微機(jī)防誤閉鎖關(guān)鍵技術(shù)的回顧和展望

微機(jī)防誤閉鎖誕生已經(jīng)20多年了，作為一種較早在變電站使用的微機(jī)技術(shù)，經(jīng)過(guò)了幾代技術(shù)的發(fā)展變遷，成為成熟又實(shí)用化的一個(gè)技術(shù)分支。信息技術(shù)、控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，為此提供了保證，特別是這些技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)，在微機(jī)保護(hù)如日中天般已經(jīng)得到推廣的同時(shí)，微機(jī)防誤閉鎖技術(shù)同樣處于不斷的發(fā)展中。

任何技術(shù)發(fā)展都是循序漸進(jìn)的，微機(jī)防誤閉鎖技術(shù)發(fā)展也是多項(xiàng)技術(shù)交織在一起成長(zhǎng)的，所以本文以產(chǎn)品中的關(guān)鍵技術(shù)為主線加以闡述，對(duì)目前正在使用的技術(shù)及未來(lái)的走向做一個(gè)拋磚引玉的探討。

1、 微機(jī)防誤閉鎖的發(fā)展歷史

第一代微機(jī)防誤裝置的突破在于：1)首次把嵌入式控制技術(shù)應(yīng)用到電力系統(tǒng)防止誤操作上;2)首次抽象出防誤閉鎖操作規(guī)則的數(shù)學(xué)模型，創(chuàng)立了至今仍然應(yīng)用的AEMO規(guī)則邏輯表達(dá)式;3)獨(dú)創(chuàng)性的使用鑰匙、鎖具編碼識(shí)別技術(shù)，針對(duì)幾乎沒(méi)法使用的室外鎖具推出了一種非常簡(jiǎn)單的但非?？煽康膾戽i;4)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)采用記憶對(duì)位，避免了放置大量電纜，降低了對(duì)防誤主機(jī)性能和容量的限制。

模擬屏主機(jī)采用8位單片機(jī)，集中對(duì)屏面設(shè)備采樣，屏上各項(xiàng)提示采用數(shù)碼顯示，電腦鑰匙也采用8位單片機(jī)，人機(jī)界面采用數(shù)碼顯示，防誤閉鎖操作規(guī)則編寫(xiě)靈活，能夠適應(yīng)變電站復(fù)雜的操作順序。由于變電站是常規(guī)的操作屏、常規(guī)保護(hù)裝置，微機(jī)閉鎖系統(tǒng)，首次突破性的提出“模擬屏+電腦鑰匙+掛鎖”方案，從可靠性、操作規(guī)則靈活性上，解決了長(zhǎng)期困擾電力系統(tǒng)的誤操作難題。從此電力系統(tǒng)防誤操作告別了機(jī)械閉鎖、電磁閉鎖，進(jìn)入微機(jī)閉鎖時(shí)代。

但是使用過(guò)程中仍然不方便，人機(jī)交互不直觀、電腦鑰匙體積較大，設(shè)備變位得不到立即反映，不利于操作人員使用等缺陷變成突出的難題。

微機(jī)技術(shù)的發(fā)展，特別是分布式控制技術(shù)的發(fā)展，防誤閉鎖系統(tǒng)進(jìn)入了第二個(gè)發(fā)展階段，此階段主要技術(shù)集中在：

1) 分布式處理技術(shù)：模擬屏體內(nèi)發(fā)展出簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)，對(duì)各個(gè)屏內(nèi)元件的位置采集和控制采用分布在屏內(nèi)的I/O板卡完成，這樣可以提高可靠性;

2) 人機(jī)界面：采用大屏幕VFD漢字顯示技術(shù)，電腦鑰匙實(shí)現(xiàn)了雙行漢字界面，電腦鑰匙體積明顯的縮小和便于攜帶;

3) 電氣閉鎖技術(shù)：通過(guò)開(kāi)關(guān)閉鎖繼電器，實(shí)現(xiàn)了斷路器的電氣閉鎖;

4) 實(shí)時(shí)采集技術(shù)：斷路器設(shè)備的位置能夠及時(shí)采集回來(lái)，實(shí)時(shí)對(duì)位，

5) 實(shí)用化技術(shù)：本階段最重要的是一系列技術(shù)的實(shí)用化。

從此微機(jī)閉鎖技術(shù)走向成熟，市場(chǎng)也逐步形成，用戶(hù)開(kāi)始認(rèn)識(shí)到各種閉鎖裝置中，微機(jī)防誤閉鎖裝置才是真正出路，微機(jī)防誤閉鎖設(shè)備在變電站設(shè)備中，作為一個(gè)細(xì)分市場(chǎng)的地位得以確立。在發(fā)現(xiàn)有利可圖情況下，一些廠家紛紛模仿，成就了一批微機(jī)閉鎖生產(chǎn)廠家，奠定了微機(jī)防誤市場(chǎng)堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

第一代變電站自動(dòng)化設(shè)備，主要集中在使用RTU實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和當(dāng)?shù)乇O(jiān)控，這時(shí)發(fā)展起來(lái)的第二代微機(jī)防誤裝置完全能夠滿(mǎn)足要求，但是，隨著變電站自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，微機(jī)保護(hù)、測(cè)控裝置迅速采用，無(wú)人值班變電站、集控站在5年左右的時(shí)間迅速推廣，原來(lái)看得著摸得著的設(shè)備，一下子被一個(gè)又一個(gè)黑匣子代替，變電站日常運(yùn)行中關(guān)鍵數(shù)據(jù)被爆炸式的數(shù)據(jù)量所淹沒(méi)，變電站運(yùn)行值班人員不得不面對(duì)一系列形形色色設(shè)備，特別是變電站監(jiān)視、操作界面，有的主張?jiān)诋?dāng)?shù)匚C(jī)，有的主張?jiān)诒Ｗo(hù)監(jiān)控屏上設(shè)備小顯示器，運(yùn)行人員和設(shè)備的交互被強(qiáng)制性的剝奪了?，F(xiàn)場(chǎng)看不到、柜體上不全面，微機(jī)上不可靠，運(yùn)行操作更加復(fù)雜化了，運(yùn)行管理模式一時(shí)間無(wú)法適應(yīng)，如何讓運(yùn)行人員從海量般繁瑣的數(shù)據(jù)中找到關(guān)鍵數(shù)據(jù)，從分散的各個(gè)設(shè)備界面上找到故障設(shè)備，如何簡(jiǎn)化運(yùn)行步驟、降低運(yùn)行人員的工作負(fù)擔(dān)，微機(jī)防誤裝置作為變電站運(yùn)行安全的核心裝置，面臨著新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。由此發(fā)展一種從復(fù)雜技術(shù)中解放人員的運(yùn)行操作界面成為緊迫的需求DD變電站綜合操作系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。

在英特爾摩爾定律的天才預(yù)見(jiàn)下，CPU飛速發(fā)展，大容量高性能CPU為解決微機(jī)防誤閉鎖遇到的問(wèn)題提供了基礎(chǔ)。降低運(yùn)行負(fù)擔(dān)又能夠適應(yīng)變電站自動(dòng)化的發(fā)展的“綜合操作屏”誕生了。本階段由于發(fā)展的迅猛，出現(xiàn)了分化，一部分原因是一些廠家技術(shù)儲(chǔ)備一時(shí)未跟上，一部分原因是，部分人員的指導(dǎo)思想是“為技術(shù)而技術(shù)”，應(yīng)用為“技術(shù)”服務(wù)，人為“技術(shù)”服務(wù)。所以在當(dāng)適合于變電站應(yīng)用的“綜合操作屏”被用戶(hù)認(rèn)可時(shí)，陷于純技術(shù)泥潭的分支也一直在蹣跚而行。

這個(gè)階段的技術(shù)主要體現(xiàn)在：

1)“三屏合一”綜合操作技術(shù)：由于微機(jī)監(jiān)控、保護(hù)的采用，“三屏合一”技術(shù)解決了老式控制屏不能滿(mǎn)足數(shù)字信息顯示障礙;微機(jī)保護(hù)、監(jiān)控裝置有的在控制室、有的在開(kāi)關(guān)柜上，故障情況下，微機(jī)保護(hù)的大量信息很難讓運(yùn)行人員立即定位故障，采用“三屏合一”技術(shù)解決了原來(lái)運(yùn)行人員關(guān)心的故障信息反饋問(wèn)題;由于防誤操作的模擬屏和運(yùn)行操作的操作屏都需要一次系統(tǒng)接線圖，所以把模擬屏融入控制屏中，通過(guò)功能切換，既節(jié)省了空間，也使得“兩票三制”的安全管理流程獲得流暢的滿(mǎn)足。

2)RFID技術(shù)：由于部分變電站規(guī)模增加，特別是集控站投運(yùn)，參與閉鎖的點(diǎn)數(shù)膨脹，原來(lái)的編碼資源不能滿(mǎn)足，而RFID技術(shù)是新近發(fā)展起來(lái)的用于取代過(guò)去條形碼智能數(shù)字標(biāo)簽，不會(huì)重碼，識(shí)別技術(shù)成熟，應(yīng)用到變電站防誤操作的鎖具上，堵塞了重碼安全漏洞，省去了維護(hù)和調(diào)試工作量;

3)電腦鑰匙功能增強(qiáng)：采用大屏幕顯示器，可以顯示一條完整的操作步驟，對(duì)二次項(xiàng)的操作提示更加完善;傳輸采用IrDA高速紅外傳輸口，具備GPRS遠(yuǎn)程傳輸功能，大容量可充電鋰電池;現(xiàn)場(chǎng)操作錄音功能等等都得到支持。

4)屏體數(shù)字化元件技術(shù)：如觸摸微動(dòng)燈頭、可靠的數(shù)字表頭?？刂破?、信號(hào)屏、模擬屏合并必須有數(shù)字元件的支持，而這些元件的可靠性和豐富的功能，保證綜合操作屏作為工業(yè)級(jí)產(chǎn)品受到廣泛的用戶(hù)歡迎;

5)32位嵌入式CPU及分布式多機(jī)技術(shù)：由于上面提到的變電站自動(dòng)化產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)，在變電站層面上，要求有強(qiáng)大的主機(jī)處理性能，信息實(shí)時(shí)性也必須要滿(mǎn)足，所以要求數(shù)據(jù)分級(jí)處理，綜合操作屏內(nèi)分布有多級(jí)高速信息傳輸網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)主機(jī)、分機(jī)的協(xié)調(diào)處理，提供了一套功能強(qiáng)大，又方便實(shí)用的變電站運(yùn)行設(shè)備;