基于VB.NET的电气一次模拟屏软件设计

林翀，陈昊

（杭州华电下沙热电有限公司，杭州 310018）

基于VB.NET的电气一次模拟屏软件设计

林翀，陈昊

（杭州华电下沙热电有限公司，杭州 310018）

因安全评价要求，电厂需要具备电气一次模拟屏供运行人员模拟操作。目前电厂的电气一次模拟屏主要以马赛克拼接板面为主，体积庞大，价格高昂，不利于日后的维护。基于Visual Basic.NET自行开发了电气一次模拟屏软件，阐述了开发的全过程，并提出了日后升级的方向。

Visual Basic.NET；动态链接库；可扩展标记语言；模拟屏

0 引言

电气误操作是威胁电厂及电网安全运行的频发性事故［1］，可能造成设备停电、损坏，严重时可能造成人身伤亡事故。防止电气误操作是电气安全操作永恒的课题，在实际操作前进行模拟操作是防止电气误操作的有力措施之一。

目前市场上的电气一次模拟屏［2］主要有普通马赛克模拟屏、发光带模拟屏及防误操作模拟屏等，这些模拟屏由马赛克拼接板面、双色发光二极管（LED）灯光及防误报警设备组成，体积庞大，造价高昂。杭州华电下沙热电有限公司为燃气轮机紧凑型电厂，集控室较小，体积庞大的模拟屏不易安置，且价格过高，笔者基于Visual Basic.NET（以下简称VB.NET）软件自主开发了电气一次模拟图（以下简称模拟图），可在电脑上直接操作。该模拟图不仅可以显示电气设备当前的运行状态，方便操作者把握全局，还可以让操作者模拟操作，了解操作全过程，防止因不熟悉操作对象而发生电气误操作。

1 模拟屏软件总体结构

模拟屏软件结构如图1所示，主要由4部分组成：断路器等公共控件，数据统计功能，保存、读取等功能，主画面绘制。整个系统以公共控件为核心，通过主画面调用公共控件，再经由保存、读取、数据统计等辅助功能形成一个完整的整体。

图1 模拟屏总体结构

2 软件开发环境及相关工具

2.1 VB.NET

本软件采用VB.NET 2010编程语言编写完成，目前VB.NET编程语言软件的较新版本为Visual Basic 2010，是Visual Studio 2010环境支持的几种语言之一。

选用VB.NET的优势主要有以下3点［3］：（1）具有优秀的Windows界面功能；（2）VB.NET可自行开发控件库，且控件使用方便，可以提高开发界面的使用效率，开发的界面美观大方；（3）VB.NET在图形处理方面具有较强的功能，可以灵活运用图形、动画。

2.2 动态链接库（DLL）

DLL可允许多个程序同时使用代码和数据，其他程序都可以使用DLL所包含的功能，这有助于避免代码重用，促进内存的有效使用。通过使用DLL，程序可以实现模块化，使系统由相对独立的组件组成，本文就是由各公共控件生成DLL文件，再将该DLL文件导入到模拟图主程序中，直接调用DLL，方便软件的编程。

2.3 可扩展标记语言（XML）

XML是一种用于应用程序间交换数据的语言。本文使用XML作为软件的储存单元，与Access，SQL Server等数据库相比，可以减轻应用程序的负担，不需要建立和维护数据库，可以方便地储存和读取文件［4］。

3 模块设计及功能实现

3.1 公共控件DLL的设计

模拟屏有诸多开关，经过统计及整理后，可将所有开关分成3类：断路器，隔离开关，接地闸刀。开关又分为4种状态：运行，热备用，冷备用，检修。针对这一特点，简化设计思路，将相同类型的开关设计成公共控件，在绘制模拟图时，即可直接调用。

以断路器为例，断路器编程主要代码如下。

Public Sub Chage_State（） ′4个状态下，断路器图标用不同的颜色加以区分

断路器插件完成后对程序进行测试。通过对断路器属性进行设置，可以选择隐藏或显示连接处线条，还可以调整链接线条的颜色，如图2所示。

图2 断路器控件测试画面

断路器状态选择界面，如图3所示。通过选择画面，可以选择开关的状态。

图3 开关状态选择

相关选择主要程序如下。

当断路器公共控件完成后，即可调试，封装成DLL文件，并可在bin－debug文件中找到Switch_ 4T_a2.dll文件。

3.2 模拟图绘制

断路器DLL制作完成后，将DLL导入到主程序的.NET Framework中。导入完成后，该DLL文件在工具栏－对画框选项中显示。绘图时，直接拖到主画面中即可，且无需再对其进行编程，可直接使用。

隔离开关、接地闸刀DLL控件的制作及导入过程与断路器相似，在此不再作介绍。

按照电气一次接线图对模屏图进行排版和绘制，绘制完成后如图4所示。

图4 绘制完成后的模拟图

3.3 辅助功能实现

模拟图绘制完成后再对其相应的模块进行编程，从而实现模拟图完整的功能。

3.3.1 保存状态功能的实现

本软件以XML文件的格式进行保存及读取，保存的相关程序如下。

当各开关按正常运行方式选择运行状态后，保存当时的运行状态，保存画面如图5所示。

图5 保存当前开关状态界面

3.3.2 读取状态功能的实现

读取功能只需读取保存时的状态即可，相关主程序如下。

实际的图形如图6所示，可以选择读取之前保存的文件，主画面上的各开关状态以保存时的状态显示，方便运行人员调取各种运行状态下的模拟操作。

图6 读取之前保存的各开关状态画面

3.3.3 各开关状态数据统计

这部分主要功能是在软件运行期间，对3类开关4种状态的数量进行实时显示，特别是接地开关的数量，直观地反映给模拟操作前的运行人员，可以有效防止带接地线合闸的误操作。开关数据统计模块主要是根据计时模块来实现，每隔一段时间，扫描模拟屏上所有开关状态，然后根据不同状态下的开关进行统计，并显示在主画面上，如图7所示。

图7 数据统计模块

时间模块的主程序如下。

4 技术展望

制作完成后模拟屏软件已基本满足运行人员的需求，方便其模拟操作。该模拟图还有二次开发的空间，升级方向主要有以下2点。

（1）VB.NET包含有通信模块。开发相应的通信模块，使之与公司的厂级监控信息系统（SIS）相连，则模拟屏软件就可以实时读取公司当前的电气运行状态及参数，并直接反映至主画面上。

（2）设计模拟屏软件的“五防”功能［5］。参考数据统计模块程序，增加计时程序，每隔一段时间自动扫描全部开关的状态。如发现操作后的开关状态不符合设定的逻辑程序，则会自动弹出对话框，显示当前操作不符合“五防”要求，点击确认后恢复开关操作之前的状态。

5 结束语

自主开发的模拟屏软件，有利于运行人员模拟操作，自主学习，同时软件编程开发完全不受厂家限制，便于后期维护及二次开发。该软件已在某电厂连续运行一年多，性能稳定，有效保障了电气操作的正确性，减少了误操作事故的发生，提高了电气运行及管理的水平。

［1］袁大陆，杜彦明.电力系统的防误操作情况及防误操作装置的应用［J］.高压电器，2002，38（5）：8－11.

［2］中国华电集团公司.发电企业安全现状综合评价标准火电篇［M］.北京：中国电力出版社，2011.

［3］郑阿奇.Visual Basic.NET实用教程：基于Visual Studio 2010［M］.北京：电子工业出版社，2013.

［4］THEARON W，NEWSOME B.吴伟敏，李周芳，译.Beginning Visual Basic 2010［M］.北京：清华大学出版社，2011.

［5］薛玉喜.电气“五防”的选型与设计思想［J］.华电技术，2008，30（10）：22－26.

（本文责编：刘炳锋）

TP 311.52

B

1674－1951（2016）10－0009－04

林翀（1989—），男，浙江杭州人，助理工程师，从事发电机电气运行管理工作（E-mail：linchong＠chd.com.cn）。

2016－07－18；

2016－08－24

陈昊（1980—），男，浙江杭州人，助理工程师，从事发电厂热控管理工作。