继保屏智能联锁及安全措施布置系统的开发

引言

在变电站继电保护室内作业时,如何防止作业人员,特别是外单位施工人员有意或无意打开非工作范围的保护屏是运行专业一直关注的问题。按《中国南方电网有限责任公司电力安全工作规程》相关规定,运行人员在许可工作票前需要一次性完成工作需要的安全措施,包括在工作地点涉及的屏位前后需要悬挂"在此工作"标示牌,在工作地点相邻屏前后需要悬挂"设备运行中"红布。尽管如此,走错间隔的事件依然时有发生。

为此,部分单位试点在保护屏门上设置五防锁,需要在专用的五防电脑上模拟后才能用五防钥匙打开对应的保护屏,这样很好地防止了走错间隔现象的发生,但因为需要逐个屏柜打开,多的时候甚至要开几十面保护屏,当有人作业中顺手将工作地点的保护屏门关闭后,还需要运行人员过来重新打开,大大降低了运行人员许可工作的效率,增加了作业过程中运行人员的工作量,特别不利于事故事件情况下的设备抢修操作。

为解决以上问题,我们开发了一套继保屏智能联锁及安全措施布置系统,工作票许可人员只需在该手机APP上操作即可完成工作需要的安全措施布置,并实现保护屏自动联锁。

1系统总体设计思路

1.1系统总体设计思路

工作票许可人员手机APP上选择继电保护室内的工作屏位后,点击"一键布置",系统即可完成以下操作:

(1)对工作范围内的保护屏解除联锁,工作班人员可以自由打开,并通过终端屏幕在屏前显示"在此工作"标示牌:

(2)对工作范围外的所有屏位实现联锁,禁止工作班人员擅自打开:

(3)自动识别相邻屏并通过终端屏幕在屏前显示"设备运行中"标识牌。

另外,该系统还可具备以下功能:

(1)对多张工作票涉及交叉作业可自动识别,然后在相应屏位前显示与工作负责人及工作班成员袖章颜色一致的多个"在此工作"标示牌:

(2)工作范围外的屏位工作期间如需打开,经许可人许可后可单独解锁操作:

(3)操作情况下可在该系统配套的手机APP上选择"操作模式",紧急情况下可选择"一键解锁",打开所有保护屏电磁锁,便于紧急操作。

1.2系统网络架构设计

系统网络架构设计如图1所示,wi-Fi控制开关、终端屏幕与手机通过无线路由器连接组成局域网,与Internet网无连接。

终端屏幕悬挂在各个屏前打印机上,每个终端内固定存储"设备运行中""在此工作""交叉作业"等图片,根据不同工作地点,控制各终端屏幕对应静态显示相应图片,同时控制每个屏上装设的电磁锁,实现智能联锁。电磁锁与wi-Fi控制开关通过有线连接。

2系统功能的设计与实现

2.1系统软件功能架构

系统软件功能架构如图2所示,管理员拥有用户管理和屏位管理权限,普通用户只能开展安措布置及联锁设置,具体功能如下:

(1)用户管理:实现用户分级管理,支持用户增删及密码管理功能。

(2)屏位增删:支持屏位增加或删除功能,允许增加过道标示。

(3)一键布置:对所选屏位(如12P)的相邻屏(11P和13P)执行以下操作:1)12P终端显示"在此工作"图片,手机APP上对应屏位(12P)填充绿色:2)12P电磁锁打开:3)11P和13P终端显示"设备运行中"图片,手机APP上对应屏位(llP和l3P)填充红色:4)llP和13P电磁锁关闭:5)当l2P旁边为过道时,则只需在11P终端显示"设备运行中"图片:6)当屏位(如12P)已被选为工作地点,再次被选为工作地点且点击"一键布置"后,该屏位(如12P)终端对应显示"交叉工作"图片,手机APP上对应屏位(11P和13P)填充上黄下紫色。

(4)在此工作:对选择的屏位(如12P)执行以下操作:1)

12P终端显示"在此工作"图片:2)12P电磁锁打开:3)手机APP上对应屏位(12P)填充绿色。

(5)设备运行中:对选择的屏位(如11P)执行以下操作:1)11P终端显示"设备运行中"图片:2)11P电磁锁关闭:3)手机APP上对应屏位(11P)填充红色。

(6)交叉作业:对选择的屏位(如12P)执行以下操作:1)12P终端显示"交叉作业"图片:2)12P电磁锁打开:3)手机APP上对应屏位(12P)填充上黄下紫色。

(7)工作解锁:对选择的屏位(如12P)执行"打开电磁锁"操作。

(8)工作联锁:对选择的屏位(如12P)执行"关闭电磁锁"操作。

(9)操作解锁:对所有屏位执行打开电磁锁操作。

(10)操作联锁:对所有屏位执行关闭电磁锁操作。

2.2系统软件功能实现

系统软件功能基于全新一代的应用平台FireMonkey实现,面向的用户是变电站现场工作票许可人,以被选屏位的事前状态为基础,用户根据不同的选择实现继电保护屏智能联锁及安全措施布置,以一键布置作为主程序,实现主要功能和流程。程序流程图如图3所示。

从图3不难看出,所有功能的选择执行以及各项功能执行状态的反馈,都需要在主界面上进行。这就要求软件的设计和编程都必须遵循面向对象的思想和方法,摒弃面向过程语言功能化、结构化的缺点,实现可视化。这就是选择基于FireMonkey的最终目的,即通过丰富的图形用户界面支持以及一个全新的数据绑定模式,实现软件功能的可视化。系统软件界面如图4所示。

图4系统软件界面

3结语

本文介绍了继保屏智能联锁及安全措施布置系统的开发,通过该系统,可以提高工作票许可人布置安全措施的效率,有效防止工作班人员走错间隔,降低交叉作业风险。该系统的成功应用,为今后如何应用电脑、手机等工具软件解决安全生产工作中的问题提供了重要参考。