风机安防报警系统设计方案蓝海迅捷.docx

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风机安防报警系统设计方案蓝海迅捷

前言

电力是我国重要的能源资源，我国的风力发电安全防范长期停留在人工/无人防范水平，随着计算机应用在各行各业的逐步普及，风电生产水平目前逐步实现了自动化，生产效率大大提高。

因为风电场区的特殊环境，容易发生非法入侵事件。

利用网络入侵报警系统及IP电话系统，地面或中心站点人员可以直接实时了解各机组巡检人员反馈的信息，不仅能快速了解工作现场的安全生产情况，还能通过站点网络入侵报警系统了解现场非法入侵情况，对发电机组安全生产环境提供便利，防患于未然，也能为事后分析事故提供有关的第一手数据资料，及时通知附近人员进行紧急巡视。

为将来的安全生产提供可靠的保证。

1工程概况

随着我国风电行业的大力发展，风电场、风机的数量日益增加。

针对风电场、风机分布区域广、数量多、室外条件复杂，环境恶劣等特点，其设备的安全保障和运行维护，存在着诸多问题。

由于风电场、风机大多设计在荒山、荒地、沙漠等条件恶劣、人烟稀少的地方，往往导致运维人员不便出入，在外暂留时间短的情况，常常导致外来人员乘虚而入的情况。

要实现风电场、风机的安全、并且最大范围内降低风电场运行维护成本是风电运营商急需解决的问题。

1.1需求分析

我公司针对风电行业自身特点和需求，推出了适用于风电行业的环境网络入侵报警系统及IP电话系统。

网络入侵报警系统、IP电话系统应用远程通讯技术、红外感应技术、网络技术、温差对比感应技术，实现风电场机组入侵报警的统一监控，提高了设备、系统维护的及时性和准确性，保证被监控对象的运行正常，达到提高效率、减员增效的目的。

网络入侵报警系统及IP电话系统将风电场机组、设备机房通过网络集中到控制中心，可极其方便地为风电场的设备管理和环境监控提供一体化的解决方案，系统实现7×24小时的统一监控与管理，极大地减轻了风电场维护人员工作负担，同时又大大提高了整个系统运行的可靠性、稳定性和兼容性、可扩性，实现了风电场的科学管理。

1.2建设目标

网络入侵报警系统及IP电话系统的总体目标是通过对风电场、各风电机组管控中心的统一监控和管理，实现控制中心可以实时了解风电场、风电机组、管控中心的人员进入状况、安全防范状态、设备运行状态、并进行数据的存储、分析处理。

通过网络入侵报警系统及IP电话系统的建设，要能实现以下目标：

（1）建立一套完整的环境远程告警系统，实现对风电场、风电机组、管控中心运行状况的7×24小时全面集中监控和科学管理；

（2）巡视人员可通过IP网络电话通知管控中心设备运行状况；

（3）通过网络入侵报警系统的建设，保障风电场设备的安全运行；实现风电场无人职守管理，提高风电场的维护效率；

（4）为用户的信息化、网络化系统提供一个稳定、安全的风电场环境保障，确保提高管理工作效率并为用户提供安全的工作环境；

（5）系统可适应发展需要，做到具有可扩展性及灵活可变，适应使用环境的变化和工作性质的多样化。

2系统整体规划设计

2.1设计依据

系统设计依据客户需求并参照风电场建设技术标准、规范，并借鉴其它风电场建设项目丰富的施工经验，满足风电场安全系统业主需求。

工程设计、施工、验收时需满足下列标准及规范（包括并不限于以下标准及规范，如各标准及规范对相同内容有不同规定时，遵循更严格的标准。

如有更新版本，按照新版本执行）。

《风电场安全规范》

《风电场施工验收规范》

《计算机场地安全要求》（GB/T9361-1988）

《计算站场地技术要求》（GB2887-2000）

《安全防范工程程序与要求》（GA/T75-94）

《民用建筑电气设计规范》（JGJ16--2008）

《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》（GB50169-2006）

《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》（GB50169-2006）

《产品制造商的产品手册、设计规范、施工安装指南》

2.2设计原则

网络入侵报警系统及IP电话系统严格按照风电场建设有关技术防范的规定建设实施，采用高标准的监控系统设计原则，达到“国内领先、国际先进”的总体建设目标。

系统的前端数据采集服务器都采用嵌入式Linux系统，系统应同时支持IE浏览器及和客户端接入。

本设计方案自始至终体现了以下的设计思路：

（1）先进性与适用性

网络入侵报警系统及IP电话系统的技术性能和质量指标应达到国际领先水平；同时，系统的安装调试、软件编程和操作使用又应简便易行，容易掌握，适合中国国情和本项目的特点。

该系统集国际上众多先进技术于一身，体现了当前计算机控制技术与计算机网络技术的最新发展水平，适应时代发展的要求。

同时系统是面向各种管理层次使用的系统，其功能与配置能给煤矿监控中心提供直观、全面、方便、快捷为准则，其操作应简便易学。

（2）可靠性与安全性

网络入侵报警系统及IP电话系统的设计具有较高的可靠性，在系统故障或事故造成中断后，能确保数据的准确性、完整性和一致性，并具备迅速恢复的功能，同时系统具有一整套完成的系统管理策略，可以保证系统的运行安全。

（3）开放性

以现有成熟的产品为对象设计，同时还考虑到周边信息通信环境的现状和技术的发展趋势，具有RJ-45网络通讯口，可实现远程联网控制。

（4）可扩充性

网络入侵报警系统及IP电话系统设计中考虑到今后技术的发展和使用的需要，具有更新、扩充和升级的可能。

并根据今后该项目工程的实际要求扩展系统功能，同时，本监控系统设计中留有冗余，以满足今后的发展要求。

（5）保留足够个扩展容量

该项目设备的控制容量上保留一定的余地，以便在系统中改造新的控制点；系统中还保留与其他计算机或自动化系统连接的接口；也尽量考虑未来科学的发展和新技术的应用。

（6）提高监管力度与综合管理水平

本项目系统设备控制需要高效率、准确及可靠。

本系统通过中央控制系统对各子系统运行情况进行综合监控，时时动态撑握监视情况。

防盗系统大大减少劳动强度，减少设备运行维护人员；另外，系统的综合统筹管理可使设备按最优组合运行，在最佳情况下运行，既可节能，又可大大减少设备损耗，减少设备维修费用，从而提高监管力度与综合管理水平。

2.3语音对讲系统设计

2.3.1系统概述

对讲通讯系统采用国内领先的IPAudio™技术,将音频信号以数据包形式在局域网和广域网上进行传送，是一套纯数字传输的IP网络广播对讲。

解决了传统广播对讲系统存在的传输距离有限、易受干扰等问题。

该系统结构清晰,只需将终端接入本地网络交换机或计算机网络即可构成功能强大的数字化广播对讲通讯系统，每个接入点无需单独布线，就近接入网络交换机，实现计算机网络、数字视频监控、内部广播对讲通信的多网合一。

2.3.2系统主要特点

（1）音质清晰流畅，不受外界电磁波的干扰，单路话音占用带宽最

低仅34kbps，局域网内通话延迟≤30毫秒；

（2）传输距离无限延伸，有网络联通的地方就可以实现广播对讲多方通话及视频监控，构筑更广阔范围的信息通讯系统；

（3）采用数字音频处理技术，具有回声抵消和环境噪声抑制功能。

（4）保密通话，专用音频编码格式,加密处理，防止窃听；

（5）调整通信规模简便，增加终端就可完成系统扩容。

2.3.3系统主要实现功能

（1）利用IP广播可在调度室对现场扩音广播进行对讲、寻呼、调度、监听、广播、通知、报警、播放背景音乐等操作；

（2）融合综合通信平台，工业以太（环）网，TCP/IP协议；

（3）通话功能，广播主音箱同时也是一个防爆IP话机，通过电话接口，可以直接和调度电话机系统互连互通（拨号呼叫）。

2.3.4系统拓扑图

2.3.5主要设备技术参数

（1）对讲设备

（2）主要功能、特性

Ø系统扩展兼容性强，支持标准的SIP2.0（RFC3261）及相关RFC协议；

Ø支持单键直呼调度台功能；

Ø提供报警、监听、对讲、广播功能；

Ø全双工对讲功能；

Ø采用先进的回音消除技术；

Ø扬声器及话筒的灵敏度可调节；

Ø可选G.729、G.723、G.711、G.722、G.726等多种语音编码方式；

Ø系统提供录音，并可随时调用查询录音文件；

Ø可通过WEB界面进行设置；

Ø在线软件升级；

Ø具有防水、防尘功能。

Ø支持功率3W

（3）技术参数

通信协议

SIP2.0（RFC-3261）

采用的主芯片

博通1190

按键

按键设计

不锈钢材质

数字键盘

可选

语音

免提麦克风

1个

放大器

3W

喇叭

3W

板载功放旁路跳线

支持

音量控制

可调整

全双工免提

支持（AEC）

耳机接口

支持

听筒接口

支持

语音流

支持协议

RTP

编解码

G.729、G.723、G.711、G.722、G.726

接口

供电方式

5V到15V（+-15%）/1ADC或PoE

PoE（IPGB-1版本不支持）

PoE802.3af（Class1）48V

LAN

10/100BASE-TXsAuto-MDIX,RJ-45

WAN

10/100BASE-TXsAuto-MDIX,RJ-45

推荐电缆

超五类或更高

LCD

支持（可选）

RS232

支持

支持（可选）

结构特性

外壳材质

铝合金面盖、底壳

工作温度

0°Cto55°C

工作环境相对湿度

10%-95%

储存温度

-40°Cto70°C

安装方式

嵌入式安装（预埋式）

重量

1.65kg

尺寸

外型尺寸：

250mm*125mm*45mm

安装尺寸：

187mm*117mm*40

保护级别（防水、防潮）

IP53（防止有害的粉尘堆积及水从60度角落到外壳无影响）

2.4网络报警系统设计

2.4.1系统概述

风电基塔是风电发电机组存放及工作的重要场所，是实现社风电工程的最重要的环节之一，由于风电机组安装在人员稀少的场所，管理难度较大，因此，安全措施是风电管理的首要保障。

安全保障要保障风电机组安全，近年来非法入侵人员的素质和技术水平越来越高，传统的报警主机已经不能满足风电机组管理的要求。

2.4.2系统拓扑图

2.4.3主要设备技术参数

（1）室内声光告警器

外形及外观

室内声光告警器

技术参数

●额定工作电压:

12V

●工作电压范围:

9-13V

●工作电流范围:

150-250MA（电压为12V）（实测电流有300mA、+12VDC）

●工作温度:

-30+65℃

●声压范围:

105±3DB

（2）红外微波双鉴传感器

红外微波双鉴传感器

技术参数

●微波频率:

10.525GHZ

●工作电压：

12VDC（电压范围DC9—16V）

●红外传感器：

双元热释电红外传感器

●探测距离：

12m（25℃）

●防拆保护：

常闭

●报警输出：

常闭/常开可选（报警持续时间为5秒）

2.5视频监控系统

（1）高清视频监控技术介绍

关于“高清”的定义，最早来源于数字电视领域，美国电影电视工程师协会提出了高清电视（HDTV）标准，分辨率需达到720p以上。

安防行业内部对于高清没有成文的标准，在数字时代模拟摄像机超过480线就能宣称为高清，经数字编码后分辨率可以达到D1或4CIF；当网络摄像机出现后，分辨率满足720p才能称为高清。

同时国际电联的ITU-RBT.1201建议中还规定了“超高清”（HRI）的若干定义，其中HRI的入门级清晰度为1920×1080，相当于200万像素级别。

完整的高清方案需要前端、平台、传输、存储、浏览、显示等各环节都满足高清标准。

通过下图可以看到CIF、4CIF、720P、1080P的分辨率比较，可以清楚看到高清摄像机（720P、1080P）的分辨率远大于标清摄像机（4CIF），分辨率的不同带来了清晰度的差异。

视频对比图

通过上面图例，高清视频监控相比标清视频监控具有明显技术和应用优势：

1）图像清晰度更高，在风电场升压站的一些重要监控点（重要仪表的监视），应采用高清摄像机可以获取高清晰度的监控画面，能更清楚地呈现仪表读数。

2）高清监控技术的采用，使场景覆盖范围更广，减少单位面积监控点的数量，可以提高监控效能，减少设备投资。

3）使细节更清晰，大大提高智能视频分析的精度，有利于图像识别和智能视频分析的应用。

4）随着电力系统风电场无人值守模式的推广，用户对高清监控提出了迫切的需求，如在升压站内看清被监控设备的细节（油位、温度计）是很重要的。

（2）视频安防监控系统组成

塔底机舱视频、报警监控系统主要由集控中心和塔底机舱前端设备组成。

集控中心服务器和客户端软件可合并安装到一台计算机上，也可分开安装；在集控中心通过部署NVR网络硬盘录像机实现前端视频存储功能；塔底机舱前端设备主要由高清红外半球摄像机、红外微波双鉴探测器、声光告警器和控制开光组成，当非法人员进入塔底机舱，机舱内声光报警启动，同时集控中心的视频监控软件也将发出声音报警并弹出对应机舱内摄像机的监控画面。

监控系统拓扑图

2.5.1系统功能特点

（1）实时图像监控

使用DynaSteam动态码流技术，在风机日常无人进入时，降低带宽到最低，而当风机内有事件发生时自动恢复到实时画面，节省带宽，降低网络流量负荷。

（2）入侵报警

在中控软件上弹出相应风机画面，经过监控人员确认后可中止报警。

通过摄像头继电器，激发声光报警，并可使中控室监控人员远程喊话。

（3）远程控制摄像机

在软件上远程控制摄像机，作为辅助检修。

例如可查看控制箱状态，各种灯号信息等。

通过转动摄像头以及焦距的变化，可以与现场的工人互动。

（5）图像抓拍

风机内有异常活动时摄像头会触发摄像头的抓拍，抓拍的图像摄像头通过网络传到中控室的视频服务器，可以实现连续抓拍。

2.4.2高清200万红外网络半球摄像机

高清1080PH.264压缩技术彩转黑ICR滤光片双码流移动侦测报警联动WEB服务双向语音本地存储第三代点阵式红外灯。

高清视频摄像头

主要特性

●第三代点阵式红外灯，电光转换效率高，使用寿命更长

●红外灯开关与ICR滤光片彩转黑同步切换

●支持外部开关量控制红外灯的开关

●高清720P/1080P实时码流,支持双码流

●ICR红外滤片自动切换，方便日夜无缝监控

●隐私遮挡功能，充分保护用户隐私

●完整的TCP/IP协议簇，支持视频、报警、语音数据

●移动侦测、报警探头等多种报警机制，满足监控现场复杂应用需要

●多种报警联动方案，及时有效响应外界变化

●内置WEB服务器，可通过IE观看图像并实现控制

●多用户管理，实现不同访问权限设置

●故障自诊断，日志功能，远程升级，便于维护及故障定位

●支持Micro-SD卡本地存储，可灵活扩展本地视音频存储容量

●三轴向可调，安装角度可灵活调节

2.4.3网络视频录像机

最多可接入32路网络视频，单路最大接入带宽80Mbps220VAC无电源适配器

NVR

主要特性

网络视频录像机可接驳普通及带智能分析功能的网络摄像机、网络快球、网络视频服务器和网络视频录像机。

它既可作为NVR进行本地独立工作，也可联网接入视频网管平台组成一个强大的安全防范系统。

（1）网络功能

Ø支持标清及高清网络摄像机、网络球机、网络视频服务器的接入

Ø支持网络摄像机即插即用

Ø支持IPC设备自动发现，扫描在线IPC并接入管理

Ø支持PTZ控制功能，远程控制云台转动、镜头焦距大小等

Ø支持双码流接入，主码流与辅码流独立配置，适应固网、移动网等多种应用环境

Ø支持接入设备的参数配置，如智能分析规则、移动侦测区域、编码参数、OSD设置等

Ø采用10M/100M/1000Mbps自适应网口，适应网络带宽变化

Ø支持接入设备断网自动重连设计，提升故障自愈能力

Ø支持NTP（网络校时），实现与服务器端网络自动对时

Ø支持网络转发服务，支持监控平台的接入管理

（2）视频功能

Ø支持HDMI、VGA、BNC三种视频接口同时输出

Ø支持主菜单在不同外接显示设备间切换，方便用户在多个监控端进行菜单操作

Ø字幕叠加功能，能在视频画面上增加位置名称、日期时间等相关信息

Ø支持实时视频浏览及录像回放时图像电子放大

（3）报警功能

Ø支持视频丢失、视频遮挡、移动侦测、智能分析等多种报警和异常上报机制

Ø告警后可联动NVR的DO报警输出、蜂鸣器报警和PTZ控制或其它网络接入设备的DO报警输出、PTZ控制

Ø支持报警时间自定义，便于布防和撤防

（4）录像功能

Ø支持手动录像、定时录像、移动侦测录像、告警录像、智能分析告警录像等录像模式

Ø支持4个录像时间段，不同时间段的录像触发模式可独立设置

Ø接入设备的视音频录像参数均可单独设置

Ø实时录像的同时可实现网络远程下载和回放录像

Ø支持录像信息分类检索回放（全部、手动、定时、移动侦测、DI告警、智能分析告警五种类型）

Ø最多支持8路/16路同步回放

Ø支持暂停、快放、慢放、拖放、单帧播放、全天播放等多种回放模式

（5）硬盘管理功能

Ø支持8个SATA硬盘，单个最大容量支持4TB

Ø支持硬盘休眠、硬盘加锁

Ø硬盘文件格式与Windows系统兼容

Ø采用硬盘空间预分配技术，杜绝硬盘碎片的产生

（6）系统管理功能

Ø内置Web服务器，可通过浏览器实时预览图像和远程控制

Ø远程格式化硬盘/批量升级（需要软件支持）/复位等，方便用户进行系统维护和管理

Ø完备的操作、报警及异常的日志记录和检索

Ø设备自诊断，方便用户检测、诊断与修复设备故障