Teilen Sie ein technisches Konzept für ein endoskopisches Flammenüberwachungssystem

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I. Übersicht: Das GS-Vision-P-System ist ein System zur Überwachung der Flammen im Inneren von Heizöfen in der Petrochemieindustrie, das auf Maschinenblicktechnologie beruht. Es eignet sich für den Einsatz in Umgebungen mit explosionsgefährlichen Stoffen aus der IIC-Gasgruppe (typischerweise Wasserstoff, Acetylen, Ethylen, Koksgas, Dimethylether usw.). Das GS-Vision-P-System ermöglicht es dem Bediener, mithilfe von klaren Bildern einen direkten Überblick über den Brennvorgang der Flammen im Ofen sowie über Phänomene wie Vernebelung, Verkohlung der Rohre, des Isolierschlags und der Brenner zu erhalten. Zweitens: Die zitierten Standards sind SH/T 3028-2007 „Vorschriften für die Telekommunikationsplanung in petrochemischen Anlagen“, GB 50115-2009 „Vorschriften für die Planung von Industrievideosystemen“, GB 50160-2008 „Vorschriften für den Brandschutz bei der Planung petrochemischer Anlagen“, GB3836.1-2010 „Explosionsgefährdete Umgebungen – Teil 1: Allgemeine Anforderungen an Geräte“, GB3836.2-2010 „Explosionsgefährdete Umgebungen – Teil 1: Geräte, die durch explosionsgeschützte Gehäuse geschützt werden“, GB4208-2008 „Schutzklassen von Gehäusen“ (IP-Kennzeichnung), GB/T15414-94 „Allgemeine technische Anforderungen an Hochtemperaturvideosysteme für Öfen“, GB/T15415-94 „Messverfahren für Hochtemperaturvideosysteme für Öfen“, GB2423-2008 „Grundlegende Prüfnormen für elektrische und elektronische Produkte unter verschiedenen Umweltbedingungen“, GB2887-2012 „Technische Anforderungen an Rechenzentren“, GB4943-2012 „Sicherheit von Informationstechnikgeräten (einschließlich elektrischer Geräte)“, GB/T13850-1998 „Elektrische Messumwandler zur Umwandlung von Wechselstromsignalen in analoge oder digitale Signale“, GB/T17626.1-2006 „Allgemeine Anforderungen an Störfestigkeitstests“, IEEE802.3U 100BASE-TX „Standard für Schnell-Ethernet-Schnittstellen“.

Drittens: Die GS-Vision-P-Systeme nutzen eine industriestandardmäßige, serviceorientierte Netzwerkarchitektur. Dadurch entsteht eine integrierte Managementplattform, die Videoüberwachung, Bildanalyse sowie Anzeigefunktionen vereint. Das System verfügt über eine klare Hierarchiestruktur sowie eine C/S-Architektur, wodurch die Komplexität bei der Implementierung des Systems verringert wird und die Flexibilität bei der dezentralen Verwendung erhöht wird. Zudem werden einheitliche Ein- und Ausgangsschnittstellen bereitgestellt, was die Erweiterung des Systems sowie die zentrale Verwaltung erleichtert. Das System unterstützt das ONVIF-Schnittstellenprotokoll und bietet Anschlusspunkte für das Büronetzwerk sowie die CCTV-Systeme in der gesamten Fabrik. Der explosionsgeschützte Hochtemperatur-Kamerasystem ist ein Überwachungsgerät, das digitale HD-Industriekameras mit Maschinenbildverarbeitungstechnologien kombiniert. Der durch gezwungene Wirbelstromkühlung erzeugte Hochtemperaturschutz ermöglicht es der Kamera, in Öfen mit Temperaturen von bis zu 2000 °C eingesetzt zu werden, um dort Aufnahmen zu machen ； Digitale HD-Industriekameras passen das Ausgangsniveau automatisch an die Änderungen in der Helligkeit der Flamme an, um ein klares Bild zu gewährleisten. Der Bildanalyse-Server ist ein leistungsstarkes Analysewerkzeug, das Maschinenblick-Technologie nutzt, um das Sehverhalten des menschlichen Auges nachzuahmen. Er kann dabei genau erkennen, wenn in seinem Sichtfeld Brenner ausgehen oder Rohre undichten, und gibt Alarmsignale aus. Zusammen mit dem explosionsgeschützten Hochtemperatur-Kamerasystem bildet er ein vollständiges Überwachungssystem. file:///C:/Users/thinkpad/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.jpg
**Systemkonfiguration**
1. **Funktionen und technische Spezifikationen des GS-Vision-P-Systems**
– Typ GS-Vision-P1, GS-Vision-P2
– Temperaturbeständigkeit der Kameras: ≤ 2000°C
– Schutz durch gezielte Kühlung durch Wirbelwindtechnik
– Bildauflösung: 1280×960
– Mindestrauschlichtstärke: Farbe: 0,01 Lux; Schwarz-Weiß: 0,001 Lux
– Selbstschutzfunktionen: Abschaltung bei Überhitzung, zu niedrigem Spannungsniveau oder Stromausfall; Automatische Einziehung der Kamera
– Abführung der Kühlluft: Die Kühlluft wird außerhalb des Ofens abgeleitet (kann vom Benutzer gewählt werden)
– Netzwerkprotokolle: ONVIF, GB28181

2. **Anforderungen an die Infrastruktur des Systems**
– **Stromversorgung**:
– Für die Sensoren vor Ort: 220VAC 50/60HZ, Leistung: 20 W pro Gerät
– Für die Steuerungseinheit: 220VAC 50/60HZ, Leistung: 800 W
– **Luftversorgung**:
– Für die Lüftung: 25 Nm³/h, Druck: 0,6 Mpa (Messtechnikluft)
– Für die Kühlung: 34 Nm³/h, Druck: 0,1 Mpa (Messtechnikluft oder Industrieluft)

3. **Aufbau des GS-Vision-P-Systems**
Das GS-Vision-P-System setzt sich aus explosionsgeschützten Hochtemperaturkameras, automatischen Einziehvorrichtungen, Montagegehäusen für die Ofenwände, Luftfiltern sowie weiteren Komponenten wie dem Bilddatenserver zusammen. 3.1 Das explosionsgeschützte, hochtemperaturfeste integrierte Kamerasystem GS-CVCZL-Ex umfasst:
– n explosionsgeschützte, hochtemperaturfeste integrierte Kameras
– n hochtemperaturfeste Optiken mit Saphirfenstern
– n Schutzgehäuse zur Kühlung durch Luftströmungen
– n 2 Edelstahlrohre zur Zufuhr der Kühlluft
– n 1 Kabel mit einer Länge von 10 Metern
– Die Kameras sind bereits vor der Auslieferung montiert und vortestet worden.

3.1.1 Explosionsgeschützte Hochtemperaturkameras
Arten: GS-Vision-P1, GS-Vision-P2
Sensor: CCD-Bildsensor
Auflösung: 1280×960
Mindestbeleuchtungsstärke: Farbe: 0,01 Lux / Schwarz-Weiß: 0,001 Lux
Bildfrequenz: 25 Hz
Dynamikumfang: 120 dB
Signal-Rausch-Verhältnis: >50 dB
Video/Datenanschluss: 100-Mbit-Ethernet, RJ45-Anschluss
Betriebstemperatur: -30°C bis 60°C
Betriebsfeuchtigkeit: Unter 95 % (ohne Kondensation)
Betriebsspannung: 12 V DC/6 W Max.: 12 V DC/16 W
Schutzklasse: IP66
Explosionsgeschütztes Zertifikat: Ex d IIC T6 Gb

3.1.2 Infrarot-hochtemperaturfeste Optiken
Gesamtlänge der Optik: 650 mm
Durchmesser des Sichtlochs: φ2 mm
Durchmesser der Optik selbst: φ60 mm
Sichtwinkel: 72° (horizontal), 54° (vertikal), 90° (diagonal); 90° (horizontal), 74° (vertikal), 102° (diagonal)
Blickwinkel der Optik: Standardblickwinkel; optional auch rechtwinklige oder abgewinkelte Blickwinkel möglich.

3.1.3 Schutzgehäuse zur Kühlung durch Luftströmungen
Das Schutzgehäuse verfügt über ein innovatives System zur erzwungenen Kühlung durch Luftströmungen. Die Kühlluft wird über das Sichtloch vor der Optik in den Ofen geleitet ； Die Kühlluft wird durch die Wirbelkanäle im Schutzgehäuse gezwungenermaßen zirkuliert und anschließend aus dem Ofenraum abgeleitet. Dadurch wird die Kühlleistung des Linsenraums verbessert, und gleichzeitig wird der Einfluss der Kühlluft auf den Brennvorgang im Ofen verringert. n Kameragehäuse: Aus hochtemperaturbeständigem Edelstahl; erzwungene Wirbelkühlung – die Temperatur im zu überwachenden Bereich kann bis zu 2000°C erreichen.
n Kamerastein: Aus hochtemperaturbeständigem Material – die Umgebungstemperatur kann bis zu 80°C betragen.
n Schutzklasse: IP66
n Lüftungsleistung: 25 Nm³/h bei 0,6 Mpa (Anlagendruck)
n Kühlleistung: 34 Nm³/h bei 0,1 Mpa (Anlagendruck oder Industriedruck)
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Explosionssichere, hochtemperaturfeste integrierte Kamera.
3.2, GS-CD-WQ65: Automatisches Einziehsystem zum Schutz der Kamera. Das automatische Einziehsystem dient dazu, die Kameras des GS-Vision-P-Systems zu schützen. Die explosionssichere, hochtemperaturfeste integrierte Kamera wird durch kontinuierlich zugeführte Komprimierluft sauber und gekühlt gehalten. Sollte die Kühlluft ausfallen, zieht das automatische Einziehsystem die Kamera automatisch aus dem Ofen heraus – dadurch wird ein manuelles Zurückziehen oder Voranschieben der Kamera vermieden, was wiederum Fehlfunktionen und Schäden am System verhindert. n Automatische Rückzugsfunktion bei Druckverlust im Komprimierluftsystem oder bei Stromausfall. Der Zylinder wird dabei angetrieben – es stehen sowohl ein manueller als auch ein automatischer Betriebsmodus zur Verfügung. Automatische Lüftungsventile, die eine Ausströmung der Atmosphäre aus dem Ofen verhindern. Ausdehnungsbereich: 650 mm. Tragfähigkeit: 50 Kg.
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Schutzvorrichtung für den automatischen Rückzug: 3,3. BXK-Steuerbox: Die Steuerbox enthält einen Industriellen Ethernet-Switch, Servocontroller sowie Netzteile. Sie dient als System zur Datenerfassung, -übertragung und -steuerung. Die Servocontroller steuern die Schutzvorrichtung für den automatischen Rückzug. Eingangsschnittstelle: 100-Mbit-Ethernet, RJ45-Anschluss
Ausgangsschnittstelle: 100-Mbit-Lichtwellenleiteranschluss
Übertragungsgeschwindigkeit: Bis zu 100 Mbit
Standards: IEEE802.3, IEEE802.3u, IEEE802.3x
Stromversorgung: AC 220V±10%, 20 W
Umgebungstemperatur: -20°C bis 65°C
Relative Luftfeuchtigkeit: ≤90%
Abmessungen: 360 (B) × 360 (H) × 175 (T) mm
Explosionsgeschütz-Klassifizierung: Ex d IIB T6 Gb oder Ex d IIC T6 Gb 3.4, GS-SQK1A
Die Steuerbox für die Gasversorgung ist ein Gerät zur lokalen Überwachung und Regulierung des Drucks sowie des Durchflusses des komprimierten Luftstroms im System. Wenn es zu einem Ausfall der Luftversorgung kommt oder die Parameter nicht den vom System festgelegten Werten entsprechen, sendet die Steuerbox Signale an den Servocontroller der Anlagenteile. Dadurch wird automatisch ein Schutzmechanismus aktiviert, der die Kamera aus dem Ofen zurückzieht. Anschluss für die Trachee: G1/4“
Druckfestigkeit: 1,0 MPa
Schalterwerte: 250 VAC/1,0 A, 24 DC/1,0 A
Datei: file:///C:/Users/thinkpad/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image009.gif
Umgebungstemperatur: -20°C bis 70°C
Relative Luftfeuchtigkeit: ≤90%
Leergewicht: 6 kg
Schutzklasse: IP65
Abmessungen: 285 (B) × 340 (H) × 165 (T) mm
3.5, GS-JL01 – Luftfilterungssystem: Komprimierte Luft wird zur Reinigung und Kühlung von Linsen sowie elektronischen Geräten verwendet. Die Versorgung mit Luft muss kontinuierlich stattfinden. Das Luftfilterungssystem verfügt über Funktionen zur Trennung von Partikeln sowie zur Kondensationsfiltration. Es reinigt und trocknet das von der Anlage gelieferte Druckluft effektiv, sodass diese für die Nutzung in Begasungs- und Kühlsystemen sowie bei optischen Komponenten geeignet ist. Dadurch wird eine langfristig stabile und klare Bildqualität gewährleistet. Die Benutzer sollten die Filterelemente in Abhängigkeit von der Luftqualität regelmäßig austauschen. Anschlussgröße: G1/2“ (Durchmesser 15 mm)
Arbeitsdruck: 0,3–0,6 MPa
Druckbeständigkeit: 1,0 MPa
Nennstrommenge: 1000 l/min
Filtergenauigkeit: 0,01 μm

3.6, GS-SERVERFD-V1.5 – Bildanalyse-Server
Der Bilddatenserver ist auf PC-Basis konzipiert und dient als System zur Analyse von Bildern in Hochtemperaturbildsystemen. Er ist über das Firmen-Lokalnetzwerk mit dem System verbunden und verfügt über Funktionen wie Anzeige mehrerer Bilder gleichzeitig, Speicherung von Bildern, Fernsteuerung, Anzeige von Alarmmeldungen sowie Verwaltung der Daten. Zudem werden mehrere Benutzerrechte unterstützt. Die Software verfügt nicht nur über flexible Fensteranordnungen, sondern unterstützt auch die Anzeige auf einem zusätzlichen Bildschirm. Dadurch wird die Raumnutzung effektiv reduziert und die Effizienz der Gerätesteuerung erhöht. 3.6.1 Servertechnische Parameter:
Prozessor: Intel® Core™ Prozessor
Arbeitsspeicher: 8 GB (2x4 GB), 1600 MHz, DDR3, nicht-ECC
Festplatte: 1 TB, 3,5-Zoll-SATA, 7.200 U/min
Grafikkarte: AMD Radeon R5 240, 1 GB, Vollformat, Anschlüsse DP und DVI-I

3.6.2 Kurze Beschreibung der wichtigsten Softwarefunktionen:
Die Software GS-Vision-P dient zum Anzeigen von Bildern, zur Analyse dieser Bilder sowie zur Übertragung der Bilder an automatische Geräte und DCS-Systeme. Die Bilder werden über ein Netzwerkserver im Kraftwerksnetzwerk übertragen. Zu den grundlegenden Funktionen gehören:
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Allgemeine Funktionen:
– Verwaltung der Softwarelizenzen
– Verwaltung der Benutzerrechte
– Verwaltung der Geräteeinstellungen
– Gruppenverwaltung
– Protokollierung
– Überwachung von Alarmzuständen
– Steuerung der Geräte
– Fernaufnahme und Wiedergabe von Videos
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Systemeinstellungen:
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Detektion von Flammen in Brennern sowie Überwachung von Lecks in den Rohrleitungen. Einstellung von Alarmen.

IV. Typische Konfiguration des GS-Vision-P-Systems:
Nummer | Name des Geräts | Spezifikationen | Menge | Anmerkungen
1 | Explosionsgeschützter Hochtemperatur-Kamerasystem GS-CVCZL-Ex | 1 Stück
3 | Automatisches Zurückziehungsmodul GS-CD-WQ65 | 1 Stück
4 | Montageset für die Ofenwand GS-YM | 1 Stück
5 | Feldgerätebox BXK | 1 Stück
6 | Steuerbox für Gasleitungen GS-SQK1A | 1 Stück
7 | Luftfiltersystem GS-JL01 | 1 Set
8 | Bildanalyse-Server GS-SERVERFD-V1.5 | 1 Stück
9 | LCD-Monitor, 22 Zoll, DELL | 1 Stück; zusätzliche Monitore können hinzugefügt werden
10 | Eingangs-/Ausgangsmodul GS-IO/DO0808 | 1 Stück
11 | Monomodales Vieradriges Gleichgewichtskabel GYXTW-4B | 1 Meter
12 | Kabel RVV2 * 1,5 Meter