大屏技術在電廠主控室應用探析

田濤　孫曉　魯戰明

【摘 要】本文對大屏幕顯示技術在電廠主控室應用時環境要求、空間布局、設備系統選型、數據運算存儲及輸出進行論述。大屏幕顯示可將重要設備運行關參數，重要設備狀態和安全、環保等系統狀態直接以畫面信息顯示，為電廠運行狀態做出快速評估及協同工作提供基礎平臺。

【關鍵詞】大屏幕顯示技術；電廠主控室；快速評估及協同

大屏幕顯示系統根據顯示單元的工作原理分為三個主要類型，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投影技術是應用了數字微鏡晶片（DMD）來做主要關鍵元件以實現數字光學處理過程；LCD是應用拼接控制軟件系統來實現大屏幕顯示效果；LED是由一個個小的LED模塊面板組成顯示屏。目前大屏幕顯示技術在主控室已獲得了廣泛應用，其主要用于顯示火力發電廠總貌，并為操縱員提供電廠重要設備運行關參數，重要設備狀態和安全、環保等系統狀態。使進入主控室的工作人員能夠快速了解電廠當前運行狀況等等。有助于對電廠運行狀態做出快速評估及協同工作。好的大屏幕設計，結合法規標準要求、要在系統功能上滿足電廠各種工況下的監測需求，在性能上達到連續運行、精確顯示、穩定、抗震等要求，還要根據主控室的實際空間、因環境而異。在人因特性上能夠做到提供舒適的顯示畫面、減少操縱員視覺疲勞、有效提高工作效率，同時還必須兼顧經濟性、可維護性和市場發展趨勢。

1 大屏顯示系統的環境要求

1.1 噪音

主控室周圍的設備發出的噪聲，機器運行時所產生的高頻及中低頻噪音對主控室的影響，是否符合國家所界定的國家工業企業廠界噪聲（GB12348-90）標準。改造項目有隔音吊頂、浮筑地面、隔音墻、門窗的處理 。降噪的同時所用材料外觀具有環保、防火、經濟及美觀裝飾性，且主控室整體設計要美觀大方。

1.2 燈光

由于主控室設備眾多，光污染也是一大隱患，不合理的光線容易讓主控室相關人員的情緒產生不好的影響。光污染正在威脅著人們的健康。過量的光輻射對人類生活和生產環境造成不良影響的現象。光污染損害眼睛、誘發癌癥、可能會引起頭痛，疲勞，性能力下降，增加壓力和焦慮。動物模型研究已證明，當光線不可避免時，會對情緒產生不利影響和焦慮。讓人們越來越懂得環境對人類生存健康的重要性。在設計上要符合國家頒布的照度標準，保證室內空間有合適的照度。要避免眼睛直接接觸強烈光線產生刺眼等不舒服的感覺，又要避免燈光造成陰影。光影雖然能制造美感，但處理不當亦會造成奇異光線，形成錯覺，以致發生意外。確保經濟性和安全性。節能與減排是人類保護地球，走可持續發展道路的重要措施。進行室內照明設計必須考慮節能與減排的要求，應選用光效高、耗電少、壽命長的照明燈具。

1.3 溫濕度及空氣潔凈度

為了確質控室設備連續可靠的運轉，除了嚴格的控制溫度以外，還應把濕度控制在規定的范圍以內。高濕度對電子設備的危害是明顯的，而低濕度的危害有時更加嚴重。在低濕狀態下，主控室中，穿著化纖衣服的工作人員，活動地板以及機殼表面等，都不同程度地積累靜電荷。若無有效的措施加以消除，此電荷越積越高，不僅影響機器可靠的工作，而且危害工人作人員的身心健康。不盅常的相對濕度，不僅影響設備的可靠性和壽命，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，也對人及設備也產生巨大危害，威脅人類健康、減少設備使用壽命。所以主控室應選用工業控制室高精密恒溫恒濕帶空氣過濾的空調來對主控室溫度、濕度、空氣潔凈度進行控制。

2 大屏顯示系統的空間布局

根據電廠主控室的實際情況，各主控室長、寬、高不同電廠的設計都是不同的。那么如何讓主控室操作臺、值長臺、與大屏幕布置合理、協調。值長及相關操作人員更方便、直觀的觀看到想要觀看的數據。這個就得對所有操作臺及設備進行合理協調布局。

大屏幕要向操縱員實時提供電廠概貌圖、重要參數及專用畫面等信息。其一般作為電廠數字化信息和控制系統的組成部分，接入DCS實時數據網，大屏幕只具備顯示功能，沒有電廠控制能力。系統的設計充分考慮了現場建筑環境空間及結構、操作席位布局規劃、燈光照明環境等多方面因素，按照人體工程學原理采用低反射寬視角屏幕及科學設計的弧形拼接角度，既適合所有操作席位人員監看又不會造成視覺疲勞。

3 大屏顯示系統的設備系統選型

大屏顯示系統應設備均應采用工業級專業設計，推薦使用陣列式LED光源冗余備份技術并可通過中控觸摸屏進行大屏信號顯示控制及快捷操作。

大屏顯示系統的信號處理應采用全數字化設計，實現高清晰度、色彩逼真的圖像顯示，所有信號源在數字化儀表墻全屏范圍內任意大小開窗、縮放、疊加、漫游顯示。顯示屏的亮度與色彩應具有自動平衡調整、亮度優化控制功能，以實現單元之間亮度色彩均勻性匹配，確保拼接大屏幕長期運行時各單元亮度及色彩的一致性。

大屏顯示系統的用戶可以在任意網絡控制電腦上實現分區域、多級別的管理，操控直觀簡捷具有熱冗余電源及熱插拔式圖像處理板卡，光源也可以現場更換，具備較強的快捷維護性。可通過網絡對風扇、電源、機箱溫度、各信號處理板卡的工作狀態進行監視顯示和管理。

4 大屏顯示系統的數據運算、存儲及輸出

大屏顯示系統的實時數據庫是數據庫技術中的一個較新的分支，用于支持重要采集和局部處理要求時限性很強的數據處理。在實時數據庫系統中，事務處理的正確性不僅依賴于邏輯結果的正確性，而且依賴邏輯結果產生的時間是否滿足相應得時間約束。

實時數據庫向下將負責集成各個不同控制系統的實時數據，并且提供長期保存這些歷史數據的功能；向上提供開放的實時數據和歷史數據服務，為電廠的ERP系統所用。這個實時數據庫又是二次應用的開發平臺，將支持電廠的廠級監控信息系統開發出諸如生產過程監控，廠級及機組級性能計算，經濟指標分析及診斷，優化運行操作指導，設備壽命管理，主機和輔機故障診斷等功能。

5 總結

大屏幕顯示技術在主控室已獲得了廣泛應用，本文結合法規標準要求、國內外核電廠主控室大屏幕應用情況以及實際工程經驗，對電廠主控室大屏顯示系統的環境要求、空間布局、設備系統選型、數據運算、存儲及輸出等關鍵環節進行深入分析探討，并總結出工程設計應用中的技術要點，為后續主控室大屏幕設計及應用提供參考和借鑒。

[責任編輯：楊玉潔]