中油油库监控报警系统设计方案.doc
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中油*******公司油库
电视监控系统及险情报警系统
设
计
方
案
甘肃长兴电控有限公司
2005年1月
设计方案目录
第一章设计任务书
第二章现场勘查报告
一、现场平面图
二、现场供电情况
三、现场防雷接地系统分布情况
四、现场照明情况
第三章系统功能设计方案
一、概述
二、系统总体构思
三、参考依据
四、监控系统功能
（一）、监控系统原理
（二）、前端设备布防及监控范围
（三）、监控中心设计
（四）、网络功能设计
（五）、信号传输设计
（六）、系统布线设计
（七）、系统扩展功能设计
五、险情报警系统功能设计
第四章系统安全性设计方案
一、系统供电设计
二、系统防爆设计
三、系统防雷接地设计
第五章系统设备选型
一、前端设备选型
二、控制室设备选型
三、防雷设备选型
四、设备型号、生产厂家一览表
第一章设计任务书
一、概述
油库属重点安全场所，随着社会的发展及科技的进步，传统的人工管理方式已经落伍，为适应发展，近几年中油加大了改造投资力度，从油料输送系统、储油系统、发油系统、到企业管理系统，全部按照国际先进水平设计改造，控制、监视、管理系统全部实现电子自动化，安防监控系统和紧急报警系统已成为油库安全生产的重要组成部分。
二、油库的安全级别与安全要求
根据GB50058《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》规定：
油库属爆炸性气体环境，风险等级为I级，所有前端设备选用隔爆型，防爆等级应达到ExdIIBT5级别。
控制室处在安全区域，故设备无需防爆。
三、系统要实现的功能（功能需求）
1、电视监控系统的功能
为了及时发现人为破坏、盗窃、油料泄露、险情情况、人员违规操作以及油料配送等现场的生产情况，特设立电视监控系统实时显示现场情况，记录视频图像为事故调查处理提供参考依据。
2、险情报警系统的功能
当发现人为破坏、盗窃、油料泄露、火灾等情况后应在最短时间内将警情告知安保部门和其它管理部门，特设立险情报警系统。
四、对系统的要求
1、电视监控系统的要求
（1）、在省公司设置控制中心，控制中心应能监视和控制所有油库的视频图像，调取录像资料。
（2）、根据现场情况，在各油库设置6~10部摄像机，摄像机的布防应满足全方位24小时监控，尽量减少死角。
清晰度在480线以上。
由于油库属易燃易爆高风险等级场合，所有前端设备应满足防爆要求，防爆等级应达到EXDIIBT5级别。
（3）、为了使系统操作方便故设立两个控制室，主控制室设置在油库综合控制室，分控室设置在安保值班室。
（4）、在主控制室应能同时显示现场画面，并且要求视频资料保存30天以上。
（5）、分控室因满足实时监视和控制功能。
2、险情报警系统要求
（1）、险情报警系统按照现场情况设置10~15个手动报警按钮。
（2）、在主控室和分控室设置报警信息显示设备和声光报警装置。
（3）、报警系统应有联网及扩展功能，以利以后升级与其它设备的对接。
五、对操作人员技术培训
为了使系统安全稳定的运行，设计施工单位应对使用单位的操作人员进行培训，使操作人员能熟练的操作系统，解决简单的故障。
五、售后服务
当系统发生故障时设计施工单位应及时排除故障，使系统在最短时间内投入正常运行。
六、建设工期
整个系统建设工期为三个月。
中油*******公司投资与建设管理部
2005年
第二章现场勘查报告
为了给方案设计提供重要依据，使设计方案真实可行，我公司会同甲方技术人员于2005年1月11日至13日对现场情况进行了勘查，具体勘查情况如下：
一、现场平面图（附图一）
二、现场供电情况
现场设置有一个总配电室，设有两路外界电源和后备发电机。
在办公楼、综合控制室、警消楼各设置一个综合配电柜。
据油库设计图纸可以看出油库在综合控制室配有一套10KW的UPS电源，一旦停电自动切换到UPS供电，在5分钟内人工启动备用发电机。
监控系统的电源从综合控制室的配电柜引出。
现场供电图如附图二。
三、现场防雷接地系统分布情况
由于油库属高风险等级场所，国家对雷电防护要求严格，所以油库在设计时，防雷设计是重中之中，直接关系到油库的安全。
根据设计图纸和现场勘查，油库有综合接地网，防雷设施非常完善，设有避雷针保护整个库区，以防雷电直击。
四、现场照明情况
油库在设计时在库区设置了高杆照明灯，根据光线情况自动开启或关闭，具体照明分布如附图四所示。
完全可以满足监控系统在夜间监视的光线要求。
五、现场地质情况及电磁环境
油库建设在远离人群居住的场所。
地质条件为黄土耕地，土质较好，导电性能理想。
根据现场勘查，没有强电磁干扰的环境，只有380V动力电在油库边缘穿过，不足以对系统造成干扰。
第三章系统设计方案
一、系统设计概述
为适应当前工业现代化形式，提高储油库的安全性，加强管理，利用自动化控制系统进行控制和管理显得非常必要。
为了及时发现人为破坏、盗窃、油料泄露、火灾情况、人员违规操作以及油料配送等现场的生产情况，特设立电视监控系统实时显示现场情况，记录视频图像为事故调查处理提供参考依据。
我公司本着系统的可靠性、先进性、实用性、经济性、扩展性五大原则进行设计。
油库的整个安防工程，要求能够达到其使用性质的安全管理要求，并有很高的可靠性。
在具体设计中，选用先进．可靠．经济的各种设备，系统构成合理．科学．实用，并在技术上具有一定的超前性。
二、系统总体规划设计
在油库各个重要部分，设置10部先进的彩色低照度一体化变焦摄像机，均置于防爆摄像仪防护罩内，室外架设在全方位防爆云台及支架上。
该系统采用目前先进的数字硬盘录像机，将各摄像机监视的画面24小时实时录像，并用17”液晶显示器分割画面显示，达到清晰．直观的效果。
在主控室设置由10台20寸LCD组成的电视墙一对一显示现场摄像机传来的图像。
主控制室内通过操作平台可以灵活．方便．安全地进行操作。
在油库的警消值班室设置一台29寸收监机和一套视频矩阵，实时显示现场画面，灵活控制各个摄像机的动作。
在油库的重要区域和危险区域以及逃生路线上设置14个手动报警按钮。
报警信息传送到油库主、分控室的PLC报警控制装置，对整个报警信息进行控制管理。
由安装在主控室和分控室的“报显示牌”和大功率声光报警设备同步显示告知报警信息。
整个系统具有扩展性，可以支持以后设备增加及支持升级和联网。
三、系统设计参考依据
《视频监控系统工程设计规范》GB50395-2007
《安全防范工程技术规范》GB50348-2004
《安全防范系统验收规则》GA308-2000
《安全防范工程程序与要求》GA/T75-94
《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058
《石油库设计规范》GB50074—2002
《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343—2004
国家或行业有关部门的规定和要求
油库设计图纸（油（G）166）—《控施1》、《控施2》《控施3》
四、电视监控系统功能设计
根据现场情况本监控系统设计由10套前端系统（防爆摄像仪、彩色低照度一体化变焦摄像机、防爆云台、解码器、防雷模块、支架等）、中心控制显示系统（硬盘录像主机、显示器、电视墙）及传输部分（视频线、电源线、控制线）组成。
（一）、监控系统原理
1、监控系统原理框图（附图五）
2、监控系统电气原理图（附图六）
（二）、前端摄像机布防设计
1、前端摄像机的分区
根据现场勘查情况及用户需求，我们在库区设置了10台一体化带云台摄像机，整体分为储油区、发油区、卸油（输油）区、油品倒罐区和办公区五个区，每个区域摄像机分布数量如下表所示。
2、摄像机监控范围图（附图七）
3、摄像机平面布防图（附图八）
4、摄像机分区表（附表一）
序号
位置
摄像机数量（台）
合计（台）
1
储油区
6
6
2
发油区
1
1
3
卸油区
1
1
4
倒油泵房
1
1
5
办公区
1
1
合计摄像机数量：
10台
（三）、控制室功能设计
为了使系统操作方便，特设置了两个控制室，一个主控制室一个分控室。
1、主控制室设计
主控室设置在油库的“综合控制室”，主要完成系统的控制、显示、图像的记录与回放、网络传输等功能。
在主控室设置了一台数字硬盘录像主机，所有现场图像传送到主机，由主机完成图像的压缩、记录、回放和云台镜头的控制。
通过主机的网络接口将视频信号经由石油公司专用网传输到省公司的控制中心。
在主控室设置一套由10台LCD液晶收监机组成的电视墙，一对一实时显示摄像机采集的图像信号。
监视直观、方便一目了然。
2、分控室设计
在分控室设置一台视频矩阵和一台29寸收监机，通过矩阵控制键盘，可以方便的切换画面、控制云台、镜头的动作等功能。
3、主控室设计图（附图九）
（四）、监控系统的网络功能设计
按照设计方案书中的要求，所有七座油库的监控信号通过石油公司局域网传输到省公司的监控中心，在监控中心设置一台PC主机，装有客户端软件，集中管理。
可以监视和控制所有油库的视频图像，调取录像资料。
监控系统网络传输示意图（附图十）
（五）信号传输部分设计
根据现场勘查报告提供的线路长度情况（从前端摄像机到控制室的距离均在300米以内）和《视频监控系统工程设计规范》GB50395-2007规定—“300米以内的视频信号传输距离。
推荐选用SYV75-5的同轴电缆”我们选用SYV75-5的同轴电缆传输视频信号；采用2*0.5屏蔽双绞线传输RS485云台镜头控制信号；
信号传输示意图如附图11所示。
（六）系统布线设计
根据现场勘查情况和现行国家标准《视频监控系统工程设计规范》GB50395-2007、《安全防范工程技术规范》GB50348-2004、《民用闭路监视电视系统工程技术规范》GB50198-94的规定，系统布线以按下几点原则进行设计。
1、线路实埋，深度大于700mm。
线路全程采用镀锌钢管保护，
2、所有线缆一线到位。
特殊情况下要接头时，要设置接线箱，接线箱要高出地面30~50厘米。
3、在线路跨越墙基础、马路等处时均设置保护套管。
4、线路走向尽可能简短。
5、电缆与电力线平行或交叉敷设时，其间距不得小于0.3m；与通讯线平行或交叉敷设时，其间距不得小于0.1m。
6、同轴电缆宜采取穿管暗敷或线槽的敷设方式。
当线路附近有强电磁场干扰时，电缆应在金属管内穿过，并埋入地下。
当必须采取架空敷设时，应采取防干扰措施。
7线路敷设应符合现行国家标准《工业企业通信设计规范》的规定。
8、在线路上设置标识牌，标明线路走向、线路类型、填埋深度等信息。
9、系统管线敷设图（见附图12）
10、控制室线路敷设图（见附图13）
11、线材选型
1）、视频电缆----SYV75-5
主要电气参数
（1）同轴电缆的特性阻抗同轴电缆的平均特性阻抗为50±2Ω,沿单根同轴电缆的阻抗的周期性变化为正弦波,中心平均值±3Ω,其长度小于2米。
（2）同轴电缆的衰减一般指500米长的电缆段的衰减值。
当用10MHz的正弦波进行测量时,它的值不超过8.5db（17db/公里）;而用5MHz的正弦波进行测量时,它的值不超过6.0db（12db/公里）。
（3）同轴电缆的传播速度需要的最低传播速度为0.77C（C为光速）。
（4）同轴电缆直流回路电阻电缆的中心导体的电阻与屏蔽层的电阻之和不超过10毫欧/米（在20℃下测量）。
同轴电缆的物理参数
同轴电缆是由中心导体、绝缘材料层、网状织物构成的屏蔽层以及外部隔离材料层组成,其结构如图1所示。
同轴电缆具有足够的可柔性,能支持254mm（10英寸）的弯曲半径。
中心导体是直径为2.17mm±0.013mm的实芯铜线。
绝缘材料必须满足同轴电缆电气参数。
屏蔽层是由满足传输阻抗和ECM规范说明的金属带或薄片组成,屏蔽层的内径为6.15mm,外径为8.28mm。
外部隔离材料一般选用聚氯乙烯（如PVC）或类似材料。
2）、控制双绞线---UTP
在用双绞线作为传输介质时，一般使用普遍使用的5类UTP电缆。
其特性阻抗在100Ω左
右，分布电容约15pF/m，与同轴电缆不同，信号在双绞线内以平衡方式传输，但也会受到衰减，
在传输距离为150m左右时视频信号的衰减曲线如下图所示：
3）、电源线缆----RVV
使用特性
（1）.电缆的额定电压U0/U为450/750V、300/500V和300/300V。
（2）.电缆的长期允许工作温度：
227IEC07（BV-90）、227IEC08（RV-90）、AV-90、AVR-90、RVP-90应不超过90℃，其它型号的电缆（线）就不超过70℃。
注：
当电缆的使用环境可防止热塑流动和容许减小绝缘电阻的情况下，能连续在90℃使用的确PVC混合物，在缩短工作时间的前提下，其工作温度可提高至105℃。
（3）、电缆的敷设温度应不低于0℃；外径（D）小于25mm电缆的，允许弯曲半径应不小于4D，外径（D）为25mm及以上电缆的允许弯曲半径应不小于6D。
（七）、系统扩展功能设计
系统在设计上考虑到以后的升级、扩容等因素，软件系统选用具有升级功能的软件，硬件支持最多4路的系统扩容。
具有RS232、RS485、网络、BNC等接口，方便与其它系统对接。
在操作系统启动后监控系统自动运行，如果在运行过程中突然断电，系统完善的自我保护功能也会自动保护主机，备份资料。
当系统有故障后可以在启动时按F11键“一键还原”系统。
五、先情报警系统功能设计
在油库罐区按设计图纸设置14套险情报警信息箱。
当发现人为破坏、盗窃、油料泄露、火灾等紧急情况时能在第一时间（600毫秒）内将警情告知外界。
报警系统工作流程如下：
发现警情按下报警按钮警笛鸣响同时主控和分控的报警指示牌显示报警区域告知操作人员采取相应措施。
报警系统由14套前端系统（报警信息箱、防爆按扭）、主分控室报警区域显示牌、主分控室PLC控制器、广播（警情控制箱、警号、扩音机、喇叭）、信号传输（优质线缆）组成。
报警系统原理图（附图14）报警系统布防图（附图8）
第四章系统供电及安全性设计方案
一、系统供电设计
1、供电系统采用油库现有的双回路供电系统，系统电源取自油库的大功率UPS后备电源。
当在使用过程中发生停电现象，油库的供电系统会自动切换，UPS在断电4ms时会切换到电池供电模式，5分钟内油库的备用发电机启动，保证系统24小时正常运行。
注：
油库在配备UPS后备电源时已经考虑到了监控系统。
2、所有前端摄像机单独从控制室供电，集中在控制室的“监控系统电源分配箱”中，实现集中控制。
3、系统供电设计图（见附图15）
二、系统防爆设计
根据GB50058《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》规定：
油库属爆炸性气体环境，风险等级为I级，根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间划分为以下区域：
0区:
连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境;
1区:
在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境;
2区:
在正常运行时不可能出现爆炸性气体混合物的环境，或即使出现也仅是短时存在的爆炸性气体混合物的环境。
注:
正常运行是指正常的开车、运转、停车。
易始物质产品的装卸，密闭容器盖的开闭，安全闷、排放阀以及所有工厂设备。
油库危险区域划分图如下：
摄像机报警按钮的安装位置均在2区以外，根据GB50058《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》表2.5.3-5规定，所有前端设备选用隔爆型，防爆等级应达到ExdIIBT5级别。
控制室处在安全区域，故设备无需防爆。
三、系统防雷接地设计
鉴于油库的风险级别高，对于防雷接地的要求严格，根据《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343—2004的规定：
1监控系统的各种线路，在建筑物直击雷非防护区（LPZ0A）或直击雷防护区（LPZOB）与第一防护区（LPZ1）交界处应装设线路适配的浪涌保护器。
2监控系统中央控制室内，应设等电位连接网络。
室内所有设备金属机架（壳）、金属线槽、保护接地和浪涌保护器的接地端等均应做等电位连接并接地。
3监控系统的接地应采用共用接地，其接地干线应采用截面不小于16mm的铜芯绝缘导线，并应穿管敷设接至就近的等电位接地端子板。
4、摄像机安装位置与雷电防护区域的关系图。
由图可知，摄像机在直击雷防护区域内，故本方案暂对直击雷防护不做设计只对感应雷防护做设计。
5、直击雷非防护区（LPZ0A）或直击雷防护区（LPZOB）与第一防护区（LPZ1）交界处应安装通过Ⅰ级分类试验的开关型浪涌保护器或限压型浪涌保护器作为第一级保护；
6、第一防护区之后的各分区（含LPZ1区）交界处应安装限压型浪涌保护器。
使用直流电源的信息设备，视其工作电压要求，宜安装适配的直流电源浪涌保护器。
7、浪涌保护器连接导线应平直，其长度不宜大于0.5m。
当电压开关型浪涌保护器至限压型浪涌保护器之间的线路长度小于10m、限压型浪涌保护器之间的线路长度小于5m时，在两级浪涌保护器之间应加装退耦装置。
8、浪涌保护器安装的数量，应根据被保护设备的抗扰度和雷电防护分级确定。
9、进出建筑物的信号电缆宜选用有金属屏蔽层的电缆，并宜埋地敷设，在直击雷非防护区（LPZ0A）或直击雷防护区（LPZOB）与第一防护区（LPZ1）交界处，电缆金属屏蔽层应做等电位连接并接地。
电子信息系统设备机房的信号线缆内芯线相应端口，应安装适配的信号线路浪涌保护器。
我们选用目前技术比较成熟的一体化防雷模块来切断感应雷的损坏，防止浪涌电流损坏系统。
具体设计如附图16及附图17所示。
第五章设备选型及性能描述
一、前端设备选型
根据系统防爆要求，前端设备选用防爆型云台与护罩，防爆等级为ExdIIBT5,，摄像机与防雷模块安装在摄像机防护罩内。
1、云台
型号：
SYA25-6/3
防爆标志:
ExdllBT5
合格证号:
GYB05189
产品标准:
Q/32058ZGDS1-2005
GB3836.1-2000、GB3836.2-2000
环境温度:
-30℃--+60℃
相对湿度:
93%（+60℃）
大气压力:
86--106kpa
最大负载:
20kg（400kg/cm）
转动角度:
垂直正负45度水平0-350度可调
转动速度:
垂直30/s水平60/s
电源电压:
220vac24vac
外壳材料:
铝合金
自重:
13kg
2、摄像机护罩
型号:
SYH
防爆标志：
ExdllCT6
合格证号：
GYB06482
产品标准：
Q/32058ZGDS1-2001
内部可安装尺寸：
长270mm直径100mm
自重：
6.0kg
3、彩色一体化摄像机
型号：
AP202L
产品参数
型号
AP202L
扫描系统
PAL：
625线
NTSC：
525线
水平扫描频率
15.734KHZ
15.625KHZ
垂直频率
59.94HZ
50HZ
摄像元件
1/4inchSONYsuperHADCCD
所有像素
811（H）×508（V）410K
795（H）*596（V）470K
有效像素
768（H）×494（V）380K
752（H）*582（V）440K
信噪比
大于48Db（AGC关闭）
清晰度
水平：
480线
视频输出
1.0VP-P（75欧姆，复合）
镜头
22倍光学放大
数字放大
10倍
帧积累（DSS）
关/2-128帧
最低照度
1LUX（彩色）0.001LUX（黑白）
摄像机控制
电平控制，RS-485控制
菜单
开/关
聚焦控制
自动/手动
工作电压
直流9V-15V（推荐直流12±0.5V）
工作功率
最大4.6W/380MA
尺寸
60.6*60.3*101.1mm
重量
345g
二、控制室设备选型及性能描述
1、数字监控系统（h.264）
参数特征：
视频输入：
12通道
音频输入：
12通道
画质：
9比特超高画质（超过硬压缩与其他软压缩的8比特画质）
总压缩方式：
H.264
总资源：
600帧/秒
显示分辨率：
1024X768、640X480、352X288、320X240
录像分辨率：
640X480、352X288、320X240
压缩比：
8-150M/H/C
录象方式：
持续录像、移动录象、报警录象
回放：
智能搜索，多画面回放
备份：
USB与网络远程备份
网络协议：
TCP/UDP
操作系统：
Windows2000/XP
基本功能：
1）12路实时监视
2）每个通道单调软件调节色彩
3）1、4、9、16画面分割监视
4）多硬盘循环录象
5）录象采用动态码流与固定码流可选
7）智能检索历史DVR文件，多画面回放
8）多用户权限管理设置，支持设置用户操作权限
9）支持移动侦测触发录象、发电子邮件（附件里有监控图片）、拨打电话、报警声功能
10）任意设置移动侦察区域，灵敏度可调
11）通过IE实现远程现场监控、远程历史回放、远程现场录象、远程历史录象等完善的网络管理功能
12）支持文字与时间水印，独有的视频文件格式，防止编辑，安全性高
13）视频文件支持电子放大、照相与即时打印及备份
14）支持云台镜头控制与预置点设置
15）支持远程云台镜头控制
2、主机硬盘的选择
系统录像文件清晰度为CIF格式码流选384K，录像通道为10，录像总时间为30天，根据计算公式，
码流（kbit/s）÷8×3600÷1024×10=1.687T
硬盘总容量选2T即可满足要求。
3、分控矩阵选型
由于整个系统有10部摄像机，且只带一台监示器，考虑到系统以后的扩容，我们选用16路视频输入，两路视频输出的数字视频矩阵。
型号：
K***V--*S（*为输入输出路数）
说明：
●模块化插板结构、高密度矩阵设 计、大规模音视频切换专用芯片
●单综合设置 中英文菜单显示可选择系统时间、日期、运行状态、摄像机标题屏幕显示
●使用最多16个功能完备、按人机工程学原理设计的键盘或多媒体终端对系统进行操作和编程
●盘口令输入优先级操作系统可分区 管理系统安全
●由、程序、同步、群组切换多种切换方式
●视频切换、音频切换、报警控制三位一体 内置16路报警输入/2路报警联动输出
●制恒速或变速云台/控制电动镜头
●警后联动视频切换、音频切换 自动录像 报警输出可编程 报警状态输出
●RS-485通讯 RS-422通讯 RS-232通讯 强大网络控制功能
●可控制ROBOT、SENSORMATIC等多画面分割录像处理器
●供电电源 <50W AC220V±10% / 50Hz
●视频输入 1Vp-p（75欧姆负载，不平衡）
●视频输出 1Vp-p（75欧姆负载，不平衡）
●视频信噪比 50db（加权）
●视频隔离度 50db （加权）
升级会员 