李卓陽，樓宇昂

（浙江晉巨化工有限公司，浙江衢州 324004）

隨著工業(yè)自動生產、自動化的逐步推進，一鍵順控系統(tǒng)在電力傳輸行業(yè)已經逐步占領市場。而對于化工行業(yè)而言，卻鳳毛麟角。

一鍵順控系統(tǒng)是將繁瑣的操作簡化為遠程一鍵操作，既降低了運維人員的工作強度，也保障了運維人員操作時的安全。傳統(tǒng)的電力傳輸行業(yè)中，操作不頻繁，且每步操作較為單一。而工業(yè)生產行業(yè)、配電行業(yè)對單柜操作的需求更大，尤其是合成氨工藝，生產負荷屬于連續(xù)生產性質，工況波動常需要倒機、甚至于調整多個工段負荷，現(xiàn)場復雜程度高，單臺設備切換頻繁。兩者相比，一鍵順控系統(tǒng)投入到配電行業(yè)比輸電行業(yè)性價比更高。

1 設計原則

合成氨工藝主要配電系統(tǒng)可分為6 kV/10 kV、380 V 系統(tǒng)，380 V 系統(tǒng)常規(guī)采用DCS 系統(tǒng)去實現(xiàn)遠控和自動控制，而由于安全性、技術水平等方面的原因，6 kV/10 kV 系統(tǒng)一般無遠程操控系統(tǒng)，就算有，也僅為單點操作，而通過一鍵順控系統(tǒng)可實現(xiàn)遠程順序控制。

一鍵順控系統(tǒng)，即通過從開關柜內取用于判斷開關柜狀態(tài)的信號，再通過遠程的指令觸發(fā)預制的程序運算后，順序傳輸用于操作的控制點去控制開關柜內斷路器、閘刀或地刀等硬接點，從而達到自由轉換三狀態(tài)的一種控制系統(tǒng)。

一鍵順控系統(tǒng)設計原則：

1）穩(wěn)定性?？紤]到多系統(tǒng)穩(wěn)定的問題，系統(tǒng)是將一鍵順控上所有電氣信號從SCADA系統(tǒng)中數(shù)據庫取數(shù)據，且系統(tǒng)之間做了正向隔離，僅能訪問數(shù)據，不能串改數(shù)據庫數(shù)據。再關閉SCADA系統(tǒng)對開關柜的遠程控制通道，僅一鍵順控系統(tǒng)能遠程操作。

2）可靠性。引入了視頻聯(lián)動功能和柜內視頻監(jiān)控，柜內觸點測溫等可提高系統(tǒng)的本質安全[1]。

一鍵順控是基于可遠控操作的開關柜基礎上，引入多重校驗、順序執(zhí)行的理念，保障裝置操作的安全性[2-3]。

2 硬件設計

系統(tǒng)接入系統(tǒng)未6 kV 系統(tǒng)，接線形式為單母分段，采用三相不接地系統(tǒng)，系統(tǒng)容量超過500間隔，設備類型有饋線、單機以及變壓器等。

針對于系統(tǒng)的容量和配置，配置1臺一鍵順控主機、1 臺智能防誤主機，且按照標準此2 臺設備必須非同一廠家生產產品，1臺做正常運算邏輯使用，另1 臺做邏輯校驗使用，2 臺軟件邏輯均運算成功后才能執(zhí)行操作。配置智能開關柜及斷路器，保證各開關元器件能實現(xiàn)遠操，位置信號、輔助接點等必要數(shù)據送入一鍵順控去顯示和控制。

擴展視頻聯(lián)動功能與操作彈窗、熱成像測溫聯(lián)動功能[4]。配置1 臺視頻主機，將捕捉到的圖形畫面進行分析對比，轉換為數(shù)字信號傳輸入一鍵順控系統(tǒng)，并配合顯示開關柜內及配電室內視頻的信號。

擴展電子五防鎖，配置的防誤主機也兼任電子五防鎖職責，實現(xiàn)打開每個開關柜的每一個間隔都需要事先錄入的程序鎖，保證操作安全性。

擴展溫度濕度顯示，可引入溫度作輔助判據，保障操作的安全。

3 實際應用

3.1 控制邏輯

一鍵順控狀態(tài)分為2 個判定邏輯，1 個是條件判定邏輯，另1個是狀態(tài)判定邏輯。當收到觸發(fā)條件后，先判定狀態(tài)邏輯，狀態(tài)邏輯滿足后觸發(fā)條件邏輯判定，滿足條件后可進行到下1個步驟，當所有步驟完成后實現(xiàn)狀態(tài)轉換。條件邏輯可分為操作順序邏輯和五防聯(lián)鎖邏輯，操作順序邏輯、五防聯(lián)鎖邏輯與普通高壓柜相同，僅需將五防聯(lián)鎖點位讀取并增加到條件判據中去即可。當條件不滿足時，將再次判定，如果超過預設判定時間則終止于此步并發(fā)出告警并生成事件記錄。

圖1 一鍵順控狀態(tài)判定邏輯Fig 1 One-click sequential control state decision logic

3.2 數(shù)據交互方式

數(shù)據采集，開關量、模擬量由現(xiàn)場保護裝置從智能開關柜內的各采集裝置通過硬接點形式采集信號。保護裝置再通過RS485 通訊方式手拉手傳輸數(shù)據（相同廠家產品采用同一信道，考慮到響應速度的原因，每個通道不超過10臺設備），基于MODBUS 通信規(guī)約與現(xiàn)場通訊管理機相連，再通過光纖收發(fā)器送入SCADA交換機并通過通訊管理機上傳后臺主機，完成開關柜與SCADA系統(tǒng)相連。而SCADA系統(tǒng)與一鍵順控系統(tǒng)相連則是通過一鍵順控主機從SCADA系統(tǒng)后臺主機上面讀取數(shù)據的形式，將后臺上的需要的數(shù)字量、模擬量進行訪問讀取，并在順控主機上進行運算，再將數(shù)據發(fā)送至智能防誤主機上進行邏輯驗算。當進行到需要判斷指示燈或開關狀態(tài)時，由一鍵順控主機向視頻主機發(fā)出指令，通過視頻主機進行圖像數(shù)據分析并轉換為可以識別的數(shù)字量信號返送給一鍵順控主機完成交互。

系統(tǒng)多個控制站并未采用多臺不同的順控主機，而是通過其中1 個工程師站配置1 臺順控主機，而此站與保護廠家的主機進行數(shù)據交互，保護主機通過光纖遠程遙控其他站的方式[5-6]。若需采取本系統(tǒng)的模式，保護廠家與順控不是同1套系統(tǒng)，通訊管理機一定要帶轉發(fā)功能，且多臺保護主機最好放在同1個站，便于數(shù)據交互。

3.3 操作順序

指紋、密碼雙校驗登錄→選擇控制站→選擇所需間隔→選擇當前狀態(tài)→選擇目標狀態(tài)→生成操作票→確認操作票并發(fā)起操作指令→程序預演（智能防誤主機與順控主機邏輯校驗交互）→確認執(zhí)行→順序操作（單步操作目標狀態(tài)和操作條件均顯示，如操作結束后引入電信號與視頻聯(lián)動校驗雙確認，保證操作可靠性）→執(zhí)行成功→生成操作記錄

實測操作人員在熟練情況下整套流程2 min內可完成，省去了去現(xiàn)場操作的時間，提高了操作質量，且增加了多種電子記錄和多重安全確認的保障。

一鍵順控操作界面見圖2。

圖2 一鍵順控操作界面Fig 2 One-click sequential control operation interface

原來的1 個6 kV 站每班需要配置3～5 人去完成6 kV倒閘操作。改造成一鍵順控系統(tǒng)后，2個站僅需配置3～4 人即可，而且做到真正意義的無人值守，遠程操作，且新系統(tǒng)降低了操作強度。每人工資按照12萬元/年計算，2個站共節(jié)省5人，每班1年節(jié)省60萬元，一共4個班，一年節(jié)省人工成本240萬元。

4 結 語

通過對合成氨裝置中高壓供配電系統(tǒng)增設一鍵順控系統(tǒng)，實現(xiàn)了對整套高壓供配電間隔的順序操作控制，滿足了本裝置對高壓供配電系統(tǒng)日常的控制要求，同時實現(xiàn)了操作人員遠程一鍵控制的功能，提高了高壓供配電的可靠性和安全性，節(jié)省裝置的開停車時間，保障了倒閘操作的安全穩(wěn)定。系統(tǒng)還能為整個裝置零手動提供了技術支持，可通過關聯(lián)遠程指令，直接實現(xiàn)裝置的自動開停和狀態(tài)轉換，真正意義上實現(xiàn)無人操作，每年節(jié)省人工成本240萬元。