中壓開關(guān)DCS遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)及應(yīng)用研究

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201720018

摘要：本文提出一種能在DCS工作站直接看到中壓開關(guān)控制回路現(xiàn)場(chǎng)操作視頻和工作狀態(tài)，并可對(duì)其進(jìn)行控制的中壓開關(guān)DCS遠(yuǎn)程可視停送電及診斷系統(tǒng)。該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)能在DCS工作站直接看到中壓開關(guān)控制回路現(xiàn)場(chǎng)操作視頻和工作狀態(tài)，并可對(duì)其進(jìn)行控制，系統(tǒng)組態(tài)穩(wěn)定，成本較低。

關(guān)鍵詞：中壓開關(guān)；DCS工作站；遠(yuǎn)程控制

現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外DCS設(shè)備已經(jīng)非常成熟，但DCS設(shè)備皆采用開關(guān)量、模擬量、Profibus、FF、HART等協(xié)議形式，形式過于單一，尚無(wú)法接入生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)視頻、音頻信號(hào)的接入；而且存在DCS系統(tǒng)與其他非系統(tǒng)軟件兼容性問題，不利于視頻、音頻軟件的開發(fā)與使用；此外采用常規(guī)視頻、音頻軟件，DCS系統(tǒng)需要開發(fā)相應(yīng)軟件接口，影響DCS系統(tǒng)的穩(wěn)定性，且重新開發(fā)軟件的難度非常大；為保證整個(gè)DCS系統(tǒng)的控制速度，不能夠?qū)⒁曨l、音頻信號(hào)通過DCS內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)傳輸，在整體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上需要采用萬(wàn)兆以上的交換機(jī)，成本較高；另外如不將視頻、音頻信號(hào)集成至DCS系統(tǒng)內(nèi)，則需要單獨(dú)操作，無(wú)法實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)；尤其是針對(duì)中壓開關(guān)柜更是如此。

1 系統(tǒng)組成

針對(duì)上述問題，本文提出了一種中壓開關(guān)DCS遠(yuǎn)程可視停送電及診斷系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱MSVDCS系統(tǒng)，即Vedio and diagnosing control system of Medium voltage switch with embedded），系統(tǒng)包括用于終端顯示和操作的DCS工作站、DCS交換機(jī)以及中壓開關(guān)控制回路，其特征在于，還包括DCS嵌入式可視系統(tǒng)及診斷系統(tǒng)。

（1）DCS嵌入式可視系統(tǒng)包括用于通訊交換信息的可視系統(tǒng)交換機(jī)及用于前端采集視頻信號(hào)的多個(gè)攝像頭；可視系統(tǒng)交換機(jī)與DCS工作站電連接，多個(gè)攝像頭與可視系統(tǒng)交換機(jī)分別電連接；攝像頭用于采集現(xiàn)場(chǎng)視頻信號(hào)并通過可視系統(tǒng)交換機(jī)傳輸給DCS工作站；

（2）DCS工作站，DCS工作站、攝像頭之間的通訊協(xié)議為TCP/IP，視頻信號(hào)的解析與展示采用Camer aViewer.exe可視調(diào)用軟件；

（3）診斷系統(tǒng)包括依次電連接的第一DCS控制器、DCS通訊卡件、診斷管理主機(jī)、診斷通訊交換機(jī)以及現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)系統(tǒng)；現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)系統(tǒng)包括前端測(cè)量主機(jī)以及分別與前端測(cè)量主機(jī)相連接的多個(gè)前端檢測(cè)元件；第一DCS控制器通過DCS交換機(jī)與DCS工作站電連接。前端測(cè)量元件33將所測(cè)量中壓開關(guān)信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸至前端測(cè)量主機(jī)上； DCS通訊卡件將診斷管理主機(jī)所計(jì)算分析的信息傳輸至DCS工作站并顯示，其協(xié)議為IEC41850MMS。

2 操作方法

中壓開關(guān)由熱備用狀態(tài)轉(zhuǎn)為檢修狀態(tài)，操作步驟如下：

（1）操作人輸入隔離開關(guān)操作用戶名、密碼，在DCS工作站12畫面點(diǎn)擊要操作的開關(guān)，彈出要操作開關(guān)的KKS編碼確認(rèn)模塊，確認(rèn)信號(hào)需發(fā)送；

（2）中壓開關(guān)遠(yuǎn)方位信號(hào)已收到，且中壓開關(guān)在分位信號(hào)已收到，且中壓開電流為0A，且中壓開關(guān)無(wú)故障信號(hào)，且中壓開關(guān)事故按鈕信號(hào)未發(fā)送，且電操無(wú)故障信號(hào)未發(fā)送，操作人點(diǎn)擊申請(qǐng)操作按鈕，發(fā)送申請(qǐng)操作信號(hào)給授權(quán)人，反饋信號(hào)正確；

（3）授權(quán)人輸入隔離開關(guān)授權(quán)用戶名、密碼，正確后發(fā)送授權(quán)操作信號(hào)，解除隔離開關(guān)控制回路電氣閉鎖信號(hào)，反饋信號(hào)正確；

（4）操作人點(diǎn)擊操作按鈕，將隔離開關(guān)拉至隔離位，操作過程中可以在DCS可視畫面監(jiān)視開關(guān)動(dòng)作過程圖像，確認(rèn)隔離開關(guān)已至隔離位，反饋信號(hào)正確；

（5）中壓開關(guān)在分位、隔離位信號(hào)已收到、授權(quán)信號(hào)正確、KKS確認(rèn)信號(hào)正常、監(jiān)護(hù)閉鎖信號(hào)正確，自動(dòng)聯(lián)鎖合上接地刀閘，操作過程中可以在DCS可視畫面監(jiān)視接地刀閘動(dòng)作過程圖像，確認(rèn)接地刀閘已合好，反饋信號(hào)正確；

（6）點(diǎn)擊復(fù)歸按鈕，授權(quán)閉鎖信號(hào)、KKS確認(rèn)信號(hào)和申請(qǐng)操作信號(hào)均立即恢復(fù)至閉鎖位置，反饋信號(hào)正確，操作完畢。

中壓開關(guān)由檢修狀態(tài)轉(zhuǎn)為熱備用狀態(tài)，操作步驟如下：

（1）操作人輸入隔離開關(guān)操作用戶名、密碼，在DCS工作站12畫面點(diǎn)擊要操作的開關(guān)，彈出要操作開關(guān)的KKS編碼確認(rèn)模塊，確認(rèn)信號(hào)需發(fā)送；

（2）中壓開關(guān)遠(yuǎn)方位信號(hào)已收到，且中壓開關(guān)在分位、隔離位信號(hào)已收到，且中壓開電流為0A，且中壓開關(guān)無(wú)故障信號(hào)，且中壓開關(guān)事故按鈕信號(hào)未發(fā)送，且電操無(wú)故障信號(hào)未發(fā)送，操作人點(diǎn)擊申請(qǐng)操作按鈕，發(fā)送申請(qǐng)操作信號(hào)給授權(quán)人，反饋信號(hào)正確；

（3）授權(quán)人輸入隔離開關(guān)授權(quán)用戶名、密碼，正確后發(fā)送授權(quán)操作信號(hào)，解除接地刀閘控制回路電氣閉鎖信號(hào)，反饋信號(hào)正確；

（4）操作人點(diǎn)擊操作按鈕，分開接地刀閘，操作過程中可以在DCS可視畫面監(jiān)視接地刀閘動(dòng)作過程圖像，確認(rèn)接地刀閘已分開，反饋信號(hào)正確；

（5）中壓開關(guān)在分位信號(hào)已收到、接地刀閘分位信號(hào)已收到、KKS確認(rèn)信號(hào)正常、授權(quán)信號(hào)正確、電氣閉鎖信號(hào)正確，自動(dòng)聯(lián)鎖合上隔離開關(guān)，操作過程中可以在DCS可視畫面監(jiān)視隔離開關(guān)作過程圖像，確認(rèn)隔離開關(guān)已合好，反饋信號(hào)正確；

（6）點(diǎn)擊復(fù)歸按鈕，授權(quán)閉鎖信號(hào)、KKS確認(rèn)信號(hào)和申請(qǐng)操作信號(hào)均立即恢復(fù)至閉鎖位置，反饋信號(hào)正確，操作完畢。

3 小結(jié)

（1）DCS嵌入式可視系統(tǒng)不但利于開發(fā)，而且利于DCS系統(tǒng)的穩(wěn)定性、組態(tài)及后期升級(jí)，具有優(yōu)良的可實(shí)踐性，是未來智能控制系統(tǒng)的發(fā)展方向；（2）診斷系統(tǒng)容納了各中壓開關(guān)的主要狀態(tài)信息，通過IEC61850MMS規(guī)約與DCS系統(tǒng)進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)了中壓開關(guān)的實(shí)時(shí)診斷分析，如在中壓開關(guān)老化或性能欠佳時(shí)，確保在停送電操作前對(duì)中壓開關(guān)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，以致不影響所帶負(fù)荷段設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和操作；（3）智能中壓開關(guān)系統(tǒng)不但利于操作，而且利于現(xiàn)場(chǎng)的安裝、調(diào)試及后期維護(hù)，解決了發(fā)電廠中壓開關(guān)就地手動(dòng)操作的技術(shù)瓶頸。

作者簡(jiǎn)介：

馬蕾（1987），女，山東日照人，本科，助理工程師，從事化工儀表及DCS技術(shù)管理工作。