一种电气设备防误操作方法及系统

技术领域

本发明涉及电气控制技术领域，特别涉及一种电气设备防误操作方法及系统。

背景技术

目前在电站中，开关和刀闸是负荷转换倒闸或者母线停电检修的重要电气设备，为了防止误操作，一般开关(或刀闸)的控制回路均会串联闭锁装置或者其它机械闭锁机构。防误操作的装置也多种多样：普通挂锁、机械程序锁、微机防误闭锁、紧急解锁钥匙等等；且操作票的生成系统也具有多样性：MIS、操作票专家软件、电气模拟屏等等，主要都是通过模拟电气操作顺序后生成一个操作逻辑程序，运用解锁钥匙现场解锁。

图1示出相关技术中的用于变电站的电气设备防误操作系统，例如，操作票上设定好的操作顺序依次为关闭开关-2、打开开关-3、打开开关-1、关闭开关-4，则操作人员需要根据操作票并携带大量的操作工具在各开关的控制回路(例如，PLC)之间走动，按照操作票设定的顺序使用操作工具(例如钥匙等)对相应的闭锁装置解锁后，才能操作对应的PLC，控制相应开关的开合。

上述相关技术提供的实现电气设备防误操作的方法中，需要操作人员携带大量的操作工具、携带不便，每一步操作都要用解锁钥匙中的电子按钮或触屏按钮逐步确认进行解锁，工作量巨大、容易造成操作时间延误。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种电气设备防误操作方法及系统，该方法通过上位机将用于获取各开关控制回路(即电气控制设备)控制权限的验证码通过通讯方式传输到各控制回路对应的显示屏上进行显示，并且各开关控制回路通过对应的显示屏来输入控制相应开关动作的操作指令；解决了现有技术中操作人员携带大量的操作工具来解锁闭锁装置造成的携带不便、容易造成操作时间延误的技术问题。

为了实现上述发明目的，提供如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种电气设备防误操作方法，所述方法应用于包括上位机以及多台电气控制设备的网络中，每台电气控制设备均包括显示屏，所述方法包括：

上位机确定被选中的操作票文档并根据操作票文档确定对应于各电气控制设备的操作信息；其中，所述操作信息包括操作顺序、用于指示电气控制设备控制对应的电气设备执行相应动作的操作项信息、随机码以及执行情况；

上位机将对应于各电气控制设备的操作信息发送至相应的电气控制设备；

电气控制设备在接收到上位机发送的操作信息时，将对应的随机码显示在显示屏上；

电气控制设备通过输入装置获取验证码；

电气控制设备在确定所述验证码与所述随机码一致时，根据操作项信息控制对应的电气设备执行相应动作。

作为进一步改进，所述显示屏为触摸显示屏，所述输入装置包括与各电气控制设备对应的触摸显示屏；所述电气控制设备通过输入装置获取验证码的过程，具体包括：

电气控制设备在所述触摸显示屏上显示验证码输入控件；

电气控制设备通过所述验证码输入控件获取验证码。

作为进一步改进，电气控制设备根据操作项信息控制对应的电气设备执行相应动作的过程，具体包括：

电气控制设备根据接收到的操作信息中的操作顺序确定位于上一操作顺序的电气控制设备的执行情况；

电气控制设备在确定位于上一操作顺序的电气控制设备的执行情况为执行完毕情况下，根据接收到的操作信息中的操作项信息控制对应的电气设备执行相应动作并在执行完毕时更新对应的执行情况。

作为进一步改进，所述上位机确定被选中的操作票文档的过程，具体包括：

上位机获取多个操作票文档；

上位机确定多个操作票文档中的各操作票文档对应的排序序号；

上位机确定排序序号位于最前位置的操作票文档为被选中的操作票文档。

作为进一步改进，在上位机确定被选中的操作票文档之后，所述方法还包括：

上位机将被选中的操作票文档发送至打印机，以使打印机打印所述操作票文档。

第二方面，本发明提供一种电气设备防误操作系统，所述系统包括组成网络上位机以及多台电气控制设备，每台电气控制设备均包括显示屏；

所述上位机用于：

确定被选中的操作票文档并根据操作票文档确定对应于各电气控制设备的操作信息；其中，所述操作信息包括操作顺序、用于指示电气控制设备控制对应的电气设备执行相应动作的操作项信息、随机码以及执行情况；

将对应于各电气控制设备的操作信息发送至相应的电气控制设备；

所述电气控制设备用于：

在接收到上位机发送的操作信息时，将对应的随机码显示在显示屏上；

通过输入装置获取验证码；

在确定所述验证码与所述随机码一致时，根据操作项信息控制对应的电气设备执行相应动作。

作为进一步改进，所述显示屏为触摸显示屏，所述输入装置包括与各电气控制设备对应的触摸显示屏；所述电气控制设备还用于：

在所述触摸显示屏上显示验证码输入控件；

通过所述验证码输入控件获取验证码。

作为进一步改进，电气控制设备还用于：

根据接收到的操作信息中的操作顺序确定位于上一操作顺序的电气控制设备的执行情况；

在确定位于上一操作顺序的电气控制设备的执行情况为执行完毕情况下，根据接收到的操作信息中的操作项信息控制对应的电气设备执行相应动作并在执行完毕时更新对应的执行情况。

作为进一步改进，所述上位机还用于：

获取多个操作票文档；

确定多个操作票文档中的各操作票文档对应的排序序号；

确定排序序号位于最前位置的操作票文档为被选中的操作票文档。

作为进一步改进，所述系统还包括打印机，所述上位机还用于：

将被选中的操作票文档发送至打印机，以使打印机打印所述操作票文档。

相较于现有技术，本发明提供一种电气设备防误操作方法及系统至少具有如下的有益效果：

该方法及系统通过上位机将用于获取各开关控制回路控制权限的验证码通过通讯方式传输到各控制回路对应的显示屏上进行显示，并且各开关控制回路通过对应的显示屏来输入控制相应开关动作的操作指令；减轻了操作人员的负担、提高了操作效率。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明；

图1为相关技术中电气设备防误操作系统的原理示意图。

图2为本发明一个实施例中电气设备防误操作系统的结构示意图。

图3为本发明一个实施例中电气设备防误操作方法的流程示意图。

图4为一个实施例中计算机设备的结构框图。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

为了便于本领域技术人员理解本发明，以下对于做出本发明的背景做简要说明。

电气误操作指的是带负荷拉合隔离开关、带接地线或接地刀闸合闸、带电挂接地线或带电合接地刀闸等。电气工作人员在执行操作时思想麻痹或违反规定，误碰触设备造成的违背操作指令意愿的错误结果。一旦发生误操作，带来巨大的事故，也会带来巨大的损失。发生误操作的原因各种各样。必须从根本上防止电气误操作。为了防止电气误操作事故的发生，一方面操作人员必须严格遵守“两票三制”，它是防止误操作的组织措施；另一方面要完善电气设备的防误闭锁装置，电气防误闭锁装置是防止误操作的重要技术措施。

图1示出的相关技术中用于变电站的电气设备防误操作系统，例如，操作票上设定好的操作顺序依次为关闭开关-2、打开开关-3、打开开关-1、关闭开关-4，则操作人员需要根据操作票并携带大量的操作工具在各开关的控制回路(例如，PLC)之间走动，按照操作票设定的顺序使用操作工具(例如钥匙等)对相应的闭锁装置解锁后，才能操作对应的PLC，控制相应开关的开合。

本发明人发现，上述相关技术提供的实现电气设备防误操作的方法中，需要操作人员携带大量的操作工具、携带不便，每一步操作都要用解锁钥匙中的电子按钮或触屏按钮逐步确认进行解锁，工作量巨大、容易造成操作时间延误。

基于此，本发明提供的电气设备防误操作方法及系统通过上位机将用于获取各开关控制回路控制权限的验证码通过通讯方式传输到各控制回路对应的显示屏上进行显示，并且各开关控制回路通过对应的显示屏来输入控制相应开关动作的操作指令；减轻了操作人员的负担、提高了操作效率。

下面，将通过几个具体的实施例对本发明实施例提供的电气设备防误操作方法及系统进行详细介绍和说明。

如图3所示，在一个实施例中，提供了一种电气设备防误操作方法。方法应用于包括上位机、打印机以及多台电气控制设备的网络中，每台电气控制设备均包括显示屏。具体的，电气控制设备用于控制电气设备执行相应的动作，电气设备可以是开关或刀闸，电气控制设备可以采用PLC或者MCU或者其他的计算机设备实现，电气控制设备可以通过相应的执行元件，例如电动机或者继电器来带动开关执行开合动作。可以理解的是，PLC采用单独的电源供电，保证与上位机随时通信。需要说明的是，此处所称的网络可以是上位机、打印机以及多台电气控制设备通过有线电缆组成的有线通信网络，也可以是上位机、打印机以及多台电气控制设备通过无线信号组成的无线通信网络；该网络可以是由上位机、打印机以及多台电气控制设备组成的局域网，也可以是包括上位机、打印机以及多台电气控制设备在内的通过互联网进行通信的广域网。

参照图3，该电气设备防误操作方法具体包括如下步骤：

步骤S102：上位机确定被选中的操作票文档并根据操作票文档确定对应于各电气控制设备的操作信息；其中，所述操作信息包括操作顺序、用于指示电气控制设备控制对应的电气设备执行相应动作的操作项信息、随机码以及执行情况。

具体的，所述上位机确定被选中的操作票文档的过程，具体包括：

步骤S1021：上位机获取多个操作票文档。

可以理解的是，上位机是指可以直接发出操控命令的计算机，一般是PC(即个人电脑)。在本示例中，上位机是一个电脑，其运行编写操作票的软件，能够具有新建编写操作票，生成操作票、上传操作票、修改操作票、导入操作票、保存、删除，标准操作票库等主要功能。操作票可为表格式标准电气操作票，或者企业制定的标准票，在此基础上针对每一行电气操作均多2列。操作票中每一行电气操作均多2列，一列用于关联电气设备隔离刀闸并显示关联开关(刀闸)编号，一列用于生成操作该隔离刀闸的的随机码。

随机码的编写负荷国家标准或者行业标准，随机码的位数根据实际需要确定，例如：12、123、1234、1234...ab、abc、abc...或者是数字与字母的任意组合。

如表1所示，其展示了本示例采用的操作票的格式。

表1

表1中的第2列，就是可以进行关联开关的操作项，关联对应的开关后生成操作随机码，并显示在随机码对应的表格中，确认操作后，对应的操作项序号(#2)和操作内容通过通讯传至PLC，对应的PLC将允许相应的操作，输入正确的随机码后，方可成功解锁，打印的操作票中显示随机码，以便于操作。

可以理解的是，上位机中运行的编写操作票的软件具有与图2中的PLC-1至PLC4相匹配的通讯协议，能够一键生成随机码、打印操作票、执行、暂停执行、继续执行、完成操作、归档、保存和激活PLC触摸屏或者按键式PLC的主要功能。

步骤S1022：上位机确定多个操作票文档中的各操作票文档对应的排序序号。

需要说明的是，在上位机上可以同时存储有多张操作票文档，在一张执行完毕后，直接执行下一张，不需要等待操作票生成的时间，提高了执行效率。

步骤S1023：上位机确定排序序号位于最前位置的操作票文档为被选中的操作票文档。

可以理解的是，上位机与PLC建立通信后，根据操作票的操作信息最先向排序序号为第一位的开关(刀闸)对应的PLC发出操作权限(即PLC只有在获取该操作权限后才能够控制对应的开关进行开合动作，此时称该开关或PLC与相应的操作项关联)，并在相应的PLC中进行操作提示。第一位并非约束操作票中排第1序号的操作项，而是指第一个需要进行操作的与之关联的开关(刀闸)，例如可以在上位机中指定从序号为2的开关开始操作。每一个被关联的开关(刀闸)所在的操作编号或序号各有不同，但必须按照排序序号以从小到大或者从前到后的实际操作顺利确定最终操作排序。

需要说明的是，操作项使用的术语包括合上、断开、拉开、投上、退出等(电气规范化操作的标准操作术语)。

可以理解的是，在上位机确定被选中的操作票文档之后，所述方法还包括：

上位机将被选中的操作票文档发送至打印机，以使打印机打印所述操作票文档。便于操作人员及时获得纸质的操作票，便于在不同的电控控制设备操作时，及时核对操作内容。

步骤S104：上位机将对应于各电气控制设备的操作信息发送至相应的电气控制设备。

在一些示例中，PLC可以是携带触摸屏或者按键输入装置，PLC应是能通过通信协议接受上位机随即操作指令，输入随机码后能够解锁操作。

步骤S106：电气控制设备在接收到上位机发送的操作信息时，将对应的随机码显示在显示屏上。

具体的，PLC的显示屏要显示开关(刀闸)的状态、密码输入区、操作项对应操作票中的序号、允许操作提示、有解锁成功可以操作的提示，便于操作人员了解相关的操作票信息。

步骤S108：电气控制设备通过输入装置获取验证码。

在一些示例中，PLC通过按键作为输入装置获取操作人员输入的验证码，输入的验证码通过验证后才允许操作人员具有操作权限，提高了电气控制设备的安全性能，避免了没有权限的人员的误操作。

在另一些示例中，所述显示屏为触摸显示屏，所述输入装置包括与各电气控制设备对应的触摸显示屏；所述电气控制设备通过输入装置获取验证码的过程，具体包括：

电气控制设备在所述触摸显示屏上显示验证码输入控件；

电气控制设备通过所述验证码输入控件获取验证码。

可以理解的是，本示例中，显示屏为触摸显示屏，既用于显示随机码，也用于输入验证码，简化了电气控制设备的结构。

步骤S110：电气控制设备在确定所述验证码与所述随机码一致时，根据操作项信息控制对应的电气设备执行相应动作。

本示例中，PLC通过解锁后驱动继电器或者接触器等元件，解锁电气编码锁，允许操作，操作完成后激活下一步操作项关联的PLC，并给予下一步操作的执行权限。

可以理解的是，一旦按操作步骤生成操作票，则操作顺序不允许改变，作为执行操作先后的相互闭锁顺序；任意出现改变顺序的操作则不会被执行。保证电气控制设备严格按照顺序执行的方法如下：

步骤S1101：电气控制设备根据接收到的操作信息中的操作顺序确定位于上一操作顺序的电气控制设备的执行情况；

步骤S1102：电气控制设备在确定位于上一操作顺序的电气控制设备的执行情况为执行完毕情况下，根据接收到的操作信息中的操作项信息控制对应的电气设备执行相应动作并在执行完毕时更新对应的执行情况。

具体的，PLC核对操作项对应的操作票中的序号一致并且与该操作项关联的开关(刀闸编号一致)，且该电气控制设备有允许操作提示后，方可输入随机码。

在一些示例中，权限可以根据生产需要进行不同等级的设置，可以通过上位机解锁关联项对应的开关(刀闸)。上位机作为最高权限的设置和操作执行的通讯中枢，可以根据现场操作的需要，进行任一操作暂停、终止或者重新开始的对应权限。

在一些实施例中，为了应对紧急情况，在上位机中设定紧急解锁，允许操作进行跳项操作。

如图2所示，本发明一个实施例中提供了一种电气设备防误操作系统，所述系统包括组成网络上位机以及多台电气控制设备，每台电气控制设备均包括显示屏；

所述上位机用于：

确定被选中的操作票文档并根据操作票文档确定对应于各电气控制设备的操作信息；其中，所述操作信息包括操作顺序、用于指示电气控制设备控制对应的电气设备执行相应动作的操作项信息、随机码以及执行情况；

将对应于各电气控制设备的操作信息发送至相应的电气控制设备；

所述电气控制设备用于：

在接收到上位机发送的操作信息时，将对应的随机码显示在显示屏上；

通过输入装置获取验证码；

在确定所述验证码与所述随机码一致时，根据操作项信息控制对应的电气设备执行相应动作。

在一些示例中，所述显示屏为触摸显示屏，所述输入装置包括与各电气控制设备对应的触摸显示屏；所述电气控制设备还用于：

在所述触摸显示屏上显示验证码输入控件；

通过所述验证码输入控件获取验证码。

在一些示例中，电气控制设备还用于：

根据接收到的操作信息中的操作顺序确定位于上一操作顺序的电气控制设备的执行情况；

在确定位于上一操作顺序的电气控制设备的执行情况为执行完毕情况下，根据接收到的操作信息中的操作项信息控制对应的电气设备执行相应动作并在执行完毕时更新对应的执行情况。

在一些示例中，所述上位机还用于：

获取多个操作票文档；

确定多个操作票文档中的各操作票文档对应的排序序号；

确定排序序号位于最前位置的操作票文档为被选中的操作票文档。

在一些示例中，所述系统还包括打印机，所述上位机还用于：

将被选中的操作票文档发送至打印机，以使打印机打印所述操作票文档。

需要说明的是，本发明的系统实施例与方法实施例基于相同的发明构思，此处不再赘述。

本发明提供了一个优选的实施例，该实施例提供了一种电气设备防误操作方法，该方法运行于图2所示的电气设备防误操作系统。该系统是一套完整的由上位机通过总线等通信形式与就地的PLC触摸屏或者按键式PLC通信，在触摸请上输入由上位机生成的随机码进行解锁电气编码锁的装置，由电脑、操作票编辑软件、通讯总线、继电器、PLC触摸屏或者按键式PLC等组成。

该方法的具体步骤如下：

1、打开操作票编辑软件，根据操作指令新建编辑操作票模板，按电气操作要求逐条进行编辑。

2、打开操作票编辑软件，可根据电气操作内容，从典型操作票库中选取需要的操作票。(根据实际进行一定的修改)

3、打开操作票编辑软件，可以先用Word或者Excel编辑好操作票，上传至操作票编辑软件。

4、操作票编辑完成后，对需要进行分合开关、刀闸的每一个步骤，进行关联相应设备。

5、关联相关设备后，生成操作票，并进行打印操作票，保存。

6、保存后的操作票，被移至“操作票准备”之中，可以随时根据操作需要进行执行操作票。

7、可以同时编辑多条操作票，保存并被移至“操作票准备”中，按编辑时间顺序依次排序，按先后顺序依次进行执行操作票。

8、每次只能执行排第一位的一张操作票，完成后归档，方可执行下一个操作票。如果执行中的操作票需要暂停操作，而需要执行之后某一张操作票，可以通过将排第一位的操作票“下沉”至需要的位置，把将要操作的操作票“上移”至第一位。下沉后的操作票将自动闭锁，禁止操作，且就地PLC触摸屏或者按键式PLC中闭锁指示灯亮。

9、在“操作票准备中”选取需要操作的操作票，点击“执行”，激活所关联的设备，就地PLC触摸屏被触发，有亮光或屏显指示，显示密码输入区。

10、如果需要终止操作，点击“暂停”。

图4示出了一个实施例中计算机设备的内部结构图。该计算机设备具体可以是图2中的上位机或PLC。如图4所示，该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、输入装置和显示屏。其中，存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该计算机设备的非易失性存储介质存储有操作系统，还可存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可使得处理器实现电气设备防误操作方法。该内存储器中也可储存有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可使得处理器执行电气设备防误操作方法。本领域技术人员可以理解，图4中示出的结构，仅仅是与本发明方案相关的部分结构的框图，并不构成对本发明方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRA)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRA)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。