火电厂Profibus现场总线控制系统的网络节点诊断软件开发

回点 检 ， 者 是发 现 设 备 故 障 后进 行 维 修 。随着 设 备 或 故障 种类 的增加 以及 设 备 故 障 表 现形 式 的复 杂 化 ， 传
统检修 模式 已不 能适 应 当前火 电厂 设备 检修 维 护 的需 要 ， 需开发 一 种 新 型 的 检 修模 式 。火 电厂 控 制 采 用 急 现场 总线技 术 的优势 最 主要体 现在 数字 智 能装 置和 信
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火 电厂 Ｐ ｏｉｕ 现场 总 线 ｒｆ ｓ ｂ 控制 系统 的 网络 节 点诊断 软 件开发
董 芳 ， 伟 ， 逸群 ， 渝坪 ， 春利 ， 丁 崔 颜 王 张博 威
西安 热 工研 究院有 限公 司， 西 西安 ７ ０ ３ 陕 １０ ２
道 状态 。Ｄ Ｓ故 障诊 断 的 范 围虽 然 能 达 到通 道 级 ， Ｃ 但 由于 ＩＯ信号 采用 传 统 的 电量 信 号 （ 向数 据传 输 ） ／ 单 ，
因此无法 在 Ｄ Ｓ工 程 师 站上 对 现 场仪 表 （ 送 器 、 Ｃ 变 执
行 器 等） 行远 方 诊 断 、 护 和 组 态 ， 进 维 同时 也无 法 了解
Ｆ Ｓ故 障按 其系 统结 构可 大致 分为 ３类 。 Ｃ
（ ） 站 故 障 主 站 一 般 为 可 编 程 逻 辑 控 制 器 １主
（ Ｌ 或 在 Ｆ Ｓ网络 中起 主要 控 制 作 用 的计 算 机 、 Ｐ Ｃ） Ｃ 专 用模 件 等 。主站 故 障 是 影 响 系统 运 行 的全 局性 故 障 ， 可分 为 固定性 故 障和偶 然性 故 障 。偶 然性 故 障是 指 系 统发 生故 障后 ， 重新 启 动 系统 能够恢 复正 常 的故 障 ， 而 固定 性故 障需 更 换 硬 件 或 软件 ， 一般 是 由于 系 统设 计
（ ） 能从站 故 障 智 能从 站 主要 指 带 有 智 能模 ２智 块 的仪表 、 备 ， 故 障 分 为 机 械 故 障 和智 能 模 块 故 设 该
障， 其直 接影 响控制 系统 的控 制 品质 。
诊 断 。通过 在 Ｐ Ｃ编程建 立诊 断 数 据块 ， 取从 站 的 Ｌ 读 诊 断数 据 ， 析 诊断 数据结 构 和意义 ， 它们有 规 律地 分 将 存 放在 对应 的数 据块 中 ， 成 诊断信 息 ， 断信 息 数据 形 诊 块 中包含 的信息 见表 １ 。
目前 火 电厂对设 备 检修采 用 的主要 模式 是 人工 巡
卡件 及 现场设 备 的 内部工作 情 况 ， 即传统 Ｄ Ｓ无 法 做 Ｃ
到全 方位 的诊 断 。 Ｆ Ｓ是 继 ＤＣ Ｃ Ｓ之后 出 现 的新 一 代 控制 系统 ， Ｃ ＦＳ 中无 论是 通信 模 件 、 制 站 还 是 现 场设 备 都 是 智 能 化 控 设备 ， 具有 双 向数 字通 信 能力 。这 些 智 能 设 备 可 以使
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Ｄ Ｐ和 Ｐ ｏｉｕ —Ｐ 。Ｐ ｏｉｕ — Ｐ通 信在 主 站与 ｒ ｆ ｓ Ａ） ｒ ｆ ｓ Ｄ ｂ ｂ 从站 之间进 行快 速 循 环 的数 据交 换 ， 断信 息 就 是 其 诊 中 的重 要数 据交换 之 一 ， Ｆ Ｓ网络 层 与 层之 间 的连 将 Ｃ 接设备作 为网络 连 接 节 点 ， 在监 控 层 和控 制 层 之 间 选
在华 能玉 环 电厂 已投 运 的 Ｆ Ｓ网络 基 础 上 设 计 Ｃ 网络 节点诊 断 系统 ， Ｃ Ｆ Ｓ网络 为 ３ 网络系统 ， 包括 层 其
监控 层 网 络 （ 余 工 业 以 太 网 ） 控 制 层 网 络 （ 余 冗 、 冗
Ｐ ｏｉｕ —Ｄ ｒｆ ｓ Ｐ光纤 环路 ） ｂ 和现 场 设 备层 网络 （ ｒｆ ｕ Ｐ ｏｉ ｓ ｂ
收 稿 日期 ： ２ ０ ０ ７—０ ３—１ ３
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不 当或 系统 运行年 限较 长所 致 。
３ １ 诊 断 功能 块 ． 选 用 Ｐ Ｃ 中的系统 功 能块 对 与 Ｐ Ｃ在 同一 网络 Ｌ Ｌ 层 的设 备进 行诊 断 ， 即在 本 网 络 系统 中对 Ｉ ５ Ｍ１ ７进 行
通 常诊 断功 能的设 计是 根据 系统 结构 和 功 能的 层
次性特 点 ， 立 面 向对 象 的基 于信 号 传 输 通 道 搜 索 的 建
层 次 诊 断模 型 。在 Ｄ Ｓ中 ， 断 是 自上 而下 ， Ｃ 诊 由总 到
分， 即诊 断从 控制 站到 控制 卡件 能装置 不仅 可 以完成 传 统 自动 控制 的基本 功 能 ， 能 提 供 设 备 的 状 态 和 诊 断 信 息 。 还 通 过 深层次 地合 理 利 用 这 些 现 场设 备 信 息 ， 以及 时 可 调 整运 行 和发现 设备 故 障 。
１ ＤＣ Ｓ和 Ｆ Ｓ设 备故 障诊 断模 式 Ｃ ２ 现 场 总线 故 障诊 断
表 １ 诊 断信 息 数据 块 中 包含 的信 息
（） 线故 障 这 类故 障是 指 通 信 总 线所 引起 的 ３总 故 障 ， 要原 因是 总 线 屏 蔽 不 良、 场 工 业 环 境 干 扰 主 现 大、 总线 断线 和总线 连 接器接 触不 好等 。
３ 网络 节 点 诊 断 系统 总 体 设 计
主控 制器 通过 合适 的 软 件或 编 程 对 其 访 问 ， 行 数据 进 交 换 。现 场 总线控 制仪 表 和设 备 可 以传输 设备 的工艺 参数 、 设备 状 态 、 断信 息 ， 建 立诊 断 网络 ， 障 诊断 诊 并 故
范 围能够达 到现 场设 备 内部 ， 以完 成 多 层 网络状 态 可 监 视 和诊 断 。华 能 玉环 电厂水 处 理 系统 中已 开发 和应 用 了火 电厂 的中文 界面信 息 管理 和诊 断软 件 。