林翀，陳昊

（杭州華電下沙熱電有限公司，杭州 310018）

基于VB.NET的電氣一次模擬屏軟件設(shè)計(jì)

林翀，陳昊

（杭州華電下沙熱電有限公司，杭州 310018）

因安全評價(jià)要求，電廠需要具備電氣一次模擬屏供運(yùn)行人員模擬操作。目前電廠的電氣一次模擬屏主要以馬賽克拼接板面為主，體積龐大，價(jià)格高昂，不利于日后的維護(hù)?；赩isual Basic.NET自行開發(fā)了電氣一次模擬屏軟件，闡述了開發(fā)的全過程，并提出了日后升級的方向。

Visual Basic.NET；動(dòng)態(tài)鏈接庫；可擴(kuò)展標(biāo)記語言；模擬屏

0 引言

電氣誤操作是威脅電廠及電網(wǎng)安全運(yùn)行的頻發(fā)性事故［1］，可能造成設(shè)備停電、損壞，嚴(yán)重時(shí)可能造成人身傷亡事故。防止電氣誤操作是電氣安全操作永恒的課題，在實(shí)際操作前進(jìn)行模擬操作是防止電氣誤操作的有力措施之一。

目前市場上的電氣一次模擬屏［2］主要有普通馬賽克模擬屏、發(fā)光帶模擬屏及防誤操作模擬屏等，這些模擬屏由馬賽克拼接板面、雙色發(fā)光二極管（LED）燈光及防誤報(bào)警設(shè)備組成，體積龐大，造價(jià)高昂。杭州華電下沙熱電有限公司為燃?xì)廨啓C(jī)緊湊型電廠，集控室較小，體積龐大的模擬屏不易安置，且價(jià)格過高，筆者基于Visual Basic.NET（以下簡稱VB.NET）軟件自主開發(fā)了電氣一次模擬圖（以下簡稱模擬圖），可在電腦上直接操作。該模擬圖不僅可以顯示電氣設(shè)備當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)，方便操作者把握全局，還可以讓操作者模擬操作，了解操作全過程，防止因不熟悉操作對象而發(fā)生電氣誤操作。

1 模擬屏軟件總體結(jié)構(gòu)

模擬屏軟件結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要由4部分組成：斷路器等公共控件，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能，保存、讀取等功能，主畫面繪制。整個(gè)系統(tǒng)以公共控件為核心，通過主畫面調(diào)用公共控件，再經(jīng)由保存、讀取、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等輔助功能形成一個(gè)完整的整體。

圖1 模擬屏總體結(jié)構(gòu)

2 軟件開發(fā)環(huán)境及相關(guān)工具

2.1 VB.NET

本軟件采用VB.NET 2010編程語言編寫完成，目前VB.NET編程語言軟件的較新版本為Visual Basic 2010，是Visual Studio 2010環(huán)境支持的幾種語言之一。

選用VB.NET的優(yōu)勢主要有以下3點(diǎn)［3］：（1）具有優(yōu)秀的Windows界面功能；（2）VB.NET可自行開發(fā)控件庫，且控件使用方便，可以提高開發(fā)界面的使用效率，開發(fā)的界面美觀大方；（3）VB.NET在圖形處理方面具有較強(qiáng)的功能，可以靈活運(yùn)用圖形、動(dòng)畫。

2.2 動(dòng)態(tài)鏈接庫（DLL）

DLL可允許多個(gè)程序同時(shí)使用代碼和數(shù)據(jù)，其他程序都可以使用DLL所包含的功能，這有助于避免代碼重用，促進(jìn)內(nèi)存的有效使用。通過使用DLL，程序可以實(shí)現(xiàn)模塊化，使系統(tǒng)由相對獨(dú)立的組件組成，本文就是由各公共控件生成DLL文件，再將該DLL文件導(dǎo)入到模擬圖主程序中，直接調(diào)用DLL，方便軟件的編程。

2.3 可擴(kuò)展標(biāo)記語言（XML）

XML是一種用于應(yīng)用程序間交換數(shù)據(jù)的語言。本文使用XML作為軟件的儲(chǔ)存單元，與Access，SQL Server等數(shù)據(jù)庫相比，可以減輕應(yīng)用程序的負(fù)擔(dān)，不需要建立和維護(hù)數(shù)據(jù)庫，可以方便地儲(chǔ)存和讀取文件［4］。

3 模塊設(shè)計(jì)及功能實(shí)現(xiàn)

3.1 公共控件DLL的設(shè)計(jì)

模擬屏有諸多開關(guān)，經(jīng)過統(tǒng)計(jì)及整理后，可將所有開關(guān)分成3類：斷路器，隔離開關(guān)，接地閘刀。開關(guān)又分為4種狀態(tài)：運(yùn)行，熱備用，冷備用，檢修。針對這一特點(diǎn)，簡化設(shè)計(jì)思路，將相同類型的開關(guān)設(shè)計(jì)成公共控件，在繪制模擬圖時(shí)，即可直接調(diào)用。

以斷路器為例，斷路器編程主要代碼如下。

Public Sub Chage_State（） ′4個(gè)狀態(tài)下，斷路器圖標(biāo)用不同的顏色加以區(qū)分

斷路器插件完成后對程序進(jìn)行測試。通過對斷路器屬性進(jìn)行設(shè)置，可以選擇隱藏或顯示連接處線條，還可以調(diào)整鏈接線條的顏色，如圖2所示。

圖2 斷路器控件測試畫面

斷路器狀態(tài)選擇界面，如圖3所示。通過選擇畫面，可以選擇開關(guān)的狀態(tài)。

圖3 開關(guān)狀態(tài)選擇

相關(guān)選擇主要程序如下。

當(dāng)斷路器公共控件完成后，即可調(diào)試，封裝成DLL文件，并可在bin－debug文件中找到Switch_ 4T_a2.dll文件。

3.2 模擬圖繪制

斷路器DLL制作完成后，將DLL導(dǎo)入到主程序的.NET Framework中。導(dǎo)入完成后，該DLL文件在工具欄－對畫框選項(xiàng)中顯示。繪圖時(shí)，直接拖到主畫面中即可，且無需再對其進(jìn)行編程，可直接使用。

隔離開關(guān)、接地閘刀DLL控件的制作及導(dǎo)入過程與斷路器相似，在此不再作介紹。

按照電氣一次接線圖對模屏圖進(jìn)行排版和繪制，繪制完成后如圖4所示。

圖4 繪制完成后的模擬圖

3.3 輔助功能實(shí)現(xiàn)

模擬圖繪制完成后再對其相應(yīng)的模塊進(jìn)行編程，從而實(shí)現(xiàn)模擬圖完整的功能。

3.3.1 保存狀態(tài)功能的實(shí)現(xiàn)

本軟件以XML文件的格式進(jìn)行保存及讀取，保存的相關(guān)程序如下。

當(dāng)各開關(guān)按正常運(yùn)行方式選擇運(yùn)行狀態(tài)后，保存當(dāng)時(shí)的運(yùn)行狀態(tài)，保存畫面如圖5所示。

圖5 保存當(dāng)前開關(guān)狀態(tài)界面

3.3.2 讀取狀態(tài)功能的實(shí)現(xiàn)

讀取功能只需讀取保存時(shí)的狀態(tài)即可，相關(guān)主程序如下。

實(shí)際的圖形如圖6所示，可以選擇讀取之前保存的文件，主畫面上的各開關(guān)狀態(tài)以保存時(shí)的狀態(tài)顯示，方便運(yùn)行人員調(diào)取各種運(yùn)行狀態(tài)下的模擬操作。

圖6 讀取之前保存的各開關(guān)狀態(tài)畫面

3.3.3 各開關(guān)狀態(tài)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

這部分主要功能是在軟件運(yùn)行期間，對3類開關(guān)4種狀態(tài)的數(shù)量進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，特別是接地開關(guān)的數(shù)量，直觀地反映給模擬操作前的運(yùn)行人員，可以有效防止帶接地線合閘的誤操作。開關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模塊主要是根據(jù)計(jì)時(shí)模塊來實(shí)現(xiàn)，每隔一段時(shí)間，掃描模擬屏上所有開關(guān)狀態(tài)，然后根據(jù)不同狀態(tài)下的開關(guān)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并顯示在主畫面上，如圖7所示。

圖7 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模塊

時(shí)間模塊的主程序如下。

4 技術(shù)展望

制作完成后模擬屏軟件已基本滿足運(yùn)行人員的需求，方便其模擬操作。該模擬圖還有二次開發(fā)的空間，升級方向主要有以下2點(diǎn)。

（1）VB.NET包含有通信模塊。開發(fā)相應(yīng)的通信模塊，使之與公司的廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS）相連，則模擬屏軟件就可以實(shí)時(shí)讀取公司當(dāng)前的電氣運(yùn)行狀態(tài)及參數(shù)，并直接反映至主畫面上。

（2）設(shè)計(jì)模擬屏軟件的“五防”功能［5］。參考數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模塊程序，增加計(jì)時(shí)程序，每隔一段時(shí)間自動(dòng)掃描全部開關(guān)的狀態(tài)。如發(fā)現(xiàn)操作后的開關(guān)狀態(tài)不符合設(shè)定的邏輯程序，則會(huì)自動(dòng)彈出對話框，顯示當(dāng)前操作不符合“五防”要求，點(diǎn)擊確認(rèn)后恢復(fù)開關(guān)操作之前的狀態(tài)。

5 結(jié)束語

自主開發(fā)的模擬屏軟件，有利于運(yùn)行人員模擬操作，自主學(xué)習(xí)，同時(shí)軟件編程開發(fā)完全不受廠家限制，便于后期維護(hù)及二次開發(fā)。該軟件已在某電廠連續(xù)運(yùn)行一年多，性能穩(wěn)定，有效保障了電氣操作的正確性，減少了誤操作事故的發(fā)生，提高了電氣運(yùn)行及管理的水平。

［1］袁大陸，杜彥明.電力系統(tǒng)的防誤操作情況及防誤操作裝置的應(yīng)用［J］.高壓電器，2002，38（5）：8－11.

［2］中國華電集團(tuán)公司.發(fā)電企業(yè)安全現(xiàn)狀綜合評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)火電篇［M］.北京：中國電力出版社，2011.

［3］鄭阿奇.Visual Basic.NET實(shí)用教程：基于Visual Studio 2010［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2013.

［4］THEARON W，NEWSOME B.吳偉敏，李周芳，譯.Beginning Visual Basic 2010［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2011.

［5］薛玉喜.電氣“五防”的選型與設(shè)計(jì)思想［J］.華電技術(shù)，2008，30（10）：22－26.

（本文責(zé)編：劉炳鋒）

TP 311.52

B

1674－1951（2016）10－0009－04

林翀（1989—），男，浙江杭州人，助理工程師，從事發(fā)電機(jī)電氣運(yùn)行管理工作（E-mail：linchong＠chd.com.cn）。

2016－07－18；

2016－08－24

陳昊（1980—），男，浙江杭州人，助理工程師，從事發(fā)電廠熱控管理工作。