ABB DCS系統(tǒng)SOE結(jié)構(gòu)及故障處理

蔡可玉

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ABB DCS系統(tǒng)SOE結(jié)構(gòu)及故障處理

蔡可玉

大唐蘇州熱電有限責(zé)任公司，江蘇 蘇州 215214

在電廠生產(chǎn)中，DSOE對(duì)事故的分析、判斷起著重要的作用，DSOE故障會(huì)嚴(yán)重影響事故分析的準(zhǔn)確性和快速性。介紹DSOE系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)、功能和軟件組態(tài)，并對(duì)SOE 出現(xiàn)的故障進(jìn)行了分析及處理。

ABB；DSOE；故障處理

在電廠中，DSOE占據(jù)著舉足輕重的地位，DSOE能精確地反映事件情況， 能以毫秒級(jí)的分辨率獲取事件信息，為事故分析提供有力的證據(jù)。DSOE系統(tǒng)最突出的特點(diǎn)就是，所采集的事件數(shù)據(jù)具有較高的時(shí)間分辨特性，并且按照發(fā)生的時(shí)間順序進(jìn)行排列。DSOE由一系列既獨(dú)立，又功能及數(shù)據(jù)相互依賴的設(shè)備組成[1]。

1 DSOE系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

整個(gè)SOE系統(tǒng)由一系列屬于各自結(jié)構(gòu)的模件組成。SOE所涉及的相關(guān)模件均是一些單印刷電路板，并占模件安裝單元一個(gè)槽位具有特殊功能的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。SOE模件通過(guò)專用電纜與相應(yīng)的端子連接；端子則通過(guò)導(dǎo)線與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接，構(gòu)成特定的SOE通道。SOE在使用前應(yīng)對(duì)其進(jìn)行有關(guān)硬件、軟件的組態(tài)，使其具有現(xiàn)場(chǎng)的針對(duì)性。在硬件方面，通過(guò)對(duì)開(kāi)關(guān)、跳線器的設(shè)置，以及端子的相應(yīng)設(shè)置構(gòu)成所需的通道。通過(guò)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(shù)據(jù)采集結(jié)構(gòu)

以分散的數(shù)據(jù)采集通道及控制處理模件為基礎(chǔ)，構(gòu)成了事件采集的就地結(jié)構(gòu)即分散的時(shí)間數(shù)據(jù)采集單元。DSOE除需要連接16個(gè)數(shù)字輸入通道外，同時(shí)也需要連接時(shí)鐘鏈上的時(shí)鐘信息，把時(shí)間直接賦予在輸入通道上。

1.2 事件數(shù)據(jù)的處理結(jié)構(gòu)

SOE服務(wù)器是專門配置的事件數(shù)據(jù)處理單元。該單元具有事件處理主模件，以及時(shí)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(shí)間同步鏈發(fā)布時(shí)間信息。這一時(shí)間信息一方面通過(guò)絕對(duì)時(shí)間同步系統(tǒng)，另一方面通過(guò)時(shí)鐘鏈發(fā)布時(shí)間信息，來(lái)同步采集單元的通道。

1.3 事件數(shù)據(jù)記錄結(jié)構(gòu)

在操作員工作臺(tái)上應(yīng)該建立專門的SOE數(shù)據(jù)庫(kù)。這些數(shù)據(jù)將向操作員報(bào)告它所采集和記錄的事件，來(lái)完成SOE數(shù)據(jù)的記錄結(jié)構(gòu)。DSOE硬件系統(tǒng)如下圖1所示：

圖1 DSOE硬件系統(tǒng)

(1)INNIS01(NIS)：網(wǎng)絡(luò)接口子模件，提供SOE設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)間的連接。(2)INTKM01(TKM)：TKM01模件給SEM01模件，以及通過(guò)時(shí)間同步鏈向其他分布SOE系統(tǒng)提供精確的時(shí)間信息。TKM01既可符合IRIG-B標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間碼制設(shè)備GPS的信息來(lái)調(diào)整自己的時(shí)鐘，另一方面又可以將時(shí)間信息傳送給使用RS-485串行鏈連接其他部件，形成時(shí)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(shí)間信號(hào)，以及形成了相關(guān)的同步時(shí)間鏈。(3)INSEM01(SEM)：模件監(jiān)視過(guò)程控制單元以例外報(bào)告為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)，收集和整理它采集的數(shù)據(jù)，并且向人系統(tǒng)接口提供SOE報(bào)告，表達(dá)已定義的觸發(fā)器狀態(tài)。在系統(tǒng)中，數(shù)字狀態(tài)變化的采集是通過(guò)過(guò)程控制單元內(nèi)的SED和SET模件進(jìn)行，并且傳遞給控制器及SEM主模件來(lái)完成數(shù)據(jù)采集及傳遞和處理功能。該模件拷貝和整理有關(guān)時(shí)間的信息，并按時(shí)間順序進(jìn)入數(shù)據(jù)緩沖寄存器。當(dāng)觸發(fā)器發(fā)生改變時(shí)，人系統(tǒng)接口會(huì)接到修改相應(yīng)數(shù)據(jù)的通知。此時(shí)，系統(tǒng)所關(guān)注的SOE記錄就完成了。(4)IMSET01(SET)：事件順序同步子模件(對(duì)應(yīng)NTST01時(shí)間同步端子)，標(biāo)準(zhǔn)的I/O模件，采集SOE的輸入數(shù)據(jù)，傳遞給MFP模件帶有TKM時(shí)間信息的數(shù)據(jù)。它不僅能夠連接現(xiàn)場(chǎng)16路兩位式的數(shù)字信號(hào)，同時(shí)也為系統(tǒng)配置的控制接收和編輯時(shí)鐘保持模件事件同步鏈來(lái)的時(shí)間信息。控制器經(jīng)過(guò)子總線與子模件通訊，并利用組態(tài)接收具有發(fā)生事件時(shí)的時(shí)間標(biāo)記的數(shù)據(jù)和定義通道及相應(yīng)的特性。(5)IMSED01(SED)：事件順序數(shù)字子模件(對(duì)應(yīng)NIDI01數(shù)字I/O端子)，類似IMSET01，但數(shù)據(jù)不帶時(shí)間信息，SED的時(shí)間標(biāo)記的輸入是MFP通過(guò)SET模件提供的[2]。

2 軟件組態(tài)

SOE的組態(tài)分為兩個(gè)部分，一部分組態(tài)在工程師站EWS通過(guò)Composer(DCS工程師專用接口)來(lái)完成，另一部分組態(tài)在操作員站SERVER通過(guò)ConductorNT(DCS管理、過(guò)程控制一體化系統(tǒng)接口)來(lái)完成。其中，工程師站的組態(tài)包括：(1)SOE輸入量的組態(tài)：MFP利用FC241功能碼獲得IMSET01或IMSED01的SOE數(shù)據(jù)，通過(guò)FC242功能碼建立IMSET01的相關(guān)輸入通道，組態(tài)FC242、FC241、FC45等執(zhí)行塊和功能碼，建立SOE的數(shù)據(jù)庫(kù)。(2)SOE主模件SEM的組態(tài)：在Symphony系統(tǒng)中，除組態(tài)接口功能碼FC242、FC241、FC45(在Symphony系統(tǒng)中，用于過(guò)程控制的軟件采用模塊化的軟件結(jié)構(gòu)即功能碼，組態(tài)時(shí)根據(jù)工藝過(guò)程要求，利用功能碼生成組態(tài)邏輯即可)外，對(duì)SEM也應(yīng)組態(tài)，組態(tài)完成后生成FC244執(zhí)行塊。(3)SOE點(diǎn)列表的組態(tài)：定義SOE輸入量的相關(guān)參數(shù)及其觸發(fā)條件。上述工作完成后按照Symphony系統(tǒng)的常規(guī)進(jìn)行編譯下裝，并定義為執(zhí)行模式。操作員站SERVER上的組態(tài)包括：定義事件發(fā)生實(shí)際需要報(bào)告的SOE數(shù)量、延遲時(shí)間、送往的打印機(jī)地址、報(bào)表的格式類型等，組態(tài)后生成SOERecoder(SER)。經(jīng)過(guò)兩部分組態(tài)后，SOE即可投入正常工作，主模件SEM處理由MFP來(lái)的例外報(bào)告讀取TKM來(lái)的時(shí)間信息及狀態(tài)，監(jiān)視SOE輸入量的觸發(fā)條件，一旦事件被觸發(fā)，立即將帶有時(shí)間標(biāo)簽的數(shù)據(jù)形成定義格式的SOEReport文件。

3 DSOE故障處理

3.1 DSOE標(biāo)簽Standard不翻轉(zhuǎn)

Standard為RCM類型標(biāo)簽，在S+數(shù)據(jù)庫(kù)中的塊號(hào)為5000。Standard的標(biāo)簽庫(kù)應(yīng)進(jìn)行以下設(shè)置：SOELOG——設(shè)為1；SOETYPE——OE類型，設(shè)為0（0-Standard SOE；1-Summary SOE）；SOETIMEOUT——設(shè)定SOE報(bào)表準(zhǔn)備采集時(shí)間到關(guān)閉時(shí)間間隔，一般設(shè)為2分鐘；SOETUNIT——SOETIMEOUT的時(shí)間單位0-單位為秒，1-單位為分；SOEMAXEVT——一個(gè)SOE LOG所能記錄的最大事件數(shù)，當(dāng)在SOETIMEOUT時(shí)間內(nèi)超過(guò)此設(shè)定值當(dāng)前LOG自動(dòng)關(guān)閉，產(chǎn)生一個(gè)新的LOG；SOELOGOUT——必須設(shè)置為1時(shí)才能產(chǎn)生SOE報(bào)告；Standard標(biāo)簽的參數(shù)只能在離線狀態(tài)下修改。

3.2 SET 和SED 信號(hào)燈閃爍， 模件不能完成時(shí)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(tǒng)恢復(fù)后觀察是否恢復(fù)正常。如果未恢復(fù)，則更換新卡件。在ABBSymphony系統(tǒng)中，時(shí)鐘同步包括兩個(gè)部分，即控制環(huán)CNET時(shí)鐘同步和操作系統(tǒng)ConductorNT時(shí)鐘同步。兩種時(shí)鐘同步方式既擁有各自的時(shí)鐘精度級(jí)別，又相互制約。

CNET時(shí)鐘精度級(jí)別為0～11，ConductorNT時(shí)鐘精度級(jí)別為0～10。主服務(wù)器和其他服務(wù)器時(shí)間級(jí)別設(shè)置的不統(tǒng)一，造成時(shí)間無(wú)法同步。因此，在每一次重新安裝操作系統(tǒng)時(shí)，均要重視ConductorNT環(huán)路時(shí)間級(jí)別的設(shè)置。

3.3 SOE 事件觸發(fā)時(shí)SOE 順序記錄時(shí)間和Conductor NT歷史記錄時(shí)間不一致

SOE事件順序記錄時(shí)間由TKM提供，TKM根據(jù)SEM提供的絕對(duì)時(shí)間將其內(nèi)部時(shí)鐘初始化，作為SOE的主時(shí)鐘。上述時(shí)間不一致的原因主要是沒(méi)有將SOE的主時(shí)鐘調(diào)整準(zhǔn)確。時(shí)間調(diào)整的正確步驟為：①時(shí)鐘系統(tǒng)停電，SEM停止運(yùn)行后再?gòu)陌惭b槽中拔出;②查看環(huán)路中Server的時(shí)間級(jí)別，調(diào)整主Server的時(shí)鐘， 即Windows的電腦時(shí)鐘；③重新插進(jìn)SEM模件;④SEM開(kāi)始初始化并從環(huán)路上高時(shí)間級(jí)別的設(shè)備獲取時(shí)間，作為自己的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。SEM投入正常運(yùn)行后，環(huán)路上所有設(shè)備相應(yīng)完成各自的時(shí)間調(diào)整。值得注意的是，在時(shí)間調(diào)整過(guò)程中一定要拔出SEM 模件，否則時(shí)間調(diào)整將無(wú)法進(jìn)行。因?yàn)榄h(huán)路中將SEM級(jí)別(11級(jí))設(shè)定為最高，其余DCS設(shè)備則根據(jù)主時(shí)鐘自動(dòng)進(jìn)行校準(zhǔn)。

3.4 SOE報(bào)表未能真實(shí)反映設(shè)備故障

SOE的組態(tài)中對(duì)每一SOE事件需定義SOETrigger的觸發(fā)條件,在熱工保護(hù)中，一般統(tǒng)一定義為“1”觸發(fā)。但是有個(gè)別保護(hù)采用反邏輯設(shè)計(jì)定義為“0”動(dòng)作，因此相應(yīng)的觸發(fā)條件需定義為“0”觸發(fā),重新檢查組態(tài)修改，恢復(fù)正常。

3.5 SOE報(bào)表上出現(xiàn)多個(gè)相同時(shí)間標(biāo)志的點(diǎn)

在某個(gè)SET 或SED 模件被拔出再重新插入或更換的過(guò)程中,將導(dǎo)致該子模件上的所有點(diǎn)被重新掃描,并且把所有狀態(tài)為1的點(diǎn)上報(bào)給SEM,而且這些狀態(tài)為1的點(diǎn)均有相同的跳閘時(shí)間。當(dāng)某個(gè)MFP主模件的SOE從緩沖區(qū)溢出時(shí),MFP將會(huì)執(zhí)行,使內(nèi)部的SOE復(fù)位,導(dǎo)致將其下屬的所有SET或SED子模件中所有狀態(tài)為1的點(diǎn)上報(bào)給SEM模件, 而且這些狀態(tài)為1的點(diǎn)均有相同的跳閘時(shí)間。緩沖區(qū)的大小是由FC241的S2決定的，一般情況下，此值設(shè)為100就足夠了。SEM收到某個(gè)MFP事件的時(shí)間與事件發(fā)生的時(shí)間之差大于設(shè)定的最大等待時(shí)間(由FC243的S5決定)，則會(huì)發(fā)一個(gè)指令讓對(duì)應(yīng)的MFP執(zhí)行，使SOE復(fù)位,MFP重新掃描其下屬的所有SOE點(diǎn)，而且將所有狀態(tài)為1的點(diǎn)上報(bào)給SEM，并且這些狀態(tài)為1的點(diǎn)均有相同的跳閘時(shí)間。在環(huán)路負(fù)荷比較大的情況下，比如兩套機(jī)組通過(guò)中央環(huán)共用一套SEM模件,此種情況下，可適當(dāng)加大S5，但最好不要超過(guò)60s。

4 結(jié)束語(yǔ)

SOE在電廠的生產(chǎn)運(yùn)行中，對(duì)事故的分析起著關(guān)鍵性的作用，在日常工作中我們應(yīng)做好對(duì)SOE系統(tǒng)的維護(hù)。技術(shù)人員應(yīng)定期對(duì)SOE系統(tǒng)進(jìn)行SOE測(cè)試實(shí)驗(yàn)，并做好實(shí)驗(yàn)記錄。定期對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的硬件設(shè)備巡檢，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題應(yīng)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(tǒng)常見(jiàn)問(wèn)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(tǒng)PFI信號(hào)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

A

1009-6434(2016)07-0161-03