大屏技术在电厂主控室应用探析

田涛　孙晓　鲁战明

【摘 要】本文对大屏幕显示技术在电厂主控室应用时环境要求、空间布局、设备系统选型、数据运算存储及输出进行论述。大屏幕显示可将重要设备运行关参数，重要设备状态和安全、环保等系统状态直接以画面信息显示，为电厂运行状态做出快速评估及协同工作提供基础平台。

【关键词】大屏幕显示技术；电厂主控室；快速评估及协同

大屏幕显示系统根据显示单元的工作原理分为三个主要类型，分别为DLP背投显示单元拼接、LCD显示单元拼接、LED显示单元拼接。DLP投影技术是应用了数字微镜晶片（DMD）来做主要关键元件以实现数字光学处理过程；LCD是应用拼接控制软件系统来实现大屏幕显示效果；LED是由一个个小的LED模块面板组成显示屏。目前大屏幕显示技术在主控室已获得了广泛应用，其主要用于显示火力发电厂总貌，并为操纵员提供电厂重要设备运行关参数，重要设备状态和安全、环保等系统状态。使进入主控室的工作人员能够快速了解电厂当前运行状况等等。有助于对电厂运行状态做出快速评估及协同工作。好的大屏幕设计，结合法规标准要求、要在系统功能上满足电厂各种工况下的监测需求，在性能上达到连续运行、精确显示、稳定、抗震等要求，还要根据主控室的实际空间、因环境而异。在人因特性上能够做到提供舒适的显示画面、减少操纵员视觉疲劳、有效提高工作效率，同时还必须兼顾经济性、可维护性和市场发展趋势。

1 大屏显示系统的环境要求

1.1 噪音

主控室周围的设备发出的噪声，机器运行时所产生的高频及中低频噪音对主控室的影响，是否符合国家所界定的国家工业企业厂界噪声（GB12348-90）标准。改造项目有隔音吊顶、浮筑地面、隔音墙、门窗的处理 。降噪的同时所用材料外观具有环保、防火、经济及美观装饰性，且主控室整体设计要美观大方。

1.2 灯光

由于主控室设备众多，光污染也是一大隐患，不合理的光线容易让主控室相关人员的情绪产生不好的影响。光污染正在威胁着人们的健康。过量的光辐射对人类生活和生产环境造成不良影响的现象。光污染损害眼睛、诱发癌症、可能会引起头痛，疲劳，性能力下降，增加压力和焦虑。动物模型研究已证明，当光线不可避免时，会对情绪产生不利影响和焦虑。让人们越来越懂得环境对人类生存健康的重要性。在设计上要符合国家颁布的照度标准，保证室内空间有合适的照度。要避免眼睛直接接触强烈光线产生刺眼等不舒服的感觉，又要避免灯光造成阴影。光影虽然能制造美感，但处理不当亦会造成奇异光线，形成错觉，以致发生意外。确保经济性和安全性。节能与减排是人类保护地球，走可持续发展道路的重要措施。进行室内照明设计必须考虑节能与减排的要求，应选用光效高、耗电少、寿命长的照明灯具。

1.3 温湿度及空气洁净度

为了确质控室设备连续可靠的运转，除了严格的控制温度以外，还应把湿度控制在规定的范围以内。高湿度对电子设备的危害是明显的，而低湿度的危害有时更加严重。在低湿状态下，主控室中，穿着化纤衣服的工作人员，活动地板以及机壳表面等，都不同程度地积累静电荷。若无有效的措施加以消除，此电荷越积越高，不仅影响机器可靠的工作，而且危害工人作人员的身心健康。不盅常的相对湿度，不仅影响设备的可靠性和寿命，而且使工作人员感到烦倦。主控室在空气中的颗粒悬浮物、及有害气体，也对人及设备也产生巨大危害，威胁人类健康、减少设备使用寿命。所以主控室应选用工业控制室高精密恒温恒湿带空气过滤的空调来对主控室温度、湿度、空气洁净度进行控制。

2 大屏显示系统的空间布局

根据电厂主控室的实际情况，各主控室长、宽、高不同电厂的设计都是不同的。那么如何让主控室操作台、值长台、与大屏幕布置合理、协调。值长及相关操作人员更方便、直观的观看到想要观看的数据。这个就得对所有操作台及设备进行合理协调布局。

大屏幕要向操纵员实时提供电厂概貌图、重要参数及专用画面等信息。其一般作为电厂数字化信息和控制系统的组成部分，接入DCS实时数据网，大屏幕只具备显示功能，没有电厂控制能力。系统的设计充分考虑了现场建筑环境空间及结构、操作席位布局规划、灯光照明环境等多方面因素，按照人体工程学原理采用低反射宽视角屏幕及科学设计的弧形拼接角度，既适合所有操作席位人员监看又不会造成视觉疲劳。

3 大屏显示系统的设备系统选型

大屏显示系统应设备均应采用工业级专业设计，推荐使用阵列式LED光源冗余备份技术并可通过中控触摸屏进行大屏信号显示控制及快捷操作。

大屏显示系统的信号处理应采用全数字化设计，实现高清晰度、色彩逼真的图像显示，所有信号源在数字化仪表墙全屏范围内任意大小开窗、缩放、叠加、漫游显示。显示屏的亮度与色彩应具有自动平衡调整、亮度优化控制功能，以实现单元之间亮度色彩均匀性匹配，确保拼接大屏幕长期运行时各单元亮度及色彩的一致性。

大屏显示系统的用户可以在任意网络控制电脑上实现分区域、多级别的管理，操控直观简捷具有热冗余电源及热插拔式图像处理板卡，光源也可以现场更换，具备较强的快捷维护性。可通过网络对风扇、电源、机箱温度、各信号处理板卡的工作状态进行监视显示和管理。

4 大屏显示系统的数据运算、存储及输出

大屏显示系统的实时数据库是数据库技术中的一个较新的分支，用于支持重要采集和局部处理要求时限性很强的数据处理。在实时数据库系统中，事务处理的正确性不仅依赖于逻辑结果的正确性，而且依赖逻辑结果产生的时间是否满足相应得时间约束。

实时数据库向下将负责集成各个不同控制系统的实时数据，并且提供长期保存这些历史数据的功能；向上提供开放的实时数据和历史数据服务，为电厂的ERP系统所用。这个实时数据库又是二次应用的开发平台，将支持电厂的厂级监控信息系统开发出诸如生产过程监控，厂级及机组级性能计算，经济指标分析及诊断，优化运行操作指导，设备寿命管理，主机和辅机故障诊断等功能。

5 总结

大屏幕显示技术在主控室已获得了广泛应用，本文结合法规标准要求、国内外核电厂主控室大屏幕应用情况以及实际工程经验，对电厂主控室大屏显示系统的环境要求、空间布局、设备系统选型、数据运算、存储及输出等关键环节进行深入分析探讨，并总结出工程设计应用中的技术要点，为后续主控室大屏幕设计及应用提供参考和借鉴。

[责任编辑：杨玉洁]