐液位采用静压式液位检测。静压式液位计是通过测量液体产生的液柱静压来确定液位高度的。在生产实际中,静压式液位计测得实时液位与实际液位差距较大,这主要是因为含醇污水储罐介质中成分较复杂,含有水、甲醇以及少量轻质油,且甲醇、轻质油的含量变化不定,甲醇和轻质油都易挥发,溶液密度变化较大,致使静压式液位计投用后,计量储罐液位结果偏差较大,测量数值波动不定,无法用于指导生产。
2水罐液位检测
污水站内有三具水罐。在建厂时未设液位检测,仅安装了上下液位浮球控制器,设定了水罐的高低液位报警,不能准确反应站内每天耗水量。
为了及时准确掌握装置运行参数以及水资源的消耗情况,以用来指导生产,当班工作人员需要频繁上下罐,通过人工检尺取得各具罐的液位,这样大大的增加了操作员工的劳动强度,更是给安全生产埋下了隐患,冬季或恶劣天气情况下尤其突出;另外人工液位检测的实时性很差,不能及时反应生产情况,也给生产带来了很多不利的影响。雷达液位计、超声波液位计的使用,解决了储罐液位检测中存在的问题。
新型液位计测量原理
1雷达液位计工作原理
雷达液位计是依据TDR(Time Domain Reflectometry)时域反射原理为基础的液位检测仪表。TDR脉冲发生器沿导波杆(缆绳)向下发射微波,微波是以光速c传播的高速电磁波,当电磁波抵达液面时,遇到比先前传播介质(如空气)介电常数大的介质表面时(20℃时,甲醇的相对介电常数是33.7),电磁波发生反射,于是脉冲沿导波杆反射回去,利用超高速的计时技术,精确地计算出脉冲波的传导时间。雷达通过测量发射波与反射波之间的延时t来确定天线与反射面之间的距离(空高h)。t=2h/c,(光速c=3×105km/s),光速不受介质环境的影响,传播速度是稳定的,当测得延迟时间t就可获得h。
雷达系统不断地发射线性调频信号(即频率与时间成线性关系的信号),可以得到发射信号频率与反射信号频率之间的差频,差频正比于延迟时间t,也即正比于空高h。差频信号经过数据处理,就可获得高空值h。罐高值与空高值之差就是液位值[2]。其工作原理如图1所示。
雷达液位计测量原理的优点就是波的传送时间及精度均与被测介质的密度无关。其特点是:
(1)计量精度高。雷达波信号沿着导波杆传输,可消除虚假信号,减少信号损失。
(2)计量可靠性高。雷达波以光速传播,传播速度稳定,依据光的反射原理来测量,所以它的测量准确性不受介质密度变化、粉尘、蒸汽的影响。
(3)适用于低介电常数的液位测量。介质的介电常数越小,反射波的强度越弱,雷达液位计信号因沿导波杆传输,可减少信号损失。
(4)体积小、重量轻,安装便捷、维护简单,有故障自诊断和提示功能。
2超声波液位计工作原理
HAWK系列超声波液位计是非接触式液位仪表,可用于测量各种容器或管道内的液位高低和流量大小,也可以用于水池、水渠、水库、江河湖海水位的测量,测量精度高,安装维护方便,可以同时测量水位、水位差和流量等,并具有计算机标准RS-485接口等特点[3]。
超声波液位测量仪的探头安装在受测液体的上方,探头受电激励后,通过空气向其下的液体发射超声波,超声波被液体反射,回波被探头接收和测量,并被转换为电信号。超声波在发射和接收之间的距离H1由声波速度和传输时间t决定,由公式H1=ct/2计算,通常情况下声波在空气中的传播速度c为340m/s,因超声波传感器距离渠底的高度H为定值,故可计算出液位高度H2:H2=H-H1。其工作原理如图2所示。
液位计的选型、安装及信号处理
1选型
依据雷达液位计和超声波液位计的测量原理及特点,含醇污水储罐因储存介质成分比较复杂,且常伴有少量轻质油,所以我们选用KROHNE公司生产的BM102系列单缆型雷达液位计。
三具水罐其介质均是温度不超过90℃水,介质成分比较单一,测量比较简单,在保证测量可靠性的同时,我们选用测量成本较低的澳洲HAWK公司生产的SULTA2系列超声波液位计。
2液位计的安装
雷达液位计的安装是利用罐上的人孔进行安装。在透光孔法兰中心处开一小孔,并在中垂线上焊上一个1″NPT螺纹短节(液位计配套,L=30mm)。液位计的过程连接口为1″NPT,将液位计探头沿透光孔法兰盖上的1″NPT螺纹孔插入大罐并旋紧,雷达液位计安装就位。在安装过程中应避免以下几点:
(1)液位计的中轴线应保证与液面垂直,且距罐壁的最小安装距离不能小于500mm。
(2)导波杆安装法兰对水平面的误差应小于±1°,为避免冲击,导波杆的安装位置应远离进出料口。
雷达液位计的拆卸同样简单、方便。储罐需要检修时,先断开雷达液位计电源,在现场表头端拆开液位信号电缆,将雷达液位计的过程连接螺纹拧松,提起液位计,并盘卷收起绳式探头(缆绳部分不应强力弯折),卸下液位计存放在安全的地方,储罐即可检修。雷达液位计总重不到3kg。
超声波液位计的安装也是利用人孔进行安装,安装方法与雷达液位计相同。
3液位计信号处理
信号处理采用现有的控制系统对信号进行处理、监控。BM102系列单缆型雷达液位仪表供电DC24V,4～20mA二线制回路信号。信号处理时将原含醇储罐的静压式液位计拆除,雷达液位计使用原有的信号线将信号传送至中心处理站的站控系统上。这样,完全避免了重新敷线的麻烦。
SULTA2系列超声波液位计仪表供电DC24V,4～20mA二线制回路信号。水罐采用原水罐的上限液位报警信号线来传输液位信号,在液位信号传入站控系统后,通过组态,设置水罐的上限报警功能,并由液位计的可靠性来保证上限报警功能的可靠性。
应用效果及评价
自2004年9月份雷达液位计和超声波液位计在污水罐区投用以来,运行状况一直良好。为了考核液位计的技术性能,于2004年10月10日至10月30日,在罐区做了人工检尺与液位仪自动检测液位对比测试,见表1、表2(部分数据对比)。
从表1、表2现场部分数据对比可见:(1)最大误差为0.05m,运行稳定,无波动;(2)液位仪表能准确反映各储罐生产动态,有利于准确掌握生产运行参数,并能提供准确的能耗数据;(3)方便管理和操作。
结论
雷达液位计和超声波液位计两种液位计性能较好,计量准确,稳定性好,安全可靠,实现了对储罐的24h计量和监督,极大的方便了生产,给装置平稳、安全运行夯实了基础。雷达液位计和超声波液位计在采气二厂的应用,提供了准确的装置运行参数,充实了污水站局域网数据,提高了生产管理的自动化水平;取消了操作工上罐量取液位作业,极大地减轻了岗位工人的劳动强度,提高了劳动效率;消除了在炎热、雷雨、冬雪等恶劣环境条件下,人工检尺带来的安全隐患。
摘要：污水站储罐液位是油气田集输工艺的重要参数之一。长庆油田采气二厂现场污水站储罐液位计量采用人工检尺测量和静压式液位测量都存在弊端,给生产带来很大的影响。经调研选用雷达液位计和超声波液位计测量污水站储罐液位,经过现场测试,这两种液位计性能良好,计量准确,稳定性好,实现了对储罐的计量和监督,极大的方便了生产。结合采气二厂污水站储罐液位计量的应用实践,重点论述雷达液位计和超声波液位计测量的原理、技术特性及应用效果评价。
关键词：污水站,储罐,液位,监控
参考文献
[1]王松阳.浅谈雷达液位计的设计和应用[J].石油化工自动化, 1996(1):48~57.
[2]苏艳春.雷达液位仪在油品储罐液位计量上的推广应用[J].石油工业技术监督,2002,18(12):11~13.
风电场远程监控系统 篇5
关键词：风电机组；OPC；Vestore实时（历史）数据库；远程监控
1.风电场远程监控系统总体结构的设计
在建设风电场时，通常都会在现场集控室中配套安装与之相对应的监控系统，由于目前风电场在建设地点的周边环境、风速、气候等条件的不同，采用的风机厂家也不同，配套使用的风机监控软件也不尽相同，因此存在信息孤岛。就我公司来说，目前下辖8个风电场，采用的是维斯塔斯、东汽、华锐、上海电气及金风的风机，其运行的监控系统较为封闭，兼容性不强，因此开发一套较为实用，兼容性强的风电场远程监控系统供集控中心监控是风场信息化建设中较为重要的一环。性能完善的风电机组监控系统有利于风电场的运行向无人值班方向发展，可以降低风电场的运行成本，提高风电场的发电效益。
2.基于OPC接口的数据采集
OPC全稱是OLE for Process Control，它的出现为Windows的应用程序和现场过程控制应用建立了桥梁。OPC技术以微软公司的OLE技术为基础，是一种具有高效性、可靠性、开放性、可互操作性接口通信标准。他把开发访问接口的任务交给了硬件生产厂家和第三方厂家，以OPC服务器的形式提供给用户，解决了软硬件的矛盾，提高了系统的开放性和可操作性。
其中，WPM（Wind Park Management）为华锐风机所配套的风机监控系统，安装在主控室的风机监控机中。WPM提供风机现场监控的SCADA，便于现场运行人员在线实时的监控风机运行状态，进行实时在线维护。OPCServer安装在前置机中，利用TCP/IP协议将分散在各地的风机运行状态等数据信息传输至集控室的前置机中，最后通过专线将风机数据传输至远方的Vestore实时数据库服务器中。
3.Vestore实时历史数据库
通过基于OPC接口的数据采集系统采集风场风机实时运行数据后，将数据实时的传输到远程集控中心的数据服务器，并存储到实时数据库中，为后期的数据统计及分析提供支持。
本文采用的数据库是电力行业广泛应用的VeStore大型实时历史数据库。该数据库支持标准的B/S（浏览器/服务器）和C/S（客户/服务器）结构，具有良好的开放性和可扩展性。VeStore数据库以站点的方式对标签点进行分组管理。一个站点可能是一组逻辑意义相同的标签点的集合，也可能是从属于一个接口采集程序的标签点的集合。数据库管理人员可以通过“站点”的概念对系统中标签点进行分组管理。VeStore系统按照标签点的方式对过程数据进行管理，一个标签点对应工业生产过程中的一个被监测的量，或者一个计算数值。
针对我公司的实际情况，风电场远程监控系统的数据库设计如下：
建立八个站点（赛罕坝，东山，大黑山，达里，道德，查干哈达，西场，大水菠萝），即每个风电场建立一个站点；
每个站点中的每一个标签点为单台风机的测点，测点按照一定的规则命名。标签点的命名规则如下：12.ABC.abc.XY0000.tagX，共由五段构成：
12：共两位，表示省公司代码，用两位数字表示；
ABC：共三位，表示区域公司代码，用名称首字母表示；
Abc：共三位，表示风电场代码，用名称首字母表示；
XY0000：共六位，表示风电场内系统类别和属性，0000表示风机标识号；
tagX：为原系统中标签名，代表不同标签点；
VeStore实时历史数据库的功能主要有两方面：一方面为发布平台的所有计算分析程序、监视画面、统计报表等提供数据的来源；另一方面提供应用开发接口——Data-API，它是动态链接库的集合。Data-API主要包括serverdll.dll和clientdll.dll，分别提供数据库的查询和写入功能。在serverdll.dll中可以进行当前活动数据库、站点、标签点的查询，以及各个标签点实时数据和历史数据的查询；clientdll.dll主要提供数据写入的功能，可以针对某个站点的标签点进行数据的上传。
4.基于B/S模式的风电机组远程监控系统设计
目前，常用的系统架构形式两种：C/S模式和B/S模式。C/S（Client/Server）模式，即客户机/服务器模式。C/S模式具有两层结构：第一层是在客户机系统上结合了业务逻辑；第二层是通过网络结合了数据库服务器。在C/S两层结构中，客户端保持着应用程序，客户端通过应用程序向服务器发出请求，服务器据此请求对数据库进行操作，并向客户端返回应答结果。C/S模式将一个复杂的网络应用和生动、直观的用户界面相分离，将大量的数据运算交给了后台去完成，提高了用户交互反应的速度;应用开发简单，开发工具多而成熟，对网络数据库的应用起到了较大的推动作用。我公司集控中心的南瑞RCS-9001就是C/S架构的系统。
相对C/S模式，B/S模式具有如下突出优点:
客户端不再负责数据库的存取和复杂数据计算等的任务，只需要其进行显示，充分发挥了服务器的强大作用，这样就大大的降低了对客户端的要求，降低了投资和使用成本。
易于维护、易于升级。
用户操作使用简便。
易于实现跨平台的应用，解决了不同系统下不兼容的情况。
所谓基于B/S的风电场远程监控系统是以Web浏览器为统一的客户端，利用OPC数据采集到底层风机的运行数据，然后统一上传至实时（历史）数据库服务器中，通过Web浏览器就可以查看数据库中信息。
在风力发电系统中应用远程监控系统，可以保证系统信息完整、正确掌握风电系统运行状态、加快生产和维护决策、提高生产效率、帮助快速诊断出系统故障状态。风电场远程监控系统都应具有实时监控、实时报警、绘制报表、趋势分析和用户管理等功能。
5.结论和展望