散粮输送工业电视监控系统的设计与应用

粮油食品科技第20卷2012年第6期

仓储物流

散粮输送工业电视监控系统的

设计与应用

穆春梅，于浩达

(中国华粮物流集团北良有限公司，辽宁大连116001)

摘要:以北良港散粮输送工业电视系统为例，介绍了散粮输送工业电视监控系统的结构、信号传

输方式、现场装置选型、监控点布置方式，以及设计和实施过程中应注意的问题。关键词:工业电视;监控系统;信号传输;散粮输送

中图分类号:TN949．21文献标识码:B文章编号:1007－7561(2012)06－0069－04散粮输送系统的工业电视监控系统，主要用于监视粮食输送过程中皮带机的运行、粮流的大小、粉尘大小、洒落粮情况，以及装车作业、卸车作业、装船作业、卸船作业等现场设备及人员的状况，使中控调度和操作人员能够直观地观察现场，及时掌握散粮输送系统的作业情况，是保证散粮输送系统安全稳定运行不可或缺的重要组成部分。

北良港散粮工业电视监控系统从建立10多年来，随着散粮输送系统的扩建和改造，进行了相应配套和改造，目前共有监控点110个，所有监控点都配有云台和可变焦摄像头。该系统由BOSCH(原为

PHILIPS产品)矩阵及相关系列产品组成。在中央控制室设有3套BOSCH矩阵，根据操作需要在扩建和改造中对3套矩阵进行了组网，监视器由最初的12个扩展到26个，在中控操作台设置有4个操控键盘，用于画面切换和控制。

2011年对该监控系统进行了一次全面的维护、整改，以下对系统的组成、设计方式及设计中应注意的问题等做一介绍。1

监控系统组成结构及组态方式

北良港散粮电视监控系统的3套矩阵采用组网方式进行联网，网络结构为星型结构，如图1所示

。

图1北良港工业电视系统图

本系统也可以根据需要组成级联型网络结构或混合型网络结构，本例中根据实际需要采用了星型

收稿日期:2012－03－07

1966年出生，作者简介:穆春梅，女，山东辉源人，工程师．

结构形式。

图1中3套矩阵分别为LTC8601两套、LTC8301一套。

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矩阵①为主矩阵，它的键盘可以控制矩阵①②③的摄像头、云台动作，并可以控制矩阵①的视频输出，及矩阵②③的视频信号从矩阵①输出;矩阵②的键盘可以控制矩阵②的摄像头、云台的动作，并控制矩阵②的视频输出;矩阵③的键盘可以控制矩阵③的摄像头、云台的动作，并控制矩阵③的视频输出。26个监视器中，16个由矩阵①输出;10个由矩阵②输出。中控室控制台的4个键盘中2个接矩阵①，另外2个接矩阵②。

网络结构确定后，需要用BOSCH矩阵组网专用软件LTC8059进行组态，在组态软件中输入监控点的地址号、标识、位置、联网矩阵地址、监视器输出号、监视器标题等信息。例如，矩阵③的组态软件截图如图2，矩阵①中与矩阵③相关部分的组态软件截图如图3，在电脑中进行组态之后，用专用连接线将电脑串口与矩阵串口(CONSOLE口)相连接，将组态结果下载到矩阵中，对每个矩阵分别组态，系统就具备联网条件了

。

粮油食品科技第20卷2012年第6期

图1中3个LTC8569为码合并器，码合并器有32个输出端，两个输入口，每个输出可驱动8个解码器。LTC8569①的一个输入口接LTC8601①矩阵的码输出SDA口，另一个输入口不接，它的一个输出为LTC8569②的控制码输入，其他一些输出为LTC8601①矩阵所管理的监控点的控制码;LTC8569②的一个输入口接LTC8601②矩阵的码输出SDALTC8569②口，另一个输入口接LTC8569①的输出，的一个控制码输出接LTC8780①的输入，其他一些输出为LTC8601②矩阵所管理的监控点的控制码;LTC8569③的一个输入口接LTC8301③矩阵的输出控制码，另一个输入口接LTC8569①的输出，LTC8569③的一个输出接LTC8780②的输入，其他一些输出为LTC8301③矩阵所管理的监控点的控制码。

除上述设备之外，还为重点部位的视频监控信号配备了硬盘录像机，配置方式如图4所示。从现场来的视频信号，先进入视频分配器，视频分配器的输出一路接硬盘录像机，另一路接矩阵;也可以选择有环路输出的硬盘录像机，视频信号先输入到硬盘录像机，再从硬盘录像机输出接矩阵，不需要配视频分配器

。

LTC8601矩阵有128个视频输入，16个视频输6个视频输出。出;LTC8301矩阵有32个视频输入，

本系统视频输入已经使用了114个，还有174个可扩展余量，视频输出已使用了30个，有8个输出可扩展。

图1中LTC8780为码转换器，它的CONSOLE口(RS232通讯口)与矩阵的CONSOLE口连接。它S，－)。的CODEIN口接LTC8569的码输出(+，使用之前需要在LTC8780装置的线路板上进行地址和波特率等设置。瑠瑖

图4硬盘录像机配置图

2信号传输方式

本系统是在几个不同时期建设完成的。早期建

设的项目，视频传输电缆采用75－9同轴电缆，控制电缆采用2×1．0的屏蔽电缆，传输距离达1500m;随着光端设备技术的发展，后期项目大多采用单膜光缆传输方式，以及光缆和同轴电缆混合传输方式。一个完整的视频信号传输过程如图5所示。

图6为光缆直接到监控点近旁的信号传输方式配置图。在图6中，光端机采用1路视频1路数据多芯光缆从中控室到现场离监控点较近的反型式，

图5视频信号传输总示意图

图9

视频多路复用器配置图

某个控制室或控制箱，再通过光端接续盒，用4芯光缆分到每个监控设备处;图7为采用光缆和同轴电缆组合的信号传输方式配置图，在图7中，光端机采用多路视频1路数据反光端机，再用同轴电缆和2芯屏蔽电缆分接到每个终端监控设备

。

网络服务器，硬盘录像机也可以直接连接以太网。以太网技术在监控系统中的应用，使视频信号可以方便地传输到公司内部的局域网电脑及远程桌面，使管理人员方便地选择需要的监控目标进行查看。另外，无线传输技术的应用，解决了移动设备的视频信号传输问题等。3

现场监控装置

北良港工业电视系统有监控点110个，均配置了云台和可变焦摄像头。现场设备系统图如图10、图11、图12所示。图10为直接用同轴电缆和屏蔽双绞线传输时的现场配置图，图11为光缆直接到监控点的现场设备配置图，图10和图12合起来为光缆和同轴电缆混合传输方式的现场设备配置图

。

采用同轴电缆传输视频信号时，在传输路径中有电磁干扰、低频干扰等干扰源时，需要加装抗干扰器来增强抗干扰性。例如，有一视频信号，传输路径经过车皮牵引装置，由于车皮牵引装置使用变频器及大功率电机，对视频信号产生较强的横纹和抖动干扰，采用一对移频抗干扰器，消除了干扰信号，如图8所示

。

图8抗干扰器配置图

1根同轴电缆可以传输多路利用多路复用器，

信号。例如，某一皮带机尾部需要增加监控点，而距离增加点不远处正好已有一监控点，于是增加一对双路复用器，利用已有监控点的传输电缆，两个监控点共用一根视频电缆进行信号传输，使需增加监控点的信号传输问题得以解决，如图9所示。

视频信号的传输方式有多种，本案只采用了其中的几种形式。近年来电视监控新技术不断出现，例如随着网络技术的发展，出现了网络摄像机、视

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由于散粮系统内有一些区域是粉尘防爆区域，安装在该区域的监控设备包括摄像头护罩、云台、以及放置解码器和光端设备的控制箱，都要求是粉尘防爆类型的产品，以满足粉尘防爆的要求。

在室外非防爆区域的监控设备包括摄像头护罩、云台、放置解码器和光端设备的控制箱要有

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视频光端机产品国内产品有许多，本案中主要使用了飞博来特和天地伟业的产品。光端机的接口ST或SC中的任意要选择一致的型号，例如FC、一种。

监视器选用液晶电视机即可，本案选用的是32″液晶电视机。4

图12

光缆和同轴电缆组合光端机控制箱设备配置图

监控点的布置

散粮系统的工业电视监控点主要用于监控散粮

IP65以上的防护等级，以防止粉尘和水浸入设备。

无论是防爆区域还是室内、外的监控设备，电缆进线都要使用格兰头进行密封。

解码板在使用时要设置与矩阵视频输入相应的地址。

监控点的供电采用就近方式，在距离监控点较近的MCC设置监控设备的供电箱，箱内为每个监控点设置单独的空开，方便控制和管理，供电电缆为3×1．5阻燃聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套软电缆。

设备的质量和选型关系到设备长期运行的稳定性，根据笔者的经验，设备选型应注意以下事项:

(1)控制箱要有足够的大小，以适宜放置解码板、电源适配器、光终端盒以及光端机等设备。

(2)云台选择交流24V控制电压。(3)摄像头采用直流12V供电电压。(4)设备的护罩必须保证密封完好，防护等级在IP65以上，护罩要有2mm以上的厚度，材质要有良好的防腐性能，以保证设备长期稳定运行。

(5)解码器要根据系统中矩阵输出的控制码协议来选择。

摄像头的选型方式有多种，本案中大多采用了BOSCH摄像头配10倍可变焦镜头。也有一部分采用SONY480CP18倍变焦摄像头及SONY1010P36倍变焦摄像头。

本案中粉尘防爆摄像头护罩及云台选用常州裕华产品。室外云台和摄像头护罩可选择的产品较多，但必须注意密封和材质的防腐等质量问题。

本案中矩阵为BOSCH矩阵，解码板应选择BOSCH协议解码板。BOSCH解码板原厂产品型号LTC8561/50用于为LTC8566/50用于24V云台，

220V云台，也有国产的BOSCH协议解码板可以选择。如果不选择BOSCH协议解码板，则需要采用LTC8782译码器进行协议转换，例如LTC8782－10可将BOSCH双向控制码转换为PelcoP码。瑢瑖

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系统的作业情况，皮带机粮流情况和粉尘大小是重点监控对象，在每条出仓皮带机的头部或在出仓皮带机的下游皮带设置监控点，用以观察出仓的粮流;在仓顶区域设置监控点，监控粮食的入仓作业、卸料小车的位置、仓顶的粉尘、仓顶维修和巡检人员的工作情况等。在卸车坑皮带机的头部或其下游皮带机设置监控点，用以观察卸车粮流。

由于托辊式皮带机尾部是容易产生粉尘的区域，将监控点设置在皮带机廊道中靠近尾部区域，可以兼顾观察皮带机粉尘和粮流。如果托辊式皮带机较长，又是需要重点观测的设备，则还应在靠近头部区域设置1个监控点;而气垫式皮带机是全封闭结构，需要监控粮流时，一般是将气垫机头部的一块盖板打开，监控点安装在打开盖板的近旁。

在火车卸车站、火车装车站、汽车卸车站、汽车装车站等处设置监控点，用于监控装、卸车作业的进度和装卸车工人的作业情况及出入车辆情况;在装船泊位附近的塔顶设置监控点，用于监视装船机作业位置和工人的平舱作业等情况;在卸船机的臂架头部安装摄像头，用于卸船机操作人员监视卸船机取料位置，同时通过硬盘录像机记录取料情况，以便在异物进入设备造成设备损坏时作为索赔依据。

在筒仓附近的建筑物上安装摄像头，用于监控筒仓前后区域，例如监控筒仓前排出仓溜管的出仓装汽车作业。

在选择监控点时，可以用目测的方法确定监控设备的安装位置及高度。

在选择现场监控设备的安装位置时，还应考虑设备便于维护和维修，必要时要配备维修梯及维修平台以方便维护和维修，同时也要考虑监控点的照明问题，在监控点处有较好的照明以保证视频信号

图像良好清晰。●