引言
在火电厂传统的组件仪表控制系统中，自动报警系统一直是自动控制系统的一个重要组成部分。自动报警系统提供的声光报警信号对机组运行的重要性是不容置疑的。但随着计算机控制系统尤其是大型分散控制系统(DCS)在发电机组上的普遍应用，自动报警系统已经演变、退化为DCS的一项功能，如在阴极射线显示器(CRT)上实现的软光字牌、少量的立屏硬光字牌、DCS控制的警铃或蜂鸣器、DCS提供的事故顺序纪录(SOE)功能。计算机控制系统提供的这些功能在可靠性、柔性、可维护性等方面比传统自动报警系统有了很大提高，但在声、光报警方面却存在明显不足，其原因主要有2个方面:首先是采用集控运行模式使机组的自动化程度大大提高，导致机组的自动报警点大幅度增加,如300MW机组的主要自动报警点达600点左右。考虑到系统造价，电厂不得不大量采用CRT软光字牌。采用软光字牌使有些报警讯号发生后需经多次鼠标操作才能准确确定具体的报警点，给故障的及时处理带来隐患；另一方面，绝大部分计算机控制系统只提供与传统自动报警系统类似的单调的警铃或蜂鸣器声音报警，在进行大量自动报警点监控时，这种简单的声音报警已没有太大意义。南京工程学院自主开发的纯软件智能语音报警系统SoundAlarm通过给计算机控制系统扩展真人语音报警功能，很好地弥补了计算机控制系统在报警功能方面的不足。
一、SoundAlarm系统简介
SoundAlarm纯软件智能语音报警系统是采用计算机多媒体技术、网络技术和软件技术开发的软件产品。系统的硬件平台可采用独立的系统，也可直接使用计算机控制系统的监控站(需要在监控站上加装声卡、音箱)。其软件主要由3部分组成:实现语音报警功能的核心部分——SoundAlarm语音报警系统主程序;系统报警信息修改、维护的组态软件SACfg;语音录制、编辑软件SoundMaker。
SoundAlarm系统通过网络系统获取实时报警信息，具有以下特性:(1)不影响数据源系统的安全运行。以只读方式获取数据源系统的当前数据，实现语音报警;对数据源系统不进行任何操作，所以对数据源系统不会造成安全方面的任何影响。(2)对硬件要求低。只需1台低档通用多媒体计算机(带网卡)就可实现语音报警。而当SoundAlarm与信息源运行在同一站点时，则只需对原站点计算机加一块普通声卡和多媒体音箱即可。(3)可实现分布式语音报警。可利用电厂原有的局域网，利用网络上的信息资源实现分布式报警(而扩展相应的网络组件)。也可利用电厂原有的局域网扩展专门的语音报警信息服务器实现分布式报警(需扩展相应的网络服务器组件)。(4)配置灵活。可方便地提供针对报警站点的语音报警点配置功能，因而可非常方便地根据需要进行语音报警点和控制界面的配置、修改。(5)后台运行。在正常运行时一般不需要人员介入，因而它设计成在后台运行模式。只在需要时才调出其控制界面，以使进行有关系统监视和测试操作。(6)无需专门的维护。由于本系统是一个纯软件系统，它的运行依赖于其它系统(信息源系统)的正常运行，因而当信息源系统正常时，无需对其进行专门的维护。
二、SoundAlarm系统结构及特点
SoundAlarm系统的结构如图1所示。从图1可清楚地看到，该系统使用多线程技术，保证了报警信息的采集不受其它任务的干扰和影响。而在SoundAlarm的数采线程中使用了DCS数据服务接口，保证与DCS的各操作员站同步获得报警点的信息。

系统的语音管理线程采用实时任务管理算法，保证报警语音不会出现漏报和误报。同时系统的语音管理线程将报警点分为多个等级，实现了语音分级管理，使系统且有分等级报警的特性。
系统的语音播放线程使用Windows多媒体底层驱动函数集开发，保证语音播报占用资源少、运行稳定，且使用了防冲突的声音输出技术，保证语音播报过程如被其它进程打断能自动恢复。
系统具有方便的操作控制手段，可根据运行需要和状态进行"确认"、"静音"操作.
SoundAlarm系统花正常运行时除操作员控制接口外所有任务为后台运行，因而系统的运行占用资源非常少。经测试,SoundAlarmn软件在正常运转时如果没有报警，其CPU内用率平均低于0.5，瞬态CPU占用率不超过1;有报警时其CPU占用率平均低于1，瞬态CPU占用率不超过5。此外，SoundAlarm系统的代码在内存管理上进行了优化，系统启动时根据报警点数的配置情况向Windows申请2-2.5M的内存，进行独立的内存管理，不会造成系统内存过度占用和频繁内存分配造成的资源浪费。
三、SoundAlarm系统主要功能
3.1主程序功能
SoundAlarm系统主程序的主要功能有语音报警和系统调试。语音报警功能主要包括:连续扫描和语音报警、系统控制。系统调试功能主要包括:系统状态监视、系统测试、系统故障自检。
SoundAlarmn系统主程序有2种运行状态:正常工作时的后台运行模式和调试、监视时的前台运行模式，在任意运行模式下连续扫描和语音报警功能作为独立的任务连续运行。系统在后台运行模式下，通过控制操作窗口提供系统控制功能，系统正常运行的界面如图2所示。

¨确认"为按钮操作，当操作了该按钮后，当前所有正在报警的信号点停止语音报警，直到该报警点重新出现报警信号后才会再次报警。
"静音"为开关操作，当该开关按下后，系统停止一切语音报警，直到开关弹出，系统才会重新恢复语音报警。在"静音"状态下，系统的数采工作不受影响，且为了保证重要的报警信息不会漏报，紧急报警信息仍保持提醒和语音报警功能。所以，在解除"静音"状态后，SoundlAlarm系统恢复语音报警时不会产生误报和漏报。
系统在前台运行模式下，通过系统主程序界面提供系统状态监视、系统测试、系统故障自检功能。系统主程序界面如图3所示。

本系统所管理的语音报警点对大功率发电机组一般有数百点，报警点的配置是通过专用组态软件SACfg.exe进行的。SACfg.exe软件是一个离线组态软件，虽提供了组态过程中语音信息的完整检查，但不提供对组态点测点信息正确性验证，测点信息的检验需在SoundAlarm系统正常运行时进行。
SnundAlarm系统在设计时充分考虑了系统调试方便、快捷的要求。其调试方式有:报警点信息一览、系统测试、单点测试。测试由主窗口(调试和监视窗口)的对应按钮操作进入，由于系统主窗口在操作员级别无法看到，所以调试时需要专业工程师以工程师或管理员资格登陆后进行。
主窗门提供关于测点状态的3方面信息(如图3所示)。(1)"报警点信息"(报警点说明)和"语音文件信息"(语音文件路径和名称)显示。(2)系统重要信息显示:通过一个隐含的文本信息提示条显示系统当前的重要操作、状态、出错信息(没有相关信息时该信息条不可见)。(3)通过右侧的2个发光二极管(LED)指示灯显示系统的自身运行状态和与DCS的通信状态。上面的LED指示灯显示系统与DCS的通信状态，下面的LED指示灯显示系统的自身运行状态。相应状态正常时，LED指示灯应慢闪，否则为不正常。
此外系统主程序提供了3个功能按钮，分别提供不同测试目的的系统测试功能。(1)"系统测试"按钮:该按钮实现对组态报警点的语音文件的连续测试，检查报警的语音文件是否有错，但不提供报警点的测点正确性检查。单击该按钮开始测试，测试结束或再次单击该按钮，按钮指示灯熄灭，退出系统连续测试状态，转入正常报警状态。(2)"单点测试"按钮:该按钮提供对存在疑问的指定点的语音文件测试。进入该功能的方法为单击该按钮，主窗口即扩展一个单点测试操作界面，同时按钮提示变为"结束单点测试";再次单击该按钮，操作扩展的单点测试操作界面隐藏，按钮提示恢复为"单点测试"，即结束单点测试操作，转入正常报警状态。(3)¨测试窗口"按钮:该按钮提供对报警点的测点正确性检查。进入该功能的方法为单击该接钮，系统弹出报警点的当前状态监视窗口，如图4所示。在该窗口中可全面显示报警点的序号、位号(项目名)、项目值、报警方式、报警级别、报警点说明，如果报警点有缺陷，相应的"项目值"项显示出错信息。

3.2其他功能
SoundAlarm提供的其他功能还有系统报警点组态和报警语音录制、编辑。系统报警点组态功能有专门的程序实现，提供对系统进行离线组态和修改功能。组态内容有系统组态、报警点组态。语音录制、编辑也由独立的专用程序实现。这些软件使用图形化的操作界面，使用方便、直观。
四、SoundAlarm系统与DCS无缝集成实例
SoundAlarm系统可作为DCS的功能扩展应用软件，能与DCS实现无缝集成。它与DCS的集成可有2种情况:基于数据链接的集成、基于数据链接和操作的集成。基于数据链接的集成情况下，SoundAlarm需自己实现语音报警的确认、禁音操作窗口。该窗口在系统组态时进行配置。而在基于数据链接和操作的集成时则由DCS提供相应的操作按钮，此时在系统组态时可去除SoundAlarm系统自己的控制窗口。
SoundAlarm目前已与MCSmaxDNA和欧陆公司的NETWORK6000DCS实现了无缝集成，并获得了成功应用。该系统与MCSmaxDNA系统集成，在某电厂实现了对2套300MW机组DCS、汽轮机数字电液控制系统(DEH)、炉膛安全监控系统(FSSS)、电气控制系统(ECS)、顺序控制系统(SCS)近800点的语音报警;与NETWORK6000系统的集成，在某热电公司实现了两炉一机系统的DCS、FSSS、DEH、ECS、SCS近200点的语音报警。
五、结语
SoundAlarm纯软件智能语音报警系统与数据源系统相对独立运行，不影响数据源系统的安全;对硬件要求低;配置灵活非常方便；当信息源系统正常时，除进行组态修改外，无需对其进行专门维护。该系统与计算机控制系统的无缝集成，很好地解决了目前部分计算机控制系统在声、光报警方面存在明显不足的问题。
对不同的计算机控制系统只须开发专用的数据接口即可。目前该系统已实现了与多套DCS的无缝集成，一直稳定运行，有效地扩展了原DCS的多媒体功能，对及时发现、迅速处理机组缺陷起了重要作用，在提高机组运行的可靠性方面得到了用户的肯定。在应用中，部分用户要求为进一步增强DCS的报警功能，希望SoundAlarm系统提供多点数据越限后通过逻辑运算产生组合报警的功能，这将是在SoundAlarm的下一版本中需解决的问题。