發(fā)電廠時(shí)間順序記錄(SOE)系統(tǒng)測(cè)試優(yōu)化

1、一、小組概況二、工程概況隨著公司海外市場(chǎng)發(fā)展， 海外市場(chǎng)電站 EPC 項(xiàng)目逐年增加， 項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn) 也由執(zhí)行國(guó)標(biāo)轉(zhuǎn)為全部執(zhí)行國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和歐美標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于電站性能的要求不斷增 高；公司印度*項(xiàng)目是2*600MW亞臨界燃煤機(jī)組，DCS分散控制系統(tǒng)使用北京 ABB 貝利工程有限公司制造的 Industrial IT Symphony 控制系統(tǒng)。 SOE 作 為 DCS 系統(tǒng)的組成部分，單個(gè)機(jī)組 SOE 輸入 180 余點(diǎn)，公用系統(tǒng) SOE 輸入 40 余點(diǎn)，合同要求系統(tǒng)應(yīng)提供高速順序記錄，其時(shí)間分辨率應(yīng)不大于 1ms ，并 要求在設(shè)備出廠驗(yàn)收時(shí)進(jìn)行通道性能測(cè)試。三、選題理由 現(xiàn)在社會(huì)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，

2、高性能自動(dòng)控制系統(tǒng)在發(fā)電廠的應(yīng)用已非常 廣泛。眾所周知，發(fā)電廠時(shí)間順序記錄（ SOE ）系統(tǒng)是電廠中重要的運(yùn)行狀態(tài) 檢測(cè)、記錄、事故分析用設(shè)備。要求 SOE 系統(tǒng)必須以毫秒級(jí)的分辨率記錄事件 信息，為事故分析提供有力證據(jù)， 故 SOE 的測(cè)試精度及準(zhǔn)確性必須保證。 然而， 通過(guò)以往的測(cè)試方法實(shí)踐發(fā)現(xiàn)， 主要有以下因素影響測(cè)試結(jié)果， 需要進(jìn)一步優(yōu)化： 以往 SOE 信號(hào)發(fā)生器，需要手工接線，易存在接線錯(cuò)誤問(wèn)題，影響測(cè) 試結(jié)果；以往 SOE 信號(hào)發(fā)生器通道通常為 16 或 32 通道，測(cè)試組（ 16 或 32 通 道）間的信號(hào)錯(cuò)位不易發(fā)現(xiàn)，多次分組測(cè)量，效率不高；SOE 信號(hào)發(fā)生器自身觸發(fā)時(shí)間間隔

3、誤差不易察覺(jué)，影響測(cè)試結(jié)果；四、現(xiàn)狀調(diào)查以往測(cè)試SOE主要有以下方法:1、以往測(cè)試SOE的分辨率常用手動(dòng)去閉合或斷開(kāi)接點(diǎn)，通過(guò)接點(diǎn)閉合或 斷開(kāi)檢查SOE報(bào)表內(nèi)的打印時(shí)間分辨能力是否達(dá)到毫秒級(jí)。缺點(diǎn)：該種方法如果不是以同一時(shí)間間隔的觸發(fā)多個(gè)信號(hào)，僅通過(guò)檢查報(bào)表一般檢查不出歷史追憶時(shí)間的排列順序和發(fā)生順序是否錯(cuò)位。+Hc*-mt.匸:津fR搟殲躬密瀏淞i刪林卿 屈堆怖書(shū)恤酣鯛少轡解懈 rry 二隹逼甘丁產(chǎn)州FT嚴(yán)圧f）迪HifTB暫pi陽(yáng)黑酬1壓1田曲離皿螂2、采用16通道或32通道的信號(hào)發(fā)生器（如FXSOE-32信號(hào)發(fā)生器）對(duì) 機(jī)組的SOE系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試。該種信號(hào)發(fā)生器能夠?qū)Χ喾N類型SOE系統(tǒng)輸入

4、通道進(jìn)行性能測(cè)試，可發(fā)出16路或32路開(kāi)關(guān)量信號(hào)，各路信號(hào)間時(shí)間間隔可在 0.1ms1s內(nèi)任意設(shè)定，時(shí)間設(shè)定有效步長(zhǎng)為 0.1ms，完全滿足測(cè)試時(shí)間要求。但是，該測(cè)試方法具有以下 局限性：觸發(fā)通道數(shù)量限制：受信號(hào)發(fā)生器通道數(shù)量限制，不能對(duì)整個(gè) SOE系統(tǒng)同時(shí)進(jìn)行測(cè)試， 每次最多監(jiān)測(cè)32個(gè)通道，如果對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的幾百個(gè) SOE點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試， 需要多次組合測(cè)試組（16或32通道）進(jìn)行測(cè)試，不同測(cè)試組間的錯(cuò)位現(xiàn) 象不易發(fā)現(xiàn)，這樣無(wú)法保證系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)精度。自身精度影響: 信號(hào)發(fā)生器使用時(shí)間過(guò)久或未校準(zhǔn)，誤差將會(huì)增大，時(shí)間間隔的準(zhǔn)確度將會(huì)下降，直接使用儀器參與計(jì)算不易發(fā)現(xiàn)潛在測(cè)試誤差，影響測(cè)試 結(jié)果的準(zhǔn)確性，

5、對(duì)機(jī)組安全存在隱患。接線方式：以往的 SOE 測(cè)試信號(hào)發(fā)生器， 需要對(duì)多個(gè) SOE 測(cè)點(diǎn)逐個(gè)接線， 手工 接線，工作量大且容易存在人為接線錯(cuò)誤，影響測(cè)試的效率和準(zhǔn)確度；五、實(shí)施方案印度古德洛爾項(xiàng)目是 2*600MW 亞臨界燃煤機(jī)組，使用 SOE 節(jié)點(diǎn)作為系 統(tǒng)時(shí)間主節(jié)點(diǎn)，用 SET01 的模件來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)毫秒級(jí)的時(shí)間同步功能， SOE 卡件分配在不同的 PCU （Process Control Unit ）內(nèi)，其 SOE 功能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接 口子模件（NIS ）、事件順序主模件（SEM ）、時(shí)間保持主模件（TKM ）、橋式遠(yuǎn) 程處理模件（BRC）、時(shí)間順序同步模件（SET）和時(shí)間順序數(shù)字模件（S

6、ED） 來(lái)實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)架構(gòu)見(jiàn)下圖：Process Displays, Faceplates & SOE ReportsOperator InterfaceTime-sync Twmax CableTo Next PCUSatellite IRIG-B ClockProcess Displays, Faceplates & SOE Reports通過(guò)綜合以往SOE測(cè)試方法，為了保證該項(xiàng)目單臺(tái)機(jī)組近 200點(diǎn)SOEControl-WayPCUPCUMO X-Bjs-r | jW taa 1l?0 XBus* * L.Ccntrol-way泊E Input測(cè)試的準(zhǔn)確度和可信度，盡可能的發(fā)現(xiàn)PCU( P

7、rocess Control Unit )內(nèi)部及PCU間的信號(hào)錯(cuò)位現(xiàn)象，我們經(jīng)過(guò)查閱資料和多次試驗(yàn)驗(yàn)證，最終對(duì)測(cè)試方案進(jìn)行優(yōu)化更新使用數(shù)字存儲(chǔ)示波器配合HS-256X SOE測(cè)試信號(hào)發(fā)生器進(jìn)行測(cè)試 (如圖1所示)，通過(guò)測(cè)試驗(yàn)證，該優(yōu)化方案的測(cè)試時(shí)間精度更為準(zhǔn)確且測(cè)試結(jié)果更有保障;（圖1 : HS-256X SOE測(cè)試信號(hào)發(fā)生器及多類型專用輸出電纜）優(yōu)化后的SOE測(cè)試方法主要有以下實(shí)施特征及優(yōu)點(diǎn)：a. 選型升級(jí)-保證精度，通道增加該SOE信號(hào)發(fā)生器不但具有16通道或32通道的信號(hào)發(fā)生器的功能，而 且輸出通道數(shù)256 （可擴(kuò)展至1024）;觸發(fā)方式：順序觸發(fā)、群觸發(fā)、脈沖 觸發(fā)（視設(shè)備型號(hào)）；觸發(fā)

8、時(shí)間基準(zhǔn)為高精度石英晶體震蕩源，觸發(fā)間隔時(shí) 間可在0.1ms5.0ms設(shè)置以0.1ms可調(diào)，精確度達(dá)1us以上。并可針對(duì)不 同DCS廠商的模件接線方式，配置專用的輸出連接電纜，方便多通道的快 速接線測(cè)試；b. 測(cè)試方法優(yōu)化-校驗(yàn)觸發(fā)精度測(cè)試時(shí)，同時(shí)采用數(shù)字示波器檢驗(yàn)信號(hào)發(fā)生器輸出通道之間的時(shí)間間隔是否與設(shè)定一致，并可記錄信號(hào)回路電壓波形，直觀查驗(yàn)SOE信號(hào)測(cè)試發(fā)生器的時(shí)間間隔;c. 測(cè)試效率優(yōu)化-接線方式:采用與不同DCS廠商配套的專用連接電纜，提供了接線效率和接線準(zhǔn)確性； 測(cè)試時(shí)，將該HS-256A SOE測(cè)試信號(hào)發(fā)生器輸出通道按照預(yù)定時(shí)間間隔 設(shè)定次序接入相應(yīng)過(guò)程控制單元（PCU）機(jī)柜端子

9、上，用內(nèi)部觸發(fā)方式，將觸 發(fā)間隔時(shí)間調(diào)整為3ms、2ms、1ms、0.8ms、0.6ms、0.4ms對(duì)SOE進(jìn)行觸 發(fā)信號(hào)，同時(shí)，采用數(shù)字示波器檢驗(yàn)信號(hào)發(fā)生器輸出通道之間的時(shí)間間隔是否 與設(shè)定一致，相應(yīng)觸發(fā)信號(hào)由DCS系統(tǒng)采集，查看被測(cè)系統(tǒng)在 DCS上記錄順 序與時(shí)間間隔是否與所加信號(hào)一致。若一致，所加信號(hào)之間的時(shí)間間隔可按照0.2ms步進(jìn)減小，如不一致，將觸發(fā)時(shí)間間隔按 0.2ms步進(jìn)增大，按照上述方 法繼續(xù)測(cè)試，直至找出被測(cè)試系統(tǒng)記錄的順序與時(shí)間間隔和設(shè)定值一致的最小 觸發(fā)時(shí)間間隔（信號(hào)顯現(xiàn)的時(shí)間臨界點(diǎn)），該觸發(fā)時(shí)間間隔即為最小分辨時(shí)間。 注意:最小分辨時(shí)間應(yīng)能穩(wěn)定重現(xiàn)，否則不能認(rèn)定為時(shí)間

10、順序記錄系統(tǒng)的分 辨率。（圖二：示波器監(jiān)視觸發(fā)時(shí)間間隔波形圖）六、效果評(píng)價(jià)按照火力發(fā)電廠分散控制系統(tǒng)驗(yàn)收測(cè)試規(guī)程（DL/T659-2006 ）標(biāo)準(zhǔn)6.8.4項(xiàng)SOE分辨率測(cè)試”要求及我公司海外電站項(xiàng)目DCS采購(gòu)合同要求，經(jīng) 過(guò)多次優(yōu)化及試驗(yàn)驗(yàn)證；1. 無(wú)論SOE模件的分布是在同一 PCU還是不同PCU，可以同時(shí)進(jìn)行測(cè)試，且發(fā)現(xiàn)了不同 PCU 間的信號(hào)錯(cuò)位現(xiàn)象，并及時(shí)進(jìn)行了處理；2. SOE 分辨率均不超過(guò) 1ms.3. SOE 信號(hào)發(fā)生器與 SOE 卡件間的線纜連接方便、 快捷，避免了接線問(wèn) 題導(dǎo)致的測(cè)試結(jié)果錯(cuò)誤；七、總結(jié)印度*項(xiàng)目單臺(tái)機(jī)使用 SOE 輸入 180 余點(diǎn)，使用上述方法可一次性完

11、成SOE 分辨率功能的測(cè)試，既提高了測(cè)試的效率，也保證了測(cè)試的精確度，驗(yàn)證 了優(yōu)化方案的可行性，同時(shí)，為后續(xù)新電站項(xiàng)目 DCS 設(shè)備工廠 SOE 測(cè)試及老 電廠檢修期間的 SOE 測(cè)試提供了方法借鑒。另，通過(guò)對(duì)以往項(xiàng)目 SOE 分辨力測(cè)試總結(jié)及查閱相關(guān)文獻(xiàn)，現(xiàn)綜合 SOE測(cè)試常見(jiàn)問(wèn)題，方便后續(xù) SOE 測(cè)試期間問(wèn)題的排查和處理：a. DCS 軟件配置文件( Soerec.ini )有錯(cuò)誤如某電廠 SOE 信號(hào)分布在同一柜子的三塊 SOE 模件上，測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)部 分 SOE 信號(hào)記錄順序與所接信號(hào)不相同，經(jīng)反復(fù)分析和檢查，最終發(fā)現(xiàn)其 中一塊板上所有 SOE 信號(hào)在 Soerec.ini 文件中的組

12、態(tài)與實(shí)際尾號(hào)(物理地 址)均存在錯(cuò)位。從而造成 SOE 信號(hào)記錄與實(shí)際動(dòng)作設(shè)備不相同，為相關(guān) 人員對(duì)設(shè)備故障原因分析造成困難，且易產(chǎn)生錯(cuò)誤結(jié)論；b. 重要的 SOE 信號(hào)點(diǎn)缺失，如手動(dòng)跳機(jī)、 MFT 全部始發(fā)條件、爐膛層火焰消失信號(hào)、絕大部分重要輔機(jī)跳閘的始發(fā)條件等，未引進(jìn) SOEc. PC失電造成的MFT動(dòng)作停爐，如某電廠出現(xiàn)的UPS電源切換時(shí)間（40ms）長(zhǎng)于PC機(jī)失電分辨時(shí)間（25ms），致使PC機(jī)失電導(dǎo)致停爐，該類情況可將 PC 及失電信號(hào)引入 U PS 。目前公司海外項(xiàng)目要求 PC 機(jī)響應(yīng)時(shí)間小于 16ms ，故檢驗(yàn)配供 UPS 時(shí)應(yīng)檢查 UPS 的分辨時(shí)間應(yīng)優(yōu)于 16ms.d. DCS 系統(tǒng)通過(guò)在硬件方面對(duì)開(kāi)關(guān)、跳線器的設(shè)置，和在軟件方面對(duì)功能碼 組態(tài) SOE 能力來(lái)實(shí)現(xiàn) SOE 的 1ms 高分辨率，但是個(gè)別 DCS 系統(tǒng)分辨率還 是高于1ms，需要從結(jié)構(gòu)、元器件及技術(shù)等方面不斷地提高，滿足標(biāo)準(zhǔn)及規(guī) 定要求；e. SOE 模件本身還會(huì)出現(xiàn)通道失靈、漏記、錯(cuò)記等現(xiàn)象，尤其是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間 運(yùn)行的模件，此時(shí)， SOE 記錄的異常事件順序或間隔在邏輯上是明顯錯(cuò)誤 的，事故分析時(shí)很難確定事故原因，無(wú)法正確判斷首發(fā)事件點(diǎn)，非常必要在 出廠時(shí)尤其是 DCS 系統(tǒng)檢修期間通過(guò) SOE 測(cè)試儀對(duì) SOE 模件準(zhǔn)確性進(jìn)行 驗(yàn)證。