變電站微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)簡(jiǎn)介

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電力系統(tǒng)如何防止錯(cuò)誤的倒閘操作而引發(fā)事故(特別是重大事故)，一直是困擾本行業(yè)的重大問題。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)憑其獨(dú)特的邏輯判斷能力在不久的將來擔(dān)負(fù)重任，同時(shí)，如同在其它行業(yè)一樣，計(jì)算機(jī)的模擬(甚至于仿真)培訓(xùn)系統(tǒng)也使電氣操作人員的培訓(xùn)工作進(jìn)入了一個(gè)嶄新的階段。
# D+ x) O% R. ~1　微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)
+ F7 n* C# [) ^0 D　　微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)是一種以計(jì)算機(jī)及其外圍設(shè)備為基礎(chǔ)、智能專家系統(tǒng)為核心的防止人為操作失誤的計(jì)算機(jī)監(jiān)控體系，它由以下六大部分組成：微型計(jì)算機(jī)、模擬操作及顯示屏、現(xiàn)場(chǎng)信息采集及通信系統(tǒng)裝置、電腦鑰匙、電子閉鎖裝置、智能專家系統(tǒng)軟件等，以及電源、打印機(jī)、鍵盤、鼠標(biāo)等輔助設(shè)備，其結(jié)構(gòu)詳見圖1所示(虛框內(nèi)設(shè)備為可選部件)。
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　　微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)沒有制訂具體的分類方法及標(biāo)準(zhǔn)，但根據(jù)其性能及構(gòu)造特點(diǎn)，可以分為以下類型。
　　a) 按現(xiàn)場(chǎng)信息采集及通信方式：可分為固定式采集器有線通信型、固定式采集器無線通信型、移動(dòng)式采集器無繩通信型三種。其性能各有特色。固定式采集器有線通信型，是最傳統(tǒng)的、可靠性較高的產(chǎn)品，但由于其安裝及維護(hù)工作量較大，相對(duì)于已建成的變電站而言，實(shí)施難度較大；固定式采集無線通信型，為了保證工作可靠性，需要投入較多的資金購(gòu)置昂貴的通信設(shè)備，而且必須配備高水平的維護(hù)人員，但具有安裝方便，有利于遠(yuǎn)方遙控的優(yōu)勢(shì)；移動(dòng)式采集器是一個(gè)由人工攜帶并逐點(diǎn)采集設(shè)備狀態(tài)的采樣記錄儀，具有投資最少、安裝維護(hù)最方便的特點(diǎn)，但對(duì)廠家的技術(shù)水平和工藝質(zhì)量要求甚高。
" u; c% k1 j& X% c/ [: b( g　　b) 按閉鎖控制方式：可分為固定式程序閉鎖型與智能式程序閉鎖型。固定式程序閉鎖型，在操作者進(jìn)行操作時(shí)，必須嚴(yán)格按照事先編制的程序順序進(jìn)行操作，否則就閉鎖被操作設(shè)備。這種產(chǎn)品雖然制止了可能發(fā)生的誤操作，但遇到某些沒有事先編制進(jìn)去的特殊操作項(xiàng)目，便無法適應(yīng)，給現(xiàn)場(chǎng)操作的靈活性帶來制約。智能式程序閉鎖型，操作者既可按事先編制的程序進(jìn)行典型操作，遇到特殊情況時(shí)還可進(jìn)行不違反基本原則的靈活操作，其操作邏輯分析由一個(gè)貯存在電腦鑰匙內(nèi)的智能專家系統(tǒng)控制。
7 T7 v# z5 l9 K' a) U0 w! b　　c) 按操作過程監(jiān)視方式可分為：無事后追憶監(jiān)測(cè)型與可事后追憶監(jiān)測(cè)型。無事后追憶監(jiān)測(cè)型能對(duì)現(xiàn)場(chǎng)操作的步驟進(jìn)行監(jiān)測(cè)閉鎖，但不進(jìn)行語言提示及不能事后追查實(shí)際操作過程。可事后追憶監(jiān)測(cè)型，既可在操作過程中進(jìn)行監(jiān)測(cè)閉鎖，同時(shí)在操作過程中有電腦語言提示，并且，在操作結(jié)束后可以從“黑匣子”中追查操作過程(包括試圖進(jìn)行但被電腦鑰匙閉鎖而未遂的操作項(xiàng)目)。

2　基本功能
　　各種類型的產(chǎn)品由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同，其工作方式均有各自的特點(diǎn)及功能差別，但其基本的工作功能是相同的。
6 A8 q& F# Z* \3 ?2.1　微型計(jì)算機(jī)
　　微機(jī)是整個(gè)防誤閉鎖系統(tǒng)中的核心，其內(nèi)部貯存和運(yùn)行全過程的程序控制。它的主要作用如下：
, m/ @4 |# Q& m. b& |, [& f　　a) 接收和分析從現(xiàn)場(chǎng)與模擬顯示屏傳來的信息
2 }+ T; m5 }* e2 @　　由于被操作設(shè)備的實(shí)際狀況是決定可操作程序的依據(jù)，因此，它在每次操作前和操作后都要逐一準(zhǔn)確地讀取、核對(duì)被操作設(shè)備及相關(guān)設(shè)施的現(xiàn)狀，并將其與模擬操作顯示屏對(duì)比，且給出提示信息供操作員糾正錯(cuò)誤，以確保本次操作(或下次操作)前的狀態(tài)正確性。
　　b) 監(jiān)測(cè)模擬操作過程
8 U' L( M4 o. ~5 i" _　　按行業(yè)法規(guī)，電氣倒閘操作前均應(yīng)先在模擬顯示屏上進(jìn)行預(yù)演，微型計(jì)算機(jī)根據(jù)智能專家系統(tǒng)或事先編寫的典型操作程序全過程監(jiān)視模擬操作的每一步驟，并進(jìn)行邏輯判斷，確定操作步驟是否合理，并提示錯(cuò)誤內(nèi)容，以便操作人員更正。
1 R' @0 R( F, h5 {" H# @$ M　　c) 傳遞操作程序指令
　　當(dāng)操作人員在模擬操作顯示屏預(yù)演操作結(jié)束后，微機(jī)將正確的操作程序指令發(fā)送到電腦鑰匙及打印機(jī)。
" h  T( c; k+ V+ P' `　　d) 核對(duì)操作過程
5 L" n0 s/ ]& r/ A) [! K' L; X　　微機(jī)要求操作人員在現(xiàn)場(chǎng)完成操作任務(wù)后，插回電腦鑰匙匯報(bào)操作過程，微機(jī)從電腦鑰匙中的“黑匣子”讀出操作記錄，并發(fā)出語音或字符信息指出其已執(zhí)行的合法非預(yù)定操作項(xiàng)目和被電腦鑰匙閉匙未遂的違規(guī)操作項(xiàng)目及沒有執(zhí)行的預(yù)定操作項(xiàng)目。
2.2　模擬操作及顯示屏
　　模擬操作及顯示屏是用于供操作人員在對(duì)實(shí)際設(shè)備進(jìn)行實(shí)際操作前，進(jìn)行操作預(yù)演和顯示有關(guān)提示信息的裝置。一般是在特制的屏板上裝設(shè)計(jì)表示實(shí)際設(shè)備“電氣一次接線圖”和相應(yīng)開關(guān)、刀閘的模擬操作電鍵、狀態(tài)指示燈及與微機(jī)相聯(lián)的通信口。
2.3　電腦鑰匙
; g. {5 z3 I$ \1 ?8 T) W6 \8 Z　　電腦鑰匙的主要功能是用于辨別被操作設(shè)備身份和打開符合規(guī)定程序之被操作設(shè)備的閉鎖裝置，以控制操作人員的操作過程。高性能產(chǎn)品的電腦鑰匙還帶有微處理器和“黑匣子”，具有智能防誤功能，供操作人員在緊急情況下，無需返回主控室進(jìn)行模擬預(yù)演而直接進(jìn)行不在預(yù)定操作程序中的合法操作，但事后須用電腦鑰匙向微機(jī)匯報(bào)操作過程，如前所述，微機(jī)會(huì)追查、復(fù)核操作過程，并指出已執(zhí)行的不在預(yù)定程序中的合法項(xiàng)目和被電腦鑰匙閉鎖而中止的未遂違規(guī)操作項(xiàng)目及沒有執(zhí)行的預(yù)定操作項(xiàng)目。
2.4　信息采集及通信裝置
　　正如前述有3種結(jié)
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構(gòu)形式。它的主要作用是及時(shí)、真實(shí)地將設(shè)備狀態(tài)傳送到微機(jī)，作為邏輯分析依據(jù)。
/ K! e" y1 F5 k" A5 t2.5　電子閉鎖裝置
　　電子閉鎖裝置的主要功能就是控制被操作設(shè)備之操作機(jī)構(gòu)的開放與否，它包括電子編碼鎖具和智能電子鑰匙兩部分。為了實(shí)現(xiàn)程序閉鎖，每一個(gè)設(shè)備的每一個(gè)操作控制點(diǎn)均應(yīng)裝配一把有唯一固定電子編碼的電子鎖具。
　　由于電腦鑰中已經(jīng)貯存了本次操作的規(guī)定程序，因此，操作者進(jìn)行操作時(shí)電腦鑰匙一插入被操作設(shè)備的控點(diǎn)電子鎖內(nèi)，則產(chǎn)生以下效果：
% a- i6 _/ H, Y* z4 x　　a) 電腦鑰匙讀出該點(diǎn)身份編碼，以確定該操作控點(diǎn)是否是預(yù)定程序中本步操作控點(diǎn)。
　　b) 比較確認(rèn)正確，則打開該控點(diǎn)閉鎖，提示“可以操作”；否則閉鎖控點(diǎn)，提示“步驟錯(cuò)誤”和顯示錯(cuò)誤性質(zhì)，直到操作人員找對(duì)正確的制備控點(diǎn)為止。
, b/ d- ?0 v6 j, J4 ~* `　　c) 本步操作完畢后，關(guān)閉該控點(diǎn)閉鎖，提示“本步操作已完成”，可進(jìn)行下一操作。
　　上述3項(xiàng)在每一步操作時(shí)均重復(fù)執(zhí)行，并記錄在“黑匣子”中。直到本操作任務(wù)全部操作完畢，提示“操作結(jié)束”。
% v& u' {: \2 b5 q& ^% P+ @7 j2.6　智能專家系統(tǒng)
- b1 w, t  X3 @' k: N& Z+ a$ u$ N　　智能專家系統(tǒng)軟件是整個(gè)微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)的靈魄。各種產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)及性能差異較大，但一個(gè)最基本的功能是狀態(tài)判斷與邏輯分析。
, N) t: _, \1 n) H* V3 W* Y: Z4 \2 c2.7　外圍設(shè)備
* c* r' z/ C: o! q2 |　　外圍設(shè)備是包括鍵盤、鼠標(biāo)、打印機(jī)、顯示器、音響等附件在內(nèi)的計(jì)算機(jī)輸入、輸出設(shè)備。主要用于系統(tǒng)維護(hù)人員進(jìn)行程序修改、邏輯編制和操作人員進(jìn)行操作任務(wù)選擇、操作票打印等任務(wù)時(shí)，完成人機(jī)對(duì)話功能。

3　技術(shù)要點(diǎn)

3.1　系統(tǒng)軟件質(zhì)量問題
　　a) 功能的完備性
9 j8 [2 p7 G3 x7 v  `  Q8 r　　系統(tǒng)軟件的功能既要能滿足正常使用狀態(tài)(典型操作)下的邏輯分析能力，而且，還應(yīng)適應(yīng)用戶在特殊狀態(tài)下(如特殊操作、應(yīng)急操作)的邏輯分析能力。
  f$ S6 x* |- j, d1 v+ T　　b) 邏輯判斷的嚴(yán)密性
　　由于電力系統(tǒng)倒閘操作的復(fù)雜性，防誤閉鎖軟件的閉鎖邏輯關(guān)系也相應(yīng)復(fù)雜化。例如，大部分產(chǎn)品雖然基本上可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣“五防”作出邏輯判斷。但卻對(duì)“解網(wǎng)”、“環(huán)網(wǎng)”等的倒閘操作的邏輯正確判斷難以勝任，應(yīng)該是該類產(chǎn)品技術(shù)升級(jí)的重要課題。
　　另外，由于軟件本身及所運(yùn)行的平面軟件的原因，可能出現(xiàn)某種“邏輯陷阱”(例如 WIN’95 就存在浮點(diǎn)運(yùn)算的邏輯陷阱，據(jù)說 WIN’98 已解決此問題)，導(dǎo)致不可預(yù)測(cè)的邏輯判斷失誤，這方面要求開發(fā)者在軟件編制中充分注意。
0 v. Q& G: [8 H- n% d3.2　防誤閉鎖系統(tǒng)的可靠性
9 U+ b0 g% W5 o; u　　包括二個(gè)要素：一是硬件的可能性；另一個(gè)是軟件系統(tǒng)的可靠性。
　　a) 硬件的可靠性包括二個(gè)方面：一是使用性能的可靠性，常見的問題是硬件的抗機(jī)械疲勞能力，抗電氣絕緣老化能力，抗電化學(xué)腐蝕能力不夠；二是硬件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠性。例如，過去曾發(fā)生過“走空程序”的問題，就是因?yàn)橛布慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不夠周密，而造成的操作步驟跳空，這種現(xiàn)象是非常危險(xiǎn)的，是電力系統(tǒng)幾十年來發(fā)生誤操作的原因之一。
　　b) 軟件系統(tǒng)可靠性除了要考慮軟件編寫邏輯嚴(yán)密性外，另一個(gè)問題是當(dāng)系統(tǒng)中的某一部分(某每一個(gè)文件)意外損壞時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)能否正常運(yùn)行，還需要在軟件編制時(shí)，設(shè)計(jì)一定的“冗余”部分，加強(qiáng)邏輯運(yùn)算與分析過程中程序間的交叉支持能力。

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