几种分散控制系统的SOE配置及测试比较
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。
分散控制系统SOE性能测试及问题分析
0引言当今国内火电厂对单元机组的控制多采用分散控制系统(Distribute Control System,以下简称DCS),常见的DCS系统均含有事件顺序记录(Se-quence of Event,以下简称SOE)系统。
SOE系统是DCS中用于异常记录的子系统。
它所记录的是电厂事故发生前后主辅机的运行状态、事件发生时间、首发事件和连锁发生事件的间隔顺序,是电厂分析运行异常、设备故障和生产事故的最重要依据。
单元机组DCS系统经长期运行后,硬件电路、电子元件出现老化,SOE系统可能会出现通道失灵、漏记、错记等现象。
比如,有时SOE记录的异常事件顺序或时间间隔在逻辑上是明显错误的,那么在分析时则无法正确判断首发事件点,因此很难确定事故原因。
作为如此重要的子系统,在新机组调试、机组检修及设备维护中非常有必要对SOE的准确性进行性能测试。
因此定期进行SOE性能测试是实现机组安全、稳定运行的重要保证,也是DCS性能评估体系中开展的重要工作之一。
近年来,山东电力研究院利用新机组调试和机组停机检修机会,对山东省内大多数机组的SOE系统进行了性能测试,测试型号包括Ovation、ABB、SEMEIS、新华系统、XDPS等,结合测试结果,对SOE常见的问题进行分析。
1测试方法SOE性能测试方法主要有三种,一是如图1所示,A、B为SOE卡件中待测的两个通道,手动短接各通道,A1和A2,B1和B2,利用通道闭合时的细微时间差来检验SOE的分辨力。
该方法优点是操作简便,可以检测SOE发生顺序,但无法精确测量各通道时间间隔,且每次只能检测两个通道。
由于大部分电厂缺乏专用的SOE测试设备,因此主要采取该方法进行粗略测试,测试结果仅可作为参考。
第二种方法是采用全球定位系统(GPS)来对SOE进行性能测试[1],这种方法已在继电保护的SCADA系统中应用,在DCS中的应用还需要进一步研究。
图1A、B测试通道分散控制系统SOE性能测试及问题分析Performance Test and Problem Analysis of SOE in Distributed Control System于庆彬,丁卫东(山东电力研究院,山东济南250002)摘要:在电厂中,事件顺序记录(SOE)作为分析设备故障和生产事故的重要工具,阐述对分散控制系统SOE进行性能测试的必要性,介绍常用的SOE测试方法,应用0113-B型测试仪对SOE测试过程及内部原理进行描述,结合山东电网中各机组SOE的测试结果,对所出现的问题进行分析,提出相应解决方案。
分散控制系统设计和配置
第二讲分散控制系统设计和配置一、总体配置1、DCS中的操作员站、控制器、实时数据服务器和通讯网络必须采用可靠的冗余配置。
对于锅炉炉膛安全系统(FSSS)、汽机数字电液控制系统(DEH)以及汽机紧急跳闸系统(ETS)宜优先采用具有较完善安全措施的控制器。
当DCS采用集中式实时数据服务器时,应采用提高冗余配置等增加系统可靠性的措施。
2、对于循环水泵、空冷系统的冷却水泵以及仪用空压机等重要公用系统(或扩大单元系统),应按单元或分组纳入单元机组DCS中,以免因公用DCS故障而导致全厂或两台机组同时停止运行。
不宜分开的次要公用部分则可配置在公用DCS中。
3、对于供汽、供热的电厂,当供汽、供热中断会造成用户较大损失和支付较多赔款时,应按一台锅炉和一台汽机为单元配置一套DCS的配置方式将全厂锅炉和汽机分组置于二套及以上DCS中,而不应将其全部集中于一套DCS中。
4、电气自动同期系统(ASS)、自动电压调节系统(AVR)、厂用电快速切换装置以及电气继电保护装置不应纳入DCS。
5 、DCS与SIS(MIS)的接口必须按照《火力发电厂厂级监控信息系统技术条件》的要求,配置可靠的隔离措施,信号的传送应该是从DCS向SIS(MIS)单向的。
严禁将DCS与SIS(MIS)以及上级公司的信息网络直接互联。
严禁将全厂煤、灰、水公用控制系统通过网络与DCS互联,并将公用系统信息通过单元机组DCS上传至SIS(MIS)。
严禁将工业电视系统接入DCS网络。
6、应选择对电源波动不敏感(-15%,+20%)的操作员站。
7、当DCS只有单个时钟发生装置时,应有防止其发生故障而导致DCS失去时钟,进而造成操作员站和控制器站脱网事故的措施;当采用主、备时钟时应定期重启一次主、备时钟所在的工作站,以消除时钟累积误差。
当DCS时钟通过GPS自动校准时,应有防止GPS故障导致DCS时钟混乱而故障的措施。
8 、DCS响应时间应尽可能短,任何时候任何指令从操作员站发出到DCS输出不应大于1秒;从操作员站发出指令到开始执行并返回显示器上反应的总时间不应大于2秒。
SOE
时间同步模块
自动化站的时钟同步模块,接受外部时钟信号,作为系 统的时钟主站,控制CPU和功能组的时钟同步。保证其 内部时钟与外部参考时钟不偏离过1ms,保证其高度实 时性。周期的向CPU和所有总线模块等设定时钟,在下 一分钟将设置时间。
信号记录输入模块
用于系统的处理数字量输入信号的DI功能模块。它能 够处理32个通道,高达1ms分辨率的隔离、无干扰和快速 采集的数字量信号。 模块中有一事件缓存区,可以存储多 达200事件。使CPU获得存储在事件缓存中的数据。
有多种不同的功能处理采集到的状态变化:
1)单点信息:每次输入信号进来和离开,都要存储到缓 存中,并且更新过程映像区。
2)瞬时信息:跟单点信息功能不同的是,只在信号进入 时才存储到缓存更新过程映像区。
3)双点信息:设备的两点状态(开启/关闭)可以用
两个输入来描述。每次双点信息改变,存储到缓存中,并 且更新过程映像区。
外部时钟
外部时钟是能直接提供CPU工作所需的时钟信号,根 部不同的电站设备不同,有使用GPS定时的外部时间。
SOE软件描述
统一的数据管理、统一的通信和统一的组态和编程软件, 集成了强大的各种系统软件,对项目进行管理、处理、 归档和建立文件。
SOE
SOE简介
分散控制系统(DCS)均含有事件顺序记录系统(SOE)。 主要是记录的是电厂事故发生前后主辅机的运行状态、 事件发生时间、首发事件和连锁发生事件的间隔顺序, 是电厂分析运行异常、设备故障和生产事故的最重要依 据。 DCS是分散控制系统的简称,国内一般习惯称为集 散控制系统。它是一个由过程控制级和过程监控级组成 的以通信网络为纽带的多级计算机系统,综合了计算机、 通讯、显示和控制等技术,其基本思想是分散控制、集 中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。
热电联产企业分散控制系统(DCS)不同架构的应用及优缺点分析
432022年5月上 第09期 总第381期信息技术与应用China Science & Technology Overview1.垂直架构DCS 系统介绍及存在的缺点MACS II 平台采用的技术架构为垂直型,分别是服务器、工程师站、主控柜、操作员站、交换机,配置的计算机硬件为基于2003操作系统的电脑,每台主控柜含2台互为冗余的主控单位。
该架构下共使用4台交换机进行工业以太网搭建,网段分别是128.129.130.131。
128.129为控制网段,为服务器、工程师站、主控单位提供数据交换、数据计算处理。
130.131网段为操作网段,为操作员站操作、控制平台,并与服务器进行数据交换、处理,并将操作、控制情况反馈给服务器,其中服务器、工程师站同时使用4个网段,起到承上启下的作用。
从中我们可以发现2台服务器在整个架构当中的重要性,几乎所有的现场信息都归于服务器,命令控制又通过服务器下达到各个现场,这就对服务器的性能提出的很高的要求,整个分散控制系统能否安全稳定运行都基于这2台冗余服务器的稳定运行[1]。
该套系统每年利用主设备大小修有针对性的安排对硬件进行清灰、加油、更换冷却风扇等维护保养工作,但是经过近15年长时间的运行,电子元器件逐渐开始老化、损坏,导致系统硬件使用过程中存在不稳定、不可靠的问题。
主要暴露的问题为:1.1架构上的缺点整套DCS 系统太依靠服务器的性能,虽然服务器采用了当时先进的惠普服务器,每台服务器配置双电源、双硬盘、四网卡,但是在实际应用过程中仍会发生主或备服务器死机、宕机现象,导致在锅炉、汽机主设备运行过程中失去备用服务器或主、备切换,甚至发生失去服务器连接的现象导致锅炉、汽机主设备因无法监视、操作而被迫停炉、停机的故障,严重影响企业设备安全稳定运行。
1.2平台使用硬件替代性的缺点MACS II 平台是和利时公司利用引进国外技术开发的产品,在整体设计、硬件使用上并没有完全国产化,和利时公司在后续平台开发中,结合国内外技术和现场使用经验,直接跳过MACS II 平台系统。
火电厂DCS系统SOE性能的检测及分析
2 . 1测 试 分 类
一
的显示时 间相 同 , 且 出现通道时序错位 现象 ; MA C S V 6 . 5 . 0分散控 制 系统 的事 件顺 序记 录结果 与信号 发生器 触发结果一致 , 且无错位想象 。
是对 同一 D P U同一 S O E卡件 的不 同通道 进行
2 0 1 4 年第4 期 总第2 0 3 期
( 3 ) 0 . 9 m s 时基 : A C S V 5 . 0分散控 制系统在进 ; 另一 种是通过专用 时间 同 D P U下 S O E分辨力 性能 测试 时出现 多次 2 个 通道
标准装置发脉冲同步信号 , 同步控制器 的时钟 。
根据上试验结果分析 , 新疆农六师煤 电 MA C S V 5 . 0
测试 ; 二是 对 同一 D P U不 同 S O E卡 件进 行 通道 测 分散 控制 系统 的 S O E分 辨力 ≤2 m s , 在不同 D P U下 , 试; 三是对不 同 D P U下 的 S O E卡件进行测试 。
以 毫秒级 的分辨 力获取并记 录开 关量信号 的状 态 变化 1 S OE测量原理及分辨力误差分析
信 息 ,为热工和 电 气设 备事故分析提供 了明确 有效 的
事件顺 序记录( S O E) 是通过 具有 S O E功能的卡件
线索和证据 , 通 过对 S OE测 量原 理及 分辨 力误差 的分 获取并 记录开关 量信号 的状 态变 化信息 和发生 时 间 ,
析, 并结合现 场不 同种 类 的 S OE功能 进行检 测 , 对检 然后通 过 D C S内部 总线 上传 给 D C S的控制 器 , 又经控 测 中发 现 的问题 以及 进 一步提 高 电厂 S OE应 用技 术 制器 的以太 网传给历史数据站存入 S O E数据库 ,供热
分散控制系统性能测试相关内容说明
分散控制系统(DCS)性能测试
、DCS性能测试的目的与意义
○1通过DCS性能测试可以使用户较为全面地了解和掌握系统的实际性能和故障隐患,根据测试情况用户可以对有问题的部件进行更换、升级等处理,即便有些隐患问题无法解决,也可以采取相应的运行措施和操作方式来避免隐患的转化和激化,从而保证生产过程的安全进行。
同时通过对DCS进行定期的性能测试,可以及时掌握系统性能的变化情况,为系统的技术改进和升级换代提供技术参考。
○2DCS测试项目由于兼顾了系统功能与性能测试,可以得到较为全面的结果,尤其对于一些重要的技术参数可以得到定量的数据结果,可以在不同的DCS之间进行横向比较,全面评估各系统的性能。
通过各种DCS的测试积累,可以为DCS 选型提供技术方面最为可靠的依据。
1.DCS技术性能指标的分类及定义
○1系统实时性-----系统实时性是指系统的各项处理与被控过程变化速度的适应能力,实时性只要体现在控制回路的采集、处理、显示、输出各环节以及通信网络中数据传输率等。
实时性性能指标主要以下几个方面:
控制运算周期及周期的可调范围;
系统的响应时间;
实时数据库中的数据更新周期;
系统站间数据传输速率;
通信链路传输速率;
模拟量采集实时性;
开关量采集实时性;
SOE通道的时间分辨率;
CRT画面调出时间及画面数据更新周期;。
SOE功能介绍及验证方法
SOE功能介绍及验证方法【摘要】本文介绍了SOE系统的概念及与开关量的区别,详细描述PGP 系统中SOE的组态方法,并结合现场实际情况简述SOE系统验证方法。
【关键词】SOE;硬件;组态;验证随着单元发电机组容量的增大,控制及指示用相关过程量数量日趋庞大,生产过程信息也瞬息万变。
当机组发生故障时,需要快速查出真实原因,此时SOE 就显得非常重要了。
1 SOE 事件与开关量事件的概念及区别SOE,事件顺序记录,Sequence Of Events 缩写,主要用于在事故发生时候记录多个开关量输入信号变位的准确时间,SOE要求以ms级的分辨率分析各事件变化的先后次序。
开关量事件指的是重要开关量变位,可以是输出或输入。
两者区别主要有:(1)SOE主要用于事故原因分析,在事故发生时候记录多个开关量变为信号的先后顺序,而开关量信号主要用于现场开关量信号的采集。
(2)记录事件和产生时刻的源头不一样。
SOE事件发生时,由SOE模块打上时间标记后再上传主模件进行数据处理,而开关量事件要先送到主模件处理,主模件将当前值和上一时刻值进行比较,发现变位后,由主模件打上时间标签。
(3)时间精度不一样。
2 SOE 硬件连接及介绍许昌龙岗电厂DCS选用美国贝利公司Symphony控制系统,其中SOE由一些特殊功能的标准模件组成,共有320个SOE点。
其SOE硬件连接简图如下图1所示:图1 SOE硬件连接简图相关模件功能介绍如下:(1)NIS:网络接口子模件,提供SOE设备与网络之间的连接。
电路板上有4个设置开关,其中三个用来设置相关地址,一个用来设置模件运行特性。
(2)SEM:顺序事件主模件,负责从分散的PCU中采集顺序事件数据。
(3)TKM:时间保持主模件,接受外部时间信号,向SOE系统中SEM模件和环路提供时间信息,用来保证事件记录系统与环路保持时间同步。
其中SW1为模件地址,在SOE服务器节点上必须设置为00001000。
分散控制系统试验
分散控制系统试验(1)分散控制系统(Distribution Control System,简称DCS)是以微处理机为基础,以控制危险分散、操作和管理集中为特征,集数据采集、监视、过程控制、顺序控制、记录于一体的标准的、开放的工业控制系统,它紧跟当代先进微处理器技术、GRT图形显示技术、高速通信技术、先进和现代控制技术的发展。
目前在国内火电机组中应用较多的DCS产品主要有:西门子Teleperm XP、ABB Bailey Symphony、西屋Ovation、Foxboro I/A’S、日立HIACS- 5000M、北京和利时MACS、上海新华XDPS400+、欧陆NETWORK-6000等,这些系统都各有特点。
分散控制系统在我国火力发电机组上的应用正在普及,除新建大机组外,越来越多的中小机组也逐步完成了DCS改造。
分散控制系统在火力发电机组上的应用范围不断扩大,其功能已逐步扩展到机、炉、电全厂控制以及外围辅助系统。
DCS作为热控乃至全厂的主要自动化控制设备,越来越显现出它的重要性,因此,从DCS设备的招标、出厂验收,到日常的检修和维护,都必须引起足够的重视。
第一节火电机组常用DCS及特点一、西门子Teleperm XP分散控制系统西门子在80年代推出的Teleperm ME基础上,经过10多年的改进,于1997年推出Teleperm XP 分散控制系统(简称T-XP)。
在国内火电机组的应用业绩,300MW机组主要有:日照#1~#2、阳城#1~#6、阳泉二厂#1~#4、福州华能#3~#4、苏州华能#1~#2、莱城#1~#4、华能太仓#1~#2、呼和浩特#1~#2、准格尔#1~#2、石嘴山#1~#4、白鹤#1~#4、兆光#1~#2等;600MW机组主要有:扬二#1~#2、邯峰#1~#2、德州华能#5~#6、台山#1~#5、定洲#1~#2、河曲#1~#2、宁海#1~#4、滇东#1~#4、岱海#1~#2等。
各家DCS系统推荐配置
ALR121
2
RS-422/485接口
FBM224
4
RS-232,RS422/485接口
信号类型
Siemens
Honeywell
卡件型号
通道数
说明
卡件型号
通道数
说明
控制用AI
6ES7 331-7NF00-0AB0
8
分为4个通道组,可冗余配置
控制用AO
6ES7 332-7ND02-0AB0
4
通道隔离
双显示器支持
LHS6510
长趋势记录功能
VE2104S
控制图状态显示功能
LHS6530
报表功能
VE2104S
逻辑图状态显示功能
控制功能
LFS2710
HART协议
VE31RED
控制器冗余软件
LFS9153
MODBUS协议
Included
HART协议
VE4102
MODBUS协议
批量控制
LHS5160
批量组态软件包
LHS5161
批量配方管理软件包
LHS6600
批量生产过程管理软件包
AAI835-H03
4in/4out
通道隔离,支持HART协议、G3标准
VE4035S2B1
8
通道隔离,支持HART协议、G3标准
FBM218
8
通道隔离,支持HART协议、G3标准
AI
AAI143-H03
16
卡件与现场隔离,但通道不隔离,支持HART协议、G3标准
VE4003S2B6
16
通道隔离,支持HART协议、G3标准
FBM216
8
电厂控制系统SOE模块性能测试方法
Techniques of Automation &Applications电厂控制系统SOE 模块性能测试方法代博(国核自仪系统工程有限公司,上海200241)摘要:DCS 控制系统事件顺序记录(Sequence Of Events)SOE 模块性能包括分辨率和精度,是衡量控制系统技术性能的主要指标,其性能好坏直接影响机组事故分析的及时性和准确性,对分析判断电厂事故原因具有非常重要的作用。
本文基于Ovation 3.5.1控制系统,介绍了SOE 模块性能的测试条件、测试设备、测试方法和测试结果,验证SOE 模块的分辨率同一控制器内≤1ms,不同控制器间分辨率≤2ms;事件记录的精度小于等于2ms。
关键词:电厂控制系统;SOE;分辨率;精度中图分类号:TP273文献标识码:A文章编号:1003-7241(2020)09-0017-05The SOE Module Performance Test Method of Plant Control SystemDAI Bo(State Nuclear Power Automation System Engineering Company,Shanghai 200241China )Abstract:The performance of SOE module includes resolution and precision,it is the main indicator to measure the technical perfor-mance of the control system.Its performance directly affects the timeless and accuracy of the units accident analysis,and plays an important role in analyzing and judging the cause of power plant accidents.Based on Ovation 3.5.1control sys-tem,this paper introduces the test conditions,test equipment,test method and test results of SOE module performance,Verifies that the resolution of SOE module no more than 1ms in the same controller and no more than 2ms between differ-ent controllers,the precision no more than 2ms.Key words:plant control system;SOE;resolution;precision收稿日期:2019-10-231引言事件顺序记录(Sequence of Event)用来记录电厂事故发生前后各主机、辅机的运行状态,具有准确记录和分辨发生事件的功能,当运行设备发生故障时,能够以毫秒级的分辨率和精度记录事件的发生顺序并能对故障前后一段时间的事件信息进行追忆,为电厂工程师分析故障、处理事故提供重要依据。
几种分散控制系统的SOE配置及测试比较
几种分散控制系统的SOE配置及测试比较简介:简述了SOE配置、性能测试的意义和方法,通过对5种分散控制系统的SOE性能进行测试,得出各事故顺序记录系统的分辨率,检验各系统是否真实记录事故前后重要信号状态变化,以便于分析机组事故原因;同时,对各DCS的SOE系统性能进行简单的比较分析。
关键字:SOE 性能分辨率分散控制系统1概述SOE(Sequence of Events),即事故顺序记录系统。
利用它精确记录和报告预先定义好的汽机、锅炉、电气重要开关量信号的状态变化,对机组的事故分析提供明确有效的线索和证据。
在现实中,许多电厂出现过保护动作等情况时SOE未记录下来或记录时间与实际情况不符的问题,因此,事故顺序记录对于指导检修人员及时排除事故显得特别重要,并直接影响机组的商业运行。
通过对几个电厂不同分散控制系统的SOE进行性能测试,以检验各系统事故顺序功能能否真实记录事故前后重要信号状态变化,满足机组正常运行的需要;同时对各SOE系统性能进行简单的比较分析。
2SOE性能测试方法及要求SOE系统性能测试一般利用CT型高速智能开关量信号源进行测试,该信号源能送出时间间隔精度为0.2ms的开关量信号。
在SOE系统记录功能以及DCS打印站打印功能正常情况下,选择5个SOE开关量输入通道,接入测试用开关量信号,先将开关量信号源的时间间隔设置为4ms,启动信号源,检查SOE系统记录功能是否正常。
如正常,逐步减小开关量信号源的时间间隔,检查SOE系统记录功能,直至SOE记录无法正确分辨时为止,SOE最小正确记录时间间隔即为事件顺序记录的分辨率。
考虑检测系统时钟同步,具体测试过程将分两种情况:(1)所选择5个开关量测试通道在相同端子板(或模件、输入卡件等);(2)所选择5个开关量测试通道在不同端子板。
一般要求事故顺序记录分辨率不得超过1ms。
3各分散控制系统SOE测试及比较3.1Symphony系统SOE测试表1 相同PCU的SOE通道测试2004年6月4日,该系统性能测试在益阳电厂#1机组ABB公司的INFI-90(open)系统上完成,其SOE功能通过网络接口子模件(NIS)、事件顺序主模件(SEM)、时间保持主模件(T KM)、多功能处理模件(MFP)、时间顺序同步模件(SET)和时间顺序数字模件(SED)来实现。
SOE系统结构优劣分析与研究
通过一条数据 总线和控制处理单元相连 接 。整 个系统 的授 时方式为 控制处 理单元N T P 方 式进 行授时 ,按两条 数据总线布置J 3 层 和J 4 层分别 通过I R G w o 1 时钟 同步卡进行授时 。 集 中式 布置 方 式下 ,没 有不 同控 制器 之
1 . 引 言 S O E( S e q u e n c e O f E v e n t ) 事件 顺序记录系 统 ,它 以毫秒 级的时 间分辨 率获取并记 录开关 量 变化的信 息,为系统 的监视、控制及 事后分 析 、研究各种 事故的产生 原因提供有力 依据,
算。 T = T I + T 2 + AT 3 + … … ( 1 )
…
…
…
…
…
…
…
…
…….来自发展. . I SoE 系 统 结 构 优 劣 分 析 与 研 究
中国能源建设 集团安徽 电力建设第一工程公 司 韩友喜
【 摘要 】事件顺序记录系统( s o E ) 对工厂运行状 态监视 、事故分析 中起着重要作用 。通过试验研 究了s 0E 的性能、误差 以及 系统结构 ,得 出s o n 统结构 的最佳方案。 【 关键词 】事件顺序记录;S O E;误差 ;系统结构
一
递 是通过模件与控 制器相接 的通 信总线传递 ; 另一 种是通过专用 开关量脉冲递 。模件通过 时 钟 同步卡 直接 与G P S 相连接 完成 信号 同步 ,采 用I R I G — B 格式时间码 ,为脉冲方式 。 不 同控制 器 之 间的 时间偏 差 T 3 主要由 控制 器基准时钟误 差和时钟 同步 误差引起 。控 制 器 的时 钟 同步有2 种方式 :一种 是通 过一 台
分散控制系统SOE性能测试及分析
Email:gaoxuefeng@ yz2pp.com。
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安徽电气工程职业技术学院学报 第二十四卷 第一期
1 测试要点
由 于 分 散 控 制 系 统 经 过 长 期 运 行 后 ,硬 件 电 路 、电 子 元 件 出 现 老 化 ,SOE系 统 可 能 会 出 现 通 道 失 灵 、 漏记、错记等现象,因此根据技术监督导则等规程要求,SOE分辨力的测试是机组 A级检修中 DCS性能 测试的重点内容之一。该试验项目一般由各省网电科院及发电集团科研院承担开展。试验仪器一般也 是时间精度在 0.1ms左右的高精度信号发生器。
PerformanceTestandAnalysisofSOE inDistributedControlSystem
GAO Xuefeng
(JiangsuGuoxingYangzhouPowerGenerationCo.,Ltd.,Yangzhou225131,China) Abstract:Thesequenceofevents(SOE)functionofthedistributedcontrolsystem(DCS)forthermal powerunitscanrecordtheoperationstatesoftheunitsbeforeandaftertheaccident.Itsperformance directlyaffectsthetimelinessandaccuracyoftheaccidentstateanalysisoftheunitsandimportantauxil iarymachines.InordertoensurethereliabilityandperfectionoftheSOEfunction,regularperformance testingmustbeconducted.ThispaperpointsouttheshortcomingsoftheusualSOE performancetesting methodsandprocesses,introducesthemainpointsofSOEtesting,summarizestheproblemsandcauses foundinthepreviousSOE performancetesting,andputsforwardspecificmeasurestoimproveSOE functionsaswellassuggestionsforfurtherimprovingtheDCS design,infrastructure,operation and maintenancelevel. Keywords:distributedcontrolsystem;sequenceofevents;test
DCS系统SOE校时回路分析及完善
DCS系统SOE校时回路分析及完善DCS(分布式控制系统)是一种基于计算机网络的控制系统,广泛应用于工业生产过程的自动化控制。
而SOE(序列事件记录器)是DCS系统中用于记录系统中发生的重要事件的功能模块。
校时回路是指对DCS系统中的各个设备进行时钟同步的过程,保证系统的时间准确性和一致性。
本文将对DCS系统中的SOE校时回路进行分析,并提出完善建议。
在DCS系统中,SOE校时回路起到了至关重要的作用。
它使得各个设备的时间能够同步,并通过SOE功能记录下各个设备发生的事件的时间戳。
这样在事件分析和故障排除的过程中,能够准确地还原系统的运行状态,帮助工程师诊断问题并作出相应的调整。
然而,在实际应用中,SOE校时回路可能会面临一些问题。
首先,由于DCS系统大多基于分布式网络架构,不同设备之间的网络延迟会导致时间同步的误差。
其次,由于设备的时钟漂移和偏差,长时间运行后会造成时间不一致的情况。
此外,由于系统操作和设备状况等其他因素的影响,SOE事件记录可能会出现缺失或错误的情况。
为了提高SOE校时回路的准确性和可靠性,可以采取以下几种方法。
首先,可以通过引入网络协议时钟同步机制(如NTP或PTP)对系统中的各个设备进行时间同步。
这样可以减少网络延迟对时间同步的影响,并提高时间同步的准确性。
其次,可以通过定期对系统中的设备进行时钟校准,消除时钟漂移和偏差造成的影响。
可以采用自动化的方式,通过向设备发送校准信号或者依靠外部的参考时间源(如GPS)进行校准。
通过定期的校准,可以保证系统中设备的时间一致性和准确性。
此外,可以采取冗余备份策略来提高SOE事件记录的可靠性。
可以在系统中添加备用的SOE记录器,当主记录器发生故障或出现缺失时,自动切换到备用记录器进行记录。
同时,还可以在系统中设置数据备份和恢复机制,保证SOE事件记录的数据不丢失,并能够及时恢复。
最后,还可以通过完善的系统监控和故障诊断机制,提高对SOE事件记录的监控和分析能力。
核电厂DCS系统现场控制站SOE信号测试方法研究
核电厂DCS系统现场控制站SOE信号测试方法研究赵爽;王鹏【摘要】为确保核电厂安全经济运行,核电厂分散控制系统(DCS系统)稳定、高速的采集功能在机组调试和运行过程中起着至关重要的作用。
SOE信号高速采集速率,给系统验证提出了很高的要求。
本文在对被测对象进行全面分析后提出了一套测试方法。
此套测试方法适用于核电厂DCS开发设计、系统集成、出厂验收测试等环节。
%In order to ensure safe and economic operation of nuclear power plants, stable and high speed data-acquisition function plays an essential part in Nuclear Power DCS system. DCS control station is a key component of the Nuclear Power DCS system. Owing to high real time demands, communities on field bus puts forward higher requirement for system verification. A set of test methods are proposed after comprehensive analysis of the measured object. These sets of test methods are applicable to the DCS development and design, system integration, factory acceptance testing session.【期刊名称】《仪器仪表用户》【年(卷),期】2016(000)001【总页数】4页(P87-89,94)【关键词】核电厂DCS系统;现场控制站;SOE信号;测试方法【作者】赵爽;王鹏【作者单位】中核控制系统工程有限公司,北京 100176;中核控制系统工程有限公司,北京 100176【正文语种】中文【中图分类】TP23核电厂分散控制系统(Distribute Control System, 简称DCS) 现场控制站可以处理开关量信号、模拟量信号、脉冲量信号等。
电力DCS系统的SOE功能测试装置设计和实现
44 ;Column专栏■核电仪控电力DCS系统的SOE功能测试 装置设计和实现Design and Implementation o f SOE Function Test Device for Power DCS System★北京广利核系统工程有限公司施伟摘要:电厂D C S的事件顺序(S O E)记录功能用于应对雪崩性故障、报 警信息的先后时间记录,以便查找故障源头。
通常S O E采集设备多达上 百个通道,且每个通道都能分辨至少l m s的先后顺序。
采用测试装置进 行测试时,测试装置的输出通道应覆盖所有实际采集通道,且输出的信 号序列间隔要求小于l m s。
目前,行业上采用定时器实现的信号发生器 输出通道数量有限,使用不够灵活,且大多是针对分辨率测试的单一功 能。
本文提出一种基于F P G A技术实现的测试装置,该装置能够根据需求 灵活部署多达200个通道的输出,每个通道输出的事件序列时间都能达 到微秒级的步进调节,每个通道都能进行频率、相位、占空比的调制输 出。
可对S0E记录时间准确性的验证,还可对D C S的负载、容量、运行 压力、开关电弧干扰等多方面的测试。
关键词:S0E;顺序分辨率;累加器;F P G AAbstract: T h e s e q u e n c e of events (SOE) function of D C S of m o d e m is u s e d to record the s e q u e n c e of a v a l a n c h e fault a n d ala r m information, s o a s to find t h e s o u r c e of fault. Generally, there are h u n d r e d s of c h a n n e l s in S O E acquisition e q u i p m e n t, a n d e a c h c h a n n e l c a n distinguish the s e q u e n c e of at least 1 millisecond. W h e n the test device is u s e d for testing, the o u t p u t c h a n n e l of the test device s h o u l d cover all the actual acquisition channels, a n d the interval of the o u t p u t signal s e q u e n c e should b e less t h a n 1 millisecond. At present, the n u m b e r of o u t p u t c h a n n e l s of signal generator realized b y timer is limited, a n d the u s e is not flexible e n o u g h, a n d m o s t of t h e m are for single function of resolution test. In order to solve the p r o blem, a signal generator based o n F P G A t e c h n o l o g y is p r o p o s e d, w h i c h c a n flexibly d e p l o y u p to 200 c h a n n e l s of o u t p u t according to the d e m a n d.T h e event s e q u e n c e time of e a c h c h a n n e l can reach the m i c r o s e c o n d level step adjustment, a n d e a c h c h a n n e l c a n carry o u t the m o d u l a t i o n ou t p u t of frequency, p h a s e a n d d u t y cycle. I t c a n verify the a c c u r a c y of S O E recording time, a n d c a n also test the load, capacity, operating pressure a n d switching arc interference of DCS.K ey w ords:S O E;Sequential resolution; Accumulator; F P G A l前言事件顺序(Sequence Of Event,SOE)记录,记 录事件发生的时间以及事件的类型,比如某开关在某时 间(精确到毫秒)发生跳闸动作等。
电力自动化装置SOE分辨率准确性及测试探讨
电力自动化装置SOE分辨率准确性及测试探讨摘要:在电网的运行过程中应用电力自动化装置SOE分辨率是具有非常重要的的作用,是顺应了科学发展的需要。
随着生产技术的不断进步,对于智能终端、测控装置的SOE分辨率的使用情况的要求也越来越高。
本文通过对电力自动化装置SOE分辨率准确性的影响因素;测试电力自动化装置SOE分辨率的技术的分析,找到了电力自动化装置SOE分辨率的标准与中断周期间的制约因素,提升了电力自动化装置SOE分辨率在电网中的重要意义。
关键词:电力自动化装置;SOE分辨率;准确性;测试技术电力自动化装置SOE分辨率的准确性是电网自动化建设和运行的重要环节,当电网自动化发生故障问题的时候,需要SOE分辨率有效的对故障发生前一段时间与发生后的事件进行信息的追忆活动,通过事件发生的顺序,分析判定故障发生的原因,更好的方便维修工作人员进行有效的维修处理工作。
依据电力自动化装置SOE分辨率的标准要求,分析出电网自动化装置的测试技术和方法。
一、影响电力自动化装置SOE分辨率准确性的因素从电力自动化装置发生固执的顺序可以看出影响电力自动化装置SOE分辨率准确性的主要原因是装置状态量处理方式的影响;装置对时、守时功能的影响;装置测试方法的影响三个方面。
具体的论述内容如下:(一)装置状态量处理方式的影响装置状态量处理方式的最有效方法就是一对一中断式的处理方法,也就是说在处理每一路的状态量信号的时候,要提供唯一的中断资源,保证实时的中断反应并标记好准确的时标。
但是由于受到中断资源的限制,不能保证状态量与中断资源的配置是一对一的,通常情况下可以采用硬件生产中的时钟中断计算进行有效的处理,并对状态量进行程控输出入的检查和处理。
当遇到生产的过程中出现状态点变位的情况时,要做好标记工作和记录时标,这样就可以保证中断时间的合理性设计。
不同的装置在选择性能与资源上,也是不相同的,装置完成的功能与实现的方式也有所不同。
当CPU/DSP的负荷过重的时候,程序设计的不合理性将会导致堵塞情况的发生,和设置硬件时钟中断的时间粒度过于下等情况,这些情况都是造成装置SOE分辨率准确性的因素。
SOE的概念和测试方法
SOE的概念1目的本文目的:澄清SOE的概念,理清SOE事件、开关量事件的区别,澄清SOE分辨率和开关量事件分辨率的概念,明确测试方法。
同时与技术部其它组一起探讨,统一SOE的概念。
本文参考了王常力和罗安主编的《分布式控制系统(DCS)设计与应用实例》中关于SOE的阐述。
2SOE事件与开关量事件的概念SOE,事件顺序记录,S equence O f E vent的缩写,主要用于在事故发生时记录多个开关量输入信号变位的准确时间,以便于区分多个变位的先后顺序SOE事件是一种带同步时间戳的开关量输入变位事件,即SOE模块不仅要采集DI 的状态,还要同步记录DI状态变位发生的时刻,一并发送给主控制器处理后,再保存在DCS系统的服务器或者操作员站中。
通常情况下,SOE模块只能记录分钟内的毫秒值,上报控制器后,由控制器将毫秒值与本地时间合成,得到准确的时间。
开关量事件指的是工业控制现场或者电力系统中重要的开关量(输入或输出)变位事件。
开关量变位事件时,开关量模块只上传其状态给主控制器,主控制器将其状态与本地记录的原来的状态比较,如果不同,则产生一个事件,并打上本地的时标,再保存在DCS系统的服务器或者操作员站中。
在有些系统中,由服务器或者其他上位机在收到开关量状态后,将其状态与本地记录的上一次的状态比较,如果不同,则产生一个事件,并打上本地的时标。
3SOE事件、开关量事件的区别SOE事件、开关量事件的相同点:1)都是开关量2)SOE模块和开关量模块都必须进行消抖,即滤波。
3)在服务器上数据结构相同:状态、质量位和毫秒级的时间SOE事件、开关量事件的不同点:1)作用不一样SOE的主要用于分析事故的原因,分析事故之间的因果关系,在事故发生时,多个开关量输入信号变位的先后顺序。
开关量事件主要用于现场开关量信号的采集和处理。
2)产生事件和记录事件发生时刻的源头不同。
SOE事件及产生时刻是由SOE模块(IO模块)处理并上报控制器的。
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几种分散控制系统的SOE配置及测试比较
刘文丰…来源:中电联科技中心桂林DCS会议资料点击数:4821 更新时间:2007-10-3 14:32:40
刘文丰傅强
(湖南省电力试验研究院)
摘要:简述了SOE配置、性能测试的意义和方法,通过对5种分散控制系统的SOE性能进行测试,得出各事故顺序记录系统的分辨率,检验各系统是否真实记录事故前后重要信号状态变化,以便于分析机组事故原因;同时,对各DCS的SOE系统性能进行简单的比较分析。
关键词:SOE 性能分辨率分散控制系统
On Several SOE Dispositions of DCS and the Contrast
on the Result of Performance Tests
Liu Wenfeng, Fuqiang
(Hunan Electric Power Test&Research Institute)
Abstract: The essay gives a brief explanation on the SOE dispositions and the sign ificance and methods of the performance tests. The resolving power of the Recording System for SOE is concluded on the base of performance tests of SOE for five types of DCS, so it’s helpful to test whether the changes of signals have been accurate ly recorded before and after accidents and to analyze the cause of the generating-s
et accident. Besides, a set of rough contrast and analysis is conducted on the perf ormance of SOE in different DCS.
Key words: SOE, performance, resolving power, DCS
1概述
SOE(Sequence of Events),即事故顺序记录系统。
利用它精确记录和报告预先定义好的汽机、锅炉、电气重要开关量信号的状态变化,对机组的事故分析提供明确有效的线索和证据。
在现实中,许多电厂出现过保护动作等情况时SOE未记录下来或记录时间与实际情况不符的问题,因此,事故顺序记录对于指导检修人员及时排除事故显得特别重要,并直接影响机组的商业运行。
通过对几个电厂不同分散控制系统的SOE进行性能测试,以检验各系统事故顺序功能能否真实记录事故前后重要信号状态变化,满足机组正常运行的需要;同时对各SOE系统性能进行简单的比较分析。
2SOE性能测试方法及要求
SOE系统性能测试一般利用CT型高速智能开关量信号源进行测试,该信号源能送出时间间隔精度为0.2ms的开关量信号。
在SOE系统记录功能以及DCS打印站打印功能正常情况下,选择5个SOE开关量输入通道,接入测试用开关量信号,先将开关量信号源的时间间隔设置为4ms,启动信号源,检查SO E系统记录功能是否正常。
如正常,逐步减小开关量信号源的时间间隔,检查SOE系统记录功能,直至SOE记录无法正确分辨时为止,SOE最小正确记录时间间隔即为事件顺序记录的分辨率。
考虑检测系统时钟同步,具体测试过程将分两种情况:
(1)所选择5个开关量测试通道在相同端子板(或模件、输入卡件等);
(2)所选择5个开关量测试通道在不同端子板。
一般要求事故顺序记录分辨率不得超过1ms。
3各分散控制系统SOE测试及比较
3.1Symphony系统SOE测试
表1 相同PCU的SOE通道测试
2004年6月4日,该系统性能测试在益阳电厂#1机组ABB公司的INFI-90(open)系统上完成,其SOE功能通过网络接口子模件(NIS)、事件顺序主模件(SEM)、时间保持主模件(TKM)、多功能处理模件(MFP)、时间顺序同步模件(SET)和时间顺序数字模件(SED)来实现。
试验数据记录如表1、表2。
由表1可知,该SOE系统对相同PCU通道不仅能准确记录事故动作顺序至0.5ms,也能对各通道事故动作时间间隔准确记录至1ms精度。
表2 不同PCU的SOE通道测试
由表2可知,序号为1、2的通道和序号为3、4、5的通道属于不同的PCU,SOE系统同样能对分属不同PCU的2、3通道的事故动作时间间隔准确记录至1ms,对各通道的事故动作顺序能精确记录至0.5ms,完全能够满足机组正常运行的需要。
3.2XDPS 400系统SOE测试
表3 相同端子板的SOE通道测试
2004年5月25日,该系统性能测试在株洲电厂#3机组上海新华控制工程有限公司的XDPS 400系统上完成,其SOE功能是通过过程控制站(DPU09)和开关量输入子模件(DI/SOE)及时钟同步系统(GPS)来实现的。
试验数据记录如表3、表4。
由表3可知,该SOE系统对相同端子板通道,到0.8ms依旧能够准确记录事故动作顺序,而对事故动作时间间隔只能准确记录至3ms。
表4 不同端子板的SOE通道测试
由表4可知,序号为1、2、3的通道和序号为4、5的通道属于不同的端子板,从3ms起S OE系统不能对分属不同端子板的3、4通道的事故动作时间间隔准确记录,对各通道的事故动作顺序只能准确记录至2ms,该SOE系统不能满足1ms的分辨精度要求。
2004年9月29日,从对石门电厂#2机组升级后的XDPS 400系统的SOE测试来看,其不同端子板通道事故动作顺序能够正确分辨至1ms。
3.3MACS系统SOE测试
2004年5月21日,该系统性能测试在耒阳电厂#1机组北京和利时公司的MACS控制系统上完成。
试验数据记录如表5、表6。
由表5可知,该SOE系统对相同输入卡件的通道,到0.5ms依旧能够准确记录事故动作顺序,对事故动作时间间隔也能够准确记录至1ms。
表5 相同输入卡件的SOE通道测试
由表6可知,序号为1、2的通道和序号为3、4、5的通道属于不同的输入卡件,从3ms起SOE系统不能对分属不同输入卡件的2、3通道的事故动作时间间隔准确记录;从第2ms起对各通道的事故动作顺序记录有错误,需要提高SOE系统分辨率精度。
表6 不同输入卡件的SOE通道测试
3.4INFI-90系统SOE测试
2004年5月27日,该系统性能测试在湘潭电厂#2机组北京贝利公司的INFI-90控制系统上完成,其SOE系统通过多功能处理器IMMFP02和事件顺序记录子模件IMSER02及时钟同步子模件IMCKN01来实现,最多能处理256个数字信号。
试验数据记录如表7、表8。
表7 相同端子板的SOE通道测试
由表7可知,该SOE系统对相同端子板的通道,到0.8ms依旧能够准确记录事故动作顺序,对事故动作时间间隔能够准确记录至3ms。
由表8可知,序号为1、2、3的通道和序号为4、5的通道属于不同的端子板,从3ms起S OE系统不能对分属不同端子板的3、4通道的事故动作时间间隔准确记录;对各通道的事故动作顺序能够准确记录至0.5ms,基本能够满足机组正常运行的需要。
表8 不同端子板的SOE通道测试
3.5I/A’ Series系统SOE测试
2004年10月10日,该系统性能测试在耒阳电厂#3机组上海Foxboro控制工程有限公司的I/A’ Series分散控制系统上完成,其SOE系统通过控制处理机(CP1012)和多开关量输入子模件(FBM24型卡)及时钟同步系统(GPS)来实现。
由工程师站(AW1001)来收集、记录SO E信息。
试验数据记录如表9、表10。
表9 相同模件的SOE通道测试
由表9可知,该SOE系统对相同模件的通道,能够准确记录事故动作顺序至1ms,对事故动作时间间隔能够准确记录至1ms。
表10 不同模件的SOE通道测试
由表10可知,从2ms起SOE系统不能对分属不同模件的1、2通道的事故动作时间间隔记录出错;对各通道的事故动作顺序只能准确记录至2ms,该SOE系统不能满足1ms的分辨精度要求。
3.6各SOE系统性能比较
通过对以上5种分散控制系统的SOE性能测试,可知Symphony系统和INFI-90系统的SO E系统能够正确分辨事故动作顺序至0.5ms,升级后的XDPS 400系统SOE也能正确分辨顺序至1ms,其余系统则不能满足事故顺序记录分辨率1ms要求。
Symphony系统能准确分辨事故动作时间间隔至1ms的精度,I/A’ S能正确分辨事故动作时间间隔至3ms。
4结束语
稳定且高分辨率的SOE系统可以指导运行、检修人员及时分析事故原因、排除故障,大大提高电厂的运行管理水平。
对5种分散控制系统SOE系统性能进行比较发现,Symphony的SO E系统综合性能最优,升级后的XDPS 400系统和INFI-90系统的SOE系统也不错,能够满足机组正常运行的需要。
参考文献:
[1] 火力发电厂热工仪表及控制装置技术监督规定.国家电力公司,1998年9月
[2] 火力发电厂分散控制系统在线验收测试规程.国家电力公司,DL/T659-1998。