工业电视系统在制盐企业的应用.pdf

SEP 2023 No.5第54卷Vol.54中国井矿盐CHINA WELL AND ROCK SALT工业电视系统在制盐企业的应用王宇,彭丽梅（自贡市轻工业设计研究院有限责任公司，四川自贡643000）摘要：本文简析了制盐企业生产工艺及产品的性质，使得配套的工业电视系统具有很强的行业特点，并根据这些特点提出了工业电视系统选型的针对性措施，同时给出了基本的系统结构以及扩展的要求，为在制盐企业应用工业电视系统提供了一个基本的整体思路。关键词：工业电视系统；场所；系统结构中图分类号：TS33文献标识码：A文章编号：1001-0335（2023）05-0036-03Application of Industrial TV System in Salt-Making EnterprisesWangYu,Peng Limei(Zigong Light Industry Design and Research Institute Co.,Ltd.,Zigong,Sichuan,643000)Abstract:This paper briefly analyzes the characteristics of salt enterprises,and puts forward the targeted measures of industrialTV system selection,and gives the basic system structure and expansion requirements,which provides a basic overall idea for theapplication of industrial TV system in salt enterprises.Key Words:Industrial television systerm,site,system structure1前言在现代化的工业企业，通常会利用视频技术及其相应配套设备，通过有线或无线传输方式构成工业电视系统，对企业的生产操作、生产过程和生产管理进行视频监视。其目的在于操作人员和管理人员能在调度中心或集中控制室内直观的监视生产过程及厂区重要设施的情况，从全局的角度掌握全厂内的生产安全。同时，由于操作人员可以在调度中心通过调用视频图像的方式巡检全厂，从而减少了现场巡视人员的数量，节省了人力，提高了效率。因此，工业电视系统是所有工业企业的必须配置。2制盐企业的特点制盐企业由于生产工艺及产品的性质，使得配套的工业电视系统具有很强的行业特点。目前国内的制盐企业大多采用多效真空蒸发技术或 MVR技术（蒸汽机械再压缩技术），按工段主要分为卤水净化、多效或MVR蒸发结晶、离心脱水、干燥、包装、仓储、循环水、锅炉房等。制盐生产具有工艺流程较长、设备种类多、单体建/构筑物较多、厂房占地面积大等特点。因此，在建设工业电视系统时，应优先确定需要监视的场所并按照不同的特点将其分类，依据“重点监控，整体巡检”的运行模式，将生产现场的情况准确、全面的传输至调度中心及集中控制室，用以辅助操作人员及管理人员能及时、全面的掌握全厂的生产运行状况，达到平稳、安全生产的目的。3需要进行监视的场所根据制盐工艺流程和操作的需要，按照规范GB/T50115-2019 工业电视系统工程设计标准4.3.4条，我们大致可以分类划出以下需要配置监控点的场所：3.1生产流程需要监视的重要设施，如蒸发罐、蒸汽压缩机、离心机等；3.2生产操作中需要边监视边操作的设备,如物料转排等；3.3生产作业需要监视又不易直接观察到的位置,如罐区内的室外原卤桶、反应澄清桶、精卤桶、冷凝水储桶、事故池等高大设备或设施；3.4无人值守场所需要监视的生产装置，如罐区、泵群等；3.5 爆炸型场所需要监视的生产部位，如燃气锅炉房；3.6生产和管理需要设置的其他场所，如干燥系统、输盐皮带、洁净厂房、盐仓、控制室、高压配电室、低压配电室、变频器室、变压器室等。在进行工业电视系统设计时，应围绕上述场所作者简介：王宇（1982-），男，四川自贡人，大学本科，高级工程师，一级建造师，功能安全工程师，现在从事工业自动化的设计工作。布置摄像头，并尽可能的避免监控死角。4场所特点归类对以上划分出的场所进行综合分析，大致可以总结出以下5个特点：4.1低照度及蒸汽干扰：蒸发罐的液位属于需要重点监视的部位，按规范需采用2种不同的手段进行观察检测。因此，除了采用仪表进行测量外，宜多增加另一种手段进行观察，保证装置在仪表失效的同时能正常运转。可采用安装摄像头从蒸发罐上锥视镜进行观察的方法来辅助监视其液位。而蒸发罐内部由于是密闭容器导致罐内照度不足，且由于料液的蒸发会产生大量的蒸汽，干扰监视的准确性。4.2腐蚀性强：制盐企业的生产环境属于盐雾环境，空气中的盐份及水份含量高、腐蚀性特别强，尤其是在离心机、干燥床、输盐皮带等设备附近的环境特别恶劣。若不采取针对性措施，摄像头的使用寿命非常短。这些场所包括：蒸汽压缩机、离心机、物料转排、干燥系统、输盐皮带、洁净厂房、盐仓、泵群等。4.3爆炸风险：纯粹的制盐工艺是没有防爆要求的，但是现在不少制盐企业采用了燃气锅炉来提供蒸汽，该锅炉房通常属于防爆2区，需要预防电气设备引起爆炸从而发生重大安全事故的风险。4.4高大设备：室外的事故桶等一般在10m左右。虽然设置有操作平台，但操作人员若经常进行高空作业则有高空坠落的风险。这些场所包括：罐区内的各室外原卤桶、反应澄清桶、精卤桶、冷凝水储桶等。4.5一般场所：对摄像头没有特殊要求的场所。这些场所包括：罐区、控制室、高压配电室、低压配电室、变频器室、变压器室等。5针对性措施由于制盐企业的生产特点，使得在摄像头的选择上需要能适应以上各种情况。我们在进行设计时，可以采取以下针对性措施：5.1针对蒸发罐内无光源照度低的特点，应采用低照度的摄像头，可以采用辅助照明的方式，在摄像头视镜旁再增加一个视镜，用辅助光源直射罐内正常液位处。若当地日照特别强烈，必要时可自制遮光罩将摄像头整个罩住，避免过强的阳光影响摄像头的观察效果。5.2强腐蚀性环境下，应选择防腐型摄像头，采购时可单独提出防腐要求，配备耐盐雾腐蚀的防护装置。例如要求外壳采用316L材质；符合WF2、C5-M防腐蚀标准，有效避免中性盐雾腐蚀；其电路板外部应包覆橡胶层，接头外部应包覆耐腐蚀金属层等。同时，若配有现场保护箱，此箱也应是防腐的。注意在此环境下，尤其不能选择普通球机，因为盐粉的存在使得球机会卡死不能旋转而导致损坏。并且这个损坏时间非常快，环境特别恶劣时预计 1个月左右的时间。5.3爆炸环境下，则应选择防爆等级满足防爆要求的防爆摄像头。例如燃气锅炉房的摄像头通常需要满足防爆2区的防爆要求。摄像头的监视范围内除重要的工艺设备外，还应囊括如阀门、三通等可燃气体输送管道上的易泄漏点。同时，摄像头做好接地连接。5.4观察点较高处，应设置固定监视点。这类高大设备在制盐企业通常是成组排列的，因此摄像头的视距和视角应能直接观察到所有这些成组设备的最高液位，必要时可采用一体化球形摄像头。若是成组设备较多时，可多设置几个摄像头。同时。这类监视点由于安装高度过高一般不单独架设监视杆，可在附近的建/构筑物或管廊等满足监视要求高度的结构上安装。5.5一般场所只需要从整体的角度来考虑选择合适的摄像头。6基本系统结构工业电视系统一般由前端、传输、控制、存储和显示构成。制盐企业的工业电视系统可采用图1的方式组成基本结构。交换机摄像头摄像头摄像头摄像头监控主机网络硬盘录像机大屏幕监视器环境 1环境 2环境 4环境 3显示存储传输前端控制图1制盐企业工业电视系统的基本结构该构成采用以太网方式的结构为基础，针对不同的使用环境选择不同的摄像头类型，再通过交换机将信号送至网络硬盘录像机，调度室内的操作人员通过监控主机进行操作，在网络硬盘录像机进行存储、在大屏幕监视器上显示监控画面。图1中，环境 1为低照度和有蒸汽干扰的环境，环境 2为盐雾腐蚀环境，环境3为爆炸环境，环境4为除环境13以外的其他区域（包含高大设备的监视）。6.1前端设备目前我院设计的工业电视系统，在一般环境场所下，摄像头通常采用200万像素的网络摄像头，靶362023年9月第5期王 宇等：工业电视系统在制盐企业的应用布置摄像头，并尽可能的避免监控死角。4场所特点归类对以上划分出的场所进行综合分析，大致可以总结出以下5个特点：4.1低照度及蒸汽干扰：蒸发罐的液位属于需要重点监视的部位，按规范需采用2种不同的手段进行观察检测。因此，除了采用仪表进行测量外，宜多增加另一种手段进行观察，保证装置在仪表失效的同时能正常运转。可采用安装摄像头从蒸发罐上锥视镜进行观察的方法来辅助监视其液位。而蒸发罐内部由于是密闭容器导致罐内照度不足，且由于料液的蒸发会产生大量的蒸汽，干扰监视的准确性。4.2腐蚀性强：制盐企业的生产环境属于盐雾环境，空气中的盐份及水份含量高、腐蚀性特别强，尤其是在离心机、干燥床、输盐皮带等设备附近的环境特别恶劣。若不采取针对性措施，摄像头的使用寿命非常短。这些场所包括：蒸汽压缩机、离心机、物料转排、干燥系统、输盐皮带、洁净厂房、盐仓、泵群等。4.3爆炸风险：纯粹的制盐工艺是没有防爆要求的，但是现在不少制盐企业采用了燃气锅炉来提供蒸汽，该锅炉房通常属于防爆2区，需要预防电气设备引起爆炸从而发生重大安全事故的风险。4.4高大设备：室外的事故桶等一般在10m左右。虽然设置有操作平台，但操作人员若经常进行高空作业则有高空坠落的风险。这些场所包括：罐区内的各室外原卤桶、反应澄清桶、精卤桶、冷凝水储桶等。4.5一般场所：对摄像头没有特殊要求的场所。这些场所包括：罐区、控制室、高压配电室、低压配电室、变频器室、变压器室等。5针对性措施由于制盐企业的生产特点，使得在摄像头的选择上需要能适应以上各种情况。我们在进行设计时，可以采取以下针对性措施：5.1针对蒸发罐内无光源照度低的特点，应采用低照度的摄像头，可以采用辅助照明的方式，在摄像头视镜旁再增加一个视镜，用辅助光源直射罐内正常液位处。若当地日照特别强烈，必要时可自制遮光罩将摄像头整个罩住，避免过强的阳光影响摄像头的观察效果。5.2强腐蚀性环境下，应选择防腐型摄像头，采购时可单独提出防腐要求，配备耐盐雾腐蚀的防护装置。例如要求外壳采用316L材质；符合WF2、C5-M防腐蚀标准，有效避免中性盐雾腐蚀；其电路板外部应包覆橡胶层，接头外部应包覆耐腐蚀金属层等。同时，若配有现场保护箱，此箱也应是防腐的。注意在此环境下，尤其不能选择普通球机，因为盐粉的存在使得球机会卡死不能旋转而导致损坏。并且这个损坏时间非常快，环境特别恶劣时预计 1个月左右的时间。5.3爆炸环境下，则应选择防爆等级满足防爆要求的防爆摄像头。例如燃气锅炉房的摄像头通常需要满足防爆2区的防爆要求。摄像头的监视范围内除重要的工艺设备外，还应囊括如阀门、三通等可燃气体输送管道上的易泄漏点。同时，摄像头做好接地连接。5.4观察点较高处，应设置固定监视点。这类高大设备在制盐企业通常是成组排列的，因此摄像头的视距和视角应能直接观察到所有这些成组设备的最高液位，必要时可采用一体化球形摄像头。若是成组设备较多时，可多设置几个摄像头。同时。这类监视点由于安装高度过高一般不单独架设监视杆，可在附近的建/构筑物或管廊等满足监视要求高度的结构上安装。5.5一般场所只需要从整体的角度来考虑选择合适的摄像头。6基本系统结构工业电视系统一般由前端、传输、控制、存储和显示构成。制盐企业的工业电视系统可采用图1的方式组成基本结构。交换机摄像头摄像头摄像头摄像头监控主机网络硬盘录像机大屏幕监视器环境 1环境 2环境 4环境 3显示存储传输前端控制图1制盐企业工业电视系统的基本结构该构成采用以太网方式的结构为基础，针对不同的使用环境选择不同的摄像头类型，再通过交换机将信号送至网络硬盘录像机，调度室内的操作人员通过监控主机进行操作，在网络硬盘录像机进行存储、在大屏幕监视器上显示监控画面。图1中，环境 1为低照度和有蒸汽干扰的环境，环境 2为盐雾腐蚀环境，环境3为爆炸环境，环境4为除环境13以外的其他区域（包含高大设备的监视）。6.1前端设备目前我院设计的工业电视系统，在一般环境场所下，摄像头通常采用200万像素的网络摄像头，靶37SEP 2023 No.5王 宇等：工业电视系统在制盐企业的应用欢迎订阅 中国井矿盐面尺寸在1/1.8，支持H.264、H.265、MJPEG视频编码格式，若有变焦的需求则一般为30倍。对于室外安装的摄像头，则应具有不低于 IP66 的外壳防护等级。同时，对于特殊环境场所安装的摄像头，则应在满足上述普通要求的前提下，按第五节针对性措施所分析增加相应的特殊要求。6.2传输链路由于监控点比较分散，并且距离较远，考虑到高标准的视频数据，搭建高速视频网络，按规范GB/T50115-2019 工业电视系统工程设计标准 4.4.3条，超过90m地方以及各分支点到核心交换机采用光纤传输，90m内用五类或以上的双绞线进行传输。6.3控制、存储和显示这部分设备通常选用监控主机、满足监控路数的网络硬盘录像机（存储要求按规范 GB/T50115-2019 工业电视系统工程设计标准 5.5.5条，重点监视对象应满足30天，一般对象满足至少7天的保存时间）、大屏幕监视器，即能构成基本的工业电视系统。当然，企业也可以根据自身对工业电视系统的应用要求、控制室的大小、投资预算的多少，增加诸如视频切换、画面分隔、镜头控制等功能和设备，大屏幕监视器的尺寸和数量也可以进行优化选择或者采用大屏幕拼接系统。7系统的扩展目前的制盐企业大都采用了PCS系统对工业生产进行过程监控，实现了生产的自动化。有些企业要求将PCS系统的画面能够在工业电视系统监视屏上显示，或者在PCS操作站上能调用显示摄像头的监控画面，因此需要将工业电视系统与PCS系统进行互联，相互关系见图2。PCS系统工业电视交换机图2工业电视系统和PCS系统的互联另外，部分头部企业还在积极推行信息化建设。除了配有PCS系统外，还采用了ERP系统对企业的资源计划进行管理，并且将 PCS、ERP、工业电视系统等通过 MES系统结合为一个整体的生产管理平台，相互关系见图3。交换机工业电视MES系统ERP系统交换机PCS系统交换机图3信息化的生产管理平台因此，工业电视系统应具有或者预留接口以便与其他系统进行连接，一般来说，可以通过交换机来实现不同系统之间互联。工业电视系统成套商和其他系统成套商在具体实施时，应相互配合做好设备互联及数据信息的相互调用，对企业全面管理起到支撑作用。8结论经过多套制盐项目的实际运用，工业电视系统在制盐企业的运行效果普遍良好。在生产过程中，对监视设备的运行状态、人员的操作是否规范、是否有其他安全隐患起到了正面作用，有效保证了生产的平稳、预防了大部分生产事故的发生。而当生产事故无法避免时，又能够通过录制的视频进行回溯，对调查事故的起因起到不可或缺的作用。因此工业电视系统已经成为制盐企业正常生产活动中不可或缺的重要组成部分，是企业安全生产的有力保障。参考文献1GB/T50115-2019 工业电视系统工程设计标准S.中国计划出版社,2019年9月第1版.2梁华,梁晨.智能建筑弱电工程设计与安装M.中国建筑工业出版社,2011年8月第一版.3黎连业，黎恒浩，王华.建筑弱电工程设计施工手册M.中国电力出版社，2010年4月第一版.（收稿日期：2023-05-08）（编 辑/周 蕾）38