ABB DCS系统SOE结构及故障处理

蔡可玉



ABB DCS系统SOE结构及故障处理

蔡可玉

大唐苏州热电有限责任公司，江苏 苏州 215214

在电厂生产中，DSOE对事故的分析、判断起着重要的作用，DSOE故障会严重影响事故分析的准确性和快速性。介绍DSOE系统的硬件结构、功能和软件组态，并对SOE 出现的故障进行了分析及处理。

ABB；DSOE；故障处理

在电厂中，DSOE占据着举足轻重的地位，DSOE能精确地反映事件情况， 能以毫秒级的分辨率获取事件信息，为事故分析提供有力的证据。DSOE系统最突出的特点就是，所采集的事件数据具有较高的时间分辨特性，并且按照发生的时间顺序进行排列。DSOE由一系列既独立，又功能及数据相互依赖的设备组成[1]。

1 DSOE系统结构

整个SOE系统由一系列属于各自结构的模件组成。SOE所涉及的相关模件均是一些单印刷电路板，并占模件安装单元一个槽位具有特殊功能的标准结构。SOE模件通过专用电缆与相应的端子连接；端子则通过导线与现场设备连接，构成特定的SOE通道。SOE在使用前应对其进行有关硬件、软件的组态，使其具有现场的针对性。在硬件方面，通过对开关、跳线器的设置，以及端子的相应设置构成所需的通道。通过SOE模件能够得到1ms的高分辨率的事件记录，并且具有事故前及事故后等多种记录方式。

1.1 事件数据采集结构

以分散的数据采集通道及控制处理模件为基础，构成了事件采集的就地结构即分散的时间数据采集单元。DSOE除需要连接16个数字输入通道外，同时也需要连接时钟链上的时钟信息，把时间直接赋予在输入通道上。

1.2 事件数据的处理结构

SOE服务器是专门配置的事件数据处理单元。该单元具有事件处理主模件，以及时间保持主模件。它不仅需要连接分散的事件采集单元，而且借助时间同步链发布时间信息。这一时间信息一方面通过绝对时间同步系统，另一方面通过时钟链发布时间信息，来同步采集单元的通道。

1.3 事件数据记录结构

在操作员工作台上应该建立专门的SOE数据库。这些数据将向操作员报告它所采集和记录的事件，来完成SOE数据的记录结构。DSOE硬件系统如下图1所示：

图1 DSOE硬件系统

(1)INNIS01(NIS)：网络接口子模件，提供SOE设备与网络间的连接。(2)INTKM01(TKM)：TKM01模件给SEM01模件，以及通过时间同步链向其他分布SOE系统提供精确的时间信息。TKM01既可符合IRIG-B标准时间码制设备GPS的信息来调整自己的时钟，另一方面又可以将时间信息传送给使用RS-485串行链连接其他部件，形成时钟同步链。TKM01模件则需要使用专用电缆与特殊配置NTST01端子单元连接，而端子又为接收外部时间信号，以及形成了相关的同步时间链。(3)INSEM01(SEM)：模件监视过程控制单元以例外报告为基础的数据，收集和整理它采集的数据，并且向人系统接口提供SOE报告，表达已定义的触发器状态。在系统中，数字状态变化的采集是通过过程控制单元内的SED和SET模件进行，并且传递给控制器及SEM主模件来完成数据采集及传递和处理功能。该模件拷贝和整理有关时间的信息，并按时间顺序进入数据缓冲寄存器。当触发器发生改变时，人系统接口会接到修改相应数据的通知。此时，系统所关注的SOE记录就完成了。(4)IMSET01(SET)：事件顺序同步子模件(对应NTST01时间同步端子)，标准的I/O模件，采集SOE的输入数据，传递给MFP模件带有TKM时间信息的数据。它不仅能够连接现场16路两位式的数字信号，同时也为系统配置的控制接收和编辑时钟保持模件事件同步链来的时间信息。控制器经过子总线与子模件通讯，并利用组态接收具有发生事件时的时间标记的数据和定义通道及相应的特性。(5)IMSED01(SED)：事件顺序数字子模件(对应NIDI01数字I/O端子)，类似IMSET01，但数据不带时间信息，SED的时间标记的输入是MFP通过SET模件提供的[2]。

2 软件组态

SOE的组态分为两个部分，一部分组态在工程师站EWS通过Composer(DCS工程师专用接口)来完成，另一部分组态在操作员站SERVER通过ConductorNT(DCS管理、过程控制一体化系统接口)来完成。其中，工程师站的组态包括：(1)SOE输入量的组态：MFP利用FC241功能码获得IMSET01或IMSED01的SOE数据，通过FC242功能码建立IMSET01的相关输入通道，组态FC242、FC241、FC45等执行块和功能码，建立SOE的数据库。(2)SOE主模件SEM的组态：在Symphony系统中，除组态接口功能码FC242、FC241、FC45(在Symphony系统中，用于过程控制的软件采用模块化的软件结构即功能码，组态时根据工艺过程要求，利用功能码生成组态逻辑即可)外，对SEM也应组态，组态完成后生成FC244执行块。(3)SOE点列表的组态：定义SOE输入量的相关参数及其触发条件。上述工作完成后按照Symphony系统的常规进行编译下装，并定义为执行模式。操作员站SERVER上的组态包括：定义事件发生实际需要报告的SOE数量、延迟时间、送往的打印机地址、报表的格式类型等，组态后生成SOERecoder(SER)。经过两部分组态后，SOE即可投入正常工作，主模件SEM处理由MFP来的例外报告读取TKM来的时间信息及状态，监视SOE输入量的触发条件，一旦事件被触发，立即将带有时间标签的数据形成定义格式的SOEReport文件。

3 DSOE故障处理

3.1 DSOE标签Standard不翻转

Standard为RCM类型标签，在S+数据库中的块号为5000。Standard的标签库应进行以下设置：SOELOG——设为1；SOETYPE——OE类型，设为0（0-Standard SOE；1-Summary SOE）；SOETIMEOUT——设定SOE报表准备采集时间到关闭时间间隔，一般设为2分钟；SOETUNIT——SOETIMEOUT的时间单位0-单位为秒，1-单位为分；SOEMAXEVT——一个SOE LOG所能记录的最大事件数，当在SOETIMEOUT时间内超过此设定值当前LOG自动关闭，产生一个新的LOG；SOELOGOUT——必须设置为1时才能产生SOE报告；Standard标签的参数只能在离线状态下修改。

3.2 SET 和SED 信号灯闪烁， 模件不能完成时间同步

首先检查SET和SED模件是否故障，重新插拔卡件，待系统恢复后观察是否恢复正常。如果未恢复，则更换新卡件。在ABBSymphony系统中，时钟同步包括两个部分，即控制环CNET时钟同步和操作系统ConductorNT时钟同步。两种时钟同步方式既拥有各自的时钟精度级别，又相互制约。

CNET时钟精度级别为0～11，ConductorNT时钟精度级别为0～10。主服务器和其他服务器时间级别设置的不统一，造成时间无法同步。因此，在每一次重新安装操作系统时，均要重视ConductorNT环路时间级别的设置。

3.3 SOE 事件触发时SOE 顺序记录时间和Conductor NT历史记录时间不一致

SOE事件顺序记录时间由TKM提供，TKM根据SEM提供的绝对时间将其内部时钟初始化，作为SOE的主时钟。上述时间不一致的原因主要是没有将SOE的主时钟调整准确。时间调整的正确步骤为：①时钟系统停电，SEM停止运行后再从安装槽中拔出;②查看环路中Server的时间级别，调整主Server的时钟， 即Windows的电脑时钟；③重新插进SEM模件;④SEM开始初始化并从环路上高时间级别的设备获取时间，作为自己的标准时间。SEM投入正常运行后，环路上所有设备相应完成各自的时间调整。值得注意的是，在时间调整过程中一定要拔出SEM 模件，否则时间调整将无法进行。因为环路中将SEM级别(11级)设定为最高，其余DCS设备则根据主时钟自动进行校准。

3.4 SOE报表未能真实反映设备故障

SOE的组态中对每一SOE事件需定义SOETrigger的触发条件,在热工保护中，一般统一定义为“1”触发。但是有个别保护采用反逻辑设计定义为“0”动作，因此相应的触发条件需定义为“0”触发,重新检查组态修改，恢复正常。

3.5 SOE报表上出现多个相同时间标志的点

在某个SET 或SED 模件被拔出再重新插入或更换的过程中,将导致该子模件上的所有点被重新扫描,并且把所有状态为1的点上报给SEM,而且这些状态为1的点均有相同的跳闸时间。当某个MFP主模件的SOE从缓冲区溢出时,MFP将会执行,使内部的SOE复位,导致将其下属的所有SET或SED子模件中所有状态为1的点上报给SEM模件, 而且这些状态为1的点均有相同的跳闸时间。缓冲区的大小是由FC241的S2决定的，一般情况下，此值设为100就足够了。SEM收到某个MFP事件的时间与事件发生的时间之差大于设定的最大等待时间(由FC243的S5决定)，则会发一个指令让对应的MFP执行，使SOE复位,MFP重新扫描其下属的所有SOE点，而且将所有状态为1的点上报给SEM，并且这些状态为1的点均有相同的跳闸时间。在环路负荷比较大的情况下，比如两套机组通过中央环共用一套SEM模件,此种情况下，可适当加大S5，但最好不要超过60s。

4 结束语

SOE在电厂的生产运行中，对事故的分析起着关键性的作用，在日常工作中我们应做好对SOE系统的维护。技术人员应定期对SOE系统进行SOE测试实验，并做好实验记录。定期对现场的硬件设备巡检，发现问题应立即安排人员检修，以免影响SOE的正常使用。

[1]姜忠民.ABBDCS控制系统常见问题分析及处理[J].电子世界，2014（20）：119.

[2]潘毓祥.正确连接ABBSymphonyDCS系统PFI信号的重要性[J].仪器仪表用户，2015（1）：73-76.

ABB DCS System SOE Structure and Troubleshooting

Cai Yu can

Datang Thermal Power Co., Ltd., Suzhou, Suzhou Jiangsu 215214

In power plants, the analysis of the accident DSOE judge plays an important role, DSOE fault accident analysis will seriously affect the accuracy and rapidity. This article describes the hardware structure, function and software configuration DSOE system. SOE and the fault occurred are analyzed and processed.

ABB; DSOE; Troubleshooting

TP273.5

A

1009-6434(2016)07-0161-03