火力发电厂智能安防系统设计

申景军，张瑞祥

(西北电力设计院有限公司，陕西 西安 710075)

火力发电厂智能安防系统设计

申景军，张瑞祥

(西北电力设计院有限公司，陕西 西安 710075)

随着信息化技术的发展和减员增效要求的提高，近年来各发电厂对安防系统的配置有了提升，本文在查阅相关规程规范和文献的基础上，针对门禁系统、厂区周界报警系统及视频安防系统，并结合某新建600 MW超临界机组火力发电厂的智能安防系统设计，总结了电厂的安防系统配置方案，对指导设计人员的工作有实际意义。

智能安防；门禁；入侵报警；视频监控。

1 概述

近几年安全防范系统(Security and Protection System, SPS)在火力发电厂的应用逐渐增多，对于提升火力发电厂的综合管控水平和减员增效有积极的促进作用。但是在火力发电厂的安防系统设计方面，缺乏一种整体的解决方案，容易出现电厂安全管理混乱。本文基于某新建600 MW超临界机组智能安防系统的设计，介绍了一种电厂智能安防系统的配置方案，供工程设计人员参考。

火力发电厂的安防系统相关应用经历了一个范围不断扩大、逐步完善的过程，最初是2000年前后的生产区工业电视监视系统，后来将厂区部分安防对象(如大门、主要路口等)纳入监视系统，监视范围逐渐扩展为全厂的闭路电视系统。随后有些电厂又逐步配置了门禁控制系统、厂区周界探测报警系统等，但这些系统一般相互独立，没有形成统一的集成监控平台。近几年，随着信息化技术以及各种先进安防产品的迅速发展和减员增效要求的提高，将以上系统集成在统一高效的安防集成管理平台下成为可能，并在有些工程不同程度的得到一些实施。

2 安防系统主要设计原则

目前在工程安全防范方面国家标准主要是GB50348－2004《安全防范工程技术规范》，规范中介绍了现阶段常用的子系统主要包括：入侵报警系统、视频安防监控系统、出入口控制系统、电子巡查系统、停车库(场)管理系统以及以防爆安全检查系统为代表的特殊子系统等，并且针对以上几个子系统发布有相应的配套标准。

在电力行业，暂时还没有对火力发电厂安防系统的设计规范和详细的规定，仅在GB50660－2011《大中型火力发电厂设计规范》信息系统章节提出了 “火力发电厂可根据需要设置门禁管理系统”，“火力发电厂可根据需要设置全厂视频监视系统，视频监视系统可包括安保视频监视系统和生产视频监视系统，安保视频监视系统和生产视频监视系统可合并设置，也可分开设置”。

2.1 出入口控制系统

出入口控制系统(Access Control System, ACS)：利用自定义符识别或/和模式识别技术对出入口目标进行识别并控制出入口执行机构启闭的电子系统或网络。

门禁系统是出入口控制系统的通俗称谓，但从字面上看不能代表出入口控制系统的所有内涵。出入口控制系统包括了对人员和物品流动的管理与控制，具备放行、拒绝、记录、报警四个基本特征。

一般发电厂厂区内有人员出入控制要求的房间进出口原则上均可采用门禁管理系统，但具体功能深度和应用范围应根据电厂的具体运行管理模式和实际要求来确定。

目前国内有部分电厂采用了门禁管理系统，使用的区域范围也不尽相同。一般电厂门禁管理系统的应用范围包括：主厂房内的重要设备区域如电子设备间、高低压配电间、计算机房等，无人值班的辅助车间，生产综合楼区域的重要房间如试验室、信息系统机房等。

门禁管理系统应设置与管理信息系统(Management Information System, MIS)的接口。门禁管理系统的功能宜包括实时监控、进出权限管理、记录、报警、消防报警联动等功能。

有些电厂还对已有门禁管理系统的功能进行了延伸，设置了在线式巡更系统，系统由巡更软件和巡更点两部分组成。巡更系统是建立在门禁系统的中心软件、数据库和硬件基础上的。

2.2 入侵报警系统

入侵报警系统(Intruder Alarm System, IAS)：利用传感器技术和电子信息技术探测并指示非法进入或试图非法进入设防区域(包括主观判断面临被劫持或遭抢劫或其他紧急情况时，故意触发紧急报警装置)的行为、处理报警信息、发出报警信息的电子系统或网络。

入侵报警系统从纵深防护体系层面可覆盖周界、监视区、防护区和禁区等区域。一般火力发电厂在厂区内部设置有全厂视频监视系统和门禁管理系统，入侵报警系统主要为厂区周界报警系统。

厂区周界报警系统的探测器一般可选用红外入侵探测器、激光式探测器、光纤式周界探测器、高压电子脉冲探测器(电子围栏)等型式。

2.3 视频安防监控系统

视频安防监控系统(Video Surveillance & Control System, VSCS)：利用视频探测技术、监视设防区域并实时显示、记录现场图像的电子系统或网络。

现阶段火力发电厂的安保视频监视系统一般是和生产视频监视系统合并设置，形成统一的全厂视频监视系统。其中安保视频监视部分的监视范围主要包括厂区大门、主要通道路口、电梯、围墙区域等。

3 安防系统建设方案

某600 MW电厂采用了一套较完整的智能安防系统，包括厂区周界报警系统、门禁管理系统和安防视频监视系统，见图1。

图1 某电厂安防系统结构图

3.1 安防集成管理系统

安防集成管理系统是整个安防系统的集成平台，是整个安防各个子系统联动的控制枢纽。本工程在具体实施中对周界报警系统、安防闭路电视系统、门禁系统，通过系统优化、设备选型优化转变整合为各子系统依旧独立运行，但可实现资源共享，集中管理的模式，通过电脑控制系统集成统一的管理平台，形成一个多功能、各系统联动、现代化、全天候的动态综合安全管理系统。各系统间采用Modbus、TCP/IP协议进行通讯，实现各系统数据之间的访问。

集成管理平台可体现为管理、控制及执行三个层面：系统管理层包括数据服务器、通讯服务器、下载服务器、管理工作站；控制层由网络控制器组成，控制层是安防集成管理平台的决策机构，控制器完全脱离电脑运行，与管理层的关系只是接受下载的参数以及报告本控制器及其下属设备发生的事件；执行层是连接在网络控制器下，执行层直接连接系统的前端设备。

因各子系统采用了统一的集成管理平台，可以更方便的实现各系统之间的联动，并在上层可采用统一的监控界面等软硬件设备。

3.2 厂区周界报警系统

本厂区周界报警系统采用电子围栏方案，采用8个报警主机，分为16个防区对厂区围墙进行防范，报警中心设置在生产办公楼的安防控制室。

3.2.1 系统基本配置

图1中，周界报警系统由报警主机、脉冲主机、地址模块通过总线方式连接。系统主机及各报警单元内分区均具有方便地布防与撤防功能，使安防管理人员可在短期内完成布/撤防操作。报警主机选用总线制传输的多防区报警控制主机，控制主机的防区采用扩充式防区设计。针对特殊场所可考虑采用在一台报警主机上设计有线报警和无线报警相结合的方式。

图2 周界报警系统网络结构图

3.2.2 基本功能要求

探测：周界报警系统应对非法翻越周界的行为进行准确、实时的探测并产生报警状态。

响应：总线制周界报警系统的任一防区首次报警：不大于2 s。

联动：周边界侵入检测与视频监控联动；各厂区边界侵入检测可在安保中心与视频监控进行联动监视和记录。

3.3 门禁系统

全厂设置一套门禁系统，范围包括主厂房、水、煤、灰、脱硫区域内的电子间、配电间等重要房间以及生产办公楼等建筑物的主要出入口。

3.3.1 系统基本配置

门禁系统(图3)由软硬件组成。包括管理电脑(含软件)、服务器、门禁控制器、读卡器、出门按钮、电控锁、传输设备等。门禁系统统一在生产办公楼的安防中心实现监控管理。

图3 门禁系统网络结构图

3.3.2 基本功能要求

通道进出权限的管理、实时监控、出入记录查询、异常报警、反潜回、防尾随、逻辑开门、电梯控制等功能。

联动：要求实现火灾自动报警系统与门禁系统联动，各个区域消防报警后，相应门锁自动打开，在集控室、保安值班室有警号报警(门禁系统)，实现在发生火情时，自动开锁并向中心报警。此外，可通过串口与视频安防监控系统相连。可实现视频安防监控系统的联动，由中心对重要的通道实施监控，对进入该区域的目标进行录像。当特殊情况发生时，能关闭通道，禁止刷卡出入，以免破坏者逃逸。

3.4 视频安防监控系统

安防闭路电视监视系统采用全数字网络化闭路电视监视系统，在前、后门卫室以及生产办公楼内安防监控中心设置监控点。前、后门卫室各配置一台监视客户端，显示设备采用24寸桌面液晶显示器；安防中心配置两台客户端主机及两台42寸液晶电视，液晶电视采后门卫室各配置一台监视客户端，显示设备采用24寸桌面液晶显示器；安防中心配置两台客户端主机及两台42寸液晶电视，液晶电视采用壁装形式。

安防闭路电视的系统结构及设备选型，与全厂闭路电视监视系统一致。

3.4.1 系统基本配置

整个系统采用基于以太网络数字化图像监控系统；整个系统前端摄像机、传输端、终端设备均采用数字信号，即视频图像的采集、显示、控制、集中存储和网络传输等各部分均采用数字网络化系统方案。全厂所有图像信号都通过以太网集中存储于统一磁盘阵列。

安防工业闭路电视系统统一配置机柜，机柜布置于生产办公楼。在办公大楼电梯、楼层间、财务室、信息机房、厂区围墙、材料库、停车区、厂区主要道路等位置设置监视点。所有厂区室外马路边安装的摄像头均采用了单独立杆的方式，以保证美观，相应配套灯杆。

3.4.2 基本功能要求

系统能手动切换或编程自动切换，对视频输入信号在指定的监视器上进行固定或时序显示；系统具有与其他系统联动的接口，联动响应时间不大于4 s。

4 结论与展望

火力发电厂智能安防系统应遵循规范性、可靠性、先进性、扩展性等原则的基础上，可以更加广泛的接纳更多的子系统，如反恐、巡更系统等，各系统建立在统一的安防信息集约化监管平台之上，共享各种防范设施及不同形式安全基础信息，以实现电厂安全防范整体化、系统化的技术防范体系。

高清、智能化、物联网、4G智能应用、红外热成像等技术逐步应用到火力发电厂的安防系统中，实现计算机技术、通信技术与控制技术的融合，可以提升电厂的运营与维护水平。因此，更多智能安防相关产品与系统在火力发电厂会有更大范围的应用。

[1] GB 50348－2004，安全防范工程技术规范[S]．

[2] GB 50660－2011，大中型火力发电厂设计规范[S]．

[3] GB 50396－2007，出入口控制系统工程设计规范[S]．

[4] GB 50394－2007，入侵报警系统工程设计规范[S]．

[5] GB 50395－2007，视频安防监控系统工程设计规范[S]．

[6] GB 50311－2015，综合布线系统工程设计规范[S]．

Design of Smart Security and Protection System in Power Plant

SHEN Jing-jun, ZHANG Rui-xiang
(Automation Department of Northwest Electric Power Design Institute Co., Ltd., Xi'an 710075, China)

With the development of information and redirection laid-off workers, the confguration of Security and Protection system shall be improved. The article focus on access control system、electronic fence and video security monitoring system, one power plant SPS confguration is described which is based on some specifcations. It has some practical signifcance for designer.

access control system; electronic fence; vedio security monitoring system.

TM621

：B

：1671-9913(2017)01-0036-04

2015-10-30

申景军(1971- )，男，陕西蒲城人，高级工程师，从事火力发电厂仪表与控制设计工作。