门禁及工业电视系统在电厂的应用

贾龙

摘 要：本文阐述了电厂设置门禁和工业电视系统的必要性以及东山燃机电厂门禁和工业电视监视系统设计思想及施工方案，分析了天然气供热电厂门禁及监控系统在电厂基建、施工、调试、验收及投产阶段的应用和特点。

关键词：工业电视；监控系统；控制

中图分类号： TN954 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）18-139-3

0 引言

通過工业电视能够对生产现场进行实时监控，能够有效监控工程现场的施工及验收、生产现场的设备监控、事故现场的回放及分析等。通过门禁系统对现场施工人员、生产维护人员的权限进行管理，能够有效分辨人员的工作范围和工作权限，记录人员的进出情况等。工业全厂数字化的应用，能够减少人力资源，缩小管理成本，提高人员管理和现场管理的水平，实现电厂的现代化管理。

1 东山燃机电厂工业电视设计方案

1.1 系统设计

东山燃机采用全数字、标准TCP/IP协议系统设备，系统的建设在追求性能优越、经济实用的前提下，遵循技术先进、功能齐全、性能稳定、节约成本的原则。

系统的建设依据国家相关法律规章、国家和行业相关标准、相关研究成果等资料进行规划设计。

1.1.1 监控点设计

前端摄像机是整个安全防范系统的原始信号源，主要负责各个监控点现场视频信号的采集，并将其传输给视频处理设备。监控前端的设计将结合实际监控需要选择合适的产品和技术方法，保障视频监控的效果。

1.1.2 网络设计

① 传输方式的类型：监控系统中，视频信号的传输是整个系统非常重要的一环，这部分的造价虽小，但关系到整个监控系统的图像质量和使用效果，因此要选择经济、合理的传输方式。本厂采用6类双绞线和光纤的传输方式。视频双绞线基带传输是用6类双绞线，通过交换机进行数字信号传输。

②传输方式的选择：监控点到接入交换机的距离不超过100米，为确保监控系统的图像质量，接入交换机与核心交换机采用单模光纤传输方式；当必须穿越复杂电磁环境时（如附件有大功率电动机）时，采用光纤传输方式。

1.1.3 主要设备

东山燃机采用高清一体化网络摄像头，主要有网络半球摄像机VET-300BWEW-2H、一体化网络高速球形摄像机VET-P30CEW-2H、一体化网络高速球形摄像机（本安型）GB-4-V，根据场所需求不同安装相应的摄像机；编码器采用VET-RX300型编码器；网络设备采用思科万兆核心交换机WS-C4506-E和百兆接入交换机WS-C2960X-48TS-L；存储设备采用WJT-CF8000-16型存储及转发服务器；采用HP DL360p Gen8型管理服务器和Erazer X310型视频监视计算机。

1.2 功能特点

VET-VMS系统采用数据库和组播技术，允许多用户的大规模并发访问。同时系统平台软件采用了多线程的设计方法。在相应的硬件平台支撑下，软件的用户数目不受限制，对大规模用户的访问有非常强大的支撑能力，完全可以满足用户扩容的需要。目前系统支持一百多家国际品牌网络摄像机和视频编码器服务器及部分DVR产品。管理服务模块是系统的核心，是整个系统的主服务器，桥接了其他的各个服务模块。主要用于管理系统平台所有的设备和与其他的管理服务器进行通讯和同步。

当有多个客户端需要同时访问同一远程画面时，在转发服务与前端视频通道之间只占用一个通道带宽的网络资源，再由转发服务器将数据分发给多个客户端，解决了带宽、内外网和多用户访问的冲突，有效地利用网络带宽。流媒体服务器支持视音频流的转发，当有多个局域网客户端需要同时访问同一远程画面时，可以通过流媒体服务器进行转发，在转发服务与前端视频通道之间只占用一个通道带宽的网络资源，再由转发服务器将数据分发给多个客户端。

客户端模块是最终呈现在用户面前，供用户操作使用的模块，客户端通过与各个服务组件进行通讯，用于实时显示视频和回放录像、控制云台镜头动作、控制报警输入输出等监控操作，以及配置外部设备及用户权限等管理功能。

1.3 现场配置

全厂工业电视系统设置3处集中控制设备：包括集控室、化水水网控制室、门卫室。

全厂工业电视系统设置主厂房监控子系统、集控楼区域监控子系统、公用区域监控子系统、安全保安区域监控子系统四个子系统。

主厂房监控子系统根据现场生产需要共设置66处摄像头，集控楼区域监控子系统共设置20处摄像头，公用区域监控子系统共设置29处摄像头，安全保护区域监控子系统共设置14处摄像头。

2 东山燃机电厂门禁系统设计方案

2.1 系统设计

2.1.1 设计思路

东山燃机门禁管理系统，以“人防、物防、技防”相结合，本着 “严进宽出”的原则，采用先进的CPU硬件加密技术、指纹识别技术、人脸生物识别技术，其功能包含有：管理控制功能、报警功能、联动功能，在实际具体应用中设置灵活、简单、方便、实用。

系统权限管理分类清晰明确，用户权限设置灵活。具备生物识别信息进行注册、发卡、换卡功能，同时卡与人员全部身份信息绑定。可根据时间段控制人员进出或门的开关，可灵活增加各受控门的监控设防，门状态以图形模式实时显示于系统界面。

对于电厂安防系统仅仅依赖某一子系统的管控能力是远远不够的，特别是在当今科技发达的社会，协作互补，相辅相承是安防系统的必然趋势。东山燃机电厂门禁管理系统解决方案完全具备与其他安防子系统相结合，是集成度高、兼容性强的门禁管理系统。东山燃机电厂门禁系统可与消防报警主机联动，若出现消防警情时可自动进入该事先预设的状态、动作；与视频监控系统联动，可设置门禁刷卡、报警事件联动监控系统进行图像抓拍或录像；与防盗报警等进行联动，当有报警时联动防盗报警系统进行相应处理；嵌入语音模块，实现本地操作均有语音提示；与防冲撞装置联动，实现双重门禁作用。门禁系统的联动功能正在为电厂打造一套尽乎完美的安全防范系统。

2.1.2 系统组成

门禁系统由主控部分、识别部分和执行部分组成。

2.1.3 供电要求

系统设备采用UPS供电，电源质量建议满足下列要求：

稳态电压偏移不大于±2%；

稳态频率偏移不大于±0.2Hz；

电压波形畸变率不大于5%。

2.1.4 网络组成

门禁系统网络拓补图如下：

安全门禁管理系统中，信号的传输是整个系统非常重要的一环，这部分的造价虽小，但关系到整个系统的使用效果，因此要选择经济、合理的传输方式。东山燃机采用超五类双绞线和光纤的传输方式。视频双绞线基带传输是用超五类双绞线，通过交换机进行数字信号传输。为确保监控系统的图像质量，控制器到接入交换机的距离不超过100米；接入交换机与核心交换机采用单模光纤传输方式；当必须穿越复杂电磁环境时（如附件有大功率电动机）时，采用光纤传输方式。

对于监控网络其对于传输网络的服务质量等级要求为：

网络时延上限应小于400ms；

时延抖动上限应小于50ms；

丢包率上限应小于1×10-3。

2.1.5 主要设备

东山燃机网络门禁控制器采用VJAC3070-4/VJAC3070-8型控制器，它是集成了ARM9微处理器的智能控制器。网络门禁控制器负责执行门禁报警管理系统中的所有访问控制决策。该款网络门禁控制器最多可以控制8个读卡器，控制器上可扩展至于256个以上的输入接口或256个输出接口，输入和输出接口可任意分配和指派。控制器通过Wiegand与第三方读卡器连接，实现高扩展性。

门禁系统主服务器型号为HP DL360p Gen8，英特尔E5-2600芯片组，E5-2609处理器，可选冗余类型电源。服务器完全性能强、工作稳定。一卡通管理电脑采用Erazer X310型普通家用电脑，安装一卡通软件即可使用，后期维护方便。

感应卡读卡器采用VJAC3500型读卡器，响应时间小于0.1秒，备有多种颜色选择，工作温度为-30℃至70℃，工作湿度为5%至95%。与读卡器之间采用RS485加密传输协议。

人脸识别设备采用E356A型识别设备，存储用户容量为500人，记录容量为15万条。

锁具采用磁力锁和电插锁两种锁具，采用12VDC低电压控制，具有吸力强、容易安装、能耗低、防腐蚀、使用寿命长等特点。出门按钮采用塑料标准开门按钮，符合普通电气开关底盒尺寸，通用性较强。

2.2 功能特点

进出通道的权限管理：对每个通道设置可以进出的人员。

进出通道的方式管理：对可以进出该通道的人员进行进出方式的授权。方式不少于三种。

进出通道的时段管理：设置通过该通道的人具有可以进出的时间范围。

实时监控功能：系统管理人员可以通过计算机终端实时查看每个门区人员的进出情况、每个门区的状态；也可以在紧急状态打开或关闭所有的门区。

出入记录查询功能：系统能将所有出入事件、操作事件、报警事件等记录存储于系统的相应载体中，并能形成报表以备查看；可按不同的查询条件查询；配备相应考勤软件可实现考勤、门禁一卡通的功能，如电子巡更、物品流通、电梯控制、停车场出入、消费一卡通等。与视频安防监控系统联动的出入口控制系统，应在事件查询的同时，能回放与出入口相关联的视频图像。

异常报警功能：当出现非法侵入、门超时未关时，发出异常报警。

反潜回及防尾随功能：反潜回可防止持卡人尾随他人进入；防尾随是持卡人必须关上刚进入的门后才能打开下一个门。

消防报警或紧急联动功能：在出现火警时或地震等紧急情况下，门禁系统自动打开所有的疏散通道受控制门锁，使室内人员及时疏散逃生，确保人身安全；锁死有关的机房门，便于气体灭火，保护和尽量减少设备受损，不因门禁系统形成障碍。还可与入侵报警及安保视频监视联动。

网络设置管理监控查询功能：在指定的管理人机接口或在网络上任何一个授权的位置对整个系统进行设置监控查询管理，也可以通过互联网进行异地设置管理监控查询。

逻辑开门功能：对重要的区域設置同一个门需要几个人同时刷卡（或其他方式）才能打开电控门锁的功能。

应急开启功能：使用制造厂特制工具采取特别方法局部破坏系统部件后，使出入口应急开启，且可立即修复或更换被破坏部分。

巡更系统功能：是门禁系统的延伸，是建立在门禁系统的中心软件、数据库和硬件基础上的。

3 东山燃机电厂工业电视和门禁系统在基建、调试及生产各阶段的应用

3.1 工业电视和门禁系统的结合

门禁和工业电视系统在独立设计的基础上，要充分考虑实际使用过程中的覆盖和交叉，考虑与其他安全系统的融合。具体应用如下：

3.1.1 主厂房、化学区域大门的权限管理

在设置人员权限的基础上，安装摄像头进行不间断录像，门禁系统记录人员进出时间、工业电视记录人员相关行为。当此类重要场所有人进入时，门禁系统提示相关重要门被打开，集控人员可通过监控摄像头实时监控相关人员的工作情况，对于工作不规范的人员或行为可以立即进行制止，对于工作情况有视频录像作为记录，后期备查。

3.1.2 供氢站、调压站等场所的安全管理

①严格控制人员权限，当人员具备现场工作能力，具备安全风险意识并考试合格的人员方可进入现供氢站、调压站等重要场所进行巡检和检修维护等工作。

②与消防系统的联动：供氢站设置有氢气泄漏探头，调压站设置有可燃气体泄漏探头，当现场发生泄漏，相关区域泄漏探头动作时，特殊消防系统联动报警，相关报警信号自动联动或集控人员手动联动打开相关区域门禁系统所控制的大门，并及时广播通知相应区域工作人员及时撤离，为现场人员的安全提供了保障。

3.1.3 工业电视与集控电视墙的结合

工业电视系统能够通过DIV接口形式，将8路视频信号送至集控电视墙，每路信号还可分为1、4、9、16路视频源，最多可上传128路监控视频信号。

3.1.4 电子间、配电间的管理

电子间、配电间是电厂的核心场所，其人员进出应严格进行控制。当有工作人员进入配电间时，门禁系统会显示电子间门已被开启，集控运行人员通过监控系统严密监视电子间和配电间进入的人员是否符合进入权限，检查工作人员着装是否符合安全要求，监视工作人员的工作是否标准规范；通过监控录像运行人员能够进行相关问题、事故分析。

3.1.5 安防区域管理

厂区仓库、大门、围墙等特殊安防区域，如果相关的门禁被开启、相关报警被触发，能够及时提示安防人员，相关区域摄像头能够及时调整云台，将摄像机对准报警区域，对现场及时进行监控。

3.2 工业电视和门禁系统在东山燃机各阶段的应用

3.2.1 工程基建阶段的应用

东山燃机工程基建前期门禁系统主要用于人员的考勤，仓库的权限管理等；工业电视系统主要用于厂内的施工作业监控、厂围墙区域的安防。基建工程进入中后期，门禁和工业电视系统也逐步进入安装高峰期，其作用也逐步增强，在工程集中安装和单体调试期间，门禁和工业电视系统主要有以下作用：

①区域权限管理：对于仓库、配电间、电子间等重要场所严格控制人员进出，对于相应的热控和电气安装、接线、调试人员开通相应权限，其余人员不得随意进入，严格执行特殊区域人员进出制度。

②特殊工作的监视与记录：对于机组重要设备的安装、单体调试通过工业电视系统记录安装和调试过程。如高中压给水泵的对轮、发电机的穿轴、重要地下预埋管线的安装等。

③倉库及工地安防：通过工业电视系统对仓库设备和现场施工人员工作进行实时监控，能够有效避免施工人员的材料浪费，有效防止仓库材料设备的丢失、废弃、浪费等。

3.2.2 工程调试期的应用

随着东山燃机工程调试的进行，门禁和工业电视系统也随着逐步完善。在工程调试期间，门禁和工业电视系统也逐渐在厂内广泛应用。在工程集中调试期间，门禁和工业电视系统主要有以下作用：

①试运区域人员限制：调试期间现场环境较为复杂，安装区域、单体调试区域和系统试运区域对现场人员要求不同，因此必须严格管理人员进出，防止现场设备的误操作和误动作，预防事故的发生。

②试运设备的监视：对于试运设备通过工业电视监视试运状况，随时观测设备的运转情况、设备的跑冒滴漏、设备区域的人员进出、设备的启停送电等情况。

③重大调试、调整及操作的记录：对于重要设备的重大调试、调整及操作通过工业电视的录像功能，能够有效保存相应的录像，为以后投产后设备的分析提供有力的信息支持。

④设备安装调试的远程验收：常规机组设备的验收只能通过调试、试运来判断设备的操作和运行状况，通过工业电视系统不仅可以实现设备的远程验收，还可以通过录像回放，来判断设备在接线、安装、调整、调试的过程中是否存在质量问题、是否存在安全隐患等，实现安装、调试、验收无缝衔接，有效提高了设备的验收质量。

3.2.3 投产后的应用

随着东山燃机机组的投产，门禁和工业电视系统也趋于完善。投产后，门禁和工业电视系统的应用逐步常态化，主要用于以下方面：

①现场的出入管理、考勤管理：对于生产办公区域的通道，可分人员、分时段设置出入权限，并且具有多种授权方式。

②现场的监控、记录功能：通过摄像头和监控录像实时或历史查看人员的行为、设备的运行、设备的数据等；通过门禁系统查看每个区域人员的进出情况、每个门区的状态，也可在紧急情况下打开或关闭所有门区。

③系统或区域无人值班功能：利用工业电视的图像识别技术和监控系统的报警功能实现对电厂无人系统或区域的无人值班功能，在无人值班车间或区域图像发生变化（如有人闯入、着火等）或门禁系统被开启、破坏等情况发生时，系统能够自动判断并报警，同时实时进行自动录像和拍照。

④网络拓展：通过网络技术，实现门禁和工业电视系统与SIS、MIS、互联网的互通，使相关管理人员能够通过办公电脑或公用电脑监视生产现场。

⑤相关系统的联动功能：包括与消防系统的联动功能、与安防系统的联动功能、与报警系统的联动功能和应急功能等。

4 结语

本文围绕东山燃机电厂门禁和工业电视系统的设计、施工和应用展开分析研究，总结了门禁和工业电视系统结合后在电厂各个阶段的应用。随着电子技术和网络技术的发展，相信新产品和新技术会逐渐推动电厂科技的革新，同时新技术新产品的应用也会助推电力系统的进步和发展。

参 考 文 献

[1] 陈怡.数字化全厂工业电视及门禁系统在电厂的应用[J].江西建材，2015（10）.

[2] 姚晓红.工业电视监视系统在火电厂的应用[J].计算机应用，2013.12.