中壓開關DCS遠程控制系統及應用研究

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控制回路現場操作視頻和工作狀態，并可對其進行控制的中壓開關DCS遠程可視停送電及診斷系統。該系統可實現能在DCS工作站直接看到中壓開關控制回路現場操作視頻和工作狀態，并可對其進行控制，系統組態穩定，成本較低。

關鍵詞：中壓開關；DCS工作站；遠程控制

現在國內外DCS設備已經非常成熟，但DCS設備皆采用開關量、模擬量、Profibus、FF、HART等協議形式，形式過于單一，尚無法接入生產現場視頻、音頻信號的接入；而且存在DCS系統與其他非系統軟件兼容性問題，不利于視頻、音頻軟件的開發與使用；此外采用常規視頻、音頻軟件，DCS系統需要開發相應軟件接口，影響DCS系統的穩定性，且重新開發軟件的難度非常大；為保證整個DCS系統的控制速度，不能夠將視頻、音頻信號通過DCS內部網絡傳輸，在整體網絡架構上需要采用萬兆以上的交換機，成本較高；另外如不將視頻、音頻信號集成至DCS系統內，則需要單獨操作，無法實現聯動；尤其是針對中壓開關柜更是如此。

1 系統組成

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

（1）DCS嵌入式可視系統包括用于通訊交換信息的可視系統交換機及用于前端采集視頻信號的多個攝像頭；可視系統交換機與DCS工作站電連接，多個攝像頭與可視系統交換機分別電連接；攝像頭用于采集現場視頻信號并通過可視系統交換機傳輸給DCS工作站；

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

（3）診斷系統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、診斷通訊交換機以及現場檢測系統；現場檢測系統包括前端測量主機以及分別與前端測量主機相連接的多個前端檢測元件；第一DCS控制器通過DCS交換機與DCS工作站電連接。前端測量元件33將所測量中壓開關信號實時傳輸至前端測量主機上； DCS通訊卡件將診斷管理主機所計算分析的信息傳輸至DCS工作站并顯示，其協議為IEC41850MMS。

2 操作方法

中壓開關由熱備用狀態轉為檢修狀態，操作步驟如下：

（1）操作人輸入隔離開關操作用戶名、密碼，在DCS工作站12畫面點擊要操作的開關，彈出要操作開關的KKS編碼確認模塊，確認信號需發送；

（2）中壓開關遠方位信號已收到，且中壓開關在分位信號已收到，且中壓開電流為0A，且中壓開關無故障信號，且中壓開關事故按鈕信號未發送，且電操無故障信號未發送，操作人點擊申請操作按鈕，發送申請操作信號給授權人，反饋信號正確；

（3）授權人輸入隔離開關授權用戶名、密碼，正確后發送授權操作信號，解除隔離開關控制回路電氣閉鎖信號，反饋信號正確；

（4）操作人點擊操作按鈕，將隔離開關拉至隔離位，操作過程中可以在DCS可視畫面監視開關動作過程圖像，確認隔離開關已至隔離位，反饋信號正確；

（5）中壓開關在分位、隔離位信號已收到、授權信號正確、KKS確認信號正常、監護閉鎖信號正確，自動聯鎖合上接地刀閘，操作過程中可以在DCS可視畫面監視接地刀閘動作過程圖像，確認接地刀閘已合好，反饋信號正確；

（6）點擊復歸按鈕，授權閉鎖信號、KKS確認信號和申請操作信號均立即恢復至閉鎖位置，反饋信號正確，操作完畢。

中壓開關由檢修狀態轉為熱備用狀態，操作步驟如下：

（1）操作人輸入隔離開關操作用戶名、密碼，在DCS工作站12畫面點擊要操作的開關，彈出要操作開關的KKS編碼確認模塊，確認信號需發送；

（2）中壓開關遠方位信號已收到，且中壓開關在分位、隔離位信號已收到，且中壓開電流為0A，且中壓開關無故障信號，且中壓開關事故按鈕信號未發送，且電操無故障信號未發送，操作人點擊申請操作按鈕，發送申請操作信號給授權人，反饋信號正確；

（3）授權人輸入隔離開關授權用戶名、密碼，正確后發送授權操作信號，解除接地刀閘控制回路電氣閉鎖信號，反饋信號正確；

（4）操作人點擊操作按鈕，分開接地刀閘，操作過程中可以在DCS可視畫面監視接地刀閘動作過程圖像，確認接地刀閘已分開，反饋信號正確；

（5）中壓開關在分位信號已收到、接地刀閘分位信號已收到、KKS確認信號正常、授權信號正確、電氣閉鎖信號正確，自動聯鎖合上隔離開關，操作過程中可以在DCS可視畫面監視隔離開關作過程圖像，確認隔離開關已合好，反饋信號正確；

（6）點擊復歸按鈕，授權閉鎖信號、KKS確認信號和申請操作信號均立即恢復至閉鎖位置，反饋信號正確，操作完畢。

3 小結

（1）DCS嵌入式可視系統不但利于開發，而且利于DCS系統的穩定性、組態及后期升級，具有優良的可實踐性，是未來智能控制系統的發展方向；（2）診斷系統容納了各中壓開關的主要狀態信息，通過IEC61850MMS規約與DCS系統進行通訊，實現了中壓開關的實時診斷分析，如在中壓開關老化或性能欠佳時，確保在停送電操作前對中壓開關設備進行維護，以致不影響所帶負荷段設備的正常運轉和操作；（3）智能中壓開關系統不但利于操作，而且利于現場的安裝、調試及后期維護，解決了發電廠中壓開關就地手動操作的技術瓶頸。

作者簡介：

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