FOXBORO I／A Series系统SOE功能测试与研究

FOXBORO I／A Series系统SOE功能测试与研究SOE系统是火力电厂DCS系统中用于异常事件顺序记录的子系统，它所记
录的事件发生时间的间隔顺序，是系统故障和异常分析的重要依据。

本文主要针对大唐国际托克托发电公司#11、#12机组FOXBORO I/A Series系统的SOE功能进行了具体的功能测试与研究，发现I/A Series系统的SOE功能在实际应用中存在诸多缺陷，不能够准确的对进入SOE的信号进行顺序记录，并且针对FOXBORO I/A Series系统在SOE功能上存在的的这种缺陷提出了相应的解决办法。

标签：SOE DCS 分辨率控制器顺序记录
Abstract：SOE system is the thermal power plant DCS system for abnormal sequence of events recording subsystem，it recorded the incident time interval sequence，is the important basis of system failure and abnormal analysis. In this paper，for Datang International Tuoketuo Power Generation Company # 11，# 12 crew FOXBORO I / A Series system SOE specific functional testing and research，found that the SOE function of the I / A Series system，there are many practical applications defects can not be accurate signal entering the SOE order of record，and the solution for this defect FOXBORO I / A Series system in SOE function.
一、引言
随着火力发电机组日趋规模化和复杂化，生产过程信息瞬间千变万化，当机组发生故障时，需要迅速查找出真实原因，并及时采取相应措施这时就需要对事件进行追忆打印。

因此，事故顺序记录对于指导运行人员及检修人员及时排除事故显得特别重要，并直接影响机组的安全稳定运行。

SOE为英文Sequence of Events的英文缩写，即事件顺序记录。

而一般的事件记录只能做到秒级的分辨率，当事件发生后往往同一秒内出现信息很多，且不能分出先后顺序，这就给事故分析造成了很大的困扰而SOE就能准确的反应事件情况，它能以毫秒级的分辨率获取事件信息，为事故分析提供了有力证据。

随着基于4C（Computer、Control、Communication、CRT）技术的DCS （distributed control systems）控制系统即集散控制系统在火力发电厂的广泛应用，SOE功能也随之产生，按照《火力发电厂分散控制系统验收测试规程》中规定，事件顺序记录分辨率不得超过1ms。

现代火力发电厂的DCS系统都具有此功能，但是该功能能不能达到规定要求就依赖于具体的DCS系统了。

二、托克托发电公司#11、#12机组SOE系统
1.SOE系统配置情况
托克托发电公司#11、#12机组分别于2007年9月和2007年10月建成投产，分散控制系统（DCS）采用的是上海FOXBORO公司I/A系列。

每台机组都有24对冗余控制器。

事故追忆系统（SOE）系统是由FOXBORO公司提供的SOE4.0系统。

SOE软件是安装在历史站上的，通过历史站的SOE数据库调用历史报表。

#11、#12机组进入SOE系统的开关量信号都是332点，没有专门的SOE机柜，SOE卡件采用的是FOXBORO常规的开关量输入卡件FBM207C，进入SOE 的点根据所属系统而分布在不同的控制器中的DI卡件上。

2.SOE工作原理介绍
FOXBORO系统SOE信号的处理过程基本如下：进入SOE系统的DI卡件监视现场开关量信号的状态，并标出开关量信号状态改变的时间标签，控制器在对I/O卡件扫描时将SOE事件读入缓冲区，然后将信息发往历史数据站。

历史数据站从控制器收集到SOE数据后，根据时间顺序分类列表，并存入SOE数据库中。

然后工程师可以在历史数据站能调用SOE数据。

三、托克托发电公司#11机组SOE功能测试试验
1.试验仪器
型号：HS-288A测试信号发生器。

生产厂家：北京剑华英泰电子科技。

2.试验方法
通过HS-288A测试信号发生器给每个卡件加不同分辨率的脉冲信号，本实验分辨率分别为1ms、2ms、5ms，然后在历史站通过SOE应用软件调用SOE记录报表检查记录顺序是否按照触发顺序和按照间隔时间顺序记录。

主要分以下几种试验组：
2.1同一控制器同一背板同一卡件；
2.2同一控制器同一背板不同卡件；
2.3同一控制器不同背板不同卡件；
2.4不同控制器不同卡件。

3.试验过程
3.1 同一控制器同一背板同一卡件
试验对象：#11机组CP1018控制器内171835卡件2、3、4、5、6通道；
触发顺序：17183502、17183503、17183504、17183505、17183506；分辨率：1ms、2ms、5ms；
试验结果：下图分别为1ms、2ms、5ms是时SOE记录报表。

图3-1 单一独立卡件脉冲触发间隔时间为1ms时序图
图3-2 单一独立卡件脉冲触发间隔时间为2ms时序图
图3-3 单一独立卡件脉冲触发间隔时间为5ms时序图
3.2同一控制器同一背板不同卡件
试验对象：#11机组CP1016控制器内171611卡件1、3、4通道；171612卡件1、3、4通道；171613卡件1、3、4通道。

其中171611卡件、171612卡件、171613卡件同在CP1016控制器内1号背板上；
触发顺序：17161101、17161103、17161104、17161201、17161203、17161204、17161301、17161303、17161404；
分辨率：1ms、2ms、5ms
试验结果：下图分别为1ms、2ms、5ms是时SOE记录报表。

图3-4同一控制器同一背板不同卡件脉冲触发间隔时间为1ms时序图
图3-5 同一控制器同一背板不同卡件脉冲触发间隔时间为2ms时序图
图3-6同一控制器同一背板不同卡件脉冲触发间隔时间为5ms时序图
3.3同一控制器不同背板不同卡件
试验对象：#11机组CP1016控制器内0号背板171602卡件5、6、13、14通道；CP1016控制器内1号背板171811卡件1、3、4通道；171812卡件1、3、4通道；171813卡件1、3、4通道。

触发顺序：17160205、17160206、17160213、17160214、17161101、17161103、17161104、17161201、17161203、17161204、17161301、17161303、17161404；
分辨率：1ms、2ms、5ms
试验结果：下图分别为1ms、2ms、5ms是时SOE记录报表。

图3-7同一控制器不同背板不同卡件脉冲触发间隔时间为1ms时序图
3.4不同控制器不同卡件
试验对象：#11机组CP1018控制器内171836卡件2、3、4、5、6通道；CP1016控制器内171602卡件5、6、13、14通道。

触发顺序：17160205、17160206、17160213、17160214、17183602、17183603、17183604、17183605、17183606；
分辨率：1ms、2ms、5ms
试验结果：下图分别为1ms、2ms、5ms是时SOE记录报表。

图3-8同一控制器不同背板不同卡件脉冲触发间隔时间为2ms时序图
图3-9同一控制器不同背板不同卡件脉冲触发间隔时间为5ms时序图
图3-10不同控制器不同卡件脉冲触发间隔时间为1ms时序图
图3-11不同控制器不同卡件脉冲触发间隔时间为2ms时序图
图3-12不同控制器不同卡件脉冲触发间隔时间为5ms时序图
四、结论
1.FOXBORO I/A SERIES 系列DCS系统SOE存在的问题
通过以上各种情况，在不同控制器下以及同一情况下不断的触发试验，能够排除由于测试仪器、环境因素以及人为的不可控因素而导致事件记录顺序的错误，从而得出以下结论：
1.1由于控制器与控制器的时间不同步而导致不同控制器下的事件记录顺序混乱；不能够按照触发顺序记录事件。

如图3-10不同控制器不同卡件脉冲触发间隔时间为1ms时序图、图3-11不同控制器不同卡件脉冲触发间隔时间为2ms 时序图、图3-12不同控制器不同卡件脉冲触发间隔时间为5ms时序图中事件记录混乱。

不能够按照触发顺序按照间隔时间顺序记录。

1.2同一控制器下不同卡件（包括同一控制器不同背板和同一控制器同一背板）的事件记录，在卡件与卡件过渡的事件中记录有时候不能够按照触发间隔时间记录；如图3-4同一控制器同一背板不同卡件脉冲触发间隔时间为1ms时序图中，171611卡件04通道与171612卡件01通道记录间隔时间为2ms；再如图3-7
同一控制器不同背板不同卡件脉冲触发间隔时间为1ms时序中，171602卡件14通道与171611卡件01通道在同一时间发生。

1.3在以上试验的各种情况下都存在触发信号在同一时间消失时，SOE记录时间有时候不在同一时间。

如图3-1 单一独立卡件脉冲触发间隔时间为1ms时序图、图3-5 同一控制器同一背板不同卡件脉冲触发间隔时间为2ms时序图、图3-7同一控制器不同背板不同卡件脉冲触发间隔时间为1ms时序图。

1.4通过以上各种情况的试验不难发现，在同一个卡件上的各个信号，触发间隔时间不管是1ms、2ms、5ms，SOE事件记录顺序都能够按照试验触发的顺序并且按照触发间隔时间顺序记录。

2.FOXBORO I/A SERIES 系列DCS系统针对SOE功能存在问题的解决方案
通过与FOXBORO公司厂家、宁夏大坝、乌沙山等电厂技术人员沟通，发现共性问题SOE记录点与机组顺控系统测点混用、分散布置，这一点只能通过配置专门的SOE机柜解决，具体做法是可以在现有的DAS系统控制器下增加专用的SOE远程站，记录点只用于SOE系统，彻底解决SOE记录点与机组顺控系统混用的隐患。

其次对于控制器之间存在的时间差，与系统GPS时钟配置有关。

目前两台机组的GPS系统只能对工程师站进行对时，却无法对CP进行对时，导致不同控制器不能在秒级别上保持一致。

为了实现控制器时间一致性，需要对现场的GPS 系统进行升级改造，为I/A系统中的Time MasterKeeper 主机增加一块GPS信号发生器，对CP发送GPS时钟信号。

由于该GPS信号发生器接受的为交流B码，要求现场GPS时钟同步装置有能够提供交流B码信号的输出模块。

参考文献
[1]火力发电厂分散控制系统在线验收测试规程（DL/T659—2006）
[2]发电厂热工仪表及控制系统技术监督导则（DL/T1056-2007）
[3]火力发电厂热工控制系统设计技术规程（DL/T5175-2003）
[4]I/A Series 系统及应用智能自动化系列查方兴
[5]火力发电厂热工仪表及控制系统技术监督导则（DL/T1056-2007）。