閉鎖邏輯解析在電腦鑰匙軟件設計中的應用

任金華

(南京南瑞繼保電氣有限公司，江蘇南京211102)

在電力系統微機五防裝置中電腦鑰匙是關鍵設備之一，起著承上啟下作用，它接收來自五防后臺的操作票，然后面對眾多被閉鎖的電氣設備進行位置編碼和狀態識別以及解閉鎖操作[1]。由于設備的形式多樣，需要閉鎖的方式也有很大差異，不同的設備在同一步操作票中要進行解鎖、閉鎖、檢驗狀態等操作的過程也不相同。組合操作類型繁多，需求變化較大。如果每種操作過程都分別控制，工作將會相當復雜繁瑣，過程不易控制。通過對操作過程進行解析，得出以若干基本操作類型為基礎的操作過程邏輯表達式。用這些邏輯表達式組建相應的數據結構進行結構程序設計，簡化了程序設計，提高了軟件的效率和靈活性。

1電氣設備類型及操作過程歸納

1.1電氣設備的主要類型

1.1.1需要驗電型

在對設備進行實際操作之前需要驗電，確保設備不帶電。類似的有網門、具有電動操作機構的地刀操作箱、線路地刀、接地樁等。驗電實際又分4種類型：（1）有源驗有電通過；（2）有源驗無電通過；（3）無源 （無外部電源由電腦鑰匙提供電源）驗有電通過；（4）無源驗無電通過。驗電可以識別設備是否帶電。1.1.2需要驗狀態型

（1）由電氣鎖內部檢測出的設備電氣節點分合狀態；

（2）由設備的機械狀態檢測出來的分合位狀態。1.1.3允許一步操作票開多把鎖操作的設備

（1）網門：設備在一個帶電區間內，該區間有多個網門可以出入，這種情況下對N個網門中任何一個都可以打開，可打開其中的一個或全部，沒有先后順序；

（2）需分相操作的隔離刀閘或接地刀閘：分相操作時三相先后順序可以不分；

（3）可電動或手動操作的刀閘：設備既可以電動操作也可以手動操作；可任取其中一種方式。

1.1.4允許遙控的設備

在自動化程度比較高的變電站以及數字化站很多設備是可以遙控的，當設備無法遙控操作時就必須到現場進行手動或電動操作，因此在一步操作票執行時以及在執行的過程當中都有可能進行遙控操作，因此有必要給需要遙控操作設備類型進行歸類，在條件具備的時候自動向主機發送當前的遙控操作步號，待主機操作完成收到操作成功的報文后電腦鑰匙轉入下步操作[2]。

1.2設備操作過程

任何復雜的操作都是由幾個基本的操作單元組合而成，基本操作元素歸納如下：

（3）驗設備機構分合位狀態U；（4）開掛鎖G；

（5） 開電氣鎖 J（或者遙控）。

操作方式都可以用5個基本集合元素{G，J，U，X，Y}來表達。令→表示操作流程，||∶∶||表示可重復的循環操作，{..+..+..}表示多個解閉鎖節點的或操作，則根據操作閉鎖邏輯[3]典型的操作方式如表1。

根據各自的邏輯表達式可知所有的操作項目都可以用這幾個元素的組合序列構成。為了表達的方便：

R={||∶(J+{X-＞||∶(G1+G2+..+Gn+J)∶||-＞U}∶||} （1）

操作過程解釋為：（1）是否是遙控操作，如果是可以直接向后臺發出遙控請求完成所有設備的操作；（2）如果是就地操作先驗設備是否無電；否則不得操作；（3）確認無電后可以在n把鎖中任開一把并可重復直至n把鎖全部操作完成；（4）操作完成后驗設備狀態結束。

表1設備類型及其操作閉鎖邏輯

根據表達式可以將復雜的操作方式描述成簡單的操作方式的流程組合，采用流程控制的方法完成執行過程。

2數據結構與軟件設計

2.1操作票步驟的數據結構

根據前述的描述方法，在執行操作票的時候，軟件流程設計通過流程與邏輯表達方式的分解得以簡化，當獲取操作票步驟的內容后，得知下述內容：（1）操作屬性，提示性還是有具體操作項；（2）設備狀態變化，合-＞分、 分-＞合等；（3） 設備操作類型一個字符；（4）設備對應鎖號1～23個。

操作步驟的結構為：

{操作步驟長度：WORD

操作屬性：BYTE

操作類型：BYTE

狀態屬性：BYTE

主鎖號：DWORD

合鎖號：DWORD

分鎖號：DWORD

操作內容描述：字符串112字節

或鎖個數n+n*2個字節鎖號+操作內容描述（長度=112-1-n*2） (n≤20)}

鎖的編碼是采用的非接觸式ID編碼，當電腦鑰匙讀出鎖號時獲取一個雙字的唯一編碼。為了減少擴展鎖號占用過多的操作步驟描述空間，將存放于操作票步驟中的鎖號由雙字四字節改成單字兩字節，只用鎖號的低兩個字節，在同一批編碼中低兩個字節同號的概率為1/216，在用擴展鎖碼執行操作的時候將讀取的鎖號用低兩個字節與其進行匹配。操作票執行軟件流程如圖1所示。

圖1操作票執行軟件流程

2.2軟件設計方法

通過前述方法的歸納總結，采用前述方法進行編程設計給電腦鑰匙帶來如下2個優點：

（1）不需要對每種操作類型分別進行操作過程的跟蹤與控制，只要把表達式用基本類型的操作和相應數據結構描述集合起來就可以統籌解決各類操作過程的控制如圖1所示；

（2）無需更改程序就能適應新的操作類型擴充。

把操作步驟的數據結構按照表1的類型和邏輯關系表達式構建各自的映射表作為順序控制驅動時[4]，軟件的編程思路更為清晰，并且具有通用性。以操作類型R為例，將構建出操作表項如表2所示。

表2操作順序控制

根據表格順序執行相應的操作，其中循環操作每執行一次均有提示，可根據實際需要隨時退出循環。

3結束語

盡管電氣設備的型號種類很多，但是通過對設備類型的分解和邏輯化的操作過程解析，組建相應的數據結構，可以化繁為簡，使得用電腦鑰匙執行操作票的過程變成對基本操作單元的順序邏輯組合和循環，從而提高了編程效率，保證了程序正確性。當變電站設備有其他的閉鎖和操作方式時，該方法具有較好的擴展性，只需要增加相應的描述表達式即可完成，而軟件無需變更。

[1]趙旭峰，朱學勇.變電站防誤裝置的功能及應用[J].江蘇電機工程，2010，29（4）：59-61.

[2]余亞林，王俊峰.微機五防裝置防誤基本規則及閉鎖邏輯式優化[J].廣西電力，2012（3）：24-26.

[3]周 健.變電所微機防誤閉鎖邏輯分析和改進[J].現代裝飾理論，2011（11）：99.

[4]陳邦達.從微機五防到順序控制[J].湖北電力，2012，36（2）：21-22.