王爽心 孙海波 李亚光
摘 要：多媒体综合了计较机声音、图形、图像等多种信息处置和存储技术，使信息的使用和控制加倍灵活利便，从而可年夜年夜提高生产的自动化水平。为此，综述其在电力生产监控中的运用现状，并展看其成长前景。
要害词：多媒体技术；电力生产监控；音频；视频；故障诊断
随着高参数、年夜容火机电组的不竭增加，机组的自动化水平越来越高，DCS以其“控制涣散、治理集中”的壮大功能，笼盖了以往常规仪表的监视和操作工作，以键盘和CRT为中心组成了完整的监控系统，年夜年夜提高了火机电组的自动化水平，在技术上、经济上取得了较着的效益。DCS若干技术划定指出：采用DCS后，宜按以CRT和键盘为监视和控制中心，配以少许需要的常规仪表和控制装备，实现一套单元机组的机、炉、电统一集中控制的原则设计。由于DCS、PLC的普遍运用，机组运行操作人员在劳动强度减轻的同时，所要监视和操作的范围也更宽了。生产进程的自动控制和现代化企的综合信息治理都需要有多种媒体信息的实时收集、监控、存储、传输及分析、治理，而传统的自动化生产、治理系统中，信息的主要浮现方式是文本，信息的收集、分析和处置相互自力，这很难顺应现代化企实时、准确地进行化控制、化治理的要求。
多媒体(MULTIMEDIA)是哄骗计较机及其它的电子手段传递文本、图形、图像和视频信息的组合。在计较机领域里，多媒体是指计较机处置的信息可以由文本、声音、图像、动画、图形等多种媒体承载，它是计较机声音处置技术，图形、图像处置技术，信息处置技术和计较机存储技术的综合。
多媒体技术是80年月在国外兴起的一门新兴技术，它的要害特征主要是信息媒体的多样性、交互性和集成性，从而使机械处置的信息多维化，使用户能够更有用地控制和使用信息，为运用斥地了加倍自由和广漠的空间。多媒体技术作为多种媒体的综合集成、处置技术，将使得信息处置智能化、综合化、拟人化，这将年夜年夜提高生产的自动化水平。
随着多媒体技术的逐渐成熟，多媒系统统的运用和成长己成必然趋向，今朝主要运用领域可归纳综合为：PIECE，即Production(工作)、Information(信息)、Entertainment(文娱)、Create(创作)和Education(教育)。在工作方面，多媒体情况提供了人和电脑间一个极为自然的学习、工作方式。为此，多媒体技术在电力实时生产监控中的运用引发了越来越多的关注。
1 运用现状
多媒体技术在电力生产实时监控中的运用取得了长足的进展，主要形成了以下一些运用技术：
1.1 触摸屏技术
触摸屏是用户用手指或其它介直接与屏幕接触，进行信息选择，向计较机输进信息的一种装备，是简单、利便、自然的输进手段［1、2］。从工作原理上分，触摸屏可分为五类，即电阻式、电容式、红外线式、概况声波式和远控力感式。每类触摸屏系统均包括两部门：触摸检测装配和触摸屏控制卡。触摸检测装配检测用户在触摸屏上的触摸位置，并将该信息传送给触摸屏控制卡，触摸屏控制卡有自己的CPU及固化的监控法式，它将接收的触摸信息转换成触点坐标，发送给计较机，并接收和执行计较机的指令。
在国外，触摸屏普遍地运用于服务、公用信息查询、教育操练等各行各；国内触摸屏运用才不到十年时间，但成长迅速。在实时电力生产监控系统的研究和开发中，触摸屏技术阐扬了越来越年夜的作用。很多机组DCS画面中用触摸屏发送操作饬令，进行工艺画面和趋向曲线的切换，可查看肆意部门的生产情况，系统操作界面友好，有的还采用状态标志的方式使触摸屏重用，避免了多使命同享资本时发生予盾。如FOXBORO公司、Siemens公司、ABB公司及ElsagBailey公司等推出的DCS操作系统中，均有提供触摸屏运用的实例。可见，采用触摸屏技术，操作员无需培训，人机界面友好，简化了信息输进操作和信息输进装备，采用尺度触摸屏输进接口，便于系统维护和改造。正由于上述诸多点，随着触摸屏技术的不竭提高，触摸屏输进方式势必成为工控制信息输进的主要手段。
1.2 音频技术
在现实生活中，音频主要有语音、音乐和音响效果。音频技术主要包括音频采样、压缩、合成及处置。在传统的生产监控中，或由门报警系统发作声光报警，或由PC机发出频率、长短不等的“嘟嘟”声，以提醒操作人员，值班人员接到报警后，即忙于查找故障，凡是情况下，不能立即肯定发生故障的缘由，也来不及向上级部门反映事故情况，从而迟误了检测和决议计划时间。音频技术为解决这一问题提供了有力手段，其在电力生产监控中主要运用于以下两个方面。
1.2.1 哄骗被监控装备发出的声音信息进行监控和诊断
装备在运行进程中发生气械振动，机械振动在传布进程中会发生声波，所以，装备在工作进程中发生的声旌旗灯号包括了丰硕的信息，其中也包括有故障信息。这就要求监控系统必需具有以下功能：声音旌旗灯号的收集、旌旗灯号特征的提取、旌旗灯号特征的分析和报警旌旗灯号的给出。音频系统的原理如图1所示。
图1 多媒体音频监控系统原理图其中控制平台上运行着多种控制算法和多媒体监控法式，并经由过程检测线路和被控对象相连。凭据上述原理，连系故障诊断家系统，将到达对声音的变化进行同步声频报警的监控目的。
图1 多媒体音频监控系统原理图
1.2.2 哄骗语音合成技术和语音识别技术
哄骗语音合成技术可进行语音报警、操作指南、传呼传唤等；哄骗语音识别技术对生产装备可进行语音控制。
原理图如图2所示。DCS治理下运行的数据在工作站(WS)的家系统的监视之下，家系统凭据进程状态的判定，发出操作员应当接纳措施的语音指南。用自然语言进行操作提醒，使报警和故障诊断加倍准确靠得住。由此我们看到，在电力实时生产监控中采用音频技术能够减轻操作人员的劳动强度，提高并行工作的能力和工作效率，缩短故障检测时间。
图2 语音合成操作指南系统1.3 视频技术
视频包括位图图像、矢图形、动态图像、符号等一系列经由过程视觉传递信息的媒体。视频技术主要为视频数字化及处置。
在电力自动化生产中，控制室一般远离生产现场，而且，在控制室内装备了年夜的仪表和控制面板开关，操作人员要注视仪表和指示灯的状态，随着时间的延长，精神极易疲钝，而且，凭据这些信息，往往是被动地分析而不是有用地预防故障发生。同时，许多故障的诊断必需依靠有经验的技术人员的现场现实经验，每隔一段时间，他们还要到现场巡视一番。运用视频卡可以使各类检测数据、工艺流程、生产状态的显示一目了然。视频卡可以从较宽的视频源如摄像机、录像机、视频光盘中获取视频旌旗灯号，并将其在计较机屏幕上显示和播出，可捕捉单帧或接连图像，将其数字化并存储在计较机存储器中。今朝，视频旌旗灯号处置卡的主要种类有：视频转换卡、视频捕捉卡、视窗动态视频卡、动态视频捕捉／播放卡、视频压缩卡等。哄骗视频技术进行实时生产监控的原理图与图1类似，只是采用的硬件和开发工具分歧。视频技术在实时电力生产监控中的运用综合起来有以下几个方面。
1.3.1 静态画面
照片或文件可由信息扫描仪录进，录像画面也能够利便地由装有视频捕捉卡的多媒体计较机获取。一工静态画面数据库系统如图3所示。
图3 哄骗静态画面的数据库系统 在PC机上对照片、图像、图形等进行画面提取，并与数值及文字旌旗灯号等组合，一同进行数据库化，需要时可检索响应的画面，具有高分辨率数字化图像存储、编纂、定位、缩放裁减和打印等功能，而且采用图像菜单界面提醒。
1.3.2 动态画面(动画)
在电力实时生产监控系统中采用动态画面，尤其是工艺进程中物资的动态、装配的动作状态、调理进程中的变化动态等，可以减轻监视的疲钝水平，提高监视的效率。哄骗动画技术来描写生产进程变化，可比常规方式如变色、闪灼、曲线等取得更好的效果。随着更有用的数据压缩技术及年夜容存储介的泛起，动画技术在电力实时生产监控中将会取得更年夜的进展。
1.3.3 可视化技术
可视化技术是今朝迅速成长并引人注目的一个领域，其内在在于用图形、框图、图标等直观浮现形式来暗示计较进程。它以传统计较为根蒂根基，向智能多媒体迈出了步。采用可视化技术，除仍可用数字或表格来暗示测试成效外，连系动画等技术，还可哄骗可视化图形将这些数据暗示出来。这可较着地提高系统的靠得住性和异常情况的可辩识性，缩短处置事故的反应时间。在火机电组的监控中，采用可视化技术，可将之前没法图示的汽轮发机电运行点在其综合特征曲线、效率曲线及其某微增率曲线中形象、直观地暗示出来，使电厂的运行监控提高到一个新的水平。
1.3.4 交互式视频技术
交互性意味着用户在对响应接纳行动时，依照所收到的适当信息给予期看的反馈。生产进程的实时监控系统中采用交互式视频技术，可直接地挪用各工作现场的图像，哄骗图像识别故障与处置技术对图像进行分析，给出故障报警旌旗灯号，或直接在视频图像上进行故障分析；当发生故障时，可自动判定动身生故障的装备，并将摄像机瞄准该装备，这样就年夜年夜缩短了操作人员下现场巡视的时间，下降了劳动强度，缩短了故障巡测时间。
1.4 多媒体通讯技术
多媒体通讯即远距离传输语音、数据、视频等综合信息，以扶助用户与用户和用户与计较机之间进行交流，使计较机的交互性、通讯的散布性和电视的真实性融为一体。为多媒体通讯提供传输情况的新型网络，90年月成长的重点是宽带综合营数字网(B-ISDN)，速度将到达2.4Gbps，可以传输高保真立体声和高清晰度电视，是多媒体通讯的理想传输情况；光纤通讯技术是研究热门，其中全光通讯、光纤孤子通讯、相关光纤通讯技术在不竭成长；新的高速交换技术，以异步传输模式(ATM)、交换式多兆位数字服务(SMDS)和帧中断(FR)技术作为信息交换方式的网络技术正在日新月异地成长。
现代化电厂的实时生产监控触及多方面的常识。采用多媒体通讯技术，使分歧地域的各方面的技术人员和治理人员经由过程视频会议系总共同计议生产、技术、治理问题成为可能。使用视频卡和图像压缩技术可以实现图像等视频的远程传输。在火力发电厂的计较机监视和控制系统中哄骗多媒体PC机或工作站的视频输进接口，将电厂的工电视系统和计较机监控系统联网，相互交换信息，既增加了分析事故的原始资料，又可将实况影视信息送到厂长终端或电网调剂室，以供上级部门进行分析评价。
2 成长展看
由上可知，多媒体技术在工生产实时监控系统中的运用，较之以单纯的仪表监测，不仅形象直观，而且可以提高操作人员的反应速度，减轻操作人员的工作强度，增加系统的靠得住性，使监控系统的自动化水平及功能有了很年夜提高。
同时我们也发现，今朝多媒体在电力实时生产监控中的运用，只是分歧媒体信息在统一平台上的集中浮现，在实时控制中有许多与时间和稳定靠得住有关的非凡问题需要解决。多媒体在该领域的运用前景是实现多媒体的系统化运用，这就需要充实哄骗各类媒体的信息并取得好协同效果［3，4］。语音、图像、动画等信息与凡是的数字、文字、图形数据等应一样数据库化，使之可以自由、利便地处置、传输、存储和检索。这一方面需要有高速网络和运用平台的协助，另外一方面需要界说适当的、尺度化的多媒体协作运用的模子和通讯结构［5］。文［6］给出了未来的多媒系统统，如图4所示。其中智能化发信器用于监测机械是否异态或异动；多媒体传送装配能够集中传送分歧的媒体信息；多媒体人—机界面、三维在线仿真器等则有赖于便于人们理解的智能化会话系统，予人以临场的信息暗示、操作技术和情况等的进一步成长。
图4 未来的多媒系统统 在电厂电力实时生产监控系统中，多媒体技术的运用多是随进口装备、系统配备而来，为了充实阐扬多媒体技术的越性，系统设计、调试人员，厂方运行维护人员应充实挖掘多媒体技术的运用领域，使之可以更好地为电力平安生产服务。
可以预见，随着多媒体技术、控制技术、自动化技术、信息技术等相关技术的不竭成长，多媒体技术在电力实时生产监控中将阐扬越来越年夜的作用。
作者单元：王爽心（北京电力高等科黉舍 北京 100044）
孙海波（北京电力高等科黉舍 北京 100044）
李亚光（秦皇岛热电厂 秦皇岛 066000）
参考文献：
［1］刘雪梅，贺明义.触摸屏技术与工控制［J］.微计较机信息，1996，12(1)：18-20.
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［3］AhmedKarmouch.MultimediaDistributedCooperativeSystem［J］putemunications,1993,16(9):568-580.
［4］NeilWilliams,GordonSblair.DistrbutedMultimediaApplications:AReview［J］putemunications,1994,17(2):119-131.
［5］董轩明，徐光佑.建立散布式多媒系统统的系统结构参考模子.小型微型计较机系统［J］，1996，17(1)：1-6.
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