罐區監控預警主機及其監控預警方法
2023-06-02 11:00:56
罐區監控預警主機及其監控預警方法
【專利摘要】本發明涉及一種罐區監控預警主機及其監控預警方法，屬於安全生產監控領域，該主機包括機箱及安裝在機箱內的安全參數處理電路板、視頻處理電路板、安全參數輸入輸出接口板、視頻輸入輸出接口板、計算機電源和SATA硬碟，還包括嵌裝在機箱上面板的液晶屏，與主機連接的液晶顯示器、滑鼠和鍵盤，該方法包括：罐區安全參數與視頻採集、顯示與存儲；儲罐液位超限報警與安全聯鎖控制；輸油泵房可燃氣體超限報警與安全聯鎖控制；儲罐溫度和罐區可燃氣體濃度超限報警。本發明將多路參數採集和多路視頻採集兩種功能集成在一起，實現現場安全參數和圖像的集中採集處理、聯動報警、網絡遠傳和安全聯鎖控制等功能。具有油罐區安全監控無縫集成且性價比好的特點。
【專利說明】罐區監控預警主機及其監控預警方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於安全生產監控【技術領域】，特別涉及用於罐區現場多路安全參數和視頻採集、參數與視頻報警聯動以及安全聯鎖控制的罐區監控預警主機及其監控預警方法。
[0002]
技術背景
[0003]近年來，全國各地油罐區火災爆炸事故不斷發生，造成大量財產損失和人員傷亡。事故原因有管理和人為因素，但是油罐區未建立對油罐危險有害因素進行監控預警的安全監控系統是事故多發的重要原因。為此，國家頒布了《危險化學品重大危險源安全監控通用技術規範》(AQ3035-2010)和《危險化學品重大危險源罐區現場安全監控裝備設置規範》(AQ3036-2010)兩個標準，對油罐區等重大危險源建立安全監控系統提出了具體的技術要求:對油罐區重要部位視頻、油罐液位、溫度、壓力等安全參數、以及罐區和泵房可燃氣體濃度等進行實時監控，並實現安全參數與視頻聯動報警、安全聯鎖控制等功能，防範儲罐火災、癟罐和冒頂等事故的發生，保障罐區安全運行。
[0004]針對這一技術需求，目前市場上缺乏將視頻和安全參數同時採集，並實現聯動報警控制的專業設備。且由於油罐區液位、溫度、壓力等安全參數信號既有4?20mA信號，也有遵循485總線協議的信號，還有開關量信號，同時需要驅動緊急切斷閥、輸油泵、通風設備等，因此要求該監控設備能接入多種不同類型的信號，並能產生開關量信號。目前多數油罐區安全監控系統是通過獨立的視頻採集設備和參數採集設備分別獲取現場圖像和安全參數，通過後端軟體將視頻和安全參數整合在一起。這種方式實現起來成本較高，實時性較差，不利於罐區安全監控的需要。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是為克服已有技術的不足之處，提出一種罐區監控預警主機及其監控預警方法，本發明將多路參數採集和多路視頻採集兩種功能集成在一起，實現現場安全參數和圖像的集中採集處理、聯動報警、網絡遠傳和安全聯鎖控制等功能。具有油罐區安全監控無縫集成且性價比好的特點。
[0006]本發明提出的罐區監控預警主機，其特徵在於:該主機包括機箱及安裝在機箱內的安全參數處理電路板、視頻處理電路板、安全參數輸入輸出接口板、視頻輸入輸出接口板、計算機電源和SATA硬碟，還包括嵌裝在機箱上面板的液晶屏，與主機連接的液晶顯示器、滑鼠和鍵盤，其電路連接關係為:所述安全參數處理電路板通過電源線與計算機電源的直流輸出端連接，通過串口與視頻處理電路板連接，通過排線與安全參數輸入輸出接口板、液晶屏連接，通過硬碟線與SATA硬碟連接；所述視頻採集處理電路板通過電源線與計算機電源的直流輸出端連接，通過排線與視頻輸入輸出接口板連接，通過硬碟線與SATA硬碟連接；所述液晶顯示器通過VGA線與機箱後面板的VGA接口連接。
[0007]所述安全參數處理電路板，包括安全參數處理控制器、SDRAM、FLASH、乙太網控制器、16路模擬開關、AD轉換晶片、SATA擴展晶片、串口擴展晶片、光電耦合器、固態繼電器和SATA硬碟，其電路連接關係為:安全參數處理控制器通過乙太網接口與乙太網控制器相連，通過總線與SDRAM、FLASH、液晶屏相連，通過UART接口與串口擴展晶片相連，通過GPIO接口與光電耦合器、固態繼電器、16路模擬開關相連，通過總線與SATA擴展晶片相連；所述16路模擬開關與AD轉換晶片相連，AD轉換晶片與安全參數處理控制器SPI接口相連；所述SATA硬碟與SATA擴展晶片相連。
[0008]所述視頻採集處理電路板，包括ARM視頻處理控制器、SDRAM、FLASH、乙太網控制器、四路Dl音視頻編解碼器、SATA擴展晶片、固態繼電器和SATA硬碟，其電路連接關係為:視頻處理控制器通過乙太網接口與乙太網控制器相連，通過總線與SDRAM、FLASH和USB接口晶片相連，通過GPIO接口與固態繼電器相連，通過總線與SATA擴展晶片、4個四路Dl音視頻編解碼器相連；所述SATA硬碟與SATA擴展晶片相連。
[0009]所述安全參數輸入輸出接口板,包括16個模擬量輸入接口、16個開關量輸入接口、8個參數報警輸出接口、I個視頻報警輸出接口、2個參數RS485總線接口、I路視頻485總線接口、2個RS232接口、16個Dl視頻輸入接口、16個Dl音頻輸入接口、2個RJ45接口、I個VGA接口和2個USB接口。
[0010]所述視頻輸入輸出接口板，包括I個視頻報警輸出接口、視頻485總線接口、I個VGA接口、I個RJ45接口、16個音頻輸入接口和16個視頻輸入接口，其電路連接關係為:視頻報警輸出接口與固態繼電器相連，視頻485總線接口與視頻處理控制器的GPIO接口相連，VGA接口與視頻處理控制器的總線相連，RJ45接口與乙太網控制器相連，16個音頻輸入接口、16個視頻輸入接口與4個四路Dl音視頻編解碼器相連，VGA接口與液晶顯示器相連，2個USB接口分別與鍵盤、滑鼠相連。
[0011]所述機箱採用IU標準機箱，所採集數據信息由嵌裝在機箱上面板的液晶屏顯示，視頻信息通過外接液晶顯示器顯示，通過附在液晶屏上的薄膜開關面板對接入信號的名稱屬性、預警和報警閾值進行設置。
[0012]所述罐區監控預警主機,其特徵在於,具有WEB Server功能,通過其IP位址訪問該主機，可通過網頁瀏覽其監控的實時參數和視頻圖像信息，也可對監控參數的預警和報警閾值等工作參數進行遠程設置。
[0013]本發明提出採用上述主機的監控預警方法，包括:
[0014]I)罐區安全參數與視頻採集、顯示與存儲:
[0015]監控預警主機讀取模擬量輸入接口、開關量輸入接口和RS485總線接口的信號，根據預設的信號限值計算出各安全參數信息，將這些信息顯示到液晶屏上，並存儲到硬碟上；監控預警主機通過音視頻編解碼器讀取各路攝像機信號，經過壓縮編碼後形成數字視頻信號，通過主機內嵌的客戶端軟體以16分屏形式顯示視頻信號，並將各路視頻信號存儲到硬碟上；
[0016]2)儲罐液位超限報警與安全聯鎖控制:
[0017]監控預警主機採集儲罐液位傳感器信號，經過AD轉換器轉換後的信息送到安全參數處理控制器中，安全參數處理控制器將該信息與設定的液位閾值進行比較；當儲罐液位高於液位高限閾值或者低於液位低限閾值時，主機通過參數報警輸出接口向與主機連接的聲光報警器、與該儲罐連接的緊急切斷閥和油泵控制器輸出高電平信號，從而啟動聲光報警器報警，並在液晶顯示器上單獨調出監控該儲罐的視頻，同時與該儲罐連接的緊急切斷閥和輸油泵被關停，停止油料輸送操作；
[0018]3)輸油泵房可燃氣體超限報警與安全聯鎖控制:
[0019]監控預警主機採集可燃氣體檢測儀信號，經過AD轉換器轉換後的信息送到安全參數處理控制器中，安全參數處理控制器將該信息與設定的可燃氣體濃度閾值進行比較；當輸油泵房內可燃氣體濃度高於設定的濃度閾值時，主機通過參數報警輸出接口向與主機連接的聲光報警器、輸油泵房內防爆通風設備的控制器輸出高電平信號，從而啟動與主機連接的聲光報警器報警，並在液晶顯示器上調出監控該泵房的視頻，同時啟動泵房內的防爆通風設備；當可燃氣體濃度低於報警閾值時，主機通過參數報警輸出接口向輸油泵房內防爆通風設備的控制器輸出低電平信號，從而關停防爆通風設備；
[0020]4)儲罐溫度和罐區可燃氣體濃度超限報警:
[0021]監控預警主機採集儲罐溫度傳感器和採集可燃氣體檢測儀信號，經過AD轉換後得到的儲罐溫度和罐區可燃氣體濃度信息分別與設定的儲罐溫度閾值、罐區可燃氣體濃度閾值進行比較；當儲罐溫度和罐區可燃氣體濃度高於設定的閾值時，主機通過參數報警輸出接口向與主機連接的聲光報警器輸出高電平信號，從而啟動聲光報警器報警，同時在液晶顯示器上調出監控該儲罐或罐區的視頻，提醒現場人員通過視頻確認並進行應急處置。
[0022]本發明的技術特點及效果:
[0023]本發明通過對儲罐液位、溫度、壓力、罐區和泵房可燃氣體濃度等安全參數以及罐區視頻信息的採集處理和安全分析，實現罐區安全參數和視頻聯動報警，提醒現場人員注意並進行應急處置；當儲罐液位超限時，實現儲罐關聯的緊急切斷閥和儲罐輸油泵的緊急關停聯鎖控制，防止儲罐癟罐或冒頂事故；當泵房可燃氣體濃度超限時，實現泵房通風設備的緊急啟動聯鎖控制，防範火災和爆炸事故，保障罐區安全運行。
[0024]本發明為罐區的安全監控預警與聯鎖控制提供完整的解決方案，從而預防和消除罐區運營中重特大惡性事故，更好地保障人民的生命與財產安全。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]圖1為本發明的總體結構框圖。
[0026]圖2為本發明的各部分結構圖。
[0027]圖3為本發明的現場應用框圖
【具體實施方式】
[0028]本發明設計的罐區監控預警主機結合附圖及實施例詳細描述如下:
[0029]本發明實施例的總體結構如圖1所示，本主機包括機箱及安裝在機箱內的安全參數處理電路板、視頻處理電路板、安全參數輸入輸出接口板、視頻輸入輸出接口板、計算機電源和SATA (—種基於行業標準的串行硬體驅動器接口)硬碟等，還包括嵌裝在機箱上面板的液晶屏，與主機連接的液晶顯示器、滑鼠和鍵盤，其電路連接關係為:所述安全參數處理電路板通過電源線與計算機電源的直流輸出端連接，通過串口與視頻處理電路板連接，通過排線與安全參數輸入輸出接口板、液晶屏連接，通過硬碟線與SATA硬碟連接；所述視頻採集處理電路板通過電源線與計算機電源的直流輸出端連接，通過排線與視頻輸入輸出接口板連接，通過硬碟線與SATA硬碟連接；所述液晶顯示器通過VGA (視頻圖形陣列)線與機箱後面板的VGA接口連接。
[0030]本實施例的機械結構連接關係為:所述計算機電源用螺絲固定在機箱一角的底板上；所述安全參數處理電路板和視頻採集處理電路板用螺絲固定在機箱內底板上；所述安全參數輸入輸出接口板和視頻輸入輸出接口板用螺絲固定在機箱內後背板上；安全參數輸入輸出接口板和視頻輸入輸出接口板的接口器件穿過後背板露在機箱外；所述SATA硬碟安裝在固定於機箱底板上的支架上。
[0031]本實施例的各主要部件的具體組成分別說明如下:
[0032]所述安全參數處理電路板具體結構,如圖2虛線框I中所示,包括安全參數處理控制器、SDRAM、FLASH、乙太網控制器、16路模擬開關、AD轉換晶片、SATA擴展晶片、串口擴展晶片、光電耦合器和固態繼電器和SATA硬碟等，其電路連接關係為:安全參數處理控制器通過乙太網接口與乙太網控制器相連，通過總線與SDRAM、FLASH、液晶屏相連，通過UART接口與串口擴展晶片相連，通過GPIO接口與光電耦合器、固態繼電器、16路模擬開關相連，通過總線與SATA擴展晶片相連；所述16路模擬開關與AD轉換晶片相連，AD轉換晶片與安全參數處理控制器SPI接口相連；所述SATA硬碟與SATA擴展晶片相連。
[0033]所述視頻採集處理電路板，如圖2虛線框II中所示，包括ARM視頻處理控制器、SDRAM、FLASH、乙太網控制器、四路Dl音視頻編解碼器、SATA擴展晶片、固態繼電器和SATA硬碟等，其電路連接關係為:視頻處理控制器通過乙太網接口與乙太網控制器相連，通過總線與SDRAM、FLASH和USB接口晶片相連，通過GPIO接口與固態繼電器相連，通過總線與SATA擴展晶片、4個四路Dl音視頻編解碼器相連；所述SATA硬碟與SATA擴展晶片相連。
[0034]所述安全參數輸入輸出接口板，如圖2虛線框III中所示，包括16個模擬量輸入接口、16個開關量輸入接口、8個參數報警輸出接口、2個參數RS485總線接口、2個RS232接口和I個RJ45接口，其電路連接關係為:16個模擬量輸入接口與16路模擬開關相連，16個開關量輸入接口與光電耦合器相連，8個參數報警輸出接口與固態繼電器相連，2個參數RS485總線接口、2個RS232接口與串口擴展晶片相連，RJ45接口與乙太網控制器相連。
[0035]所述視頻輸入輸出接口板，如圖2虛線框IV中所示，包括I個視頻報警輸出接口、視頻485總線接口、I個VGA接口、I個RJ45接口、16個音頻輸入接口和16個視頻輸入接口，視頻報警輸出接口與固態繼電器相連，視頻485總線接口與視頻處理控制器的GPIO接口相連，VGA接口與視頻處理控制器的總線相連，RJ45接口與乙太網控制器相連，16個音頻輸入接口、16個視頻輸入接口與4個四路Dl音視頻編解碼器相連，VGA接口與液晶顯示器相連，2個USB接口分別與鍵盤、滑鼠相連。
[0036]本實施例各器件的具體實現及功能分別說明如下:
[0037]本實施例安全參數處理控制器採用ATMEL公司的ARM處理器AT91RM9200，主要技術參數:主頻 180MHz，16KB 內部 SRAM，128KB 的 ROM。
[0038]本實施例安全參數處理控制器所掛載的SDRAM採用SAMSUNG公司64M SDRAM晶片K4S641632K，所掛載的 FLASH 採用 SAMSUNG 公司的 128MB NAND Flash 晶片 K9F1G08。
[0039]本實施例視頻處理控制器採用三星公司ARM處理器S3C2440A，主要技術參數:主頻 400MHz，最高 533Mhz，具備 16KB 的 1-Cache 和 16KBDCache。
[0040]本實施例視頻視頻處理控制器所掛載的SDRAM採用SAMSUNG公司的256MB SDRAM晶片K4S561632N-LC60，主要技術參數:容量，256MB。所掛載的FLASH採用SAMSUNG公司的512MB NAND Flash晶片K9F4G08，主要技術參數:容量，512MB。
[0041]本實施例的兩個乙太網控制器均採用10/100M自適應乙太網MAC控制器DM9000AEP，主要技術參數:集成10/100M自適應收發器，支持背壓模式半雙工流量控制模式，IEEE802.3x流量控制的全雙工模式，4K雙字SRAM，支持4個通用輸入輸出口，兼容3.3v和5.0v輸入輸出電壓。
[0042]本實施例液晶屏採用中文字庫液晶顯示模塊CM320240-7SLYB，主要技術參數:支持2頁顯示模式，內建兩個4.8KB顯示RAM，提供全形(16X 16)與半角(8X 16)文字顯示模式。
[0043]本實施例4路Dl音視頻編解碼器採用Vweb公司四通道Dl單晶片編解碼器VW5010，主要技術參數:支持時分復用(TDM)模式，可進行每秒7.5幀的16路Dl格式NTSC圖像編碼或者每秒6.25幀的16路Dl格式PAL圖像編碼，能夠接收MPEG_1、2、4或者H.263格式的視頻比特流輸入，將其轉成ITUR.BT-656視頻格式，也可將MPEG-lLayerl，Layer2、MP3、AAC、AC-3、G.711、G.726或者G.729的音頻比特流輸入解壓縮後從IS2接口輸出。
[0044]本實施例的兩個SATA擴展晶片均採用Silicon Image公司的雙口 SATA控制器SiI3512，主要技術參數:數據傳輸速率，1.5Gbps。
[0045]本實施例的串口擴展晶片採用Microchip公司的PIC16C554，主要技術參數:工作電壓，2.5~5.5V ;數據傳輸速率，20MHz ;可擴展4路串口。
[0046]本實施例16路模擬開關採用Analog Devices公司的AD7507晶片，主要技術參數:漏電流，最大InA~5nA ;導通電阻，≤300 Ω。
`[0047]本實施例AD轉換晶片採用AD公司模數轉換器AD9430，主要技術參數:3.3V電源，12位AD轉換，可提供CMOS和LVDS兩種接口模式，可提供數據同步輸入和數據時鐘輸出，具有極好的線性特性。
[0048]本實施例光電稱合器米用Avago公司光電稱合器HCPL-2630,主要技術參數:通道數，2Channel ;最大波特率，IOMBps ;最大正向二極體電壓，1.75V，最大反向二極體電壓，5V ;最大功率耗散，60mW。
[0049]本實施例的兩個固態繼電器均採用Avago公司固態繼電器ASSR-401C，主要技術參數:輸入驅動電流，2mA ;開關速度，〈0.5ms。
[0050]本實施例液晶顯示器採用三星S27C750P，主要技術參數:屏幕尺寸，27英寸；動態對比度，100萬:1 ;最佳解析度，1920x1080 ;灰階響應時間，5ms。
[0051]本實施例計算機電源採用金河田龍霸700ELA，主要技術參數:額定功率，600W ;風扇類型，14cm雙滾珠軸承風扇；保護功能，過壓保護OVP ;交流輸入，220V, 5A，50Hz ;3.3V輸出電流，24A ;5V輸出電流，24A ; 12V輸出電流，30A。
[0052]本實施例的兩個SATA硬碟採用希捷ST2000DM001硬碟，主要技術參數:容量，2000GB ;接口類型，SATA3.0 ;轉速，7200rpm ;緩存，64MB ;接口速率，6Gb/秒。
[0053]本實施例USB接口晶片採用Cypress半導體公司的CY7C68013，主要技術參數:單片集成USB2.0收發器、SIE和增強型8051微處理器；時鐘速率，48MHz ;集成的I2C兼容控制器，運行速率100或400kHz。
[0054]本實施例鍵盤採用IBM鍵盤40K9584，主要技術參數:接口，USB ;形式，全尺寸鍵盤。
[0055]本實施例滑鼠採用IBM滑鼠40K9201，主要技術參數:接口，USB ;類型，3鍵光電。
[0056]所述模擬量輸入接口、開關量輸入接口、視頻報警輸出接口、視頻485總線接口和參數報警輸出接口採用上海有樂電氣有限公司的直焊式接線端子LG126V-5.0/5.08，主要技術參數:連接類型，直焊式；壓線方式，螺釘。
[0057]所述參數RS485總線接口和RS232接口採用9針串口，主要技術參數:型號，9P公；接觸件材質，銅；針數，9。
[0058]所述RJ45接口採用東莞訊碩電子科技有限公司的RJ45網絡連接器，主要技術參數:接口類型，RJ45。
[0059]所述VGA接口採用深圳市中怡豐電子有限公司的標準VGA接口，主要技術參數:型號，15P母；接觸件材質，銅；芯數，15。
[0060]所述音頻輸入接口、視頻輸入接口採用標準BNC接頭，主要技術參數:特性阻抗，75 Ω，頻率範圍，O?2GHz。
[0061]在實際使用中，如圖3所示，在待監控區中可設置多個所述監控預警主機，每個監控預警主機至少可以對8個儲罐的參數及視頻採集、安全設備同時進行監控，參數及視頻採集、安全設備包括在每個儲罐內安裝液位傳感器和溫度傳感器，設置一個監視儲罐頂部的防爆攝像機，與儲罐連接的輸油管道上安裝一個緊急切斷閥，罐區內每隔15米設置一個可燃氣體濃度檢測儀，輸油泵房內設置一臺防爆通風設備；監控預警主機與參數及視頻採集、安全設備的連接關係為:監控預警主機通過模擬量輸入接口或RS485總線接口與儲罐液位傳感器、溫度傳感器和可燃氣體濃度檢測儀連接，通過音視頻接口與防爆攝像機連接，通過參數報警輸出接口與切斷閥、油泵和防爆通風設備的控制器連接。
[0062]當罐區儲罐數量多於8個時，可根據儲罐數量和位置部署多個罐區監控預警主機，分區域對罐區實施監控，最後通過網絡交換機將安全參數和視頻信息匯集到罐區監控中心的監控預警伺服器，監控預警伺服器對罐區的安全參數和視頻實施集中監控預警。本罐區監控預警主機具有WEB Server功能，通過其IP位址訪問該主機，可通過網頁瀏覽其監控的實時參數和視頻圖像信息，也可對監控參數的預警和報警閾值等工作參數進行遠程設置。
[0063]本發明提出採用上述主機的監控預警方法，包括:
[0064]I)罐區安全參數與視頻採集、顯示與存儲
[0065]監控預警主機讀取模擬量輸入接口、開關量輸入接口和RS485總線接口的信號，根據預設的信號限值計算出各安全參數信息，將這些信息顯示到液晶屏上，並存儲到硬碟上；監控預警主機通過音視頻編解碼器讀取各路攝像機信號，經過壓縮編碼後形成數字視頻信號，通過主機內嵌的客戶端軟體以16分屏形式顯示視頻信號，並將各路視頻信號存儲到硬碟上；
[0066]2)儲罐液位超限報警與安全聯鎖控制
[0067]監控預警主機採集儲罐液位傳感器信息，經過AD轉換器轉換後的信號送到安全參數處理控制器中，安全參數處理控制器將該信號與存儲在其中的液位閾值進行比較；當儲罐液位高於設定的液位高限閾值或者低於液位低限閾值時，主機通過參數報警輸出接口向與主機連接的聲光報警器、與該儲罐連接的緊急切斷閥和油泵控制器輸出高電平信號，從而啟動聲光報警器報警，並在液晶顯示器上單獨調出監控該儲罐的視頻，同時與該儲罐連接的緊急切斷閥和輸油泵被關停，停止油料輸送操作；
[0068]3)輸油泵房可燃氣體超限報警與安全聯鎖控制
[0069]監控預警主機採集可燃氣體檢測儀濃度信息，經過AD轉換後與可燃氣體濃度閾值進行比較；當輸油泵房內可燃氣體濃度高於設定的濃度閾值時，主機通過參數報警輸出接口向與主機連接的聲光報警器、輸油泵房內防爆通風設備的控制器輸出高電平信號，從而啟動與主機連接的聲光報警器報警，並在液晶顯示器上調出監控該泵房的視頻，同時啟動泵房內的防爆通風設備；當可燃氣體濃度低於報警閾值時，主機通過參數報警輸出接口向輸油泵房內防爆通風設備的控制器輸出低電平信號，從而關停防爆通風設備；
[0070]4)儲罐溫度和罐區可燃氣體濃度超限報警
[0071]監控預警主機採集儲罐溫度傳感器信息，經過AD轉換後分別與溫度閾值、罐區可燃氣體濃度閾值進行比較；當儲罐溫度和罐區可燃氣體濃度高於設定的閾值時，主機通過參數報警輸出接口向與主機連接的聲光報警器輸出高電平信號，從而啟動聲光報警器報警，同時在液晶顯示器上調出監控該儲罐或罐區的視頻，提醒現場人員通過視頻確認並進行應急處置。
[0072]上述方法均採用常規的編程技術編制的程序預先存儲在監控預警主機的晶片中，該方法中的各種閾值均為保證各監控對象安全工作的參數限定值。
【權利要求】
1.一種罐區監控預警主機，其特徵在於:該主機包括機箱及安裝在機箱內的安全參數處理電路板、視頻處理電路板、安全參數輸入輸出接口板、視頻輸入輸出接口板、計算機電源和SATA硬碟，還包括嵌裝在機箱上面板的液晶屏，與主機連接的液晶顯示器、滑鼠和鍵盤，其電路連接關係為:所述安全參數處理電路板通過電源線與計算機電源的直流輸出端連接，通過串口與視頻處理電路板連接，通過排線與安全參數輸入輸出接口板、液晶屏連接，通過硬碟線與SATA硬碟連接；所述視頻採集處理電路板通過電源線與計算機電源的直流輸出端連接，通過排線與視頻輸入輸出接口板連接，通過硬碟線與SATA硬碟連接；所述液晶顯示器通過VGA線與機箱後面板的VGA接口連接。
2.如權利要求1所述的罐區監控預警主機，其特徵在於，所述安全參數處理電路板包括安全參數處理控制器、SDRAM、FLASH、乙太網控制器、16路模擬開關、AD轉換晶片、SATA擴展晶片、串口擴展晶片、光電耦合器、固態繼電器和SATA硬碟，其電路連接關係為:安全參數處理控制器通過乙太網接口與乙太網控制器相連，通過總線與SDRAM、FLASH、液晶屏相連，通過UART接口與串口擴展晶片相連，通過GPIO接口與光電耦合器、固態繼電器、16路模擬開關相連，通過總線與SATA擴展晶片相連；所述16路模擬開關與AD轉換晶片相連，AD轉換晶片與安全參數處理控制器SPI接口相連；所述SATA硬碟與SATA擴展晶片相連。
3.如權利要求1所述的罐區監控預警主機，其特徵在於，所述視頻採集處理電路板，包括ARM視頻處理控制器、SDRAM、FLASH、乙太網控制器、四路Dl音視頻編解碼器、SATA擴展晶片、固態繼電器和SATA硬碟，其電路連接關係為:視頻處理控制器通過乙太網接口與乙太網控制器相連，通過總線與SDRAM、FLASH和USB接口晶片相連，通過GPIO接口與固態繼電器相連，通過總線與SATA擴展晶片 、4個四路Dl音視頻編解碼器相連；所述SATA硬碟與SATA擴展晶片相連。
4.如權利要求1所述的罐區監控預警主機，其特徵在於，所述安全參數輸入輸出接口板包括16個模擬量輸入接口、16個開關量輸入接口、8個參數報警輸出接口、I個視頻報警輸出接口、2個參數RS485總線接口、I路視頻485總線接口、2個RS232接口、16個Dl視頻輸入接口、16個Dl音頻輸入接口、2個RJ45接口、I個VGA接口和2個USB接口。
5.如權利要求1所述的罐區監控預警主機，其特徵在於，所述視頻輸入輸出接口板包括I個視頻報警輸出接口、視頻485總線接口、I個VGA接口、I個RJ45接口、16個音頻輸入接口和16個視頻輸入接口，其電路連接關係為:視頻報警輸出接口與固態繼電器相連，視頻485總線接口與視頻處理控制器的GPIO接口相連，VGA接口與視頻處理控制器的總線相連，RJ45接口與乙太網控制器相連，16個音頻輸入接口、16個視頻輸入接口與4個四路Dl音視頻編解碼器相連，VGA接口與液晶顯示器相連，2個USB接口分別與鍵盤、滑鼠相連。
6.如權利要求1所述的罐區監控預警主機，其特徵在於，所述機箱採用IU標準機箱，所採集數據信息由嵌裝在機箱上面板的液晶屏顯示，視頻信息通過外接液晶顯示器顯示，通過附在液晶屏上的薄膜開關面板對接入信號的名稱屬性、預警和報警閾值進行設置。
7.如權利要求1所述的罐區監控預警主機，其特徵在於，具有WEBServer功能,通過其IP位址訪問該主機，可通過網頁瀏覽其監控的實時參數和視頻圖像信息，也可對監控參數的預警和報警閾值等工作參數進行遠程設置。
8.一種採用權利要求1所述主機的監控預警方法，其特徵在於，該方法包括: I)罐區安全參數與視頻採集、顯示與存儲:監控預警主機讀取模擬量輸入接口、開關量輸入接口和RS485總線接口的信號，根據預設的信號限值計算出各安全參數信息，將這些信息顯示到液晶屏上，並存儲到硬碟上；監控預警主機通過音視頻編解碼器讀取各路攝像機信號，經過壓縮編碼後形成數字視頻信號，通過主機內嵌的客戶端軟體以16分屏形式顯示視頻信號，並將各路視頻信號存儲到硬碟上； 2)儲罐液位超限報警與安全聯鎖控制: 監控預警主機採集儲罐液位傳感器信號，經過AD轉換器轉換後的信息送到安全參數處理控制器中，安全參數處理控制器將該信息與設定的液位閾值進行比較；當儲罐液位高於液位高限閾值或者低於液位低限閾值時，主機通過參數報警輸出接口向與主機連接的聲光報警器、與該儲罐連接的緊急切斷閥和油泵控制器輸出高電平信號，從而啟動聲光報警器報警，並在液晶顯示器上單獨調出監控該儲罐的視頻，同時與該儲罐連接的緊急切斷閥和輸油泵被關停，停止油料輸送操作； 3)輸油泵房可燃氣體超限報警與安全聯鎖控制: 監控預警主機採集可燃氣體檢測儀信號，經過AD轉換器轉換後的信息送到安全參數處理控制器中，安全參數處理控制器將該信息與設定的可燃氣體濃度閾值進行比較；當輸油泵房內可燃氣體濃度高於設定的濃度閾值時，主機通過參數報警輸出接口向與主機連接的聲光報警器、輸油泵房內防爆通風設備的控制器輸出高電平信號，從而啟動與主機連接的聲光報警器報警，並在液晶顯示器上調出監控該泵房的視頻，同時啟動泵房內的防爆通風設備；當可燃氣體濃度低於報警閾值時，主機通過參數報警輸出接口向輸油泵房內防爆通風設備的控制器輸出低電平信號，從而關停防爆通風設備； 4)儲罐溫度和罐區可燃氣體濃度超限報警: 監控預警主機採集儲罐溫度傳感器和採集可燃氣體檢測儀信號，經過AD轉換後得到的儲罐溫度和罐區可燃氣體濃度信息分別與設定的`儲罐溫度閾值、罐區可燃氣體濃度閾值進行比較；當儲罐溫度和罐區可燃氣體濃度高於設定的閾值時，主機通過參數報警輸出接口向與主機連接的聲光報警器輸出高電平信號，從而啟動聲光報警器報警，同時在液晶顯示器上調出監控該儲罐或罐區的視頻，提醒現場人員通過視頻確認並進行應急處置。
【文檔編號】G05B19/418GK103777605SQ201410025501
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月21日 優先權日:2014年1月21日
【發明者】吳宗之, 康榮學, 桑海泉, 谷海波 申請人:中國安全生產科學研究院