監控雲台

雲台就是兩個交流電機組成的安裝平台，可水平和垂直的運動。但要注意區別於照相器材中的雲台概念。照相器材的雲台一般來說只是一個三腳架，只能通過手來調節方位；而監控系統所說雲台是通過控制系統在遠程可控制其轉動及移動的方向。雲台轉動速度衡量雲台檔次高低重要指標。雲台水平和垂直方向是由兩個不同的電機驅動的，因此雲台的轉動速度也分為水平轉速和垂直轉速。由於載重的原因，垂直電機在啟動和運行保持時的扭矩大於水平方向的扭矩，在加上實際監控時對水平轉速的要求要高於垂直轉速，因此一般來說雲台的垂直轉速要低於水平轉速。

基本介紹

• 中文名：監控雲台
• 主要區別：室外型密封性能好，防水
• 使用環境分類：室內型和室外型
• 安裝方式分類：側裝和吊裝

類型

按使用環境分為室內型和室外型，主要區別是室外型密封性能好，防水、防塵，負載大。

按安裝方式分為側裝和吊裝，就是把雲台是安裝在天花板上還是安裝在牆壁上。

按外形分為普通型和球型，球型雲台是把雲台安置在一個半球形、球形防護罩中，除了防止灰塵干擾圖像外，還隱蔽、美觀、快速。

按照可以運動功能分為水平雲台和全方位（全向）雲台。

按照工作電壓分為交流定速雲台和直流高變速雲台。

按照承載重量分為輕載雲台、中載雲台和重載雲台。

按照負載安裝方式分為頂裝雲台和側裝雲台。

根據使用環境分為通用型和特殊型。通用型是指使用在無可燃、無腐蝕性氣體或粉塵的大氣環境中，又可分為使用型和室外型。最典型的特殊型套用是防爆雲台。

內部結構

全方位雲台內部有兩個電機，分別負責雲台的上下和左右各方向的轉動。其工作電壓的不同也決定了該雲台的整體工作電壓，一般有交流 24V、交流220V及直流24V。當接到上、下動作電壓時，垂直電機轉動，經減速箱帶動垂直傳動輪盤轉動；當接到左、右動作電壓時，水平電機轉動並經減速箱帶動雲台底部的水平齒輪盤轉動。需要說明的是雲台都有水平、垂直的限位栓，雲台分別由兩個微動開關實現限位功能。當轉動角度達到預先設定的限位栓時，微動開關動作切斷電源，雲台停止轉動。限位裝置可以位於雲台外部，調整過程簡單，也可以位於雲台內部，通過外設的調整機構進行調整，調整過程相對複雜。但外置限位裝置的雲台密封性不如內置限位裝置的雲台。

雲台

室外雲台與室內雲台大體一致，只是由於室外防護罩重量較大，使雲台的載重能力必須加大。同時，室外環境的冷熱變化大， 易遭到雨水或潮濕的侵蝕。因此室外雲台一般都設計成密封防雨型。另外室外雲台還具有高轉矩和扼流保護電路以防止雲台凍結時強行起動而燒毀電機。在低溫的惡劣條件下還可以在雲台內部加裝溫控型加熱器。

轉動速度

交流雲台使用的是交流電機，轉動速度固定，一般為水平轉動速度為4°/秒～6°/秒，垂直轉動速度為3°/秒～6°/秒。有的廠家也生產交流型高速雲台，可以達到水平15°/秒，垂直9°/秒，但同一系列雲台的高速型載重量會相應降低。直流型雲台大都採用的是直流步進電機，具有轉速高、可變速的優點，十分適合需要快速捕捉目標的場合。其水平最高轉速可達40～50°/秒，垂直可達10～24°/秒。另外直流型雲台都具有變速功能，所提供的電壓是直流0至36V之間的變化電壓。變速的效果由控制系統和解碼器的性能決定，以使雲台電機根據輸入的電壓大小做相應速度的轉動。常見的變速控制方式有兩種，一種是全變速控制，就是通過檢測操作員對鍵盤操縱桿控制的位移量決定對雲台的輸入電壓，全變速控制是在雲台變速範圍內實現平緩的變速過渡。另外一種是分檔遞進式控制，就是在雲台變速範圍內設定若干擋，各檔對應不同的電壓（轉動速度），操作前必須先選擇所需轉動的速度檔，在對雲台進行各方向的轉動操作。

雲台

轉動角度

雲台的轉動角度尤其是垂直轉動角度與負載（防護罩/攝像機/鏡頭總成）安裝方式有很大關係。雲台的水平轉動角度一般都能達到355°，因為限位栓會占用一定的角度，但會出現少許的監控死角。當前的雲台都改進了限位裝置使其可以達到360°甚至365°（有5°的覆蓋角度），以消除監控死角。用戶使用時可以根據現場的實際情況進行限位設定。例如安裝在牆壁上的壁裝式，即使雲台具有360°的轉動角度，實際上只需要監視雲台正面的180°角度，即使轉動到後面方向的180°也只能看到安裝面（牆壁），沒有實際監控意義。因此壁裝式只需要監視水平180°的範圍，角裝式只需監視270°的範圍。這樣避免雲台過多地轉動到無需監控的位置，也提供了雲台的使用效率。頂裝式雲台的垂直轉動角度一般為+30°至-90°，側裝的垂直轉動角度可以達到±180°，不過正常使用時垂直轉動角度在+20°至-90°即可。

雲台

控制原理

那么如何控制雲台進行水平旋轉或者垂直旋轉呢？這需要通過雲台控制系統來實現。雲台控制系統一般由控制台、遠程通訊模組和雲台控制模組組成。

控制台用於用戶輸入對雲台的控制指令，例如進行上、下、左、右各方向的行進動作。常見的控制台可以是一台安裝了對應軟體系統的PC機。

遠程通訊模組用於實現雲台和控制台之間的通信，一方面將控制台發出的指令，傳輸到雲台；另一方面也將雲台的數據反饋到控制台。

雲台控制器是最核心的模組，通常安裝在雲台上，需要實現兩個主要功能：將接收到的控制台指令進行解碼，轉換為控制電機運行的控制信號；根據控制信號，驅動雲台上的電機進行相應動作。

載重量

雲台的最大負載是指垂直方向承受的最大負載能力。攝像機的重心（包括防護罩）到雲台工作面距離為50mm，該重心必須通過雲台迴轉中心，並且與雲台工作面垂直，這箇中心即為雲台的最大負載點，雲台的承載能力是以此點作為設計計算的基準。如果負載位置安裝不當，重心偏離迴轉中心，增大了負載力矩，實際的載重量將小於最大負載量的設計值。因此雲台垂直轉動角度越大，重心偏離也越大，相應的承載重量就越小。雲台的載重量是選用雲台的關鍵，如果雲台載重量小於實際負載的重量不僅會使操作功能下降，而且雲台的電機、齒輪也會因長時間超負荷損壞。雲台的實際載重量可從3kg到50kg不等，同一系列的雲台產品，側裝時的承載能力要大於頂裝，高速型的承載能力要小於普通型。

雲台

環境指標

室內使用的雲台的要求不高，雲台的使用環境的各項指標主要針對室外使用的雲台。其中包括使用環境溫度限制、濕度限制、防塵防水的IP防護等級。一般室外環境使用的雲台溫度範圍為-20℃至+60℃，如果使用在更低溫度的環境下，可以在雲台內部加裝溫控型加熱器使溫度下限達-40℃或更低。濕度指標一般為95%不凝結。防塵防水的IP等級應達到IP66以上。IP防護等級的高低反映了設備的密封程度，主要指防塵和液體的侵入，它是一種國際標準，符合1997年的BS5490標準和1976年的IECS529標準。IP後的第一個數值表示抗固體的密封保護程度，第二位表示抗液體保護程度，第三位表示抗機械衝擊碰撞。另外在實際使用中應根據環境選擇使用相適合的材料和防護層，如鐵質外殼不適合使用在潮濕和具有腐蝕性的環境中。

雲台

特殊用途

雲台的套用範圍很廣，各種特殊行業也對雲台產品有一定的需求，由於使用環境特殊因此需要雲台產品具有滿足現場環境特殊防護性能，常見的有水下型、高溫型、低溫型、防腐型和防爆型。特殊雲台對使用的材料、防護等級、防護方式等都有嚴格的要求，並必須遵守相應的行業特殊標準。其中以防爆型雲台最為突出。

防爆設備簡述

石油、化工、煤炭和國防等許多工業部門，在生產、加工、運輸和貯存的各個過程中，經常可能泄露或溢散出各種各樣的易燃易爆氣體、液體和各種粉塵及纖維。這類物質與空氣混合後，可能成為具有爆炸危險的混合物，當混合物的濃度達到爆炸濃度範圍時，一旦出現火源即會引起爆炸和發生火災等嚴重事故。當前已經研製出隔爆型、本質安全型、增安型、正壓型、充油型、充砂型、無火花型等多種型式的防爆電氣設備。

可燃性氣體、蒸汽級別、溫度組別舉例如下，其它表中沒有列出的可參閱GB3836.1附錄A。

凡是用於煤礦井下的防爆設備為I類設備，其它用於工廠的防爆設備為II類設備。在II類設備中按適用於爆炸性氣體混合物最大試驗安全間隙或最小點燃電流比分為A、B、C三級。T1值T6為設備允許表面最高溫度，T1—450℃、T2—300℃、T3—200℃、T4—135℃、T5—100℃、T6—85℃。

I類設備的表面可能堆積粉塵時，允許最高表面溫度為150℃；II類設備的允許最高表面溫度為T4—135℃、T5—100℃、T6—85℃。

對於電壓不超過1.2V、電流不超過0.1A，且能量不超過20微焦或功率不超過25mw的電氣設備，在經過防爆檢驗部門認可後，可直接使用於工廠爆炸性氣體環境中和煤礦井下。

防爆原理

防爆設備的套用原理一般有間隙型、防止接觸型、採用安全措施型及其它如利用爆炸的滯後特性支撐超前斷電等其他防爆原理。其中適用於電視系統的有間隙防爆原理和採用安全措施防爆原理。

⒈間隙防爆原理

電火花及電弧可以引燃爆炸性混合物。由德國建立起來的間隙隔爆結構，是防止電弧等引燃周圍爆炸性混合物較可靠的方法。它具有一個足夠牢固的外殼，能經受內部爆炸氣體混合物產生的最大爆炸壓力，確保不變形或損壞，並具有一定結構間隙以使噴射出來的燃燒生成物通過一定的法蘭長度冷卻到低於外部爆炸性混合物的自燃溫度。結構間隙可以是平面結合面或圓筒結合面組成，還可以是曲路、螺紋或屏障式等結構組成。除此之外。如微孔、網罩、疊片、充砂等結構也屬於這種原理的防爆形式。

⒉採用安全措施的防爆原理

在設備上採用一系列的安全措施使其在最大限度內不致產生火花、電弧或危險溫度，或採用有效的保護元件使其產生的火花、電弧或溫度不能引燃爆炸性混合物，以達到防爆目的。防爆增安型、本質安全型等電氣設備都採用這一原理製造的。

防爆設備的標誌

隔爆型防爆設備“d”、本質安全型設備有“ia”和“ib”。設備外殼的明顯處應設定清晰永久性凸紋標誌“Ex”。同時設備外殼的明顯處還應設定銘牌，並可靠地固定。上應該有“Ex”標誌，防爆型式標誌，並順次標明防爆型式、類別、級別、溫度組別等；防爆合格證編號；出產日期、產品編號、產品標準中指出必須註明的內容等。

例如“d II BT3”表示隔爆型II類B級T3溫度組防爆設備。

防爆設備的材料

對於隔爆型防爆設備外殼應能承受1.5倍內部實際最大爆炸壓力，但不得小於3.5×105 Pa。用於I類採掘工作面的設備，外殼須採用鋼板或鑄鋼製成；I類非採掘工作面的設備，其外殼可用牌號不低於HT25-47灰鑄鐵製成；I類攜帶式設備和II類設備，外殼可用抗拉強度不低於117.6N/mm2（12kg /mm2）、含鎂量不大於0.5%（重量比）的輕合金製成。

本質型設備的外殼材質可用含鎂量不大於0.5%（重量比）的輕合金或表面電阻不大於1×109Ω的塑膠製成。

故障處理方法

雲台故障

1)查看主機軟體中的通訊串口設定和通訊轉換接口的實際連線是否一致。

2)查看通訊轉換接口與主機串口之間是否聯接牢固。

3)查看轉換接口的供電是否正常（電源燈常亮）。

4)如果上述情況都正常，請重新啟動計算機再次嘗試。如果仍無法控制，可能是轉接口本身存在問題，有條件請更換一個試一下。

5)當轉換接口運行正常時雲台還是無法控制，查看監控軟體和解碼器本身所選雲台控制協定及波特率是否匹配（注意閱讀主機和解碼器的使用說明）。

6)查看通訊轉換接口與解碼器之間的控制線正負極性是否正確。

7)查看解碼器與雲台和鏡頭連線的控制線接線是否接正確，特別注意公共端一定不要接錯。

8)檢查控制解碼器時解碼器的繼電器能否正常工作（有嗒嗒的聲音）。如果繼電器不能正常工作，請檢查解碼器的保險管是否正常。 如果保險管正常，可以用萬用表測試控制電壓輸出是否正常。

9)檢查雲台是否正常。

分析

碼轉燈不閃

軟體設定（燈不閃，主要是碼轉換器未進行工作，先從軟體設定著手解決這個問題）

1．軟體中的解碼器設定（解碼器協定、COM口、波特率、校驗位、數據位、停止位）

2．更換一個COM口（檢查COM口是否損壞），

3．硬體，如上述設定後，還是無法正常使用，打開九針轉25針轉換器接口。檢查接線是否為2-2，3-3，

5-7，如果正確，檢查碼轉換器電源是否正常（可用萬用表進行電壓和和電流測試（9V，500MA）），沒有問題可判定碼轉換器已經損壞

無法控制解碼器

解碼器中無繼電器響聲。

1．檢查解碼器是否供電。

2．檢查碼轉換器是否拔到了輸出485信號。

3．檢查解碼器協定是否設定正確

4．檢查波特率設定是否與解碼器符合（檢查地址碼設定與所選的攝像機是否一致（詳細的地址碼拔碼錶見解碼器說明書）

5．檢查解碼器與碼轉換器的接線是否接錯（1-485A，2-B；有的解碼器是1-485B，2-A）

6．檢查解碼器工作是否正常（老解碼器斷電一分鐘後通電，是否有自檢聲；軟體控制雲台時，解碼器的UP，DOWN，AUTO等連線埠與PTCOM口之間會有電壓變化，變化情況根據解碼器而定24VOR220V，有些解碼器的這些連線埠會有開關量信號變化），如有則解碼器工作正常，否則為解碼器故障

7．檢查解碼器的保險管是否己燒壞。

無法控制雲台

1．檢查上面第六項是否正常

2．解碼器的24V或220V供電連線埠電壓是否輸出正常

3．直接給雲台的UP、DOWN、與PTCOM線進行供電，檢查雲台是否能正常工作。

4．檢查供電接口是否接錯

5．檢查電路是否接錯（老解碼器為UP、DOWN等線與PTCOM直接給雲台供電，各線與攝像機及雲台各線直接連線就可以了；有的解碼器為獨立供電接口

雲台控制的部份功能無法使用

1．界面上無法操作（無法點擊或點擊無任何回響）

1.1按上述步驟檢查碼轉

1.2安裝相應的雲台控制補丁程式

1.3通知供貨商

2．點擊時碼轉燈亮或解碼器裡面有繼電器響，但部份功能無法控制

檢察無法控制的功能部份接線是否正確、雲台、鏡頭等設備是否完好、解碼器功能連線埠是否電壓、開關量輸出是否正常

3．控制時雲台動作不正常

如出現轉動無法停止情況，首先單獨對該連線埠進行測試（直接向該連線埠通電，進行控制），如正常，則檢查解碼器對應的連線埠是否工作正常

4．打開軟體時，錄像會產生馬賽克