隨選煤廠控制水平提高,原來以模擬屏、大尺寸顯示器和電視拼墻等組成的監控界面,已不能滿足控制、監視及工業電視視頻信號集中顯示要求。隨DLP 大屏幕投影系統技術的進步和價格下降,目前也在選煤廠中得到應用。
1 大屏幕投影技術
從實現方式上,投影機主要分為CRT3 槍投影、LCD 液晶投影和DLP 數字光源處理投影機等。CRT 投影拼接系統價位低,開機時間長,色彩絢麗,在車站、碼頭、商場、娛樂等場所廣泛用于視頻播放;但是,該系統由于其清晰度和分辨率低等原因,在計算機數據信號顯示,特別是高分辨率的上位機數據顯示方面,很難勝任。
LCD 方式因其核心部件― 液晶板的壽命受溫度和濕度影響較大。長時間連續使用,易使液晶板老化。因此,該技術主要用于不頻繁和不連續運作場合,如會議室、教學等。
DLP 技術采用全數字化方式。其核心部件為DMDTM (數字微鏡器件),具有高可靠性、高對比度和亮度,色彩還原性好,畫面清晰,無燒壞死現象,免維護等,作為投影機技術的發展方向,DLP 大屏幕顯示系統被廣泛應用,可實現對GIS 、GPS 、視頻監控信號、信號控制系統等計算機圖像信息的綜合顯示。
新一代DLP 投影機采用全數字化信號處理技術,以DMD 作為光閥成像器件,采用數字光處理技術調制計算機和視頻信號,驅動DMD 光路系統,并通過投影透鏡獲得大屏幕圖像。具有圖像顯示色彩鮮艷、畫面清晰、銳利和成像設備無燒壞死、免維護等特點,核心部件壽命超過10xlo ' h 。目前,單臺DLP 投影單元可支持SVGA / XGA 顯示,多臺組合拼接還可實現超高分辨率顯示。
2 選煤廠方案選型
CRT 、LCD 、DLP 投影技術比較表投影技術優點缺點CRT 亮度高,色彩還原性高,價分辨率低格低廉,可長時間連續使用,可靠性高LCD 分辨率高,價格低廉亮度低,色彩還原性差,不能長時間連續使用DLP 亮度高,色彩還原性高,分造價高辨率高,可以長時間連續使用,可靠性高從選煤廠控制要求看,CRT 分辨率低和LCD 不能長時間連續使用的缺點,顯然不能滿足要求。所以,DLP 多屏拼接系統應該是首選。DLP 投影單元有40 “、50 “、6011 幾種規格,個別的可以做到10 護。投影單元選哪種規格和采取什么樣排列,要看選煤廠集控室的面積、集控水平和投資。一般,投影控制系統包括視頻矩陣和RGB 矩陣,配合多路視頻和RGB 信號選擇。但是,選煤廠監控系統和公安、交通監控系統不同。其工業電視系統中已配置了視頻矩陣主機。因此,只要注意工業電視視頻矩陣的輸出數量即可。如果考慮成本,甚至可以用投影單元本身的復合視頻輸人模塊直接接收視頻信號,不依賴外部控制器在組合屏上以屏幕為單位顯示視頻圖像。選煤廠的上位機監控系統一般由兩臺工業計算機組成,互為備用。所以,兩路RGB 信號可以直接經過VGA 分配器進人投影控制系統,而不用再配置RGB 矩陣。
3 工程實例
淮南礦業集團某選煤廠進行生產控制系統改造。系統由601 勺LP 投影單元2 x3 臺、控制系統1 套等組成,形成2 只3 (行又列)投影圖形拼接墻,單屏分辨率1 024x768 ,整體達3 o72xl 356 ,能同時顯示多路網絡(Windows / Linus / Unix 系統)計算機圖像、RGB (計算機視頻)和Video (視頻信號)。每個投影單元都有一個RGB 接口和一個視頻接口,同時還有2 個數字接口(輸人和輸出)與2 個RS232 串口(輸人和輸出)。數字接口通過數據線纜循環連接,RS232 串口也互相串接一起,控制微機通過RS232 設備控制調整投影機。 大屏幕組合顯示系統中,控制系統角色極其重要,處核心地位,幾乎所有需顯示的信號和數據信息(如視頻圖像信號、網絡計算機信息、GIS 電子地圖等)以及所有的顯示任務和顯示處理工作都要經過組合控制系統來接受、完成。控制系統性能很大程度上決定了整個系統的顯示效果、操作的靈活性和可靠性。因此,最好選用VGA 與視頻圖像的采集、分割和縮放均為純硬件處理的控制系統。大屏系統采用分布式多通道的信號顯示處理方式。可充分發揮每一種圖像處理設備的優勢,使各類信號都能得到高質量顯示,并使圖像的顯示方式靈活多樣,系統也因具備了充分的備份而可靠性更高。本系統具有3 路信號上屏顯示通道:2 路計算機網絡信號、9 路視頻信號和2 路RGB 信號。6 路DVI 信號分送6 個顯示單屏的DVI 輸人端口。屏幕的全屏顯示分辨率為所有單屏顯示分辨率的疊加,水平1 024X3 = 3 072 點,垂直768X2 = 1 536 點,顯示總像素為3 o72xl 536 = 4 718 592 點。如此高的顯示分辨率,為高清晰度顯示各類大容量計算機圖形提供了保證。在整個大屏幕上以窗口形式顯示各類信號圖像,各圖像窗口的位置可任意定位,其大小、形狀亦可任意縮放變化,還可在全屏范圍任意拖拉;各窗口可任意打開、關閉、擴展至全屏、平鋪、相互疊加遮蓋,另外,網絡、RGB 、視頻圖像窗口可在大屏上同時顯示。
大屏幕投影系統支持7 又24h /周;所有設備的壽命,正常使用下,主要部件大于100 oooh ;采用丹麥DNP 公司的UCS 樹脂屏+無反射特種玻璃,保證平整度,精密屏幕拼接,工藝保證實現鎮1 . 0 mm 光學接縫。具有良好光學性能的高對比度、高分辨率、無反光現象,具有較強抗環境干擾性能的產品,即使在光亮環境中,也能正常觀看;屏幕的亮度均勻性大于90 % ,無“暗斑”、“亮斑”、“色斑”現象;高對比度、寬視角,拼接顯示時,觀看者在不同空間范圍都能清晰觀看。
( l )通過控制系統可實現多路視頻信號和多路RGB 信號在大屏幕上任意位置以任意大小開窗口顯示,使選煤廠上位機監控ifix 、WINCC 等畫面能夠完整顯示出來。
( 2 )系統為開放式計算機應用平臺。大屏幕上可同時顯示來自任意一臺計算機上的圖形信號,操作員可對大屏幕遠程操作控制;由于可以接收網絡信息,可很方便地與選煤廠的數字硬盤錄像系統或視頻服務器相聯,和工業電視監視系統融為一體。
( 3 )大屏幕顯示系統采用控制系統和投影機內置控制器的配合使用,使系統接口齊全,功能強大。
( 4 )通過控制計算機許可,網絡上的任一臺計算機都可操作大屏幕,實現圖像的相互調用和控制。
( 5 )通過控制計算機集中控制,可對各通道任一路信號自如切換,并可根據用戶需要制定常用顯示模式,實現簡單靈活的使用界面;支持多用戶的操作,以及對于用戶的權限進行設定。