CN116951999A - 一种炉用工业电视监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种炉用工业电视监控系统，涉及视频监控系统。温度传感器用于采集高温炉内的温度；压力传感器用于采集冷却降温装置中空气传输管道的气体压力；PLC将采集到的温度信号和气压信号与预设的温度设定值和气压设定值进行关联，产生预触发信号，并传送至气动传动装置，且当气动传动装置接收到预触发信号后，输出位置限位信号至PLC；PLC将位置限位信号与限位设定值进行比较，若位置限位信号与限位设定值不匹配，则产生一启动触发信号，并将启动触发信号发送至气动传动装置，使其启动，以驱使摄像机进入高温炉内采集炉内图像。本发明控制灵活可靠，系统容错率高，防止了炉内高位对摄像机的影响，增加了系统的在工作过程中的安全系数。

Description

一种炉用工业电视监控系统

技术领域

本发明涉及视频监控系统，更具体地说，它涉及一种炉用工业电视监控系统。

背景技术

现有炉用高温工业电视监控系统由五部分组成，分别是摄像机伸缩传动装置、冷却降温装置、电气控制装置、人机交互装置、终端显示装置。各部件具体作用是：摄像机伸缩传动装置由固定部件、电机、传动部件、摄像机四大件组成，摄像机由电机带动在允许工作状态下伸入炉内或在不具备工作条件下从里面退出。冷却降温装置由空气调压装置、空气传输管道、气压检测元件三大部件组成，作用是给摄像机提供高压低温空气给摄像机降温。电气控制装置由信号输入输出端子、单片机、AC220转24V变压器三大部件组成，作用是接收输入信号包括冷却空气压力、摄像机温度传感器、伸入指令、退出指令，经内置单片机设定逻辑处理，向人机交换装置输出温度显示及对摄像机伸缩传动装置发出伸入或退出命令。人机交互装置由伸入、退出按钮，温度显示及设定面板两部分组成，作用是输入控制命令和温度判定条件。终端显示装置包括显示屏幕、信号处理器，作用是处理视图信号将其显示处理。

使用时通过人机交互装置输入指令通过电气控制装置控制摄像机伸缩传动装置，而冷却降温装置给摄像机伸缩传动装置降温，电气控制装置往终端显示装置传送视图信号，终端显示装置将该信号显示出来。但该工业电视监控系统在实际使用时，依然存在一些缺陷与不足。

(1)现场环境比较恶劣，系统处理器为单片机对恶劣环境抗性较差，影响系统稳定。

(2)摄像机伸缩驱动动力为电力能源工作电压AC220，在加热炉煤气区域工作存在安全隐患。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种炉用工业电视监控系统。

本发明所述的一种炉用工业电视监控系统，包括摄像机、冷却降温装置、人机交互装置、终端显示装置、PLC、气动传动装置、温度传感器和压力传感器；

所述温度传感器用于采集高温炉内的温度，并输出温度信号；所述压力传感器用于采集冷却降温装置中空气传输管道的气体压力，并输出气压信号；所述PLC采集所述温度信号和气压信号，并将所述温度信号和气压信号与预设的温度设定值和气压设定值进行关联，产生预触发信号；所述预触发信号传送至气动传动装置，且当所述气动传动装置接收到预触发信号后，输出位置限位信号至PLC；所述PLC将位置限位信号与限位设定值进行比较，若所述位置限位信号与限位设定值不匹配，则产生一启动触发信号，并将所述启动触发信号发送至气动传动装置，以启动所述气动传动装置驱使摄像机进入高温炉内采集炉内图像。

若所述温度信号小于温度设定值，且所述气压信号小于气压设定值，则所述PLC产生预触发信号；否则不产生预触发信号。

所述气动传动装置包括固定支架、气源装置、气缸、伸出到位传感器和退回到位传感器；所述气源装置和气缸均安装在固定支架上，所述摄像机安装在气缸的活动杆端部，所述气源装置与气缸气路连接，且所述气源装置和气缸的气路上安装有电磁阀，所述电磁阀的控制端输入启动触发信号；所述伸出到位传感器安装在气缸伸缩端，所述退回到位传感器安装在气缸的封闭端，所述伸出到位传感器和退回到位传感器均与PLC电连接；所述气源装置的电源端通过继电器与外界电源电连接，所述继电器的控制线圈输入预触发信号。

所述伸出到位传感器和退回到位传感器均为磁性开关。

所述位置限位信号与限位设定值不匹配，具体为，所述PLC采集伸出到位传感器的输出信号作为位置限位信号；若所述位置限位信号的值不等于限位设定值，则所述PLC产生启动触发信号。

所述摄像机的镜头端安装有一摄像机枪头，所述高温炉的炉墙上开设有一安装孔，所述安装孔中安装有枪头护套，所述安装孔的外侧固定设有安装座，所述安装座中开设有与摄像机相匹配的安装腔，所述安装座中还设有与安装腔相连通的气道，所述气道与空气传输管道相连接。

所述枪头护套为钢制圆筒。

所述人机交互装置与PLC通讯连接；所述人机交互装置设有主操作界面、报警显示界面和历史数据查询界面。

所述终端显示装置与摄像机电连接。

有益效果

本发明的优点在于：

1.采用PLC替代传统的单片机控制，而PLC对恶劣环境抗性高，确保设备整体性能稳定。而且，本发明还通过对PLC对气动传动装置控制器流程的改进，采用两个触发信号实现摄像机的推进动作，使得控制更为灵活可靠，有效的防止了炉内高位对摄像机的影响，增加了系统的在工作过程中的安全系数。

2.本发明采用由气源装置、气缸、伸出到位传感器和退回到位传感器组成的气动传动装置驱动摄像机的伸入和退回动作，避免了现有技术中因电气火花诱因发生安全事故隐患，提高了系统安全属性。

附图说明

图1为本发明的工业电视监控系统结构框图；

图2为本发明的摄像机安装结构示意图；

图3为本发明的气动传动装置结构示意图。

其中：1-炉墙、2-摄像机、3-摄像机枪头、4-枪头护套、5-安装座、6-安装腔、7-气道、8-固定支架、9-气源装置、10-气缸。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步的描述，但不构成对本发明的任何限制，任何人在本发明权利要求范围所做的有限次的修改，仍在本发明的权利要求范围内。

参阅图1-图3，本发明的一种炉用工业电视监控系统，包括摄像机2、冷却降温装置、人机交互装置、终端显示装置、PLC、气动传动装置、温度传感器和压力传感器。其中，温度传感器用于采集高温炉内的温度，并输出温度信号。压力传感器用于采集冷却降温装置中空气传输管道的气体压力，并输出气压信号。PLC采集温度信号和气压信号，并将温度信号和气压信号与预设的温度设定值和气压设定值进行关联，产生预触发信号。具体为，若温度信号小于温度设定值，且气压信号小于气压设定值，则PLC产生预触发信号；否则不产生预触发信号。

预触发信号传送至气动传动装置，且当气动传动装置接收到预触发信号后，输出位置限位信号至PLC。PLC将位置限位信号与限位设定值进行比较，若位置限位信号与限位设定值不匹配，则产生一启动触发信号，并将启动触发信号发送至气动传动装置，以启动气动传动装置驱使摄像机2进入高温炉内采集炉内图像。

在本实施例中，气动传动装置包括固定支架8、气源装置9、气缸10和两个位置传感器。两个位置传感器分别为伸出到位传感器和退回到位传感器。伸出到位传感器和退回到位传感器均为磁性开关。磁性开关属于市面上现有的产品，是一种带有一个常开点或多个常开常闭点的对带磁物体具有感应功能的传感器，在接近带磁物体时常开点接通常闭点断开。

气源装置9和气缸10均安装在固定支架8上，摄像机2安装在气缸10的活动杆端部，气源装置9与气缸10气路连接，且气源装置9和气缸10的气路上安装有电磁阀，电磁阀的控制端输入启动触发信号。伸出到位传感器安装在气缸10伸缩端，退回到位传感器安装在气缸10的封闭端，伸出到位传感器和退回到位传感器均与PLC电连接。气源装置9的电源端通过继电器与外界电源电连接，继电器的控制线圈输入预触发信号。

关于上述的位置限位信号与限位设定值不匹配，具体为，PLC采集伸出到位传感器的输出信号作为位置限位信号；若位置限位信号的值不等于限位设定值，则PLC产生启动触发信号。即当气缸10的活动杆伸到最长的位置时，伸出到位传感器产生信号值为1的位置限位信号；而限位设定值为1；则两者匹配，PLC不发出启动触发信号。

摄像机2的镜头端安装有一摄像机枪头3。高温炉的炉墙1上开设有一安装孔，安装孔中安装有钢制的枪头护套4，安装孔的外侧固定设有安装座5，安装座5中开设有与摄像机2相匹配的安装腔6，安装座5中还设有与安装腔6相连通的气道7，气道7与空气传输管道相连接。

在本实施例中温度传感器、压力传感器、伸出到位传感器和退回到位传感器通过带屏蔽层信号电缆与PLC电连接。

人机交互装置与PLC通讯连接。人机交互装置设有主操作界面、报警显示界面和历史数据查询界面。其中，报警界面包含信号异常报警信息；历史数据查询界面对系统重要的信号点连续时间线上的状态作存储记录，便于故障查询原因分析；主操作界面包含操作按钮、参数设定、设备状态指示等内容，作用是设备状态信息获取和设备操作。这三个界面作为人机交互装置的操作画面，其是一种可以与工控设备数据交互的窗口化人机界面，市面主流人机界面软件有WINCC、Intouch等。

终端显示装置与摄像机2电连接。终端显示装置主要由显示器、信号线及接头组成。视图信号从摄像机2出来通过信号线直接接入显示器，实现远程视图监控。根据需要还可插入信号分割器和录像机，信号分割器可以将视图信号源1分为2或1分为多，用于多地监控同一个场景；录像机可以存储视图信号实现视频回放功能。

目前市面上的信号分割器一般有1进2出或1进4出端口的分割器，摄像机2出来的视图信号接入信号分割器入口，入口对应的2个或4个出口信号与入口信号一致，实现将信号源不衰减分割。

本发明的工作原理是：系统工作时，温度传感器采集炉内温度、压力传感器采集空气传输管道中气体的压力。若这两个传感器输出的信号值均小于相应的设定值，则PLC将以预触发信号至继电器，使其工作，从而使气动传动装置上电。接着PLC采集伸出到位传感器的输出信号，若位置限位信号与限位设定值不匹配，则输出启动触发信号，使电磁阀工作。气源装置9和气缸10之间的气路导通，为气缸10，使得气缸10动作，将摄像机枪头3推入到高温炉中。此时启动摄像机2即可采集炉内的图像。而摄像机2将输出视图信号至终端显示装置，以便于监控人员监控高温炉内工况。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (9)

1.一种炉用工业电视监控系统，包括摄像机(2)、冷却降温装置、人机交互装置、终端显示装置，其特征在于，还包括PLC、气动传动装置、温度传感器和压力传感器；

所述温度传感器用于采集高温炉内的温度，并输出温度信号；所述压力传感器用于采集冷却降温装置中空气传输管道的气体压力，并输出气压信号；所述PLC采集所述温度信号和气压信号，并将所述温度信号和气压信号与预设的温度设定值和气压设定值进行关联，产生预触发信号；所述预触发信号传送至气动传动装置，且当所述气动传动装置接收到预触发信号后，输出位置限位信号至PLC；所述PLC将位置限位信号与限位设定值进行比较，若所述位置限位信号与限位设定值不匹配，则产生一启动触发信号，并将所述启动触发信号发送至气动传动装置，以启动所述气动传动装置驱使摄像机(2)进入高温炉内采集炉内图像。

2.根据权利要求1所述的一种炉用工业电视监控系统，其特征在于，若所述温度信号小于温度设定值，且所述气压信号小于气压设定值，则所述PLC产生预触发信号；否则不产生预触发信号。

3.根据权利要求1所述的一种炉用工业电视监控系统，其特征在于，所述气动传动装置包括固定支架(8)、气源装置(9)、气缸(10)、伸出到位传感器和退回到位传感器；所述气源装置(9)和气缸(10)均安装在固定支架(8)上，所述摄像机(2)安装在气缸(10)的活动杆端部，所述气源装置(9)与气缸(10)气路连接，且所述气源装置(9)和气缸(10)的气路上安装有电磁阀，所述电磁阀的控制端输入启动触发信号；所述伸出到位传感器安装在气缸(10)伸缩端，所述退回到位传感器安装在气缸(10)的封闭端，所述伸出到位传感器和退回到位传感器均与PLC电连接；所述气源装置(9)的电源端通过继电器与外界电源电连接，所述继电器的控制线圈输入预触发信号。

4.根据权利要求3所述的一种炉用工业电视监控系统，其特征在于，所述伸出到位传感器和退回到位传感器均为磁性开关。

5.根据权利要求3或4所述的一种炉用工业电视监控系统，其特征在于，所述位置限位信号与限位设定值不匹配，具体为，所述PLC采集伸出到位传感器的输出信号作为位置限位信号；若所述位置限位信号的值不等于限位设定值，则所述PLC产生启动触发信号。

6.根据权利要求1或3所述的一种炉用工业电视监控系统，其特征在于，所述摄像机(2)的镜头端安装有一摄像机枪头(3)，所述高温炉的炉墙(1)上开设有一安装孔，所述安装孔中安装有枪头护套(4)，所述安装孔的外侧固定设有安装座(5)，所述安装座(5)中开设有与摄像机(2)相匹配的安装腔(6)，所述安装座(5)中还设有与安装腔(6)相连通的气道(7)，所述气道(7)与空气传输管道相连接。

7.根据权利要求6所述的一种炉用工业电视监控系统，其特征在于，所述枪头护套(4)为钢制圆筒。

8.根据权利要求1所述的一种炉用工业电视监控系统，其特征在于，所述人机交互装置与PLC通讯连接；所述人机交互装置设有主操作界面、报警显示界面和历史数据查询界面。

9.根据权利要求1所述的一种炉用工业电视监控系统，其特征在于，所述终端显示装置与摄像机(2)电连接。