一种水电厂阀门操作智能管理系统和方法

技术领域

本发明属于阀门操作管理技术领域，具体涉及一种水电厂阀门操作智能管理系统和方法。

背景技术

水电厂内安装有众多的设备和仪器，其中就包含有大量的机械阀门，这些机械阀门在水电厂的发电过程中操作频次较高，常会发生误开、误关、操作顺序错误的情况，往往会造成漏水及高压汽、水伤人等严重的安全事故。目前水电厂阀门操作时存在着以下问题：一是在阀门操作时由运行人员对照纸质操作票进行，运行人员的劳动强度较大，且阀门操作的正确性很大程度上是依赖于运行人员的技术水平和安全意识，在检修隔离操作时由于阀门操作项目繁多，导致操作时很容易跳项、漏项或误操作；二是纸质操作票在使用时，容易被现场的油污污染，也容易损坏，不利于长期使用；三是在检修隔离操作时，正常运行的阀门和检修区域的阀门往往靠的很近，甚至是在一起的，检修人员很容易误开、误关阀门，对人身和设备造成伤害，导致设备运行不顺畅；四是目前阀门的操作管理都只把机械阀门当做独立的个体，没把阀门之间操作的逻辑和顺序进行有效的管理，不能很好的实现阀门检修隔离；五是传统的阀门闭锁需要携带锁具，锁具的数量较多，重量较重，不易携带，操作不便，阀门闭锁效率较低。因此，研制开发一种阀门闭锁效率高，具有防误操作的能力，自动程度高的水电厂阀门操作智能管理系统和方法是客观需要的。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种阀门闭锁效率高，具有防误操作的能力，自动程度高的水电厂阀门操作智能管理系统和方法。

本发明所述的一种水电厂阀门操作智能管理系统,包括依次通信连接的操作管理主机、通信适配器、多个电脑钥匙和多个电子编码链条锁，所述操作管理主机包括人机交互模块、通信模块和数据服务单元，所述数据服务单元包括阀门防误规则数据库、阀门操作规则数据库、典型操作票库、锁具电子编码库和阀门操作历史库。

进一步的，人机交互模块包括可视化操作界面、键盘和鼠标。

进一步的，可视化操作界面包括机械阀门系统模型、阀门状态和操作票调用单元。

进一步的，电子编码链条锁包括锁体和链条，所述锁体内设置有电子编码闭锁机构，电子编码闭锁机构包括芯片和闭锁执行机构，所述芯片内设置有一个唯一的电子编码，所述链条的一端固定在锁体上，另一端与闭锁执行机构活动连接，电脑钥匙与芯片之间、芯片与闭锁执行机构之间均通信连接。

进一步的，还包括应急解锁钥匙，所述应急解锁钥匙与电子编码链条锁通信连接。

本发明所述的一种水电厂阀门操作智能管理方法，包括以下步骤：

①系统的检查：检查并确认操作管理主机中的数据、规则正确，确保操作管理主机、通信适配器、电脑钥匙和电子编码链条锁之间的通信正常；

②需要操作的阀门确认：确认需要操作的阀门数量和相应的阀门信息，在人机交互模块中检查当前阀门的上锁状态；

③模拟操作：通过操作管理主机对阀门的操作进行模拟操作，将模拟操作数据与操作管理主机中的数据服务单元进行数据比对，确保模拟操作满足数据服务单元中规定的阀门防误规则和阀门操作规则；

④电子编码链条锁的解锁：经步骤③模拟操作通过后，在操作管理主机中形成电子操作票或操作授权，通信适配器将电子操作票或操作授权传至电脑钥匙，由电脑钥匙解锁相应的电子编码链条锁；

⑤阀门操作：操作人员到相应阀门所在现场，对阀门进行操作，操作完成后，使用电子编码链条锁将阀门锁住；

⑥数据的回传：电脑钥匙将阀门操作的数据回传至操作管理主机。

进一步的，在步骤③中，在对多个有逻辑操作顺序的阀门进行模拟操作时，需确保多个阀门的操作顺序满足数据服务单元中规定的阀门防误规则和阀门操作规则。

进一步的，在步骤③中，在对多个有逻辑操作顺序的阀门进行模拟操作前，检查当前相应阀门的锁闭状态，由操作人员填写纸质操作票，在人机交互模块中根据纸质操作票进行模拟操作。

本发明的优点在于：

1、本发明在每个阀门上都固定安装一个电子编码链条锁，在进行阀门操作时，通过电脑钥匙对相应阀门上的电子编码链条锁进行解锁，操作人员无需携带锁具，直接到相应的阀门现场从锁体内拉出链条即可进行阀门操作，操作方便，阀门的闭锁效率较高。

2、操作人员在对阀门进行操作时，操作管理主机中能形成电子操作票或操作授权，可避免纸质操作票丢失或由于油污污染导致看不清楚的情况。

3、阀门的闭锁由操作管理主机控制，不再依赖于操作人员的技术水平和安全意识，在降低操作人员劳动强度的同时，还可以确保阀门操作的正确性，杜绝操作跳项、漏项和误操作的情况，操作安全性得以大幅度提高。

4、本发明在人机交互模块中清晰明了显示厂内阀门的状态、闭锁情况，将所有阀门通过相应的操作规则和防误规则连接为一个整体， 对各个阀门之间操作的逻辑和顺序进行有效的管理，既利于阀门的常规管理，也利于阀门检修时的隔离管理，有效避免阀门的误操作，提高阀门的操作效率。

5、处于正常运行状态下的阀门都是被电子编码链条锁锁住的，在没有解锁时是不能打开的，可进一步降低阀门误操作的可能。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中电子编码链条锁4的解锁逻辑图；

图3为本发明中电子编码链条锁4和阀门的连接示意图。

图中: 1-操作管理主机，2-通信适配器，3-电脑钥匙，4-电子编码链条锁，401-锁体，402-链条，403-闭锁执行机构。

具体实施方式

下面结合实施例和附图说明对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均实施例属于本发明的保护范围。

如图1～3所示，本发明所述的一种水电厂阀门操作智能管理系统,包括依次通信连接的操作管理主机1、通信适配器2、多个电脑钥匙3和多个电子编码链条锁4，操作管理主机1包括人机交互模块、通信模块和数据服务单元，通信模块用于与通信适配器连接，用于与电脑钥匙3的数据交换，

数据服务单元包括阀门防误规则数据库、阀门操作规则数据库、典型操作票库、锁具电子编码库和阀门操作历史库，在实际操作时，电脑钥匙3可设置液晶显示屏，用于显示操作任务和电子操作票，典型操作票库为电厂日常的操作票库。

人机交互模块包括可视化操作界面、键盘和鼠标，通过键盘和鼠标输入数据和指令，通过可视化操作界面直观掌握人机交互的相关信息，在实际操作过程中，也可使用触摸屏代替键盘和鼠标等机械式输入设备。

为了方便控制和操作，可视化操作界面包括机械阀门系统模型、阀门状态和操作票调用单元，机械阀门系统模型用于实时显示水电厂阀门的位置和型号等信息；阀门状态包括检修状态和正常使用状态，用于显示相应阀门的状态信息，阀门状态根据电脑钥匙3回传的阀门状态数据变更，必要时，也可通过手动变更；操作票调用单元则是为了方便典型操作票库中存储的操作票调用，便于查看和选取。

电子编码链条锁4包括锁体401和链条402，锁体401内设置有电子编码闭锁机构，电子编码闭锁机构包括芯片和闭锁执行机构403，芯片可使用接触感应式编码芯片，链条402的一端固定在锁体401上，另一端与闭锁执行机构403活动连接，电脑钥匙3与芯片之间、芯片与闭锁执行机构403之间均通信连接，电脑钥匙3可通过芯片控制闭锁执行机构403对链条402的锁紧或断开，实际使用时，每个阀门上都固定安装有一个电子编码链条锁4，电子编码链条锁4的芯片中包含有一个唯一的电子编码，在电脑钥匙3中有相应的电子操作票或操作授权才能打开电子编码链条锁4，从而对阀门进行操作，阀门锁闭时，电子编码链条锁4的链条402绕过阀门的阀盘，端部通过闭锁执行机构403锁紧，这时，无法对阀门进行操作，运行状态中的阀门通常都处于锁闭状态，只有对阀门进行解锁操作后，才能根据现场工作需求选择将阀门锁闭或是保持解锁状态。

还包括应急解锁钥匙，应急解锁钥匙与电子编码链条锁4通信连接，在紧急情况下，可能不能通过电脑钥匙3来对阀门进行解锁，但阀门又确实需要解锁操作，这时可使用应急解锁钥匙对阀门进行解锁，为了便于操作，应急解锁钥匙可以打开厂房内所有的电子编码链条锁4。

本发明所述的一种水电厂阀门操作智能管理方法，包括以下步骤：

①系统的检查：检查并确认操作管理主机1中的数据、规则正确，确保操作管理主机1、通信适配器2、电脑钥匙3和电子编码链条锁4之间的通信正常；

②需要操作的阀门确认：确认需要操作的阀门数量和相应的阀门信息，在人机交互模块中检查当前阀门的上锁状态；

③模拟操作：通过操作管理主机1对阀门的操作进行模拟操作，将模拟操作数据与操作管理主机1中的数据服务单元进行数据比对，确保模拟操作满足数据服务单元中规定的阀门防误规则和阀门操作规则，模拟操作在人机交互模块上进行，若是模拟操作不能满足操作顺序和闭锁逻辑将无法生成电子操作票或操作授权，人机交互模块提示相关错误操作，其次，当需要模拟操作的阀门操作为电厂日常操作时，可直接从典型操作票库中调用存有的操作票生成电子操作票，不需再进行模拟操作，在对多个有逻辑操作顺序的阀门进行模拟操作时，需确保多个阀门的操作顺序满足数据服务单元中规定的阀门防误规则和阀门操作规则；在对多个有逻辑操作顺序的阀门进行模拟操作前，检查当前相应阀门的锁闭状态，由操作人员填写纸质操作票，在人机交互模块中根据纸质操作票进行模拟操作。

④电子编码链条锁的解锁：经步骤③模拟操作通过后，在操作管理主机1中形成电子操作票或操作授权，在对多个有逻辑操作顺序的阀门进行模拟操作时，生成电子操作票，在对单一阀门模拟操作时，生成操作授权，通信适配器2将电子操作票或操作授权传至电脑钥匙3，由电脑钥匙3解锁相应的电子编码链条锁4，电子操作票不能跳项操作，必须解锁操作完当前项的阀门后才能进行下一阀门的操作，在操作管理主机1中形成电子操作票时，可直接从典型操作票库中调用存有的操作票；

⑤阀门操作：操作人员到相应阀门所在现场，对阀门进行操作，操作完成后，使用电子编码链条锁4将阀门锁住，但是当阀门操作完成后，再次对该阀门操作也不会造成人身、设备伤害时，也可以不再锁住该阀门。