閉鎖邏輯解析在電腦鑰匙軟件設(shè)計(jì)中的應(yīng)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(tǒng)微機(jī)五防裝置中電腦鑰匙是關(guān)鍵設(shè)備之一，起著承上啟下作用，它接收來(lái)自五防后臺(tái)的操作票，然后面對(duì)眾多被閉鎖的電氣設(shè)備進(jìn)行位置編碼和狀態(tài)識(shí)別以及解閉鎖操作[1]。由于設(shè)備的形式多樣，需要閉鎖的方式也有很大差異，不同的設(shè)備在同一步操作票中要進(jìn)行解鎖、閉鎖、檢驗(yàn)狀態(tài)等操作的過(guò)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(guò)程都分別控制，工作將會(huì)相當(dāng)復(fù)雜繁瑣，過(guò)程不易控制。通過(guò)對(duì)操作過(guò)程進(jìn)行解析，得出以若干基本操作類型為基礎(chǔ)的操作過(guò)程邏輯表達(dá)式。用這些邏輯表達(dá)式組建相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化了程序設(shè)計(jì)，提高了軟件的效率和靈活性。

1電氣設(shè)備類型及操作過(guò)程歸納

1.1電氣設(shè)備的主要類型

1.1.1需要驗(yàn)電型

在對(duì)設(shè)備進(jìn)行實(shí)際操作之前需要驗(yàn)電，確保設(shè)備不帶電。類似的有網(wǎng)門、具有電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)的地刀操作箱、線路地刀、接地樁等。驗(yàn)電實(shí)際又分4種類型：（1）有源驗(yàn)有電通過(guò)；（2）有源驗(yàn)無(wú)電通過(guò)；（3）無(wú)源 （無(wú)外部電源由電腦鑰匙提供電源）驗(yàn)有電通過(guò)；（4）無(wú)源驗(yàn)無(wú)電通過(guò)。驗(yàn)電可以識(shí)別設(shè)備是否帶電。1.1.2需要驗(yàn)狀態(tài)型

（1）由電氣鎖內(nèi)部檢測(cè)出的設(shè)備電氣節(jié)點(diǎn)分合狀態(tài)；

（2）由設(shè)備的機(jī)械狀態(tài)檢測(cè)出來(lái)的分合位狀態(tài)。1.1.3允許一步操作票開(kāi)多把鎖操作的設(shè)備

（1）網(wǎng)門：設(shè)備在一個(gè)帶電區(qū)間內(nèi)，該區(qū)間有多個(gè)網(wǎng)門可以出入，這種情況下對(duì)N個(gè)網(wǎng)門中任何一個(gè)都可以打開(kāi)，可打開(kāi)其中的一個(gè)或全部，沒(méi)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(shí)三相先后順序可以不分；

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

1.1.4允許遙控的設(shè)備

在自動(dòng)化程度比較高的變電站以及數(shù)字化站很多設(shè)備是可以遙控的，當(dāng)設(shè)備無(wú)法遙控操作時(shí)就必須到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行手動(dòng)或電動(dòng)操作，因此在一步操作票執(zhí)行時(shí)以及在執(zhí)行的過(guò)程當(dāng)中都有可能進(jìn)行遙控操作，因此有必要給需要遙控操作設(shè)備類型進(jìn)行歸類，在條件具備的時(shí)候自動(dòng)向主機(jī)發(fā)送當(dāng)前的遙控操作步號(hào)，待主機(jī)操作完成收到操作成功的報(bào)文后電腦鑰匙轉(zhuǎn)入下步操作[2]。

1.2設(shè)備操作過(guò)程

任何復(fù)雜的操作都是由幾個(gè)基本的操作單元組合而成，基本操作元素歸納如下：

（3）驗(yàn)設(shè)備機(jī)構(gòu)分合位狀態(tài)U；（4）開(kāi)掛鎖G；

（5） 開(kāi)電氣鎖 J（或者遙控）。

操作方式都可以用5個(gè)基本集合元素{G，J，U，X，Y}來(lái)表達(dá)。令→表示操作流程，||∶∶||表示可重復(fù)的循環(huán)操作，{..+..+..}表示多個(gè)解閉鎖節(jié)點(diǎn)的或操作，則根據(jù)操作閉鎖邏輯[3]典型的操作方式如表1。

根據(jù)各自的邏輯表達(dá)式可知所有的操作項(xiàng)目都可以用這幾個(gè)元素的組合序列構(gòu)成。為了表達(dá)的方便：

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

操作過(guò)程解釋為：（1）是否是遙控操作，如果是可以直接向后臺(tái)發(fā)出遙控請(qǐng)求完成所有設(shè)備的操作；（2）如果是就地操作先驗(yàn)設(shè)備是否無(wú)電；否則不得操作；（3）確認(rèn)無(wú)電后可以在n把鎖中任開(kāi)一把并可重復(fù)直至n把鎖全部操作完成；（4）操作完成后驗(yàn)設(shè)備狀態(tài)結(jié)束。

表1設(shè)備類型及其操作閉鎖邏輯

根據(jù)表達(dá)式可以將復(fù)雜的操作方式描述成簡(jiǎn)單的操作方式的流程組合，采用流程控制的方法完成執(zhí)行過(guò)程。

2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與軟件設(shè)計(jì)

2.1操作票步驟的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

根據(jù)前述的描述方法，在執(zhí)行操作票的時(shí)候，軟件流程設(shè)計(jì)通過(guò)流程與邏輯表達(dá)方式的分解得以簡(jiǎn)化，當(dāng)獲取操作票步驟的內(nèi)容后，得知下述內(nèi)容：（1）操作屬性，提示性還是有具體操作項(xiàng)；（2）設(shè)備狀態(tài)變化，合-＞分、 分-＞合等；（3） 設(shè)備操作類型一個(gè)字符；（4）設(shè)備對(duì)應(yīng)鎖號(hào)1～23個(gè)。

操作步驟的結(jié)構(gòu)為：

{操作步驟長(zhǎng)度：WORD

操作屬性：BYTE

操作類型：BYTE

狀態(tài)屬性：BYTE

主鎖號(hào)：DWORD

合鎖號(hào)：DWORD

分鎖號(hào)：DWORD

操作內(nèi)容描述：字符串112字節(jié)

或鎖個(gè)數(shù)n+n*2個(gè)字節(jié)鎖號(hào)+操作內(nèi)容描述（長(zhǎng)度=112-1-n*2） (n≤20)}

鎖的編碼是采用的非接觸式ID編碼，當(dāng)電腦鑰匙讀出鎖號(hào)時(shí)獲取一個(gè)雙字的唯一編碼。為了減少擴(kuò)展鎖號(hào)占用過(guò)多的操作步驟描述空間，將存放于操作票步驟中的鎖號(hào)由雙字四字節(jié)改成單字兩字節(jié)，只用鎖號(hào)的低兩個(gè)字節(jié)，在同一批編碼中低兩個(gè)字節(jié)同號(hào)的概率為1/216，在用擴(kuò)展鎖碼執(zhí)行操作的時(shí)候?qū)⒆x取的鎖號(hào)用低兩個(gè)字節(jié)與其進(jìn)行匹配。操作票執(zhí)行軟件流程如圖1所示。

圖1操作票執(zhí)行軟件流程

2.2軟件設(shè)計(jì)方法

通過(guò)前述方法的歸納總結(jié)，采用前述方法進(jìn)行編程設(shè)計(jì)給電腦鑰匙帶來(lái)如下2個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

（1）不需要對(duì)每種操作類型分別進(jìn)行操作過(guò)程的跟蹤與控制，只要把表達(dá)式用基本類型的操作和相應(yīng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述集合起來(lái)就可以統(tǒng)籌解決各類操作過(guò)程的控制如圖1所示；

（2）無(wú)需更改程序就能適應(yīng)新的操作類型擴(kuò)充。

把操作步驟的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)按照表1的類型和邏輯關(guān)系表達(dá)式構(gòu)建各自的映射表作為順序控制驅(qū)動(dòng)時(shí)[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(gòu)建出操作表項(xiàng)如表2所示。

表2操作順序控制

根據(jù)表格順序執(zhí)行相應(yīng)的操作，其中循環(huán)操作每執(zhí)行一次均有提示，可根據(jù)實(shí)際需要隨時(shí)退出循環(huán)。

3結(jié)束語(yǔ)

盡管電氣設(shè)備的型號(hào)種類很多，但是通過(guò)對(duì)設(shè)備類型的分解和邏輯化的操作過(guò)程解析，組建相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可以化繁為簡(jiǎn)，使得用電腦鑰匙執(zhí)行操作票的過(guò)程變成對(duì)基本操作單元的順序邏輯組合和循環(huán)，從而提高了編程效率，保證了程序正確性。當(dāng)變電站設(shè)備有其他的閉鎖和操作方式時(shí)，該方法具有較好的擴(kuò)展性，只需要增加相應(yīng)的描述表達(dá)式即可完成，而軟件無(wú)需變更。

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