本實(shí)用新型涉及電力智能控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種中壓開關(guān)DCS遠(yuǎn)程可視停送電及診斷系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

流程工業(yè)CIMS是一個(gè)復(fù)雜的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，處理的對象是整個(gè)企業(yè)的全部生產(chǎn)活動(dòng)，DCS作為一種有效的工具和實(shí)現(xiàn)手段，在流程工業(yè)CIMS中完成重要的基礎(chǔ)控制和實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集、動(dòng)態(tài)監(jiān)控等功能。與管理類計(jì)算機(jī)相比，DCS能夠提供更加可靠的生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)，使CIMS系統(tǒng)所作出的優(yōu)化決策也更加可靠。

從功能上看，流程工業(yè)CIMS中的生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)和在線質(zhì)量控制都可以由DCS實(shí)現(xiàn)。從流程工業(yè)CIMS的層次結(jié)構(gòu)看，DCS主要擔(dān)負(fù)過程控制和過程優(yōu)化任務(wù)，有些生產(chǎn)調(diào)度和生產(chǎn)管理工作也可在DCS上完成。

DCS(分布式控制系統(tǒng))是目前廣泛應(yīng)用于過程控制的控制系統(tǒng)。如國內(nèi)DCS主要廠家有：上海新華、南京科遠(yuǎn)、和利時(shí)、國電智深等。國外的CS主要廠家有：Emerson、FOXBORO、ABB、SIEMENS、Honeywell等。

現(xiàn)在國內(nèi)外DCS設(shè)備已經(jīng)非常成熟，但DCS設(shè)備皆采用開關(guān)量、模擬量、Profibus、FF、HART等協(xié)議形式，形式過于單一，尚無法接入生產(chǎn)現(xiàn)場視頻、音頻信號的接入；而且存在DCS系統(tǒng)與其他非系統(tǒng)軟件兼容性問題，不利于視頻、音頻軟件的開發(fā)與使用；此外采用常規(guī)視頻、音頻軟件，DCS系統(tǒng)需要開發(fā)相應(yīng)軟件接口，影響DCS系統(tǒng)的穩(wěn)定性，且重新開發(fā)軟件的難度非常大；為保證整個(gè)DCS系統(tǒng)的控制速度，不能夠?qū)⒁曨l、音頻信號通過DCS內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)傳輸，在整體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上需要采用萬兆以上的交換機(jī)，成本較高；另外如不將視頻、音頻信號集成至DCS系統(tǒng)內(nèi)，則需要單獨(dú)操作，無法實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)；尤其是針對中壓開關(guān)柜更是如此。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能在DCS工作站直接看到中壓開關(guān)控制回路現(xiàn)場操作視頻和工作狀態(tài)，并可對其進(jìn)行控制的中壓開關(guān)DCS遠(yuǎn)程可視停送電及診斷系統(tǒng)。

本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種中壓開關(guān)DCS遠(yuǎn)程可視停送電及診斷系統(tǒng)(簡稱MS-VDCS系統(tǒng)，即Vedio and diagnosing control system of Medium voltage switch with embedded)，包括用于終端顯示和操作的DCS工作站、DCS交換機(jī)以及中壓開關(guān)控制回路，其特征在于，還包括DCS嵌入式可視系統(tǒng)及診斷系統(tǒng)；

所述DCS嵌入式可視系統(tǒng)包括用于通訊交換信息的可視系統(tǒng)交換機(jī)及用于前端采集視頻信號的多個(gè)攝像頭；所述可視系統(tǒng)交換機(jī)與所述DCS工作站電連接，多個(gè)所述攝像頭與所述可視系統(tǒng)交換機(jī)分別電連接；

所述攝像頭用于采集現(xiàn)場視頻信號并通過所述可視系統(tǒng)交換機(jī)傳輸給所述DCS工作站；

所述DCS工作站，DCS工作站、攝像頭之間的通訊協(xié)議為TCP/IP，視頻信號的解析與展示采用CameraViewer.exe可視調(diào)用軟件。

所述診斷系統(tǒng)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(jī)、診斷通訊交換機(jī)以及現(xiàn)場檢測系統(tǒng)；所述現(xiàn)場檢測系統(tǒng)包括前端測量主機(jī)以及分別與所述前端測量主機(jī)相連接的多個(gè)前端檢測元件；所述第一DCS控制器通過所述DCS交換機(jī)與所述DCS工作站電連接；

所述前端測量元件3-3將所測量中壓開關(guān)信號實(shí)時(shí)傳輸至前端測量主機(jī)上；所述DCS通訊卡件將診斷管理主機(jī)所計(jì)算分析的信息傳輸至DCS工作站并顯示，其協(xié)議為IEC41850-MMS；

所述診斷管理主機(jī)2-1通過診斷通訊交換機(jī)與前端測量主機(jī)連接，協(xié)議為TCP/IP。

本實(shí)用新型的有益效果是：1、DCS嵌入式可視系統(tǒng)不但利于開發(fā)，而且利于DCS系統(tǒng)的穩(wěn)定性、組態(tài)及后期升級，具有優(yōu)良的可實(shí)踐性，是未來智能控制系統(tǒng)的發(fā)展方向；2、診斷系統(tǒng)容納了各中壓開關(guān)的主要狀態(tài)信息，通過IEC61850MMS規(guī)約與DCS系統(tǒng)進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)了中壓開關(guān)的實(shí)時(shí)診斷分析，如在中壓開關(guān)老化或性能欠佳時(shí)，確保在停送電操作前對中壓開關(guān)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，以致不影響所帶負(fù)荷段設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和操作；3、智能中壓開關(guān)系統(tǒng)不但利于操作，而且利于現(xiàn)場的安裝、調(diào)試及后期維護(hù)，解決了發(fā)電廠中壓開關(guān)就地手動(dòng)操作的技術(shù)瓶頸。總之，本實(shí)用新型不但利于操作，方便實(shí)施，利于現(xiàn)場維護(hù)，而且能夠在中壓開關(guān)異常前發(fā)現(xiàn)問題，保證良好的安全性能。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型還可以做如下改進(jìn)。

進(jìn)一步、還包括遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，所述遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)包括DCS服務(wù)器、第二DCS控制器及DCS I/O卡件，所述DCS服務(wù)器、DCS工作站及所述第二DCS控制器三者通過所述DCS交換機(jī)電連接；所述第二DCS控制器通過所述DCS I/O卡件連接現(xiàn)場所述中壓開關(guān)控制回路，并采集信號和發(fā)出指令。

通過在DCS服務(wù)器上組態(tài)和設(shè)置，將其下裝至所述DCS工作站和第二DCS控制器，三者通過DCS交換機(jī)通訊連接，通訊協(xié)議為TCP/IP，第二DCS控制器通過總線背板控制DCS I/O卡件采集信號和發(fā)出指令，DCS工作站通過網(wǎng)絡(luò)控制DCS控制器。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，遠(yuǎn)程控制邏輯系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不但能夠?qū)崿F(xiàn)快速操作，能夠擺脫人為誤操作，而且可為操作人與授權(quán)人之間建立一種良好可靠的機(jī)制，能夠?qū)崿F(xiàn)中壓開關(guān)不具備操作條件時(shí)自動(dòng)閉鎖操作，保證良好的安全性能，解決了現(xiàn)有中壓開關(guān)遠(yuǎn)程停送電的技術(shù)難題。

進(jìn)一步、還包括用于隔離防護(hù)的可視系統(tǒng)防火墻，所述可視系統(tǒng)防火墻與所述可視系統(tǒng)交換機(jī)電連接。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，防火墻的設(shè)置可以保證遠(yuǎn)程系統(tǒng)與現(xiàn)場強(qiáng)電系統(tǒng)的隔離。

進(jìn)一步、所述DCS嵌入式可視系統(tǒng)還包括音頻設(shè)備。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，便于更準(zhǔn)確的把握現(xiàn)場情況。

進(jìn)一步、還設(shè)有指紋識別系統(tǒng)、SQL數(shù)據(jù)庫及動(dòng)作器，并通過硬線開關(guān)量方式與所述DCS工作站通過系統(tǒng)卡件連接。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，在所述MS-VDCS系統(tǒng)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)對操作人員的識別，便利了值班人員的操作，而采用指紋識別系統(tǒng)不但完善了授權(quán)機(jī)制，而且能進(jìn)一步提高M(jìn)S-VDCS系統(tǒng)的可靠性。

進(jìn)一步、所述前端測量元件測量參數(shù)包括觸臂溫度、電纜溫度、母線溫度、線圈壽命及斷路器狀態(tài)。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，通過上述參數(shù)的采集，可以全面監(jiān)控現(xiàn)場中壓開關(guān)控制回路的工作狀態(tài)。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的中壓開關(guān)DCS遠(yuǎn)程可視停送電及診斷系統(tǒng)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的中壓開關(guān)由熱備用狀態(tài)轉(zhuǎn)為檢修狀態(tài)操作邏輯框圖；

圖3為本實(shí)用新型的中壓開關(guān)由檢修狀態(tài)轉(zhuǎn)為熱備用狀態(tài)操作邏輯框圖；

圖4為本實(shí)用新型遠(yuǎn)程控制邏輯方案的電氣控制原理圖；

圖中，1-1、DCS服務(wù)器；1-2、DCS工作站；1-3、DCS交換機(jī)；1-41、第一DCS控制器；1-42、第二DCS控制器；1-5、DCS通訊卡件；1-6、DCS I/O卡件；2-1、診斷管理主機(jī)；2-2、診斷通訊交換機(jī)；3-1、中壓開關(guān)控制回路；3-2、前端測量主機(jī)；3-3、前端測量元件；4-1、可視系統(tǒng)交換機(jī)；4-2、可視系統(tǒng)防火墻；4-3、攝像頭。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本實(shí)用新型，并非用于限定本實(shí)用新型的范圍。

如圖1～圖4所示，一種中壓開關(guān)DCS遠(yuǎn)程可視停送電及診斷系統(tǒng)(簡稱MS-VDCS系統(tǒng))，包括用于終端顯示和操作的DCS工作站、DCS交換機(jī)以及中壓開關(guān)控制回路，還包括DCS嵌入式可視系統(tǒng)及診斷系統(tǒng)；

所述DCS嵌入式可視系統(tǒng)包括用于通訊交換信息的可視系統(tǒng)交換機(jī)4-1及用于前端采集視頻信號的多個(gè)攝像頭4-3；所述可視系統(tǒng)交換機(jī)4-1與所述DCS工作站1-2電連接，多個(gè)所述攝像頭4-3與所述可視系統(tǒng)交換機(jī)4-1分別電連接；

所述攝像頭4-3用于采集現(xiàn)場視頻信號并通過所述可視系統(tǒng)交換機(jī)4-1傳輸給所述DCS工作站1-2；

所述DCS工作站1-2，DCS工作站1-2、攝像頭4-3之間的通訊協(xié)議為TCP/IP，視頻信號的解析與展示采用CameraViewer.exe可視調(diào)用軟件。

所述診斷系統(tǒng)包括依次電連接的第一DCS控制器1-4、DCS通訊卡件1-5、診斷管理主機(jī)2-1、診斷通訊交換機(jī)2-2以及現(xiàn)場檢測系統(tǒng)；所述現(xiàn)場檢測系統(tǒng)包括前端測量主機(jī)3-2以及分別與所述前端測量主機(jī)3-2相連接的多個(gè)前端檢測元件3-3；所述第一DCS控制器1-4通過所述DCS交換機(jī)1-3與所述DCS工作站1-2電連接；

所述前端測量元件3-3將所測量的中壓開關(guān)狀態(tài)信號實(shí)時(shí)傳輸至前端測量主機(jī)3-2上；所述DCS通訊卡件1-5將診斷管理主機(jī)2-1所計(jì)算分析的信息傳輸至DCS工作站1-2并顯示，其協(xié)議為IEC41850-MMS；

所述診斷管理主機(jī)2-1通過診斷通訊交換機(jī)2-2與前端測量主機(jī)3-2連接，協(xié)議為TCP/IP。

還包括遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，所述遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)包括DCS服務(wù)器1-1、第二DCS控制器及DCS I/O卡件1-6，所述DCS服務(wù)器1-1、DCS工作站1-2及所述第二DCS控制器三者通過所述DCS交換機(jī)1-3電連接；所述第二DCS控制器通過所述DCS I/O卡件1-6連接現(xiàn)場所述中壓開關(guān)控制回路，并采集信號和發(fā)出指令。

還包括用于隔離防護(hù)的可視系統(tǒng)防火墻4-2，所述可視系統(tǒng)防火墻4-2與所述可視系統(tǒng)交換機(jī)4-1電連接。

所述DCS嵌入式可視系統(tǒng)還包括音頻設(shè)備。

還設(shè)有指紋識別系統(tǒng)、SQL數(shù)據(jù)庫及動(dòng)作器，并通過硬線開關(guān)量方式與所述DCS工作站通過系統(tǒng)卡件連接。

所述前端測量元件測量參數(shù)包括觸臂溫度、電纜溫度、母線溫度、線圈壽命及斷路器狀態(tài)。

本實(shí)用新型所述的DCS嵌入式遠(yuǎn)程可視停送電及診斷系統(tǒng)：操作方法如下：

如圖2所示，所述中壓開關(guān)由熱備用狀態(tài)轉(zhuǎn)為檢修狀態(tài)操作步驟如下：

(1)操作人輸入隔離開關(guān)操作用戶名、密碼，在所述DCS工作站1-2畫面點(diǎn)擊要操作的開關(guān)，彈出要操作開關(guān)的KKS編碼確認(rèn)模塊，確認(rèn)信號需發(fā)送；

(2)中壓開關(guān)遠(yuǎn)方位信號已收到，且中壓開關(guān)在分位信號已收到，且中壓開電流為0A，且中壓開關(guān)無故障信號，且中壓開關(guān)事故按鈕信號未發(fā)送，且電操無故障信號未發(fā)送，操作人點(diǎn)擊申請操作按鈕，發(fā)送申請操作信號給授權(quán)人，反饋信號正確；

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

(4)操作人點(diǎn)擊操作按鈕，將隔離開關(guān)拉至隔離位，操作過程中可以在DCS可視畫面監(jiān)視開關(guān)動(dòng)作過程圖像，確認(rèn)隔離開關(guān)已至隔離位，反饋信號正確；

(5)中壓開關(guān)在分位、隔離位信號已收到、授權(quán)信號正確、KKS確認(rèn)信號正常、監(jiān)護(hù)閉鎖信號正確，自動(dòng)聯(lián)鎖合上接地刀閘，操作過程中可以在DCS可視畫面監(jiān)視接地刀閘動(dòng)作過程圖像，確認(rèn)接地刀閘已合好，反饋信號正確；

(6)點(diǎn)擊復(fù)歸按鈕，授權(quán)閉鎖信號、KKS確認(rèn)信號和申請操作信號均立即恢復(fù)至閉鎖位置，反饋信號正確，操作完畢；

如圖3所示，中壓開關(guān)由檢修狀態(tài)轉(zhuǎn)為熱備用狀態(tài)操作步驟如下：

(1)操作人輸入隔離開關(guān)操作用戶名、密碼，在DCS工作站1-2畫面點(diǎn)擊要操作的開關(guān)，彈出要操作開關(guān)的KKS編碼確認(rèn)模塊，確認(rèn)信號需發(fā)送；

(2)中壓開關(guān)遠(yuǎn)方位信號已收到，且中壓開關(guān)在分位、隔離位信號已收到，且中壓開電流為0A，且中壓開關(guān)無故障信號，且中壓開關(guān)事故按鈕信號未發(fā)送，且電操無故障信號未發(fā)送，操作人點(diǎn)擊申請操作按鈕，發(fā)送申請操作信號給授權(quán)人，反饋信號正確；

(3)授權(quán)人輸入隔離開關(guān)授權(quán)用戶名、密碼，正確后發(fā)送授權(quán)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(diǎn)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(jiān)視接地刀閘動(dòng)作過程圖像，確認(rèn)接地刀閘已分開，反饋信號正確；

(5)中壓開關(guān)在分位信號已收到、接地刀閘分位信號已收到、KKS確認(rèn)信號正常、授權(quán)信號正確、電氣閉鎖信號正確，自動(dòng)聯(lián)鎖合上隔離開關(guān)，操作過程中可以在DCS可視畫面監(jiān)視隔離開關(guān)作過程圖像，確認(rèn)隔離開關(guān)已合好，反饋信號正確；

(6)點(diǎn)擊復(fù)歸按鈕，授權(quán)閉鎖信號、KKS確認(rèn)信號和申請操作信號均立即恢復(fù)至閉鎖位置，反饋信號正確；操作完畢。

所述中壓開關(guān)和接地刀閘的操作流程具有中停功能，以便于緊急情況下的人工干預(yù)。

所述MS-VDCS系統(tǒng)對中壓開關(guān)或地刀進(jìn)行位置操作時(shí)，DCS工作站1-2發(fā)送對應(yīng)調(diào)用指令給DCS嵌入式可視系統(tǒng)，DCS嵌入式可視系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)出對應(yīng)攝像頭4-3采集的視頻畫面并送至DCS工作站1-2，DCS工作站1-2畫面顯示出對應(yīng)中壓開關(guān)或地刀的實(shí)時(shí)視頻畫面，操作完成后可關(guān)閉相應(yīng)畫面并斷開DCS與DCS嵌入式可視系統(tǒng)的連接。

本系統(tǒng)可工作于巡視模式：當(dāng)操作人員需要對各段中壓開關(guān)進(jìn)行巡視時(shí)，在DCS工作站1-2上打開MS-VDCS巡視畫面(全廠中壓配電柜視頻巡視按鈕畫面)，點(diǎn)擊任意一個(gè)中壓開關(guān)，可調(diào)取出對應(yīng)中壓開關(guān)柜的實(shí)時(shí)可視畫面、觸臂溫度、電纜溫度、母線溫度、線圈壽命、斷路器特性等信息。

所述MS-VDCS系統(tǒng)對DCS系統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)無任何影響，通過在DCS工作站1-2安裝第三塊網(wǎng)卡(采用100/1000Mbps類型)，第三塊網(wǎng)卡IP地址配置獨(dú)立子網(wǎng)(與DCS系控制網(wǎng)絡(luò)IP區(qū)分)，以保證DCS控制網(wǎng)絡(luò)安全，所有DCS嵌入式可視系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備均設(shè)置靜態(tài)局域網(wǎng)IP地址。

如圖4所示，DCS控制接入了中壓開關(guān)控制回路，分別為隔離開關(guān)程控分閘和接地開關(guān)程控分閘回路。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。