智能鑰匙中混合邏輯操作票的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

吳化洪 黃建林

摘 要：操作票是電網(wǎng)倒閘操作的重要制度，微機(jī)防誤系統(tǒng)普通操作票模式已無(wú)法滿足電網(wǎng)運(yùn)維有序與無(wú)序操作交替混合的應(yīng)用需求，本文設(shè)計(jì)了一種快速、高效、穩(wěn)定地混合邏輯操作票，適用于電網(wǎng)運(yùn)維多種應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)不同操作票類型的要求，兼容普通操作票模式，具有很強(qiáng)的通用性，應(yīng)用效果良好。

關(guān)鍵詞：智能鑰匙;操作票;混合邏輯;防誤

中圖分類號(hào)：TM774.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）14-0022-02

0 引言

變電站五防從簡(jiǎn)單防誤閉鎖裝置到先進(jìn)微機(jī)防誤系統(tǒng)的發(fā)展，減輕了變電站操作與維護(hù)人員的負(fù)擔(dān)，提高了變電運(yùn)維部門的工作效率，有效減少了變電運(yùn)維過程中誤操作的發(fā)生，保障了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。智能鑰匙作為微機(jī)防誤系統(tǒng)中的操作執(zhí)行終端，是微機(jī)防誤系統(tǒng)的重要組成部分，智能鑰匙通過有線或無(wú)線方式接受來(lái)自微機(jī)防誤系統(tǒng)的操作信息或執(zhí)行指令，依據(jù)操作信息或執(zhí)行指令解閉鎖現(xiàn)場(chǎng)鎖具，并通過有線或無(wú)線的方式回傳操作記錄信息至微機(jī)防誤系統(tǒng)。智能鑰匙能否按操作信息或執(zhí)行指令進(jìn)行準(zhǔn)確地操作和提示，直接影響到智能鑰匙的可靠性，影響到微機(jī)防誤系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，乃至整個(gè)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1 操作票現(xiàn)狀

微機(jī)防誤系統(tǒng)發(fā)展至今，操作票仍然是變電站倒閘操作的重要制度，從手工填寫到電子票形式，更便于管理。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，電力企業(yè)的安全生產(chǎn)提出了更高的防誤要求，操作票形式及應(yīng)用場(chǎng)景也有了新的需求。在電力安全生產(chǎn)過程中，一次設(shè)備倒閘操作必須嚴(yán)格按操作票的操作順序有序執(zhí)行，而各類門和二次設(shè)備的操作有時(shí)要求是無(wú)序的，還有一些特殊應(yīng)用場(chǎng)景，比如風(fēng)電場(chǎng)的檢修作業(yè)，既要求有序操作又要求無(wú)序操作。針對(duì)這種有序無(wú)序交替操作需求，本文提出了一種混合邏輯操作票形式，兼容已有的有序操作票和無(wú)序操作票形式，同時(shí)滿足有序操作序列與無(wú)序操作序列交替混合的形式。

2 混合邏輯操作票的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1 混合邏輯操作票的設(shè)計(jì)

操作票以文件的形式保存在智能鑰匙的Flash中，一般包括三個(gè)部分內(nèi)容：操作票信息、步驟信息和顯示項(xiàng)，其中操作票信息包括操作票唯一身份識(shí)別碼、操作票類型、操作票名稱等;步驟信息包括鎖碼、操作動(dòng)作、顯示文本偏移地址等;顯示項(xiàng)用于保存字符串的集合。

為了實(shí)現(xiàn)有序與無(wú)序的混合，在步驟信息中增加依賴步屬性，包括依賴步數(shù)量及依賴步驟號(hào)，依賴步驟數(shù)量可以是多個(gè)或?yàn)?。在操作過程中，某步驟的依賴步驟都已操作或無(wú)依賴步驟，該類步驟構(gòu)成無(wú)序操作序列;如果后一步驟只有一個(gè)依賴步而且依賴前一步驟，則這前后兩步是有序操作，擁有這種關(guān)系的多個(gè)步驟構(gòu)成一個(gè)有序操作序列。

比如，有三個(gè)設(shè)備A、B、C，C的依賴步驟是A和B，表示只有設(shè)備A、B都已完成操作后才允許操作設(shè)備C，而設(shè)備A、B的依賴數(shù)量為0，表示它們的操作順序是無(wú)序的，依賴步驟號(hào)用下標(biāo)表示，如圖1所示。

在智能鑰匙硬件資源有限的情況下，如何快速、高效、穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)混合邏輯操作票是本文首先要考慮的關(guān)鍵問題。依賴步驟號(hào)的數(shù)量沒有限制，所以依賴步驟號(hào)采用動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)方式，因此步驟信息的長(zhǎng)度不確定，為了快速的檢索操作票文件，增加一個(gè)索引表文件;為了高效的獲取依賴步驟的操作狀態(tài)，增加一個(gè)狀態(tài)表文件;為了穩(wěn)定的打開并執(zhí)行操作票文件，采用單例模式管理文件指針，單例模式管理文件不僅可以達(dá)到節(jié)省資源的目的，而且可以保持文件操作的唯一性，防止多個(gè)線程要同時(shí)進(jìn)行文件創(chuàng)建、打開、修改一個(gè)文件的操作時(shí)產(chǎn)生的混亂問題。

2.2 混合邏輯操作票的實(shí)現(xiàn)

混合邏輯操作票的具體實(shí)現(xiàn)包括操作初始化及操作票執(zhí)行。

操作初始化包括索引表及狀態(tài)表的建立。為了解決混合邏輯操作票文件檢索繁瑣、低效率問題，通過相同長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)類型保存每個(gè)操作步驟的偏移地址來(lái)創(chuàng)建一個(gè)索引表，在檢索操作步驟信息時(shí)，先根據(jù)步驟號(hào)為下載操作票文件取出索引表中的偏移地址，再取操作票文件中的步驟信息，具體的映射關(guān)系如圖2所示。

通常情況下，操作票的實(shí)現(xiàn)中要判斷某個(gè)步驟是否已經(jīng)操作，會(huì)遍歷讀取整個(gè)操作日志文件，混合邏輯操作票中同樣要判斷依賴步的操作狀態(tài)，因此也會(huì)頻繁遍歷整個(gè)操作日志文件，為了提高判斷操作的效率，建立一個(gè)狀態(tài)表，保存步驟的操作狀態(tài)，以0和1表示未操作和已操作。

操作票執(zhí)行分為當(dāng)前步、操作步、計(jì)劃步，其中，當(dāng)前步是在未讀碼片時(shí)智能鑰匙顯示的步驟，如當(dāng)前是無(wú)鎖碼的提示項(xiàng)，則跳轉(zhuǎn)操作其它步驟后，必須要返回當(dāng)前步;操作步是讀碼片時(shí)智能鑰匙顯示可操作的步驟，首先比較是否當(dāng)前步已操作，再查找未操作過且依賴步驟全部已操作的步驟，且步驟號(hào)靠前的優(yōu)先，接著查找已操作過依賴步驟的步驟，步驟號(hào)靠后的優(yōu)先，否則，提示無(wú)對(duì)應(yīng)鎖碼值步驟;計(jì)劃步是操作完操作步后接下來(lái)要顯示的步驟，若當(dāng)前步?jīng)]操作則顯示當(dāng)前步，否則如果當(dāng)前步的下一步是有序操作序列，則顯示下一步，再則顯示未操作過且依賴項(xiàng)全部已操作的步驟，且靠前的步驟優(yōu)先。具體的操作票執(zhí)行流程如圖3所示。

普通操作票模式只需通過設(shè)置依賴步驟號(hào)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，有序操作票第一步驟的依賴項(xiàng)的步驟號(hào)設(shè)置為0，其余步驟的依賴項(xiàng)的步驟號(hào)依次為上一操作步驟號(hào);無(wú)序操作票的所有步驟的依賴項(xiàng)的步驟號(hào)均為0即可。

需要說(shuō)明的是，在智能鑰匙有限內(nèi)存資源情況下，為了提高運(yùn)行效率而增加一個(gè)索引表和一個(gè)狀態(tài)表，占用的部分內(nèi)存資源，為節(jié)省資源而采用單例模式存儲(chǔ)操作票文件。在運(yùn)用單例模式過程中，需要防止內(nèi)存泄露的問題，在打開一個(gè)文件實(shí)例后必須關(guān)閉對(duì)應(yīng)的文件實(shí)例以釋放相應(yīng)內(nèi)存。

3 混合邏輯操作票的應(yīng)用

在某風(fēng)電場(chǎng)防誤應(yīng)用場(chǎng)景，當(dāng)風(fēng)機(jī)處于檢修狀態(tài)時(shí)，才可以對(duì)低壓室柜門、邏輯門、授權(quán)門進(jìn)行分、合操作，而邏輯門必須在低壓室柜門打開的狀態(tài)下才可進(jìn)行分、合操作，授權(quán)門原則上不要求必須操作。

針對(duì)上述應(yīng)用場(chǎng)景，普通的有序或無(wú)序操作票模式無(wú)法實(shí)現(xiàn)，利用本文提出的混合邏輯操作票模式，可采用設(shè)置每一步的依賴步驟方式來(lái)實(shí)現(xiàn)邏輯門及授權(quán)門交替混合的操作票，所有邏輯門的依賴步驟為低壓室柜門，而授權(quán)門的依賴步驟為零，低壓室柜門與授權(quán)門無(wú)依賴步驟而構(gòu)成無(wú)序操作，依賴步驟號(hào)相同的邏輯門構(gòu)成無(wú)序操作，但所有的邏輯門必須在低壓室柜門操作后才可以操作。某風(fēng)電場(chǎng)混合邏輯操作票如表1所示。

本文提出的混合邏輯操作票模式完全滿足該風(fēng)電場(chǎng)的防誤應(yīng)用需求，實(shí)現(xiàn)了對(duì)風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)門設(shè)備的安全操作，有效防止了風(fēng)機(jī)設(shè)備的誤操作發(fā)生，保障了風(fēng)電場(chǎng)供電安全，獲得該風(fēng)電場(chǎng)客戶的一致認(rèn)可。

國(guó)內(nèi)風(fēng)電設(shè)備維護(hù)技術(shù)實(shí)力相對(duì)落后、經(jīng)驗(yàn)不足是導(dǎo)致風(fēng)電運(yùn)行不穩(wěn)定、設(shè)備故障頻出重要原因，同時(shí)國(guó)內(nèi)風(fēng)電裝機(jī)數(shù)量的不斷增加，運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)，未來(lái)風(fēng)電設(shè)備運(yùn)維任務(wù)越來(lái)越重，風(fēng)電防誤操作形勢(shì)也越來(lái)越嚴(yán)峻，有必要引入微機(jī)防誤管理模式，采用混合邏輯操作票模式實(shí)現(xiàn)風(fēng)電設(shè)備的強(qiáng)制性閉鎖管理，保障風(fēng)電的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

4 結(jié)語(yǔ)

智能鑰匙作為微機(jī)防誤系統(tǒng)的智能操作執(zhí)行終端，其操作的方便、可靠與穩(wěn)定直接影響到變電站操作的有效防誤，嚴(yán)格地按操作票順序有序執(zhí)行的操作模式已不能滿足業(yè)務(wù)多樣性需求?；旌线壿嫴僮髌睂?shí)現(xiàn)了操作票有序無(wú)序的交替混合執(zhí)行，兼容原有的有序操作票和無(wú)序操作票，具有很強(qiáng)的通用性，滿足多種應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)不同操作票類型的要求。

參考文獻(xiàn)

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