水电厂计算机监控系统功能实现

2014-06-23高磊鸿罗扬曙

云南电力技术 2014年1期

高磊鸿，罗扬曙

(1.昆明电器科学研究所，昆明 650221;2.云南电力技术有限责任公司，昆明 650217)

1 前言

水电厂计算机监控系统是利用计算机对生产过程进行实时监视和控制的系统，水电厂为保证生产设备故障或事故停机对事故原因有效分析，通常借助监控系统事件顺序记录 (SOE)功能平台来分析事故原因。那么计算机监控系统现地LCU的PLC中就必须配置SOE模块，记录事件发生和事件发生时的时标，通过事件发生的时间顺序来判断事故的原因。目前国内某知名水电计算机监控系统集成商为保证系统可靠性和稳定性，一般在大型水电厂现地LCU的PLC选型上都是使用Schneider Quantum系列PLC，SOE功能通过其专用模块140 ERT 85420/10时标模块来实现。

2 ERT模块SOE功能的实现原理

ERT时标模块SOE功能的实现，关键是实现模块的精确对时。

2.1 ERT模块的时间同步

由于设备ERT模块原产欧洲，对时方式没有开发国内流行的PPS、PPM、串口及B码等对时方式，一直沿用欧洲标准DCF77对时方式，使用Quantum 140 DCF 07700无线接收模块，接收欧洲标准DCF77格式的长波无线传播对时信号，完成模块对时，再授时给相应的ERT模块，但是国内无法接受到欧洲DCF77对时信号，所以只能由GPS生产商开发DCF77格式扩展单元，来完成ERT模块的对时，目前有以下两种方式可以实现ERT模块的对时。

1)使用软件“ERT_854_20/10”EFB功能块实现模块与CPU控制器内部时钟的自同步，此种方式对于多模块和多CPU系统，对时精度低，会导致时间分辨率不满足要求，只能用于一般要求的系统。

2)使用外部卫星接收器 (GPS)装置对时，通过GPS对时装置扩展DCF77扩展接口给ERT模块对时。DCF77对时信号格式是一种BCD编码格式的时间信号，每分钟传输一次，一个完整帧DCF77信号时间格式码包含年、月、日、时、分、星期等完整的绝对时间信息，格式如图1。

图1 DCF77信号时间格式

DCF77是一种高精度对时信号，能有效保证系统或模块对时精确，从而保证SOE分辨率达到规程要求。目前大多数使用Quantum PLC集成的水电计算机监控系统LCU都是采用此方式完成模块对时。

2.2 ERT模块的DCF77对时接线

目前，国产GPS装置只能提供无源的DCF77接口，而ERT模块需要提供基于24 V DC的DCF77信号，因此需要为DCF77的对时提供一个24 V DC的电源。接线方法和如图2所示.

另外，DCF77输出为光隔接口，区分正负，24 V DC(+)为+24 V，24 V DC(－)为0 V。如果有多块ERT模块，对时信号可以并接在模块37、38号端子。原则上在本地机架或远程机架最多能安装9的ERT模块。

图2 ERT模块对时接线

2.3 ERT模块软件配置

ERT模块配置主要注意以下两个方面设置

1)“模块”下的“时钟”必须配置为“DCF/GPS－SYNC”对时方式， “模块号”不能为0，配置好正确下装后模块故障灯“F”灭，另外可以在软件中检查ERT_854_10功能块的STATUS引脚的值是否为“16#0000”，如果是表示时钟已经同步。

2)“功能块”下的“功能”必须设置为带时间标签的点，否则无法记录时标。

3 SOE功能故障分析及处理

1)计算机监控系统上位机软件无法显示事件或者事件记录时标不对，导致无法分清设备事故时的事件顺序，无法找到事故的真正原因;此故障主要在新机投产首检时经常发现，主要原因是机组调试把关不严，调试单位没有对SOE功能进行测试验证，无法读取到下位机SOE模块事件时标记录。

处理方法:以南瑞公司NC2000系统为例，首先进入计算机监控系统组态软件，打开数据库，在数据库中把SOE信号点组态的“报警”选项打钩，确认报警在简报和一览表中会显示;另外报警时标选择有两种方式，一种选择“上位机报警”方式，系统采集事件时以上位机时间确定事件的时标，此种方式使用在常规开光量输入模块的信号点，其模块本身不具有打时标功能，所以信号时标只能由上位机提供;另一种方式是，不选择“上位机报警”方式，系统直接采集下位机SOE模块的时标，完全反应事件发生的时间。另外需要注意的是如果选择了“上位机报警”定时标方式，由于扫描时间和通信延时存在，上位机提供时标可能不准确，不利于事故分析使用。

2)SOE分辨率不满足规程要求，对于Schneider ERT模块，处理方法有以下两个方面:

第一按照图2接线方式检查接线是否正确，接线有没有松动，24 V电源是正常，再检查每个ERT模块是否已经收到对时信号，可以使用便携式示波器进行观察，把模块37、38端子接入示波器录制波形检查。如果没有条件，可以用万用表的直流电压档测量ERT模块的37、38端子间的电压脉冲，但值不一定是24 V DC，检查是否一致在跳变。

第二如果ERT模块已经收到对时脉冲，但是分辨率又不满足要求，那么就必须检查GPS对时精度是否满足要求，使用专用GPS测试仪测试GPS本身及DCF77扩展接口的对时精度是否满足《电力系统的时间同步系统第一部分:技术规范》规程要求。

通过以上检查和测试基本可以找到SOE分辨率不满足的原因和处理办法。