CN109166217A - 在线智能钥匙闭锁系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供在线智能钥匙闭锁系统，包括：防误主机，用于生成待执行操作票，并下发至电脑钥匙；并判定待执行操作票中的操作规程是否执行完毕，若判定结果为执行完毕，则将待执行操作票的状态修改为执行完毕状态；电脑钥匙，用于根据待执行操作票中的操作规程，依次对对应的智能锁具进行开锁操作，依次获取已开锁的智能锁具的信息，并上传至防误主机；采控装置，用于依次获取每一已开锁的智能锁具对应的电气设备的信息，并上传至防误主机。实现了人工智能化；能够对操作人员的新增经验反馈案例或改进性要求进行多条件的逻辑组合和拓展；使得对操作人员的操作进行实时的跟踪和反馈，便于后期操作策略优化及对重要操作信息进行追溯。

Description

在线智能钥匙闭锁系统
技术领域
本发明实施例涉及电气设备技术领域，尤其涉及在线智能钥匙闭锁系统。
背景技术
目前核电站隔离操作过程为现场巡视判断主接线状态及钥匙对位状态，按照巡视结果结合闭锁关系图进行书面推演以完成隔离票拟票过程，未能实现人工智能化。而目前钥匙闭锁系统还仅限于使用机械钥匙。现有机械钥匙系统由于其设计采用机械结构，对于操作人员新增经验反馈案例或改进性要求很难做到多条件的逻辑组合和拓展。并且未设计信息通讯系统，对操作人员的操作过程信息没有实时的跟踪和反馈，不便于后期操作策略优化及对重要操作信息进行追溯。缺乏信息化历史数据，对于操作推演或实际操作中产生的失误案例无法及时进行记录，不易于后期通过科学算法识别设备操作误区或技能弱点。
发明内容
本发明实施例提供在线智能钥匙闭锁系统，用以解决现有技术未能实现人工智能化、对于操作人员新增经验反馈案例或改进性要求很难做到多条件的逻辑组合和拓展、对操作人员的操作过程信息没有实时的跟踪和反馈，不便于后期操作策略优化及对重要操作信息进行追溯等缺陷，提高了人工智能化程度、能够对操作人员的新增经验反馈案例或改进性要求进行多条件的逻辑组合和拓展、便于后期操作策略优化及对重要操作信息进行追溯。
本发明实施例提供在线智能钥匙闭锁系统，包括：防误主机、电脑钥匙和采控装置；其中，
防误主机，用于根据倒闸操作需求生成待执行操作票，并下发至电脑钥匙；并根据待执行操作票、电脑钥匙发送的已开锁的智能锁具的信息和采控装置发送的每一已开锁的智能锁具对应的电气设备的信息，判定待执行操作票中的操作规程是否执行完毕，若判定结果为执行完毕，则将待执行操作票的状态修改为执行完毕状态；
电脑钥匙，用于根据待执行操作票中的操作规程，依次对对应的智能锁具进行开锁操作，以解除智能锁具对对应的电气设备的隔离，依次获取已开锁的智能锁具的信息，并上传至防误主机；
采控装置，用于依次获取每一已开锁的智能锁具对应的电气设备的信息，并上传至防误主机。
本发明实施例提供的在线智能钥匙闭锁系统，通过采用防误主机生成待执行操作票，并根据电脑钥匙和采控装置回传的智能锁具的信息和电气设备的信息，判断操作票中的操作规程是否依次一一执行完毕，若执行完毕则判定该操作票对应的倒闸操作任务执行完毕。相较于现有技术中通过人工手工撰写待执行操作票，本发明实施例中的防误主机根据倒闸操作需求自动生成操作票避免了人工撰写过程中的失误，并且，提高了操作票的生成效率，实现了人工智能化。并且，相较于现有技术中使用机械钥匙系统对电气设备进行隔离，本发明实施例将用于隔离电气设备的机械钥匙系统(机械锁和机械钥匙)变更为智能钥匙系统(智能锁具和电脑钥匙)，能够对操作人员的新增经验反馈案例或改进性要求进行多条件的逻辑组合和拓展。并且，本发明实施例中的电脑钥匙和采控装置能够对已开锁的智能锁具的信息、每一已开锁的智能锁具对应的电气设备的信息、甚至是操作人员的每一步操作进行记录并上传至防误主机，使得对操作人员的操作进行实时的跟踪和反馈，便于后期操作策略优化及对重要操作信息进行追溯。对于操作推演或实际操作中产生的失误案例及时进行记录，易于后期通过科学算法识别设备操作误区或技能弱点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为根据本发明实施例提供的在线智能钥匙闭锁系统的结构示意图；
图2为根据本发明另一实施例提供的在线智能钥匙闭锁系统的结构示意图；
图3为根据本发明实施例提供的一种采控装置的结构示意图；
图4根据本发明实施例提供的在线智能钥匙闭锁系统的软件架构拓扑图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
电气设备分为运行、备用(冷备用及热备用)和检修三种状态。将设备由一种状态转变为另一种状态的过程叫倒闸，所进行的操作叫倒闸操作。具体来说，通过操作隔离开关、断路器以及挂、拆接地线将电气设备从一种状态转换为另一种状态或使系统改变了运行方式，这种操作就叫倒闸操作。
由于倒闸操作与电气设备实际所处的状态密切相关，电气设备所处的状态不同，倒闸操作的步骤和复杂程度也不同。但要完成一个倒闸操作任务一般都需要进行十几项甚至几十项的操作，仅靠记忆是办不到的，如果稍有失误，就会造成人身、设备事故或严重停电事故。因此，倒闸操作必须根据设备实际状态和系统运行方式，将执行一个倒闸操作任务的所有操作规程都记录下来制作成一张操作票，从而根据操作票中记录的操作规程依次进行有条不紊的操作。在电气设备倒闸操作中，执行操作票制度是防止误操作的有效措施之一。
图1为根据本发明实施例提供的在线智能钥匙闭锁系统的结构示意图，如图1所示，该系统包括：防误主机、电脑钥匙和采控装置；其中：
防误主机，用于根据倒闸操作需求生成待执行操作票，并下发至电脑钥匙；并根据待执行操作票、电脑钥匙发送的已开锁的智能锁具的信息和采控装置发送的每一已开锁的智能锁具对应的电气设备的信息，判定待执行操作票中的操作规程是否执行完毕，若判定结果为执行完毕，则将待执行操作票的状态修改为执行完毕状态。
电脑钥匙，用于根据待执行操作票中的操作规程，依次对对应的智能锁具进行开锁操作，以解除智能锁具对对应的电气设备的隔离，依次获取已开锁的智能锁具的信息，并上传至防误主机。
采控装置，用于依次获取每一已开锁的智能锁具对应的电气设备的信息，并上传至防误主机。
将本发明实施例中的系统应用在核电站中，若需要对核电站中的某些电气设备进行检修，则可能需要对这些电气设备或周边的电气设备进行倒闸操作，此时，操作人员可以在防误主机中提出倒闸操作需求，防误主机即可根据倒闸操作需求，自动生成操作票，由于生成的操作票待操作人员执行，因此，将其称为待执行操作票。
防误主机将待执行操作票下发至电脑钥匙，电脑钥匙接收到待执行操作票后，操作人员可手持电脑钥匙，按照电脑钥匙中存储的待执行操作票的操作规程依次对智能锁具进行解锁操作。每当一个智能锁具被开锁，该智能锁具的信息都会被电脑钥匙记录下来，并实时上传至防误主机。其中，智能锁具的信息包括智能锁具的编号和智能锁具的开闭状态等。
需要说明的是，若操作人员的实际操作与电脑钥匙提示不符，具体来说，若操作票中规定的是：先开A锁，再开B锁，最后开C锁，但实际操作中，操作人员先开B锁，就会造成实际操作与电脑钥匙提示不符，此时，B锁不会打开，且电脑钥匙可发出报警声，以提示操作人员操作有误。
需要说明的是，操作人员手持电脑钥匙对智能锁具的每一步操作都会依次记录在电脑钥匙中。电脑钥匙可将操作人员的每一步操作回传至防误主机，以使得对操作人员的操作进行实时的跟踪和反馈，便于后期操作策略优化及对重要操作信息进行追溯。对于操作推演或实际操作中产生的失误案例及时进行记录，易于后期通过科学算法识别设备操作误区或技能弱点。
此处对电脑钥匙进行说明，电脑钥匙采用工业级集成芯片制造，具有液晶汉字显示、自动电源管理、掉电数据记忆、可使用高容量锂电池或充电电池、连续工作时间长、体积小、功能强、使用方便等特点。新一代电脑钥匙，集成了RFID(无线射频识别技术)、IRDA通信、GSM/GPRS网的通信功能、大屏幕液晶(含触摸屏)等新技术的应用，五防钥匙与巡视功能合并，增加录音功能，采用主从CPU方式的双单片机和PSD器件的方案实现程序代码在线下载和升级。
此处对智能锁具进行说明，智能锁具特指电编码锁，用于将电气设备进行上锁以实现其与外界的隔离，其目的在于防止操作人员直接对电气设备进行倒闸操作。
当电脑钥匙对智能锁具开锁成功后，即解除了其对对应的电气设备的隔离，因此，操作人员可对对应的电气设备进行倒闸操作。采控装置可获取每一已开锁的智能锁具所对应的电气设备的信息，具体为电气设备的名称信息、种类信息、编号信息和状态信息等。采控装置获取到电气设备的信息后，将其上传至防误主机。
防误主机将接收到的已开锁的智能锁具的信息和每一已开锁的智能锁具对应的电气设备的信息与自身生成的待执行操作票进行一一比对，判断操作票中的操作规程是否依次被一一执行。若判定结果为执行完毕，则将待执行操作票的状态修改为执行完毕状态。到此，该倒闸操作任务执行完毕。
本发明实施例提供的系统，通过采用防误主机生成待执行操作票，并根据电脑钥匙和采控装置回传的智能锁具的信息和电气设备的信息，判断操作票中的操作规程是否依次一一执行完毕，若执行完毕则判定该操作票对应的倒闸操作任务执行完毕。相较于现有技术中通过人工手工撰写待执行操作票，本发明实施例中的防误主机根据倒闸操作需求自动生成操作票避免了人工撰写过程中的失误，并且，提高了操作票的生成效率，实现了人工智能化。并且，相较于现有技术中使用机械钥匙系统对电气设备进行隔离，本发明实施例将用于隔离电气设备的机械钥匙系统(机械锁和机械钥匙)变更为智能钥匙系统(智能锁具和电脑钥匙)，能够对操作人员的新增经验反馈案例或改进性要求进行多条件的逻辑组合和拓展。并且，本发明实施例中的电脑钥匙和采控装置能够对已开锁的智能锁具的信息、每一已开锁的智能锁具对应的电气设备的信息、甚至是操作人员的每一步操作进行记录并上传至防误主机，使得对操作人员的操作进行实时的跟踪和反馈，便于后期操作策略优化及对重要操作信息进行追溯。对于操作推演或实际操作中产生的失误案例及时进行记录，易于后期通过科学算法识别设备操作误区或技能弱点。
基于上述实施例，本发明实施例中的防误主机还用于：若判定结果为执行完毕，则将自身的状态由锁定模式修改为解锁模式，以接收新的倒闸操作需求，并根据新的倒闸操作需求，生成新的待执行操作票。
具体地，本发明实施例中的防误主机在执行一个倒闸操作任务时，是处于锁定模式的，锁定模式为仅执行与当前操作票相关的倒闸操作任务，而拒绝处理其他任何倒闸操作任务。当防误主机的判定结果为执行完毕时，将自身的状态由锁定模式修改为解锁模式，即，可处理其他任何倒闸操作任务，具体为：接收新的倒闸操作需求，并根据新的倒闸操作需求，生成新的待执行操作票。
本发明实施例提供的系统，将防误主机在执行一个倒闸操作时将自身的模式设置为锁定模式，使得防误主机在一个时间段内不会处理两个及以上的倒闸操作任务，不会生成两个及以上的操作票，降低了由于同时存在多个倒闸操作任务造成的操作失误，提高了操作的正确率与成功率，保障了人身安全和设备安全。
基于上述实施例，本发明实施例提供的系统还包括：通讯适配器，用于实现防误主机和电脑钥匙间的通信。
具体地，通讯适配器主要用于网络中断时实现防误主机和电脑钥匙间的数据通讯，并为电脑钥匙提供充电功能。
基于上述实施例，本发明实施例提供的系统还包括：ZigBee无线基站，用于构建ZigBee无线局域网，实现采控装置与防误主机间的无线通信，以及，实现电脑钥匙与防误主机间的无线通信。
具体地，图2为根据本发明另一实施例提供的在线智能钥匙闭锁系统的结构示意图，如图2所示，该系统至少包括：
防误主机、电脑钥匙、采控装置、通讯适配器和ZigBee无线基站。其中：
防误主机可与采控装置进行通信，也可与通讯适配器进行通信。采控装置可获取电气设备(例如一些按钮开关、旋转开关和按钮LED等)的开关状态等，并将开关状态等发送给防误主机。电脑钥匙可接收防误主机下发的操作票，并获取智能锁具的开闭状态等并回传至通讯适配器，进而回传至防误主机。使得防误主机可以根据电气设备的开关状态和智能锁具的开闭状态等信息，对操作票中的操作规程是否执行完毕等进行判断，其具体过程在上述实施例中已详细说明，此处不再赘述。需要说明的是，ZigBee无线基站，用于构建ZigBee无线局域网，实现通讯适配器与防误主机间的无线通信，以及，实现采控装置与防误主机间的无线通信。
基于上述实施例，本发明实施例提供的系统，采控装置包括：数字量采集电路和处理器；其中，数字量采集电路，用于将表征电气设备的开关状态信息的电气量信号转换为数字信号，并发送至处理器；处理器，用于根据数字信号，获取电气设备的开关状态。
基于上述实施例，本发明实施例提供的系统，采控装置还包括：无线通讯模块和/或串口模块；其中，无线通讯模块，用于实现处理器和防误主机间的无线通信；串口模块，用于实现处理器和防误主机间的有线通信。
基于上述实施例，本发明实施例提供的系统，采控装置还包括：电源模块，用于为无线通讯模块和/或串口模块提供电源；其中，电源模块包括MP4420HGJ芯片和MP1494SGJ芯片；其中，MP4420HGJ芯片，用于将供电电源降压至5V；MP1494SGJ芯片，用于将供电电源降压至3.3V。
基于上述实施例，本发明实施例提供的系统，数字量采集电路包括：端口扩展芯片PCA9505和TVS阵列ESD静电二极管SRV05-4芯片，其中，端口扩展芯片PCA9505用于减少对STM32I/O口的占用，TVS阵列ESD静电二极管SRV05-4芯片用于为STM32I/O口提供静电放电和过电流保护。处理器为ARM Cortex内核的STM32F103C8T6增强型32位处理器。串口模块为CH340G芯片。
图3为根据本发明实施例提供的一种采控装置的结构示意图，如图3所示，该采控装置包括：
数字量采集电路、处理器、无线通讯模块、串口模块和电源模块。上述五个模块的连接关系和数据传输关系如图3所示，此处不再赘述。
图4根据本发明实施例提供的在线智能钥匙闭锁系统的软件架构拓扑图，如图4所示，该架构包括5个层次，分别是：应用层、网络层、业务层、服务器层、数据采集层。应用层是PC机；网络层采用的是TCP/IP；业务层包括设备器具管理、防误闭锁逻辑控制、数据处理、基础信息管理、系统管理；服务器层中包括防误规则库、标准信息库、数据案例库的数据。数据采集层包括、智能锁具，设备监测传感器和电脑钥匙信息的采集。
综上所述，在倒闸隔离操作至钥匙管理等与生产隔离操作密切相关的工作均存在自动化程度低下，本发明实施例提供了在线智能钥匙闭锁系统，可以实现实时监控倒闸操作，系统运行方式的显示、设备状态采集、设备状态手工对位、图形模拟预演操作、操作票智能开票功能、操作票转移、操作票审批、智能语音提示等功能。本发明实施例使用智能锁具来代替机械钥匙，可以实现信号采集、解锁控制、自诊断功能，可通过电脑钥匙和网络控制器实现解锁/闭锁。通过采用防误主机生成待执行操作票，并根据电脑钥匙和采控装置回传的智能锁具的信息和电气设备的信息，判断操作票中的操作规程是否依次一一执行完毕，若执行完毕则判定该操作票对应的倒闸操作任务执行完毕。相较于现有技术中通过人工手工撰写待执行操作票，本发明实施例中的防误主机根据倒闸操作需求自动生成操作票避免了人工撰写过程中的失误，并且，提高了操作票的生成效率，实现了人工智能化。并且，相较于现有技术中使用机械钥匙系统对电气设备进行隔离，本发明实施例将用于隔离电气设备的机械钥匙系统(机械锁和机械钥匙)变更为智能钥匙系统(智能锁具和电脑钥匙)，能够对操作人员的新增经验反馈案例或改进性要求进行多条件的逻辑组合和拓展。并且，本发明实施例中的电脑钥匙和采控装置能够对已开锁的智能锁具的信息、每一已开锁的智能锁具对应的电气设备的信息、甚至是操作人员的每一步操作进行记录并上传至防误主机，使得对操作人员的操作进行实时的跟踪和反馈，便于后期操作策略优化及对重要操作信息进行追溯。对于操作推演或实际操作中产生的失误案例及时进行记录，易于后期通过科学算法识别设备操作误区或技能弱点。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.在线智能钥匙闭锁系统，其特征在于，包括：防误主机、电脑钥匙和采控装置；其中，
防误主机，用于根据倒闸操作需求生成待执行操作票，并下发至电脑钥匙；并根据待执行操作票、电脑钥匙发送的已开锁的智能锁具的信息和采控装置发送的每一已开锁的智能锁具对应的电气设备的信息，判定待执行操作票中的操作规程是否执行完毕，若判定结果为执行完毕，则将待执行操作票的状态修改为执行完毕状态；
电脑钥匙，用于根据待执行操作票中的操作规程，依次对对应的智能锁具进行开锁操作，以解除智能锁具对对应的电气设备的隔离，依次获取已开锁的智能锁具的信息，并上传至防误主机；
采控装置，用于依次获取每一已开锁的智能锁具对应的电气设备的信息，并上传至防误主机。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，防误主机还用于：
若判定结果为执行完毕，则将自身的状态由锁定模式修改为解锁模式，以接收新的倒闸操作需求，并根据新的倒闸操作需求，生成新的待执行操作票。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：
通讯适配器，用于实现防误主机和电脑钥匙间的通信。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，还包括：
ZigBee无线基站，用于构建ZigBee无线局域网，实现采控装置与防误主机间的无线通信，以及，实现电脑钥匙与防误主机间的无线通信。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，采控装置包括：数字量采集电路和处理器；其中，
数字量采集电路，用于将表征电气设备的开关状态信息的电气量信号转换为数字信号，并发送至处理器；
处理器，用于根据数字信号，获取电气设备的开关状态，并回传至防误主机。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，采控装置还包括：无线通讯模块和/或串口模块；其中，
无线通讯模块，用于实现处理器和防误主机间的无线通信；
串口模块，用于实现处理器和防误主机间的有线通信。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，采控装置还包括：
电源模块，用于为无线通讯模块和/或串口模块提供电源；其中，
电源模块包括MP4420HGJ芯片和MP1494SGJ芯片；其中，
MP4420HGJ芯片，用于将供电电源降压至5V；
MP1494SGJ芯片，用于将供电电源降压至3.3V。
8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述数字量采集电路包括：端口扩展芯片PCA9505和TVS阵列ESD静电二极管SRV05-4芯片。
9.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，处理器为ARM Cortex内核的STM32F103C8T6增强型32位处理器。
10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，串口模块为CH340G芯片。
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