大屏技術(shù)在電廠主控室應(yīng)用探析

田濤　孫曉　魯戰(zhàn)明

【摘 要】本文對(duì)大屏幕顯示技術(shù)在電廠主控室應(yīng)用時(shí)環(huán)境要求、空間布局、設(shè)備系統(tǒng)選型、數(shù)據(jù)運(yùn)算存儲(chǔ)及輸出進(jìn)行論述。大屏幕顯示可將重要設(shè)備運(yùn)行關(guān)參數(shù)，重要設(shè)備狀態(tài)和安全、環(huán)保等系統(tǒng)狀態(tài)直接以畫(huà)面信息顯示，為電廠運(yùn)行狀態(tài)做出快速評(píng)估及協(xié)同工作提供基礎(chǔ)平臺(tái)。

【關(guān)鍵詞】大屏幕顯示技術(shù)；電廠主控室；快速評(píng)估及協(xié)同

大屏幕顯示系統(tǒng)根據(jù)顯示單元的工作原理分為三個(gè)主要類型，分別為DLP背投顯示單元拼接、LCD顯示單元拼接、LED顯示單元拼接。DLP投影技術(shù)是應(yīng)用了數(shù)字微鏡晶片（DMD）來(lái)做主要關(guān)鍵元件以實(shí)現(xiàn)數(shù)字光學(xué)處理過(guò)程；LCD是應(yīng)用拼接控制軟件系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)大屏幕顯示效果；LED是由一個(gè)個(gè)小的LED模塊面板組成顯示屏。目前大屏幕顯示技術(shù)在主控室已獲得了廣泛應(yīng)用，其主要用于顯示火力發(fā)電廠總貌，并為操縱員提供電廠重要設(shè)備運(yùn)行關(guān)參數(shù)，重要設(shè)備狀態(tài)和安全、環(huán)保等系統(tǒng)狀態(tài)。使進(jìn)入主控室的工作人員能夠快速了解電廠當(dāng)前運(yùn)行狀況等等。有助于對(duì)電廠運(yùn)行狀態(tài)做出快速評(píng)估及協(xié)同工作。好的大屏幕設(shè)計(jì)，結(jié)合法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)要求、要在系統(tǒng)功能上滿足電廠各種工況下的監(jiān)測(cè)需求，在性能上達(dá)到連續(xù)運(yùn)行、精確顯示、穩(wěn)定、抗震等要求，還要根據(jù)主控室的實(shí)際空間、因環(huán)境而異。在人因特性上能夠做到提供舒適的顯示畫(huà)面、減少操縱員視覺(jué)疲勞、有效提高工作效率，同時(shí)還必須兼顧經(jīng)濟(jì)性、可維護(hù)性和市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)。

1 大屏顯示系統(tǒng)的環(huán)境要求

1.1 噪音

主控室周圍的設(shè)備發(fā)出的噪聲，機(jī)器運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的高頻及中低頻噪音對(duì)主控室的影響，是否符合國(guó)家所界定的國(guó)家工業(yè)企業(yè)廠界噪聲（GB12348-90）標(biāo)準(zhǔn)。改造項(xiàng)目有隔音吊頂、浮筑地面、隔音墻、門(mén)窗的處理 。降噪的同時(shí)所用材料外觀具有環(huán)保、防火、經(jīng)濟(jì)及美觀裝飾性，且主控室整體設(shè)計(jì)要美觀大方。

1.2 燈光

由于主控室設(shè)備眾多，光污染也是一大隱患，不合理的光線容易讓主控室相關(guān)人員的情緒產(chǎn)生不好的影響。光污染正在威脅著人們的健康。過(guò)量的光輻射對(duì)人類生活和生產(chǎn)環(huán)境造成不良影響的現(xiàn)象。光污染損害眼睛、誘發(fā)癌癥、可能會(huì)引起頭痛，疲勞，性能力下降，增加壓力和焦慮。動(dòng)物模型研究已證明，當(dāng)光線不可避免時(shí)，會(huì)對(duì)情緒產(chǎn)生不利影響和焦慮。讓人們?cè)絹?lái)越懂得環(huán)境對(duì)人類生存健康的重要性。在設(shè)計(jì)上要符合國(guó)家頒布的照度標(biāo)準(zhǔn)，保證室內(nèi)空間有合適的照度。要避免眼睛直接接觸強(qiáng)烈光線產(chǎn)生刺眼等不舒服的感覺(jué)，又要避免燈光造成陰影。光影雖然能制造美感，但處理不當(dāng)亦會(huì)造成奇異光線，形成錯(cuò)覺(jué)，以致發(fā)生意外。確保經(jīng)濟(jì)性和安全性。節(jié)能與減排是人類保護(hù)地球，走可持續(xù)發(fā)展道路的重要措施。進(jìn)行室內(nèi)照明設(shè)計(jì)必須考慮節(jié)能與減排的要求，應(yīng)選用光效高、耗電少、壽命長(zhǎng)的照明燈具。

1.3 溫濕度及空氣潔凈度

為了確質(zhì)控室設(shè)備連續(xù)可靠的運(yùn)轉(zhuǎn)，除了嚴(yán)格的控制溫度以外，還應(yīng)把濕度控制在規(guī)定的范圍以內(nèi)。高濕度對(duì)電子設(shè)備的危害是明顯的，而低濕度的危害有時(shí)更加嚴(yán)重。在低濕狀態(tài)下，主控室中，穿著化纖衣服的工作人員，活動(dòng)地板以及機(jī)殼表面等，都不同程度地積累靜電荷。若無(wú)有效的措施加以消除，此電荷越積越高，不僅影響機(jī)器可靠的工作，而且危害工人作人員的身心健康。不盅常的相對(duì)濕度，不僅影響設(shè)備的可靠性和壽命，而且使工作人員感到煩倦。主控室在空氣中的顆粒懸浮物、及有害氣體，也對(duì)人及設(shè)備也產(chǎn)生巨大危害，威脅人類健康、減少設(shè)備使用壽命。所以主控室應(yīng)選用工業(yè)控制室高精密恒溫恒濕帶空氣過(guò)濾的空調(diào)來(lái)對(duì)主控室溫度、濕度、空氣潔凈度進(jìn)行控制。

2 大屏顯示系統(tǒng)的空間布局

根據(jù)電廠主控室的實(shí)際情況，各主控室長(zhǎng)、寬、高不同電廠的設(shè)計(jì)都是不同的。那么如何讓主控室操作臺(tái)、值長(zhǎng)臺(tái)、與大屏幕布置合理、協(xié)調(diào)。值長(zhǎng)及相關(guān)操作人員更方便、直觀的觀看到想要觀看的數(shù)據(jù)。這個(gè)就得對(duì)所有操作臺(tái)及設(shè)備進(jìn)行合理協(xié)調(diào)布局。

大屏幕要向操縱員實(shí)時(shí)提供電廠概貌圖、重要參數(shù)及專用畫(huà)面等信息。其一般作為電廠數(shù)字化信息和控制系統(tǒng)的組成部分，接入DCS實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)網(wǎng)，大屏幕只具備顯示功能，沒(méi)有電廠控制能力。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)充分考慮了現(xiàn)場(chǎng)建筑環(huán)境空間及結(jié)構(gòu)、操作席位布局規(guī)劃、燈光照明環(huán)境等多方面因素，按照人體工程學(xué)原理采用低反射寬視角屏幕及科學(xué)設(shè)計(jì)的弧形拼接角度，既適合所有操作席位人員監(jiān)看又不會(huì)造成視覺(jué)疲勞。

3 大屏顯示系統(tǒng)的設(shè)備系統(tǒng)選型

大屏顯示系統(tǒng)應(yīng)設(shè)備均應(yīng)采用工業(yè)級(jí)專業(yè)設(shè)計(jì)，推薦使用陣列式LED光源冗余備份技術(shù)并可通過(guò)中控觸摸屏進(jìn)行大屏信號(hào)顯示控制及快捷操作。

大屏顯示系統(tǒng)的信號(hào)處理應(yīng)采用全數(shù)字化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)高清晰度、色彩逼真的圖像顯示，所有信號(hào)源在數(shù)字化儀表墻全屏范圍內(nèi)任意大小開(kāi)窗、縮放、疊加、漫游顯示。顯示屏的亮度與色彩應(yīng)具有自動(dòng)平衡調(diào)整、亮度優(yōu)化控制功能，以實(shí)現(xiàn)單元之間亮度色彩均勻性匹配，確保拼接大屏幕長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)各單元亮度及色彩的一致性。

大屏顯示系統(tǒng)的用戶可以在任意網(wǎng)絡(luò)控制電腦上實(shí)現(xiàn)分區(qū)域、多級(jí)別的管理，操控直觀簡(jiǎn)捷具有熱冗余電源及熱插拔式圖像處理板卡，光源也可以現(xiàn)場(chǎng)更換，具備較強(qiáng)的快捷維護(hù)性。可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)風(fēng)扇、電源、機(jī)箱溫度、各信號(hào)處理板卡的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視顯示和管理。

4 大屏顯示系統(tǒng)的數(shù)據(jù)運(yùn)算、存儲(chǔ)及輸出

大屏顯示系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)是數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)中的一個(gè)較新的分支，用于支持重要采集和局部處理要求時(shí)限性很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理。在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，事務(wù)處理的正確性不僅依賴于邏輯結(jié)果的正確性，而且依賴邏輯結(jié)果產(chǎn)生的時(shí)間是否滿足相應(yīng)得時(shí)間約束。

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)向下將負(fù)責(zé)集成各個(gè)不同控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并且提供長(zhǎng)期保存這些歷史數(shù)據(jù)的功能；向上提供開(kāi)放的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)服務(wù)，為電廠的ERP系統(tǒng)所用。這個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)又是二次應(yīng)用的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，將支持電廠的廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)出諸如生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控，廠級(jí)及機(jī)組級(jí)性能計(jì)算，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析及診斷，優(yōu)化運(yùn)行操作指導(dǎo)，設(shè)備壽命管理，主機(jī)和輔機(jī)故障診斷等功能。

5 總結(jié)

大屏幕顯示技術(shù)在主控室已獲得了廣泛應(yīng)用，本文結(jié)合法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)要求、國(guó)內(nèi)外核電廠主控室大屏幕應(yīng)用情況以及實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，對(duì)電廠主控室大屏顯示系統(tǒng)的環(huán)境要求、空間布局、設(shè)備系統(tǒng)選型、數(shù)據(jù)運(yùn)算、存儲(chǔ)及輸出等關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行深入分析探討，并總結(jié)出工程設(shè)計(jì)應(yīng)用中的技術(shù)要點(diǎn)，為后續(xù)主控室大屏幕設(shè)計(jì)及應(yīng)用提供參考和借鑒。

[責(zé)任編輯：楊玉潔]