曾贇

摘要： 某電廠集控大屏幕由于設(shè)備老化導(dǎo)致運(yùn)行、維護(hù)成本過高，經(jīng)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(jī)構(gòu)進(jìn)行介紹，對其投影儀、矩陣切換器和信號轉(zhuǎn)換進(jìn)行剖析，并針對大屏幕改造方案進(jìn)行探討，總結(jié)項(xiàng)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(guān)鍵詞： 集控大屏幕;投影儀;矩陣切換器;信號轉(zhuǎn)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(xiàn)標(biāo)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(shè)備，但該設(shè)備其核心部件——燈泡經(jīng)常出現(xiàn)損害，維修費(fèi)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(jī)。集控大廳電腦的控制系統(tǒng)主機(jī)與大屏幕采用矩陣切換器連接，以實(shí)現(xiàn)18臺電腦主機(jī)連接到6臺大屏幕顯示。

1? 改造前存在的問題

1.1 維護(hù)成本高

作為老式的背頭式大屏幕投影儀，該設(shè)備經(jīng)常出現(xiàn)數(shù)據(jù)連接中斷問題，需對投影設(shè)備進(jìn)行重新啟動操作;而重新啟動和日常運(yùn)行時投影儀的燈泡經(jīng)常燒壞，需進(jìn)行更換后才能繼續(xù)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(nèi)部設(shè)備也需經(jīng)常更換，極大地增加了設(shè)備運(yùn)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(dǎo)致集控室后面騰出一個較大的空間作為投影儀的設(shè)備間，并且該設(shè)備運(yùn)行時發(fā)熱量較大，易導(dǎo)致投影儀內(nèi)部設(shè)備老化損壞，所以該設(shè)備間需兩臺立式空調(diào)對其進(jìn)行冷卻，以保證設(shè)備的穩(wěn)定性，這也導(dǎo)致該投影儀的使用成本增加。

1.3 投影效果差

運(yùn)行人員在集控室運(yùn)行操作時，對生產(chǎn)現(xiàn)場情況和機(jī)組重要參數(shù)的監(jiān)視要求都很高，由于當(dāng)時設(shè)備技術(shù)問題和設(shè)備老化，老式的投影儀將畫面投放在大屏幕上并沒有達(dá)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(shè)備改造措施

2.1 改造目標(biāo)

為了滿足運(yùn)行人員對機(jī)組監(jiān)盤要求，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場監(jiān)控與機(jī)組運(yùn)行畫面顯示更為清晰的效果，并且達(dá)到使用、運(yùn)行成本降低的目的。

2.2 實(shí)施方案

為了解決老式投影儀的眾多缺陷問題，某電廠細(xì)心調(diào)研得知，作為第四代顯示技術(shù)的激光顯示設(shè)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(diǎn);同時，設(shè)備運(yùn)行時發(fā)熱量低，二級能耗指標(biāo)可無需采用單獨(dú)空調(diào)冷卻，設(shè)備老化和顯示衰減度小于同類設(shè)備。由于設(shè)備原理簡單，所以設(shè)備維護(hù)工作及成本都大為降低。

根據(jù)集控室空間大、采光充足等特點(diǎn)，并從屏幕結(jié)構(gòu)與最佳監(jiān)控區(qū)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(wěn)定性、連續(xù)性、可靠性和要求較高運(yùn)行需求，系統(tǒng)采用矩陣切換器矩陣切換器能實(shí)現(xiàn)多臺電腦主機(jī)連接到多臺大屏幕顯示內(nèi)容，通過簡單操作即可實(shí)現(xiàn)圖像顯示切換、窗口操作、模式調(diào)用、模式編輯等功能。

由于集控室控制系統(tǒng)后期需改造升級而更換主機(jī)，目前集控室工控機(jī)只具有VGA顯示接口，新一代工控機(jī)都將是HDMI顯示接口，于是某電廠采用雙進(jìn)雙出的接口工業(yè)級36進(jìn)36出高清混合矩陣切換器支持HDMI，VGA，混合信號，專業(yè)防雷設(shè)計，設(shè)備使用更安全，達(dá)到接觸放電8kV，空氣放電15kV防雷指標(biāo)高分辨率處理芯片，自帶信號增強(qiáng)功能，增加傳輸距離，提高工程運(yùn)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(tǒng)線路已老化和后期更換高清主機(jī)設(shè)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(jī)

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

激光在機(jī)器內(nèi)經(jīng)過相應(yīng)的光學(xué)元件和處理芯片的擴(kuò)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(jī)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(jìn)行切換和分配的切換設(shè)備（混合系列矩陣（見圖2），同時兼容復(fù)合視頻、SDI視頻、VGA視頻等信號的輸入和輸出及相互間的轉(zhuǎn)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(yè)視頻和音頻切換設(shè)備，用于多個音、視頻信號輸入、輸出交叉切換。

該設(shè)備采用性能極高的處理芯片，內(nèi)部帶有緩沖電路，信號補(bǔ)償電纜，使圖像信號能高保真輸出，更加穩(wěn)定，更遠(yuǎn)距離傳輸。帶有斷電現(xiàn)場保護(hù)、LCD顯示，內(nèi)嵌智能控制及管理軟件，提供RS232通訊接口機(jī)網(wǎng)絡(luò)接口，可以與各種遠(yuǎn)端控制設(shè)備配合使用;主要應(yīng)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(xué)、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(fèi)為264000元，運(yùn)行電費(fèi)為39420元，空調(diào)冷卻費(fèi)用為12540元，一年光運(yùn)行、耗件總支出為315960以上。改造后，其運(yùn)行電費(fèi)為7980元，備件花費(fèi)僅為3000元左右，且無需單獨(dú)空調(diào)冷卻，一年運(yùn)行、耗件總支出為10980元。

舊式投影儀顯示畫面不清晰，嚴(yán)重影響運(yùn)行參數(shù)監(jiān)視;而改造后顯示的分辨率高達(dá)1920×1080，滿足運(yùn)行監(jiān)視工作的要求。

由于使用新式激光投影儀后，其穩(wěn)定性、可靠性大大增強(qiáng);老式投影儀常發(fā)生屏幕投影通訊故障或死機(jī)現(xiàn)象。

5? 結(jié)論

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

參考文獻(xiàn)：

[1]吳革新.大型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)叢書.控制系統(tǒng)分冊/中國華電集團(tuán)公司編[M].北京：中國電力出版社，2009：180-185.

[2]龍濤.電廠集控室大屏幕采用小間距LED顯示屏可行性初探[J].機(jī)電信息，2016（15）：165，167.

[3]胡建民.CRT大屏幕顯示及軟操作在選煤廠集控中的應(yīng)用[J].選煤技術(shù)，1997（04）：18-20.