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        基于臂式斗輪機(jī)攝像閉路系統(tǒng)干擾的研究

        2017-10-24 07:20:13趙鋒馮振明
        關(guān)鍵詞:變頻器系統(tǒng)

        ◎趙鋒 馮振明

        基于臂式斗輪機(jī)攝像閉路系統(tǒng)干擾的研究

        ◎趙鋒 馮振明

        以攝像閉路系統(tǒng)在臂式斗輪機(jī)上的實(shí)際應(yīng)用為例,分析了導(dǎo)致攝像系統(tǒng)干擾的因素及影響,結(jié)合電廠的實(shí)際應(yīng)用,提出了幾種抗干擾解決方案。

        臂式斗輪機(jī)是火力發(fā)電廠輸煤系統(tǒng)中取煤和堆煤的大型設(shè)備,由于司機(jī)操作視角問題,設(shè)備一般都配有攝像閉路系統(tǒng),可以有效地輔助司機(jī)操作監(jiān)控。但是,由于設(shè)備處于現(xiàn)場工業(yè)環(huán)境中,避免不了各種干擾源的出現(xiàn),因此,攝像監(jiān)控屏幕往往受到干擾而不清晰,影響了司機(jī)的正常監(jiān)控,如圖1與圖2的對比效果。

        攝像閉路系統(tǒng)干擾源的來源

        變頻器干擾。臂式斗輪機(jī)最大的干擾源就是變頻器干擾,變頻器中普遍采用IGBT開關(guān)器件,其輸出產(chǎn)生電磁輻射干擾。而且變頻器中普遍使用了晶閘管或者整流二極管等非線性整流器件,其產(chǎn)生的諧波對電網(wǎng)產(chǎn)生傳導(dǎo)干擾,引起電網(wǎng)電壓畸變(畸變率10~40%左右),影響電網(wǎng)的供電質(zhì)量。這種干擾在圖像上經(jīng)常會表現(xiàn)為橫條紋。

        圖 1 正常的監(jiān)控屏幕

        無線電干擾。現(xiàn)隨著我國無線電事業(yè)的迅猛發(fā)展,無線電新技術(shù)、新業(yè)務(wù)的廣泛應(yīng)用,無線電臺(站)數(shù)量急劇增加,無線電干擾現(xiàn)象也日趨嚴(yán)重。電廠內(nèi)部存在多種無線干擾源,例如,無線電臺、基站、車載電臺等,對攝像閉路系統(tǒng)都有一定程度的干擾。這種干擾信號在圖像上表現(xiàn)為較密的橫紋、豎紋、斜紋等,嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)蜎]整個(gè)視頻圖象。

        傳輸線路引起的干擾。臂式斗輪機(jī)機(jī)構(gòu)繁雜,動力電纜、控制電纜、視頻電纜等在線路敷設(shè)的過程中不可避免地存在交叉點(diǎn),尤其還存在大電機(jī)啟動,啟動電流大,造成電壓瞬間降低,對攝像閉路系統(tǒng)造成很大的干擾。這種干擾在圖像上表現(xiàn)為圖像閃爍、不清晰。

        攝像閉路系統(tǒng)幾種通訊方式及抗干擾解決方案

        同軸電纜通訊方式。常規(guī)攝像閉路系統(tǒng)線路采用的是屏蔽同軸電纜,如果同軸電纜接頭處理不當(dāng),或者電纜屏蔽層未處理好,都會影響圖像的效果。而且,現(xiàn)場在線路敷設(shè)時(shí)盡量做到視頻電纜單獨(dú)敷設(shè)管路,同其他的動力電纜、信號電纜分開走線,避免互相干擾。經(jīng)過處理后,效果有所提高,但是還是無法抵抗變頻器的干擾,還需增加專門的抗干擾抑制器才能消除變頻干擾,如圖3所示。

        圖 3 攝像閉路系統(tǒng)抗干擾抑制器

        然而,采用同軸電纜通訊的方式,即使增加了抗干擾抑制器,也只是短時(shí)間內(nèi)有效,并沒有從根本上解決問題。

        數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)通訊方式。同軸電纜通訊方式采用的是模擬量信號,極易受現(xiàn)場環(huán)境影響,導(dǎo)致圖像干擾,目前,該方式已經(jīng)逐漸退出市場,被數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)通訊所替代。通常攝像機(jī)采用數(shù)字化一體機(jī),傳輸介質(zhì)采用超五類網(wǎng)線。采用網(wǎng)絡(luò)通訊屏幕顯示質(zhì)量得到了明顯提高,一些普通的干擾源不會影響圖像質(zhì)量。但是,超五類網(wǎng)線要求室外環(huán)境溫度在-10~60℃范圍內(nèi),在我國北方冬季寒冷地區(qū)將受到限制無法適應(yīng)。

        光纖通訊方式。隨著網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的迅猛發(fā)展,光纖作為通訊介質(zhì)得到了廣泛應(yīng)用,也逐漸應(yīng)用到工業(yè)環(huán)境。光纖可應(yīng)用在-40~60℃的環(huán)境中,幾乎覆蓋了所有地區(qū),而且不受任何干擾源的干擾。攝像閉路系統(tǒng)只要將數(shù)字化攝像機(jī)與光纖介質(zhì)有機(jī)地結(jié)合(光纖收發(fā)器,見圖4所示),就可以做到完美的圖像屏幕效果。

        圖 4 光纖收發(fā)器

        臂式斗輪機(jī)工業(yè)電視攝像閉路系統(tǒng)從最初采用同軸電纜模擬信號,過渡到網(wǎng)線方式的數(shù)字?jǐn)z像,最后確定為光纖介質(zhì)通訊模式,徹底解決了工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境因素造成的干擾問題。因此,科技的進(jìn)步,工業(yè)應(yīng)用就有了質(zhì)的飛躍。

        (作者單位:長春發(fā)電設(shè)備總廠)

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