尼爾基發(fā)電廠安全防護(hù)管理系統(tǒng)智能化改造

左建華，聶麟童，周麗娜

（嫩江尼爾基水利水電有限責(zé)任公司，黑龍江齊齊哈爾 161005）

安全防護(hù)管理子系統(tǒng)是智能水電廠保障人身安全、設(shè)備安全的重要組成部分。目前尼爾基發(fā)電廠已投入運(yùn)行的防護(hù)系統(tǒng)包括：電力五防系統(tǒng)、二次防護(hù)系統(tǒng)等，安全防護(hù)子系統(tǒng)投入少，功能不全。為提高安全管理水平，提高發(fā)電廠安全程度，降低人員勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率，需要升級(jí)改造尼爾基發(fā)電廠電力五防系統(tǒng)，并且建設(shè)安裝智能無線巡檢系統(tǒng)和門禁系統(tǒng)，最終使全廠具備完整的安全防護(hù)管理系統(tǒng)體系?，F(xiàn)從以下三個(gè)方面進(jìn)行智能化升級(jí)改造介紹。

1 電力智能五防子系統(tǒng)

1.1 五防系統(tǒng)使用情況

尼爾基發(fā)電廠微機(jī)防誤操作系統(tǒng)是一種利用計(jì)算機(jī)圖形界面代替模擬屏的閉鎖功能。這套由珠海優(yōu)特科技股份有限公司生產(chǎn)的UT—2000TV型微機(jī)防誤操作系統(tǒng)，投入應(yīng)用達(dá)9年，存在諸多問題：1）系統(tǒng)接口能力差，不能實(shí)現(xiàn)在線防誤；2）系統(tǒng)與生產(chǎn)經(jīng)常需要手工校對(duì)，五防系統(tǒng)防誤性能低，且生產(chǎn)廠家已不能提供有關(guān)升級(jí)服務(wù)；3）防誤電腦鑰匙經(jīng)常在操作過程中自動(dòng)斷電，不能正常使用，影響操作，建議進(jìn)行智能升級(jí)改造。

1.2 建立防誤系統(tǒng)平臺(tái)

防誤系統(tǒng)平臺(tái)按照智能化水電廠的設(shè)計(jì)思想分站控層、間隔層和過程層三層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。建立電力防誤系統(tǒng)防誤網(wǎng)，光纖通道帶寬不低于2 M，實(shí)現(xiàn)消防火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、電力防誤系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)與工業(yè)電視進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)預(yù)定位、移動(dòng)報(bào)警、紅外報(bào)警、數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)等功能。

通過對(duì)尼爾基發(fā)電廠防誤智能化改造的建設(shè)，使全廠的智能化防誤網(wǎng)既獨(dú)立自成體系，又支持將來統(tǒng)一信息平臺(tái)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，電力防誤系統(tǒng)防誤工作以IEC61850標(biāo)準(zhǔn)接入MMS網(wǎng)，直接從MMS網(wǎng)讀取統(tǒng)一信息平臺(tái)的數(shù)據(jù)、與統(tǒng)一信息平臺(tái)實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)的交互，并通過統(tǒng)一信息平臺(tái)與其他智能系統(tǒng)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)。為保證防誤網(wǎng)安全穩(wěn)定，設(shè)計(jì)考慮至少雙網(wǎng)冗余結(jié)構(gòu)，確保全廠設(shè)備和人身安全。

1.3 實(shí)現(xiàn)防誤系統(tǒng)基本功能

1）實(shí)現(xiàn)基本單站防誤功能，與現(xiàn)地系統(tǒng)通訊，閉鎖所有遙控操作，閉鎖全廠的系統(tǒng)操作。利用無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)與工業(yè)電視系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)與巡檢系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享，根據(jù)需要提供交互數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)與巡檢系統(tǒng)的互動(dòng)。

2）實(shí)現(xiàn)集控的防誤功能。解決防誤閉鎖中監(jiān)控中心層、站控層、間隔層、過程層之間的關(guān)系，有效防止在兩個(gè)有聯(lián)系的設(shè)備間操作時(shí)惡性突發(fā)事故的產(chǎn)生，通過設(shè)置電源點(diǎn)全廠圖形自動(dòng)著色，提醒運(yùn)行人員在操作時(shí)所造成的誤操作。

3）實(shí)現(xiàn)防誤系統(tǒng)拓展功能。在系統(tǒng)中可以進(jìn)行多重任務(wù)操作，同時(shí)還能記錄操作人員在系統(tǒng)上的操作信息，掉電記憶時(shí)間長(zhǎng)，并且能夠?qū)拥鼐€、對(duì)智能解鎖鑰匙進(jìn)行管理。

1.4 建立短距微功耗無線網(wǎng)絡(luò)

全廠的短距微功耗無線網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架應(yīng)簡(jiǎn)單，性能可靠，由無線網(wǎng)絡(luò)控制器、無線路由器和無線電腦鑰匙組成。無線網(wǎng)絡(luò)控制器和無線路由器構(gòu)成一個(gè)可靠的無線蜂窩局域網(wǎng)，無線電腦鑰匙作為一個(gè)無節(jié)點(diǎn)，可在蜂窩局域網(wǎng)內(nèi)隨意使用自由漫游，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)操作終端與主控室之間的信息交換，從而實(shí)現(xiàn)在線式防誤閉鎖功能。

1.5 無線電腦鑰匙

無線電腦鑰匙應(yīng)滿足無線編碼、無線采碼、無線識(shí)別、無線通訊。無線電腦鑰匙在陽(yáng)光照射下應(yīng)清晰顯示，能適應(yīng)零下40℃低溫工作及在地下廠房特殊環(huán)境條件下使用。實(shí)現(xiàn)各種接地樁、設(shè)備區(qū)門、接地線的實(shí)施管理。同無線電腦鑰匙與防誤工作站實(shí)時(shí)高速交換信息，為各個(gè)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)建立基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，可實(shí)現(xiàn)防誤、巡檢、人員定位等功能為同一個(gè)移動(dòng)終端。

1.6 建立智能地線管理系統(tǒng)

尼爾基水電廠現(xiàn)有的“五防”系統(tǒng)沒有對(duì)全廠的接地線采用有效的管理，造成接地線使用和管理不透明，對(duì)電廠安全生產(chǎn)存在隱患，因此需要建立一個(gè)完整、安全可靠的智能地線管理系統(tǒng)。它可以與微機(jī)防誤閉鎖裝置連機(jī)使用，也可以獨(dú)立使用。工作人員可以通過智能化平臺(tái)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)接地線取出、裝設(shè)、拆除和放回進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控制管理，保證工作人員在電氣設(shè)備上的安全操作，同時(shí)對(duì)地線進(jìn)行規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化管理，確保電廠安全生產(chǎn)。

2 無線巡檢系統(tǒng)

建立無線智能巡檢系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)巡檢工作上無紙化數(shù)據(jù)采集，管理部門能夠科學(xué)管理和有效監(jiān)督巡檢人員的工作情況，為巡檢管理工作提供一種科學(xué)有效的手段，可以把現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳到服務(wù)器，對(duì)數(shù)據(jù)有積累分析的作用，真正實(shí)現(xiàn)巡檢工作電子化、信息化和智能化，從而最大程度提高工作效率，保證了電廠設(shè)備安全運(yùn)行。

2.1 無線智能設(shè)備巡檢系統(tǒng)

無線智能設(shè)備巡檢系統(tǒng)的作用主要就是定時(shí)巡視設(shè)備，關(guān)注設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，在水電廠運(yùn)行設(shè)備出現(xiàn)缺陷或者運(yùn)行異常的時(shí)候，能夠及時(shí)發(fā)出信號(hào)，進(jìn)一步保證設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

電廠巡回檢查人員在對(duì)設(shè)備巡回過程中，利用智能巡檢終端設(shè)備PDA，通過無線網(wǎng)絡(luò)連接PDA和中心管理系統(tǒng)，將巡檢數(shù)據(jù)提交給中心管理系統(tǒng)并進(jìn)行記錄存檔。

2.2 無線智能巡檢系統(tǒng)定位功能

定位服務(wù)器、定位標(biāo)簽、無線局域網(wǎng)接入點(diǎn)共同構(gòu)成了無線局域網(wǎng)實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)。首先由無線設(shè)備發(fā)出無線信號(hào)，AP再把其傳給定位服務(wù)器，定位服務(wù)器再由信號(hào)的強(qiáng)弱和信號(hào)到達(dá)的時(shí)間間隔來判斷設(shè)備的位置，同時(shí)由電子地圖顯示出來。定位標(biāo)簽佩戴在巡檢工作人員的身上，在局域網(wǎng)的條件下可以同定位服務(wù)器進(jìn)行通信，而調(diào)度中心的工作人員又可以根據(jù)服務(wù)器軟件來判斷巡檢人員的位置以及其操作是否有誤，通過門禁、防誤系統(tǒng)聯(lián)合控制，有效防止工作人員非法進(jìn)入不安全區(qū)域。

3 智能門禁系統(tǒng)門禁子系統(tǒng)

門禁系統(tǒng)（出入管理控制系統(tǒng)）是一種管理人員進(jìn)出的智能化管理系統(tǒng)，概括就是：管理什么人什么時(shí)間可以進(jìn)出那些門，并提供事后的查詢、報(bào)表、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和報(bào)警等等。因此，要實(shí)現(xiàn)新建設(shè)的門禁子系統(tǒng)與無線智能巡檢、人員定位和電力防誤系統(tǒng)共用一個(gè)移動(dòng)終端，實(shí)現(xiàn)全廠“信息標(biāo)準(zhǔn)化、決策智能化”的智能門禁子系統(tǒng)。

3.1 作用

電廠的門禁系統(tǒng)為生產(chǎn)、辦公區(qū)的智能化、自動(dòng)化管理的實(shí)現(xiàn)提供幫助。電廠門禁系統(tǒng)必須能夠?qū)ψ冸娬竞蛷S房?jī)?nèi)的電路短/斷、現(xiàn)場(chǎng)狀況進(jìn)行監(jiān)控和報(bào)警，能夠?qū)崟r(shí)直接地了解和掌握各個(gè)設(shè)備門的情況，及時(shí)對(duì)發(fā)生的事件做出反應(yīng)，并且操作簡(jiǎn)單方便，適合電力部門維護(hù)使用。電廠門禁系統(tǒng)門禁設(shè)備具有良好的防拆、報(bào)警功能，一旦有人誤闖入的事件發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)入布防狀態(tài)，相關(guān)的門將全部關(guān)閉，并且通過工業(yè)電視系統(tǒng)直觀地反映在管理計(jì)算機(jī)上，能讓工作人員及時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)情況。

3.2 組成

門禁系統(tǒng)通常由識(shí)別卡、讀卡器、控制器、電磁鎖、通訊轉(zhuǎn)換器、出門按鈕、電源、消防聯(lián)動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)組成。

3.3 基本功能

3.3.1 聯(lián)動(dòng)功能

系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)包括電廠防誤系統(tǒng)、巡檢人員定位系統(tǒng)、消防系統(tǒng)和工業(yè)電視系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)，可以通過開啟關(guān)閉設(shè)備區(qū)或者設(shè)備的重要門，進(jìn)行防誤系統(tǒng)授權(quán)，并將數(shù)據(jù)上傳到統(tǒng)一信息化平臺(tái)來進(jìn)行在線管理，從而提升整個(gè)電廠各站點(diǎn)的安防管理水平。如：系統(tǒng)的合法刷卡進(jìn)入可以自動(dòng)地聯(lián)動(dòng)報(bào)警撤防，推出后可以自動(dòng)進(jìn)行布防，降低系統(tǒng)的報(bào)警誤報(bào)率。對(duì)于電廠門禁系統(tǒng)的非法情況，系統(tǒng)也可以聯(lián)動(dòng)進(jìn)行視頻抓拍和現(xiàn)場(chǎng)視頻的切換，便于監(jiān)控中心及時(shí)的對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的情況進(jìn)行查核。

3.3.2 模板功能

系統(tǒng)的模板功能主要是針對(duì)基礎(chǔ)的配置參數(shù)信息一般大同小異。在建設(shè)系統(tǒng)的過程中對(duì)站點(diǎn)設(shè)置的參數(shù)等信息可以保存為模板，這樣在新的電廠站點(diǎn)配置中只需要在模板中導(dǎo)出即可，可以減少系統(tǒng)調(diào)試配置的工作量。

3.3.3 多種報(bào)表輸出

系統(tǒng)可以根據(jù)需要來靈活的對(duì)系統(tǒng)中的各類時(shí)間和告警形成報(bào)表輸出（例如：報(bào)警記錄報(bào)表輸出、操作日志報(bào)表輸出、視頻抓拍報(bào)表輸出、刷卡記錄報(bào)表輸出等），以作為電廠各職能部門的拓展應(yīng)用的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

3.3.4 多種報(bào)警方式和機(jī)制

系統(tǒng)對(duì)于電廠站點(diǎn)的門點(diǎn)報(bào)警可以根據(jù)不同的報(bào)警登記采用不同的告警方式，而且對(duì)于報(bào)警通知的對(duì)象可以分級(jí)，如一般的告警在平臺(tái)上提示即可。而對(duì)于非法操作等告警，要求現(xiàn)場(chǎng)能觸發(fā)警報(bào)以告知非法操作人員，同時(shí)監(jiān)控中心信息化平臺(tái)上能及時(shí)顯示，而且多級(jí)報(bào)警可以通過短信和電話的方式將報(bào)警系統(tǒng)通知相應(yīng)的電廠值班責(zé)任人，確保電廠門禁系統(tǒng)的報(bào)警及時(shí)被人來處理和確認(rèn)。

4 結(jié)語(yǔ)

尼爾基發(fā)電廠安全防護(hù)管理系統(tǒng)智能化改造后，運(yùn)行值班人員可以直接通過中控室內(nèi)安全防護(hù)管理信息平臺(tái)實(shí)時(shí)監(jiān)視全廠運(yùn)行設(shè)備上傳的數(shù)據(jù)，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，大大縮短了故障處理的時(shí)間，確保尼爾基發(fā)電廠設(shè)備的安全性，及時(shí)避免了事故隱患的存在。因此，尼爾基發(fā)電廠安全防護(hù)管理系統(tǒng)智能化改造是切實(shí)可行的。經(jīng)過改造后的智能化安全防護(hù)管理系統(tǒng)，將會(huì)更加合理、更加安全，更加簡(jiǎn)單，更加符合尼爾基發(fā)電廠設(shè)備運(yùn)行的實(shí)際情況。

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