ABB DCS系統SOE結構及故障處理

蔡可玉

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ABB DCS系統SOE結構及故障處理

蔡可玉

大唐蘇州熱電有限責任公司，江蘇 蘇州 215214

在電廠生產中，DSOE對事故的分析、判斷起著重要的作用，DSOE故障會嚴重影響事故分析的準確性和快速性。介紹DSOE系統的硬件結構、功能和軟件組態，并對SOE 出現的故障進行了分析及處理。

ABB；DSOE；故障處理

在電廠中，DSOE占據著舉足輕重的地位，DSOE能精確地反映事件情況， 能以毫秒級的分辨率獲取事件信息，為事故分析提供有力的證據。DSOE系統最突出的特點就是，所采集的事件數據具有較高的時間分辨特性，并且按照發生的時間順序進行排列。DSOE由一系列既獨立，又功能及數據相互依賴的設備組成[1]。

1 DSOE系統結構

整個SOE系統由一系列屬于各自結構的模件組成。SOE所涉及的相關模件均是一些單印刷電路板，并占模件安裝單元一個槽位具有特殊功能的標準結構。SOE模件通過專用電纜與相應的端子連接；端子則通過導線與現場設備連接，構成特定的SOE通道。SOE在使用前應對其進行有關硬件、軟件的組態，使其具有現場的針對性。在硬件方面，通過對開關、跳線器的設置，以及端子的相應設置構成所需的通道。通過SOE模件能夠得到1ms的高分辨率的事件記錄，并且具有事故前及事故后等多種記錄方式。

1.1 事件數據采集結構

以分散的數據采集通道及控制處理模件為基礎，構成了事件采集的就地結構即分散的時間數據采集單元。DSOE除需要連接16個數字輸入通道外，同時也需要連接時鐘鏈上的時鐘信息，把時間直接賦予在輸入通道上。

1.2 事件數據的處理結構

SOE服務器是專門配置的事件數據處理單元。該單元具有事件處理主模件，以及時間保持主模件。它不僅需要連接分散的事件采集單元，而且借助時間同步鏈發布時間信息。這一時間信息一方面通過絕對時間同步系統，另一方面通過時鐘鏈發布時間信息，來同步采集單元的通道。

1.3 事件數據記錄結構

在操作員工作臺上應該建立專門的SOE數據庫。這些數據將向操作員報告它所采集和記錄的事件，來完成SOE數據的記錄結構。DSOE硬件系統如下圖1所示：

圖1 DSOE硬件系統

(1)INNIS01(NIS)：網絡接口子模件，提供SOE設備與網絡間的連接。(2)INTKM01(TKM)：TKM01模件給SEM01模件，以及通過時間同步鏈向其他分布SOE系統提供精確的時間信息。TKM01既可符合IRIG-B標準時間碼制設備GPS的信息來調整自己的時鐘，另一方面又可以將時間信息傳送給使用RS-485串行鏈連接其他部件，形成時鐘同步鏈。TKM01模件則需要使用專用電纜與特殊配置NTST01端子單元連接，而端子又為接收外部時間信號，以及形成了相關的同步時間鏈。(3)INSEM01(SEM)：模件監視過程控制單元以例外報告為基礎的數據，收集和整理它采集的數據，并且向人系統接口提供SOE報告，表達已定義的觸發器狀態。在系統中，數字狀態變化的采集是通過過程控制單元內的SED和SET模件進行，并且傳遞給控制器及SEM主模件來完成數據采集及傳遞和處理功能。該模件拷貝和整理有關時間的信息，并按時間順序進入數據緩沖寄存器。當觸發器發生改變時，人系統接口會接到修改相應數據的通知。此時，系統所關注的SOE記錄就完成了。(4)IMSET01(SET)：事件順序同步子模件(對應NTST01時間同步端子)，標準的I/O模件，采集SOE的輸入數據，傳遞給MFP模件帶有TKM時間信息的數據。它不僅能夠連接現場16路兩位式的數字信號，同時也為系統配置的控制接收和編輯時鐘保持模件事件同步鏈來的時間信息?？刂破鹘涍^子總線與子模件通訊，并利用組態接收具有發生事件時的時間標記的數據和定義通道及相應的特性。(5)IMSED01(SED)：事件順序數字子模件(對應NIDI01數字I/O端子)，類似IMSET01，但數據不帶時間信息，SED的時間標記的輸入是MFP通過SET模件提供的[2]。

2 軟件組態

SOE的組態分為兩個部分，一部分組態在工程師站EWS通過Composer(DCS工程師專用接口)來完成，另一部分組態在操作員站SERVER通過ConductorNT(DCS管理、過程控制一體化系統接口)來完成。其中，工程師站的組態包括：(1)SOE輸入量的組態：MFP利用FC241功能碼獲得IMSET01或IMSED01的SOE數據，通過FC242功能碼建立IMSET01的相關輸入通道，組態FC242、FC241、FC45等執行塊和功能碼，建立SOE的數據庫。(2)SOE主模件SEM的組態：在Symphony系統中，除組態接口功能碼FC242、FC241、FC45(在Symphony系統中，用于過程控制的軟件采用模塊化的軟件結構即功能碼，組態時根據工藝過程要求，利用功能碼生成組態邏輯即可)外，對SEM也應組態，組態完成后生成FC244執行塊。(3)SOE點列表的組態：定義SOE輸入量的相關參數及其觸發條件。上述工作完成后按照Symphony系統的常規進行編譯下裝，并定義為執行模式。操作員站SERVER上的組態包括：定義事件發生實際需要報告的SOE數量、延遲時間、送往的打印機地址、報表的格式類型等，組態后生成SOERecoder(SER)。經過兩部分組態后，SOE即可投入正常工作，主模件SEM處理由MFP來的例外報告讀取TKM來的時間信息及狀態，監視SOE輸入量的觸發條件，一旦事件被觸發，立即將帶有時間標簽的數據形成定義格式的SOEReport文件。

3 DSOE故障處理

3.1 DSOE標簽Standard不翻轉

Standard為RCM類型標簽，在S+數據庫中的塊號為5000。Standard的標簽庫應進行以下設置：SOELOG——設為1；SOETYPE——OE類型，設為0（0-Standard SOE；1-Summary SOE）；SOETIMEOUT——設定SOE報表準備采集時間到關閉時間間隔，一般設為2分鐘；SOETUNIT——SOETIMEOUT的時間單位0-單位為秒，1-單位為分；SOEMAXEVT——一個SOE LOG所能記錄的最大事件數，當在SOETIMEOUT時間內超過此設定值當前LOG自動關閉，產生一個新的LOG；SOELOGOUT——必須設置為1時才能產生SOE報告；Standard標簽的參數只能在離線狀態下修改。

3.2 SET 和SED 信號燈閃爍， 模件不能完成時間同步

首先檢查SET和SED模件是否故障，重新插拔卡件，待系統恢復后觀察是否恢復正常。如果未恢復，則更換新卡件。在ABBSymphony系統中，時鐘同步包括兩個部分，即控制環CNET時鐘同步和操作系統ConductorNT時鐘同步。兩種時鐘同步方式既擁有各自的時鐘精度級別，又相互制約。

CNET時鐘精度級別為0～11，ConductorNT時鐘精度級別為0～10。主服務器和其他服務器時間級別設置的不統一，造成時間無法同步。因此，在每一次重新安裝操作系統時，均要重視ConductorNT環路時間級別的設置。

3.3 SOE 事件觸發時SOE 順序記錄時間和Conductor NT歷史記錄時間不一致

SOE事件順序記錄時間由TKM提供，TKM根據SEM提供的絕對時間將其內部時鐘初始化，作為SOE的主時鐘。上述時間不一致的原因主要是沒有將SOE的主時鐘調整準確。時間調整的正確步驟為：①時鐘系統停電，SEM停止運行后再從安裝槽中拔出;②查看環路中Server的時間級別，調整主Server的時鐘， 即Windows的電腦時鐘；③重新插進SEM模件;④SEM開始初始化并從環路上高時間級別的設備獲取時間，作為自己的標準時間。SEM投入正常運行后，環路上所有設備相應完成各自的時間調整。值得注意的是，在時間調整過程中一定要拔出SEM 模件，否則時間調整將無法進行。因為環路中將SEM級別(11級)設定為最高，其余DCS設備則根據主時鐘自動進行校準。

3.4 SOE報表未能真實反映設備故障

SOE的組態中對每一SOE事件需定義SOETrigger的觸發條件,在熱工保護中，一般統一定義為“1”觸發。但是有個別保護采用反邏輯設計定義為“0”動作，因此相應的觸發條件需定義為“0”觸發,重新檢查組態修改，恢復正常。

3.5 SOE報表上出現多個相同時間標志的點

在某個SET 或SED 模件被拔出再重新插入或更換的過程中,將導致該子模件上的所有點被重新掃描,并且把所有狀態為1的點上報給SEM,而且這些狀態為1的點均有相同的跳閘時間。當某個MFP主模件的SOE從緩沖區溢出時,MFP將會執行,使內部的SOE復位,導致將其下屬的所有SET或SED子模件中所有狀態為1的點上報給SEM模件, 而且這些狀態為1的點均有相同的跳閘時間。緩沖區的大小是由FC241的S2決定的，一般情況下，此值設為100就足夠了。SEM收到某個MFP事件的時間與事件發生的時間之差大于設定的最大等待時間(由FC243的S5決定)，則會發一個指令讓對應的MFP執行，使SOE復位,MFP重新掃描其下屬的所有SOE點，而且將所有狀態為1的點上報給SEM，并且這些狀態為1的點均有相同的跳閘時間。在環路負荷比較大的情況下，比如兩套機組通過中央環共用一套SEM模件,此種情況下，可適當加大S5，但最好不要超過60s。

4 結束語

SOE在電廠的生產運行中，對事故的分析起著關鍵性的作用，在日常工作中我們應做好對SOE系統的維護。技術人員應定期對SOE系統進行SOE測試實驗，并做好實驗記錄。定期對現場的硬件設備巡檢，發現問題應立即安排人員檢修，以免影響SOE的正常使用。

[1]姜忠民.ABBDCS控制系統常見問題分析及處理[J].電子世界，2014（20）：119.

[2]潘毓祥.正確連接ABBSymphonyDCS系統PFI信號的重要性[J].儀器儀表用戶，2015（1）：73-76.

ABB DCS System SOE Structure and Troubleshooting

Cai Yu can

Datang Thermal Power Co., Ltd., Suzhou, Suzhou Jiangsu 215214

In power plants, the analysis of the accident DSOE judge plays an important role, DSOE fault accident analysis will seriously affect the accuracy and rapidity. This article describes the hardware structure, function and software configuration DSOE system. SOE and the fault occurred are analyzed and processed.

ABB; DSOE; Troubleshooting

TP273.5

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1009-6434(2016)07-0161-03