TP2000万能钥匙管理系统严防误操作事故

发布时间：2007年01月17日
作者：沈田栋
来源：沈田栋
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电气误操作事故是电力系统内一种频发的恶性事故。误操作事故，尤其是“五种”恶性电气误操作事故的发生，每年都给国家和企业造成了巨大的经济损失。江西省电力系统近几年，每年都有电气误操作事故发生，特别是2000年电气误操作事故呈上升趋势。因此，遏制电气误操作事故的发展趋势，是我们安全工作的一个重点。而要防止电气误操作事故的发生，必须从组织措施和技术措施两个方面着手，研究对策并采取有效措施防患于未然。在组织措施上，我们从狠抓“两票”管理入手，组织系统内安全监管骨干编制了全省统一的电气“两票”管理制度，今年上半年颁布执行，以规范运行、检修人员的操作行为。在技术措施上，我们研究开发了一套万能钥匙管理系统，旨在加强电脑钥匙的管理，防止随意解锁操作而引发误操作事故。下面，在总结现有微机五防系统电脑钥匙的基础上，介绍TP2000万能钥匙管理系统。

1目前国内电气五防系统中电脑钥匙的基本功能。

就目前电力系统大量使用的“微机五防系统而言，基本满足了：防止带负荷拉、合隔离开关，带接地线（接地刀闸）合断路器（隔离开关），带电挂（合）接地线（接地刀闸），防止误入带电间隔的“五防”要求。其中电脑钥匙已具备如下基本功能。

1． 1电脑钥匙具有强制进行正确操作的逻辑性。当操作人员采用电脑钥匙进行倒闸操作时，在有操作票的情况下，操作人员必须按操作票的顺序一步一步正确操作；否则强制闭锁，禁止误操作。

1． 2电脑钥匙具有对位记忆功能。目前大部分微机五防系统是用工控机（微控制器构成的系统）控制电脑钥匙，操作人员先在模拟屏上进行手工试操作，而后由工控机进行逻辑判断，符合逻辑则通过，误操作则被禁止。这样形成一个正确的操作序列，传送给电脑钥匙被记忆后，进行实地对位操作，对位错误强制闭锁，禁止误操作。

1． 3为防止操作人员因疏忽在开锁后不去操作而走空一项越级操作，目前已有微机五防系统在锁具和钥匙中增加了防止空操作的功能。

2目前国内微机五防系统电脑钥匙存在的问题

目前国内微机五防系统对各种闭锁方案多从锁具的安装维护方面进行深度开发，但往往忽略研究“电气操作人”这个主观难以控制的因素。电力系统现使用的微机五防系统的电脑钥匙均是由正常操作使用的程序钥匙和非正常操作使用的非程序解锁钥匙，即通常所指的“万能钥匙”并存于操作现场；而由于各类锁具本身性能的不稳、机械故障及锁具对位不当等因素影响，现场操作使用万能钥匙解锁操作的频度增多，加之万能钥匙的管理不严或不当，致使电力系统内安装了各种类型的微机五防系统的众多厂、站并未能真正全面遏止住电气误操作事故的发生，甚至某些事故发生后，还存在影响原因分析、责任认定的问题。综合起来，现有的电脑钥匙还存在以下不足之处：

2． 1电脑钥匙的智能化程度不高，电脑钥匙中的正常程序解锁钥匙和非正常程序解锁钥匙即万能钥匙并存于操作现场，万能钥匙的使用还没有在技术上解决对其使用的有效控制措施。

2．2使用电脑钥匙时，在对位操作过程中因失去监控，而在模拟屏与现场对位不一致的情况下易受人为因素干扰。去年我省某供电局发生的一次带接地刀闸合断路器的误操作事故，就与运行人员在使用电脑钥匙前随意更改电脑程序中接地刀闸状态，而使电脑钥匙对位时顺利通过有关，这还给事故后分析原因、划定责任带来一定困难。

2． 3使用了万能钥匙后，在对应的正常程序钥匙上不能反映，无法正确对位，使系列操作过程中某一项操作使用一次万能钥匙解锁，正常程序钥匙即失效，以后的操作就都得使用万能钥匙，引起不安全和对位困难。

2．4电脑钥匙几乎都采用按钮接触式识码，其中按钮是靠导电片通断判断识码，长期使用难免接触不良，造成识码困难。

2．5电脑钥匙识码按钮只有10个，只用1个做定位不可靠，原理上只可识别最多521把锁，如果在软件上采取一些措施，可达到700多把，但可能造成定位更不可靠。

2．6电脑钥匙的正负极兼做通讯，由于正负极是旋转活动零件，难免接触不良，使通讯建立在不可靠基础上。而通讯时每s至少传送上1000个二进制数，因瞬间接触不良足以破坏传输的正确性。

2．7上位机与电脑钥匙或工控机的通讯速度较慢，往往初始化一把钥匙要15min左右。

2．8为防止开锁后运行人员空操作，现有的一些微机五防系统在电脑锁内设计了几种防空锁，多数还不太可靠，现场并不欢迎。

3 TP2000万能钥匙管理系统

我们研究开发该系统的指导思想是基于现有微机五防系统电脑钥匙存在的问题，扬长避短，以简捷实用为原则，尽可能赶超国内先进水平。对必须的功能尽可能完善，须加强的功能尽可能加强，已发现的缺点尽可能改进，至于一些可有可无的功能则不贪大求全，因为无论是硬件还是软件，越是复杂问题也就越多。防误应该以安全可靠为第一目标，使用起来以简便可靠为宜。

3．1主要研究内容和技术关键

TP2000万能钥匙管理系统由智能电脑钥匙和防误软件组成，其中智能电脑钥匙是本系统的核心部分。

3．1．1主要内容：我们研究该系统的目的就是为了加强对电脑钥匙的管理，从技术上采取措施为解决管理和使用好电脑钥匙创造条件。因此，电脑钥匙智能化水平的提高便成了课题研究的主要内容。同时，我们认为，要使电脑钥匙具有全智能还必须在将电脑钥匙智能化程度的提高和防误软件有机结合方面有所突破。

3．1．2技术关键。该系统在如下5个技术关键点有所突破和创新：

3．1．2．1电脑钥匙设置有智能方便的语言提示和智能化液晶显示功能；

3．1．2．2电脑钥匙体积小且高度集成、识码编码简单可靠；

3．1．2．3可靠的通信传输技术保证，解决了抗干扰带来的不可靠问题；

3．1．2．4万能钥匙与电脑钥匙功能的有机结合，万能钥匙与智能解锁的有机结合；

3．1．2．5电脑钥匙记忆技术与时钟及存储技术的有机结合。

3．2本系统的核心——智能电脑钥匙

3．2．1电脑钥匙识码头由12个红外开关组成，其中对角线2个专用于定位，做到定位十分可靠；另外10个红外开关用于识码，可实现识别1024把锁号。因为本系统电脑钥匙的识码头由红外开头组成，因而避免了机械接触不良，使其可靠性得到提高。

3．2．2防止空操作措施：

3．2．2．1利用软件的技术处理在电脑钥匙内部设有防空操作措施；

3．2．2．2设计检电锁、检通锁，利用设备的辅助触点用检电、检通的方法检测设备的实际状态，防止空操作；

3．2．2．3用验磁锁、检位锁检测设备手柄的实际位置变化情况，确保设备操作到位，防止空操作。

3．2．3本系统电脑钥匙的数据通讯采用红外传输，一是克服了因电极传输的接触不良的弊端，二是解决了抗电磁干扰问题，使数据传输的可靠性大为提高。另外，在软硬件上采取技术措施加上红外传输使得智能电脑钥匙的数据传输速度比一般电脑钥匙数据传输来得快，一般电脑钥匙做一次初始化需要15min，本系统的智能电脑钥匙只要1.5min。

3．2．4在智能电脑钥匙内设置万能钥匙功能，既正常程序解锁钥匙和非正常程序钥匙合二为一，操作者一旦使用万能钥匙功能后即被记录在案并传入上位机。同时，智能电脑钥匙具有失电记忆功能。

3．3本系统的另一重要组成部分——五防系统软件

3．3．1本系统采用WIN2000作为操作系统，做到尽量使系统的操作简便、实用，其中作图功能简便、准确。目前流行的五防系统软件的画接线图工具都比较麻烦、修改也不易，特别是作图和设备文件分开做，容易出纰漏。本系统采用Proter式的作图方式，用基本元件库提供图形元件，作图同时输入数据，确保图形和数据吻合，画图和修改均较为容易。

3．3．2本系统多数功能在防误软件中得以实现，通过防误软件将PC机和智能电脑钥匙有机的桔合。防误软件不仅可以灵活方便地控制电脑钥匙实现防误功能，还可以实现对智能电脑钥匙的有效管理，既监控电脑钥匙是否进行智能解锁、是否进行非程序解锁操作，并查看万能钥匙使用记录。

3．3．利用本系统可以自动推理生成操作票，也可以手工模拟生成。自动开票后提供手工预演功能，使操作人员在正式操作前先演练一遍（包括二次项和检测项）。人工开票时，PC机则起监督作用，如出现误操作步骤顺序时报警并拒绝录入操作票。

3．3．4防误软件设3个管理级，管理人员、值班负责人（或监护人）和操作票填写人（或操作人）分别凭不同等级的密码及权限进入系统，并被记录在案，便于管理和防止越权随意更改系统内状态，解决了使用万能钥匙的管理问题。