胥泽彬
（川化集团有限责任公司，四川 成都610301）
［摘 要］ 化工企业生产区域一般需要安装闭路视频监控系统，以方便工厂安全生产管理和调度，完善安全管理运行机制，有效降低各类安全隐患。川化集团有限责任公司早期安装的模拟视频监控系统经过长年的运行，出现了故障率高、视频清晰度差、系统操作不便等问题，亟需进行优化改造。为此，本着投入少、系统安全可靠的原则，合理设计改造方案，充分利用原有线路并创新使用220 V隔离变压器和POE供电新技术等实施了视频监控系统的优化改造。改造后的视频监控系统运行稳定、维护方便、安全性高、操作灵活，达到了预期目标。
［关键词］ 视频监控系统；问题；优化改造方案；设计亮点；实施过程；改造效果
［中图分类号］ TP277［文献标志码］ B［文章编号］ 1004-9932（2019）05-0078-03
0 引 言
化工行业属高危行业，化工企业生产区域进行生产、加工、运输和贮存等作业过程中，为方便工厂安全生产管理和调度，完善安全管理运行机制，有效降低各类安全隐患，一般需要安装闭路视频监控系统，以便及时发现问题或隐患，避免火灾、爆炸等严重事故造成的人员伤亡和财产损失。川化集团有限责任公司（简称川化集团）作为一个大型化工企业，所生产产品种类较多、生产系统复杂，其早期安装的模拟视频监控系统经过长年的运行，出现了故障率高、视频清晰度差、系统操作不便等问题，已不能满足使用需要，亟需进行优化改造。
1 模拟视频监控系统存在的问题
1.1 系统故障率高
川化集团的模拟视频监控系统经过长年的运行，故障率很高，主要有摄像机画面时有时无、画面闪烁等问题。模拟视频监控系统故障率高的大部分原因是摄像机12 V变压器损坏，其次是模拟监控系统所用BNC接头接触不良。
1.2 视频清晰度差
川化集团的模拟视频监控系统，其前端摄像机使用的是480 TVL模拟摄像机（约40万像素），后端采用硬盘录像机存储，录像分辨率最高为704×576，回放录像时经常会遇到视频图像不清晰的问题，其主要原因是整套系统建设多年后，大部分摄像机老化严重，出现偏色、串扰、模糊甚至无图像的问题，尤其是生产系统部分液位显示，由于液位传感器失效，有些直接在液位观察孔前安装摄像机监控，而操作人员完全依赖视频监控显示图像进行判断和操作，操作很不方便，也不准确。
1.3 系统操作不便
川化集团的模拟视频监控系统，除了总控室以外，其余区域如需查看监控面面，需配置1台电脑，每次开机需打开客户端软件，不仅投入较大，而且操作不便。
2 优化改造方案及其设计亮点
2.1 充分利用原有主干光纤线路
由于完全重新建设1套视频监控系统投入大，特别是线路重新铺设极其麻烦，化工装置线缆架中需在停车时才能施工布线，施工难度极大，因此，最大程度利用原有线路是节省投资、减少施工难度和施工时间的关键。由于摸拟视频监控系统总控室到生产系统区主干线路为光缆传输，因此将总控室和装置区两端设备由模拟视频光端机更换为网络光纤收发器即可利用原光缆。
2.2 传输线路仍利用原有双绞线
川化集团的模拟视频监控系统，原模拟监控信号大部分传输线路使用双绞线+双绞线传输器，而双绞线原本就是网线，可直接利用，并且8芯网线可使用POE网络摄像机，更加方便。因此，监控信号传输线路仍利用原有双绞线。
2.3 巧妙使用原有电源线
川化集团的模拟视频监控系统，原部分模拟摄像机使用SY-75-5视频线和RVVP1.0电源线，由于视频线无法传输网络信号，经研究决定巧妙地在视频监控中使用电力猫设备，利用原有电源线输送网络信号，由此系统升级改造就可最大程度地利用原有线缆，不用新铺设线路，从而极大地降低材料费用、人工成本和施工难度。
2.4 创新性使用220 V隔离变压器
原模拟视频监控系统在多年使用中，由于线路老化，下雨天偶有发生跳闸的情况，雨停后才能重新通电工作，严重影响系统的运行。因此，优化改造方案设计在供电线路使用220 V隔离变压器。隔离变压器输入输出电压均为220 V，不影响设备使用；隔离输出端的220 V线路没有火线，不易发生触电事故，不会跳闸；升级为网络数字监控系统后，在使用电力猫的线路均使用小功率220 V隔离变压器，不仅提高了系统的安全性，也隔离了干扰。电力猫在纯净的电路中运行，实际运行中非常稳定，达到较为理想的状态，成功解决了跳闸问题。
2.5 使用POE供电新技术
POE供电利用1根网线传输网络信号并供电，标准POE交换机供电电压为48 V，传输距离可达100 m。优化改造方案使用新型的标准POE交换机，其工作原理是将接摄像机每个端口速率从100 M降为10 M，理论上最远传输距离可达250 m；POE交换机用1根网线连接POE摄像机，施工简易，运行故障率低，且不用220 V电源线，更为安全。
2.6 整合监控网与办公局域网
在中心交换机上配置监控VLAN16，设置监控专用IP网段172.16.1.0/255.255.255.0，设置DHCP服务，汇聚层交换机设置trunk模式允许监控VLAN16通过，接入层交换机上配置VLAN16端口，通过对各级交换机的配置，实现统一视频监控IP网段，方便管理，实现视频监控信号利用办公局域网传输但又与办公网段分开，从而隔离网络风暴、提高安全保密性，实现生产区监控视频通过办公局域网传输到后端但又不单独铺设线路和增加设备。
3 实施过程
3.1 更换总控室硬盘录像机
将总控室模拟硬盘录像机DVR更换为32路网络硬盘录像机NVR，将模拟视频光端机更换为全千兆交换机，并增设连接生产区光缆的光纤收发器。
3.2 更换生产区设备
（1）将模拟视频光端机更换为光纤收发器+交换机。
（2）原双绞线制作网络水晶头。
（3）由于网线最大传输距离为100 m，为解决远距离传输监控点的监控问题，使用四口远距POE传输交换机，理论上其最大传输距离可达250 m，经实测传输距离在180 m内效果良好。
3.3 梳理线路和网络调试
双绞线制作网络水晶头后，用寻线器将线路一一对应并做好标识，以方便日后维修维护；现场使用移动无线AP，用手机APP ping工具软件测试网络是否正常，并进行调试。
3.4 更换摄像机
新摄像机为200万像素、POE供电、30 m夜视距离，POE交换机插上网线即可通电工作。摄像机和硬盘录像机使用的是海康威视数字技术股份有限公司的产品，可在硬盘录像机上统一激活，自动分配IP地址，因此无需预先对摄像机激活和设置IP，直接安装后再统一进行调试。
3.5 系统调试
各设备连接完毕并通电后，连接摄像机的POE交换机对应网络口指示灯亮并闪烁，表明摄像机工作正常，之后在硬盘录像机上统一激活并自动为摄像机分配IP地址，正常显示监控图像后再调整摄像机的角度，配置录像参数等。
4 改造效果
更多内容详见《中氮肥》2019年第5期