Centralized Large Screen Upgrade
曾贇 ZENG Yun
（福建晋江天然气发电有限公司，晋江 362251）
（Fujian Jinjiang Natural Gas Power Generation Co.，Ltd.，Jinjiang 362251，China）
摘要： 某电厂集控大屏幕由于设备老化导致运行、维护成本过高，经过深入研究将其改造成激光投影仪。本文针对新式集控大屏幕工作原理、机构进行介绍，对其投影仪、矩阵切换器和信号转换进行剖析，并针对大屏幕改造方案进行探讨，总结项目升级改造的成效。
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.
关键词： 集控大屏幕；投影仪；矩阵切换器；信号转换；降本增效
Key words: centralized control large screen；projector；matrix switcher；signal conversion；cost reduction
中图分类号：TN873 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2019）26-0094-02
0 引言
某电厂以前集控大厅使用的大屏幕为背头式显示设备，但该设备其核心部件——灯泡经常出现损害，维修费用较大。为了综合考量，某电厂已将集控大厅的大屏幕改造为长虹品牌激光投影机。集控大厅电脑的控制系统主机与大屏幕采用矩阵切换器连接，以实现18台电脑主机连接到6台大屏幕显示。
1 改造前存在的问题
1.1 维护成本高
作为老式的背头式大屏幕投影仪，该设备经常出现数据连接中断问题，需对投影设备进行重新启动操作；而重新启动和日常运行时投影仪的灯泡经常烧坏，需进行更换后才能继续使用。一个灯泡的成本为11000元左右，而有时一个月需更换4个卤灯泡，一年需消耗24个灯泡，而且投影仪内部设备也需经常更换，极大地增加了设备运行成本。
1.2 使用成本大
背头式大屏幕的投影仪，由于体积较大，导致集控室后面腾出一个较大的空间作为投影仪的设备间，并且该设备运行时发热量较大，易导致投影仪内部设备老化损坏，所以该设备间需两台立式空调对其进行冷却，以保证设备的稳定性，这也导致该投影仪的使用成本增加。
1.3 投影效果差
运行人员在集控室运行操作时，对生产现场情况和机组重要参数的监视要求都很高，由于当时设备技术问题和设备老化，老式的投影仪将画面投放在大屏幕上并没有达到很好的效果，甚至有些投放在大屏幕上的历史趋势图还不清晰。
2 设备改造措施
2.1 改造目标
为了满足运行人员对机组监盘要求，实现现场监控与机组运行画面显示更为清晰的效果，并且达到使用、运行成本降低的目的。
2.2 实施方案
为了解决老式投影仪的众多缺陷问题，某电厂细心调研得知，作为第四代显示技术的激光显示设备具有显示精度为1080P高清显示、色彩还原度高、显示饱和度好等特点；同时，设备运行时发热量低，二级能耗指标可无需采用单独空调冷却，设备老化和显示衰减度小于同类设备。由于设备原理简单，所以设备维护工作及成本都大为降低。
根据集控室空间大、采光充足等特点，并从屏幕结构与最佳监控区域方面考虑，仍采用显示屏幕弧形拼接的方式；鉴于集控室显示要求的稳定性、连续性、可靠性和要求较高运行需求，系统采用矩阵切换器矩阵切换器能实现多台电脑主机连接到多台大屏幕显示内容，通过简单操作即可实现图像显示切换、窗口操作、模式调用、模式编辑等功能。
由于集控室控制系统后期需改造升级而更换主机，目前集控室工控机只具有VGA显示接口，新一代工控机都将是HDMI显示接口，于是某电厂采用双进双出的接口工业级36进36出高清混合矩阵切换器支持HDMI，VGA，混合信号，专业防雷设计，设备使用更安全，达到接触放电8kV，空气放电15kV防雷指标高分辨率处理芯片，自带信号增强功能，增加传输距离，提高工程运作灵活性。面板、红外遥控、RS232软件、手持控制盒等多元化控制方式让操控变得更加简单。考虑先前系统线路已老化和后期更换高清主机设备，于是某电厂将VGA、HDMI线一起施工布线。
3 大屏幕工作原理
3.1 激光投影机
激光投影机是使用激光光束来透射出画面（见图1）。其中激光投影机的光学部件主要由红绿蓝三色光阀、合束X棱镜、投影镜头和驱动光阀。在激光投影机中有红、绿、蓝三色激光。
激光在机器内经过相应的光学元件和处理芯片的扩束后再透射到X棱镜将三束激光整合，然后再由投影物镜将整合后的激光透射到投影屏幕上，完成整个激光投影机显示过程。
3.2 高清矩阵切换器
高清矩阵切换器可对DVI信号及HDMI信号进行切换和分配的切换设备（混合系列矩阵（见图2），同时兼容复合视频、SDI视频、VGA视频等信号的输入和输出及相互间的转换），它可同时将多路视频和音频输入信号分别切换到任何一个或多个输出通道。是一款高性能的专业视频和音频切换设备，用于多个音、视频信号输入、输出交叉切换。
该设备采用性能极高的处理芯片，内部带有缓冲电路，信号补偿电缆，使图像信号能高保真输出，更加稳定，更远距离传输。带有断电现场保护、LCD显示，内嵌智能控制及管理软件，提供RS232通讯接口机网络接口，可以与各种远端控制设备配合使用；主要应用场景多为广播电视工程、多媒体会议厅、大屏幕显示工程、电视教学、指挥控制中心等高要求场合。
4 改造效果
改造前，6台老式投影仪灯泡等备件花费为264000元，运行电费为39420元，空调冷却费用为12540元，一年光运行、耗件总支出为315960以上。改造后，其运行电费为7980元，备件花费仅为3000元左右，且无需单独空调冷却，一年运行、耗件总支出为10980元。
旧式投影仪显示画面不清晰，严重影响运行参数监视；而改造后显示的分辨率高达1920×1080，满足运行监视工作的要求。
由于使用新式激光投影仪后，其稳定性、可靠性大大增强；老式投影仪常发生屏幕投影通讯故障或死机现象。
5 结论
经过投影仪改造后，集控大屏幕的显示效果极大增强及运行成本大为降低，既充分满足了使用场景，又将改造、运行成本降至最低，符合降本增效的目标；该改造方案值得向外界推广。
参考文献：
[1]吴革新.大型燃气-蒸汽联合循环发电技术丛书.控制系统分册/中国华电集团公司编[M].北京：中国电力出版社，2009：180-185.
[2]龙涛.电厂集控室大屏幕采用小间距LED显示屏可行性初探[J].机电信息，2016（15）：165，167.
[3]胡建民.CRT大屏幕显示及软操作在选煤厂集控中的应用[J].选煤技术，1997（04）：18-20. |
