微機防誤閉鎖關鍵技術的回顧和展望

微機防誤閉鎖誕生已經(jīng)20多年了，作為一種較早在變電站使用的微機技術，經(jīng)過了幾代技術的發(fā)展變遷，成為成熟又實用化的一個技術分支。信息技術、控制技術、計算機技術的發(fā)展，為此提供了保證，特別是這些技術應用于電力系統(tǒng)，在微機保護如日中天般已經(jīng)得到推廣的同時，微機防誤閉鎖技術同樣處于不斷的發(fā)展中。

任何技術發(fā)展都是循序漸進的，微機防誤閉鎖技術發(fā)展也是多項技術交織在一起成長的，所以本文以產(chǎn)品中的關鍵技術為主線加以闡述，對目前正在使用的技術及未來的走向做一個拋磚引玉的探討。

1、 微機防誤閉鎖的發(fā)展歷史

第一代微機防誤裝置的突破在于：1)首次把嵌入式控制技術應用到電力系統(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)學模型，創(chuàng)立了至今仍然應用的AEMO規(guī)則邏輯表達式;3)獨創(chuàng)性的使用鑰匙、鎖具編碼識別技術，針對幾乎沒法使用的室外鎖具推出了一種非常簡單的但非?？煽康膾戽i;4)現(xiàn)場設備狀態(tài)采用記憶對位，避免了放置大量電纜，降低了對防誤主機性能和容量的限制。

模擬屏主機采用8位單片機，集中對屏面設備采樣，屏上各項提示采用數(shù)碼顯示，電腦鑰匙也采用8位單片機，人機界面采用數(shù)碼顯示，防誤閉鎖操作規(guī)則編寫靈活，能夠適應變電站復雜的操作順序。由于變電站是常規(guī)的操作屏、常規(guī)保護裝置，微機閉鎖系統(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)防誤操作告別了機械閉鎖、電磁閉鎖，進入微機閉鎖時代。

但是使用過程中仍然不方便，人機交互不直觀、電腦鑰匙體積較大，設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。

微機技術的發(fā)展，特別是分布式控制技術的發(fā)展，防誤閉鎖系統(tǒng)進入了第二個發(fā)展階段，此階段主要技術集中在：

1) 分布式處理技術：模擬屏體內發(fā)展出簡單的網(wǎng)絡，對各個屏內元件的位置采集和控制采用分布在屏內的I/O板卡完成，這樣可以提高可靠性;

2) 人機界面：采用大屏幕VFD漢字顯示技術，電腦鑰匙實現(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：通過開關閉鎖繼電器，實現(xiàn)了斷路器的電氣閉鎖;

4) 實時采集技術：斷路器設備的位置能夠及時采集回來，實時對位，

5) 實用化技術：本階段最重要的是一系列技術的實用化。

從此微機閉鎖技術走向成熟，市場也逐步形成，用戶開始認識到各種閉鎖裝置中，微機防誤閉鎖裝置才是真正出路，微機防誤閉鎖設備在變電站設備中，作為一個細分市場的地位得以確立。在發(fā)現(xiàn)有利可圖情況下，一些廠家紛紛模仿，成就了一批微機閉鎖生產(chǎn)廠家，奠定了微機防誤市場堅實基礎。

第一代變電站自動化設備，主要集中在使用RTU實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和當?shù)乇O(jiān)控，這時發(fā)展起來的第二代微機防誤裝置完全能夠滿足要求，但是，隨著變電站自動化技術的發(fā)展，微機保護、測控裝置迅速采用，無人值班變電站、集控站在5年左右的時間迅速推廣，原來看得著摸得著的設備，一下子被一個又一個黑匣子代替，變電站日常運行中關鍵數(shù)據(jù)被爆炸式的數(shù)據(jù)量所淹沒，變電站運行值班人員不得不面對一系列形形色色設備，特別是變電站監(jiān)視、操作界面，有的主張在當?shù)匚C，有的主張在保護監(jiān)控屏上設備小顯示器，運行人員和設備的交互被強制性的剝奪了?，F(xiàn)場看不到、柜體上不全面，微機上不可靠，運行操作更加復雜化了，運行管理模式一時間無法適應，如何讓運行人員從海量般繁瑣的數(shù)據(jù)中找到關鍵數(shù)據(jù)，從分散的各個設備界面上找到故障設備，如何簡化運行步驟、降低運行人員的工作負擔，微機防誤裝置作為變電站運行安全的核心裝置，面臨著新的挑戰(zhàn)和機遇。由此發(fā)展一種從復雜技術中解放人員的運行操作界面成為緊迫的需求DD變電站綜合操作系統(tǒng)應運而生。

在英特爾摩爾定律的天才預見下，CPU飛速發(fā)展，大容量高性能CPU為解決微機防誤閉鎖遇到的問題提供了基礎。降低運行負擔又能夠適應變電站自動化的發(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儲備一時未跟上，一部分原因是，部分人員的指導思想是“為技術而技術”，應用為“技術”服務，人為“技術”服務。所以在當適合于變電站應用的“綜合操作屏”被用戶認可時，陷于純技術泥潭的分支也一直在蹣跚而行。

這個階段的技術主要體現(xiàn)在：

1)“三屏合一”綜合操作技術：由于微機監(jiān)控、保護的采用，“三屏合一”技術解決了老式控制屏不能滿足數(shù)字信息顯示障礙;微機保護、監(jiān)控裝置有的在控制室、有的在開關柜上，故障情況下，微機保護的大量信息很難讓運行人員立即定位故障，采用“三屏合一”技術解決了原來運行人員關心的故障信息反饋問題;由于防誤操作的模擬屏和運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足。

2)RFID技術：由于部分變電站規(guī)模增加，特別是集控站投運，參與閉鎖的點數(shù)膨脹，原來的編碼資源不能滿足，而RFID技術是新近發(fā)展起來的用于取代過去條形碼智能數(shù)字標簽，不會重碼，識別技術成熟，應用到變電站防誤操作的鎖具上，堵塞了重碼安全漏洞，省去了維護和調試工作量;

3)電腦鑰匙功能增強：采用大屏幕顯示器，可以顯示一條完整的操作步驟，對二次項的操作提示更加完善;傳輸采用IrDA高速紅外傳輸口，具備GPRS遠程傳輸功能，大容量可充電鋰電池;現(xiàn)場操作錄音功能等等都得到支持。

4)屏體數(shù)字化元件技術：如觸摸微動燈頭、可靠的數(shù)字表頭?？刂破?、信號屏、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)級產(chǎn)品受到廣泛的用戶歡迎;

5)32位嵌入式CPU及分布式多機技術：由于上面提到的變電站自動化產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)，在變電站層面上，要求有強大的主機處理性能，信息實時性也必須要滿足，所以要求數(shù)據(jù)分級處理，綜合操作屏內分布有多級高速信息傳輸網(wǎng)絡，通過主機、分機的協(xié)調處理，提供了一套功能強大，又方便實用的變電站運行設備;