水電廠計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)功能實現(xiàn)

高磊鴻，羅揚曙

(1.昆明電器科學(xué)研究所，昆明 650221;2.云南電力技術(shù)有限責(zé)任公司，昆明 650217)

1 前言

水電廠計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)是利用計算機(jī)對生產(chǎn)過程進(jìn)行實時監(jiān)視和控制的系統(tǒng)，水電廠為保證生產(chǎn)設(shè)備故障或事故停機(jī)對事故原因有效分析，通常借助監(jiān)控系統(tǒng)事件順序記錄 (SOE)功能平臺來分析事故原因。那么計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地LCU的PLC中就必須配置SOE模塊，記錄事件發(fā)生和事件發(fā)生時的時標(biāo)，通過事件發(fā)生的時間順序來判斷事故的原因。目前國內(nèi)某知名水電計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)集成商為保證系統(tǒng)可靠性和穩(wěn)定性，一般在大型水電廠現(xiàn)地LCU的PLC選型上都是使用Schneider Quantum系列PLC，SOE功能通過其專用模塊140 ERT 85420/10時標(biāo)模塊來實現(xiàn)。

2 ERT模塊SOE功能的實現(xiàn)原理

ERT時標(biāo)模塊SOE功能的實現(xiàn)，關(guān)鍵是實現(xiàn)模塊的精確對時。

2.1 ERT模塊的時間同步

由于設(shè)備ERT模塊原產(chǎn)歐洲，對時方式?jīng)]有開發(fā)國內(nèi)流行的PPS、PPM、串口及B碼等對時方式，一直沿用歐洲標(biāo)準(zhǔn)DCF77對時方式，使用Quantum 140 DCF 07700無線接收模塊，接收歐洲標(biāo)準(zhǔn)DCF77格式的長波無線傳播對時信號，完成模塊對時，再授時給相應(yīng)的ERT模塊，但是國內(nèi)無法接受到歐洲D(zhuǎn)CF77對時信號，所以只能由GPS生產(chǎn)商開發(fā)DCF77格式擴(kuò)展單元，來完成ERT模塊的對時，目前有以下兩種方式可以實現(xiàn)ERT模塊的對時。

1)使用軟件“ERT_854_20/10”EFB功能塊實現(xiàn)模塊與CPU控制器內(nèi)部時鐘的自同步，此種方式對于多模塊和多CPU系統(tǒng)，對時精度低，會導(dǎo)致時間分辨率不滿足要求，只能用于一般要求的系統(tǒng)。

2)使用外部衛(wèi)星接收器 (GPS)裝置對時，通過GPS對時裝置擴(kuò)展DCF77擴(kuò)展接口給ERT模塊對時。DCF77對時信號格式是一種BCD編碼格式的時間信號，每分鐘傳輸一次，一個完整幀DCF77信號時間格式碼包含年、月、日、時、分、星期等完整的絕對時間信息，格式如圖1。

圖1 DCF77信號時間格式

DCF77是一種高精度對時信號，能有效保證系統(tǒng)或模塊對時精確，從而保證SOE分辨率達(dá)到規(guī)程要求。目前大多數(shù)使用Quantum PLC集成的水電計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)LCU都是采用此方式完成模塊對時。

2.2 ERT模塊的DCF77對時接線

目前，國產(chǎn)GPS裝置只能提供無源的DCF77接口，而ERT模塊需要提供基于24 V DC的DCF77信號，因此需要為DCF77的對時提供一個24 V DC的電源。接線方法和如圖2所示.

另外，DCF77輸出為光隔接口，區(qū)分正負(fù)，24 V DC(+)為+24 V，24 V DC(－)為0 V。如果有多塊ERT模塊，對時信號可以并接在模塊37、38號端子。原則上在本地機(jī)架或遠(yuǎn)程機(jī)架最多能安裝9的ERT模塊。

圖2 ERT模塊對時接線

2.3 ERT模塊軟件配置

ERT模塊配置主要注意以下兩個方面設(shè)置

1)“模塊”下的“時鐘”必須配置為“DCF/GPS－SYNC”對時方式， “模塊號”不能為0，配置好正確下裝后模塊故障燈“F”滅，另外可以在軟件中檢查ERT_854_10功能塊的STATUS引腳的值是否為“16#0000”，如果是表示時鐘已經(jīng)同步。

2)“功能塊”下的“功能”必須設(shè)置為帶時間標(biāo)簽的點，否則無法記錄時標(biāo)。

3 SOE功能故障分析及處理

1)計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)上位機(jī)軟件無法顯示事件或者事件記錄時標(biāo)不對，導(dǎo)致無法分清設(shè)備事故時的事件順序，無法找到事故的真正原因;此故障主要在新機(jī)投產(chǎn)首檢時經(jīng)常發(fā)現(xiàn)，主要原因是機(jī)組調(diào)試把關(guān)不嚴(yán)，調(diào)試單位沒有對SOE功能進(jìn)行測試驗證，無法讀取到下位機(jī)SOE模塊事件時標(biāo)記錄。

處理方法:以南瑞公司NC2000系統(tǒng)為例，首先進(jìn)入計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)軟件，打開數(shù)據(jù)庫，在數(shù)據(jù)庫中把SOE信號點組態(tài)的“報警”選項打鉤，確認(rèn)報警在簡報和一覽表中會顯示;另外報警時標(biāo)選擇有兩種方式，一種選擇“上位機(jī)報警”方式，系統(tǒng)采集事件時以上位機(jī)時間確定事件的時標(biāo)，此種方式使用在常規(guī)開光量輸入模塊的信號點，其模塊本身不具有打時標(biāo)功能，所以信號時標(biāo)只能由上位機(jī)提供;另一種方式是，不選擇“上位機(jī)報警”方式，系統(tǒng)直接采集下位機(jī)SOE模塊的時標(biāo)，完全反應(yīng)事件發(fā)生的時間。另外需要注意的是如果選擇了“上位機(jī)報警”定時標(biāo)方式，由于掃描時間和通信延時存在，上位機(jī)提供時標(biāo)可能不準(zhǔn)確，不利于事故分析使用。

2)SOE分辨率不滿足規(guī)程要求，對于Schneider ERT模塊，處理方法有以下兩個方面:

第一按照圖2接線方式檢查接線是否正確，接線有沒有松動，24 V電源是正常，再檢查每個ERT模塊是否已經(jīng)收到對時信號，可以使用便攜式示波器進(jìn)行觀察，把模塊37、38端子接入示波器錄制波形檢查。如果沒有條件，可以用萬用表的直流電壓檔測量ERT模塊的37、38端子間的電壓脈沖，但值不一定是24 V DC，檢查是否一致在跳變。

第二如果ERT模塊已經(jīng)收到對時脈沖，但是分辨率又不滿足要求，那么就必須檢查GPS對時精度是否滿足要求，使用專用GPS測試儀測試GPS本身及DCF77擴(kuò)展接口的對時精度是否滿足《電力系統(tǒng)的時間同步系統(tǒng)第一部分:技術(shù)規(guī)范》規(guī)程要求。

通過以上檢查和測試基本可以找到SOE分辨率不滿足的原因和處理辦法。

4 結(jié)束語

對ERT時標(biāo)模塊事件SOE功能實現(xiàn)原理的介紹，并結(jié)合SOE功能故障分析和處理辦法，旨在進(jìn)一步推進(jìn)行業(yè)內(nèi)對水電站計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)SOE重要性的認(rèn)識，同時通過ERT模塊SOE功能實現(xiàn)原理和一些故障處理方法為同行提供參考。

［1］Schneider Electric.Quantum和Unity_Pro_140_ERT_854_10_時標(biāo)模塊用戶手冊［Z］.2010.

［2］DL_T_578－2008.水電廠計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)基本技術(shù)條件［S］.2008.