集控大屏幕升級改造

曾贇

摘要： 某電廠集控大屏幕由于設備老化導致運行、維護成本過高，經過深入研究將其改造成激光投影儀。本文針對新式集控大屏幕工作原理、機構進行介紹，對其投影儀、矩陣切換器和信號轉換進行剖析，并針對大屏幕改造方案進行探討，總結項目升級改造的成效。

Abstract： The operation and maintenance cost of the centralized large-screen of a power plant is very high due to aging of equipment. After intensive research， it has been transformed into a laser projector. This paper introduces the working principle and mechanism of the new centralized control large screen， analyzes the projector， matrix switcher and signal conversion， discusses the large screen transformation plan， and sums up the effect of the project upgrade.

關鍵詞： 集控大屏幕;投影儀;矩陣切換器;信號轉換;降本增效

Key words： centralized control large screen;projector;matrix switcher;signal conversion;cost reduction

中圖分類號：TN873? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）26-0094-02

0? 引言

某電廠以前集控大廳使用的大屏幕為背頭式顯示設備，但該設備其核心部件——燈泡經常出現損害，維修費用較大。為了綜合考量，某電廠已將集控大廳的大屏幕改造為長虹品牌激光投影機。集控大廳電腦的控制系統主機與大屏幕采用矩陣切換器連接，以實現18臺電腦主機連接到6臺大屏幕顯示。

1? 改造前存在的問題

1.1 維護成本高

作為老式的背頭式大屏幕投影儀，該設備經常出現數據連接中斷問題，需對投影設備進行重新啟動操作;而重新啟動和日常運行時投影儀的燈泡經常燒壞，需進行更換后才能繼續使用。一個燈泡的成本為11000元左右，而有時一個月需更換4個鹵燈泡，一年需消耗24個燈泡，而且投影儀內部設備也需經常更換，極大地增加了設備運行成本。

1.2 使用成本大

背頭式大屏幕的投影儀，由于體積較大，導致集控室后面騰出一個較大的空間作為投影儀的設備間，并且該設備運行時發熱量較大，易導致投影儀內部設備老化損壞，所以該設備間需兩臺立式空調對其進行冷卻，以保證設備的穩定性，這也導致該投影儀的使用成本增加。

1.3 投影效果差

運行人員在集控室運行操作時，對生產現場情況和機組重要參數的監視要求都很高，由于當時設備技術問題和設備老化，老式的投影儀將畫面投放在大屏幕上并沒有達到很好的效果，甚至有些投放在大屏幕上的歷史趨勢圖還不清晰。

2? 設備改造措施

2.1 改造目標

為了滿足運行人員對機組監盤要求，實現現場監控與機組運行畫面顯示更為清晰的效果，并且達到使用、運行成本降低的目的。

2.2 實施方案

為了解決老式投影儀的眾多缺陷問題，某電廠細心調研得知，作為第四代顯示技術的激光顯示設備具有顯示精度為1080P高清顯示、色彩還原度高、顯示飽和度好等特點;同時，設備運行時發熱量低，二級能耗指標可無需采用單獨空調冷卻，設備老化和顯示衰減度小于同類設備。由于設備原理簡單，所以設備維護工作及成本都大為降低。

根據集控室空間大、采光充足等特點，并從屏幕結構與最佳監控區域方面考慮，仍采用顯示屏幕弧形拼接的方式;鑒于集控室顯示要求的穩定性、連續性、可靠性和要求較高運行需求，系統采用矩陣切換器矩陣切換器能實現多臺電腦主機連接到多臺大屏幕顯示內容，通過簡單操作即可實現圖像顯示切換、窗口操作、模式調用、模式編輯等功能。

由于集控室控制系統后期需改造升級而更換主機，目前集控室工控機只具有VGA顯示接口，新一代工控機都將是HDMI顯示接口，于是某電廠采用雙進雙出的接口工業級36進36出高清混合矩陣切換器支持HDMI，VGA，混合信號，專業防雷設計，設備使用更安全，達到接觸放電8kV，空氣放電15kV防雷指標高分辨率處理芯片，自帶信號增強功能，增加傳輸距離，提高工程運作靈活性。面板、紅外遙控、RS232軟件、手持控制盒等多元化控制方式讓操控變得更加簡單。考慮先前系統線路已老化和后期更換高清主機設備，于是某電廠將VGA、HDMI線一起施工布線。

3? 大屏幕工作原理

3.1 激光投影機

激光投影機是使用激光光束來透射出畫面（見圖1）。其中激光投影機的光學部件主要由紅綠藍三色光閥、合束X棱鏡、投影鏡頭和驅動光閥。在激光投影機中有紅、綠、藍三色激光。

激光在機器內經過相應的光學元件和處理芯片的擴束后再透射到X棱鏡將三束激光整合，然后再由投影物鏡將整合后的激光透射到投影屏幕上，完成整個激光投影機顯示過程。

3.2 高清矩陣切換器

高清矩陣切換器可對DVI信號及HDMI信號進行切換和分配的切換設備（混合系列矩陣（見圖2），同時兼容復合視頻、SDI視頻、VGA視頻等信號的輸入和輸出及相互間的轉換），它可同時將多路視頻和音頻輸入信號分別切換到任何一個或多個輸出通道。是一款高性能的專業視頻和音頻切換設備，用于多個音、視頻信號輸入、輸出交叉切換。

該設備采用性能極高的處理芯片，內部帶有緩沖電路，信號補償電纜，使圖像信號能高保真輸出，更加穩定，更遠距離傳輸。帶有斷電現場保護、LCD顯示，內嵌智能控制及管理軟件，提供RS232通訊接口機網絡接口，可以與各種遠端控制設備配合使用;主要應用場景多為廣播電視工程、多媒體會議廳、大屏幕顯示工程、電視教學、指揮控制中心等高要求場合。

4? 改造效果

改造前，6臺老式投影儀燈泡等備件花費為264000元，運行電費為39420元，空調冷卻費用為12540元，一年光運行、耗件總支出為315960以上。改造后，其運行電費為7980元，備件花費僅為3000元左右，且無需單獨空調冷卻，一年運行、耗件總支出為10980元。

舊式投影儀顯示畫面不清晰，嚴重影響運行參數監視;而改造后顯示的分辨率高達1920×1080，滿足運行監視工作的要求。

由于使用新式激光投影儀后，其穩定性、可靠性大大增強;老式投影儀常發生屏幕投影通訊故障或死機現象。

5? 結論

經過投影儀改造后，集控大屏幕的顯示效果極大增強及運行成本大為降低，既充分滿足了使用場景，又將改造、運行成本降至最低，符合降本增效的目標;該改造方案值得向外界推廣。

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