发电厂时间顺序记录（SOE）系统测试优化

随着公司海外市场发展，海外市场电站EPC项目逐年增加，项目建设标准也由执行国标转为全部执行国际标准和欧美标准，对于电站性能的要求不断增高；

公司印度***项目是2*600MW亚临界燃煤机组，DCS 分散控制系统使用北京ABB贝利工程有限公司制造的Industrial IT Symphony 控制系统。SOE作为DCS系统的组成部分，单个机组SOE输入180余点，公用系统SOE输入40余点，合同要求系统应提供高速顺序记录，其时间分辨率应不大于1ms，并要求在设备出厂验收时进行通道性能测试。

三、选题理由

现在社会科学技术的快速发展，高性能自动控制系统在发电厂的应用已非常广泛。众所周知，发电厂时间顺序记录（SOE）系统是电厂中重要的运行状态检测、记录、事故分析用设备。要求SOE系统必须以毫秒级的分辨率记录事件信息，为事故分析提供有力证据，故SOE的测试精度及准确性必须保证。然而，通过以往的测试方法实践发现，主要有以下因素影响测试结果，需要进一步优化：

 以往SOE信号发生器，需要手工接线，易存在接线错误问题，影响测

试结果；

 以往SOE信号发生器通道通常为16或32通道，测试组（16或32通

道）间的信号错位不易发现，多次分组测量，效率不高；

 SOE信号发生器自身触发时间间隔误差不易察觉，影响测试结果；

四、现状调查

000 00 0 000 以往测试SOE主要有以下方法：

1、以往测试SOE的分辨率常用手动去闭合或断开接点，通过接点闭合或断开检查SOE报表内的打印时间分辨能力是否达到毫秒级。

缺点：该种方法如果不是以同一时间间隔的触发多个信号，仅通过检查报

表一般检查不出历史追忆时间的排列顺序和发生顺序是否错位。

2、采用16通道或32通道的信号发生器（如FXSOE-32信号发生器）对机组的SOE系统进行测试。该种信号发生器能够对多种类型SOE系统输入通道进行性能测试，可发出16路或32路开关量信号，各路信号间时间间隔可在0.1ms~1s内任意设定，时间设定有效步长为0.1ms，完全满足测试时间要求。

但是，该测试方法具有以下局限性：  触发通道数量限制：

受信号发生器通道数量限制，不能对整个SOE系统同时进行测试，每次最多监测32个通道，如果对整个项目的几百个SOE点进行测试，需要多次组合测试组(16或32通道)进行测试，不同测试组间的错位现象不易发现，这样无法保证系统的监测精度。  自身精度影响：

000 00 0 000信号发生器使用时间过久或未校准，误差将会增大，时间间隔的准确度将会下降，直接使用仪器参与计算不易发现潜在测试误差，影响测试结果的准确性，对机组安全存在隐患。  接线方式：

以往的SOE测试信号发生器，需要对多个SOE测点逐个接线，手工接线，工作量大且容易存在人为接线错误，影响测试的效率和准确度；

五、实施方案

印度古德洛尔项目是2*600MW亚临界燃煤机组，使用SOE节点作为系统时间主节点，用SET01的模件来实现整个系统毫秒级的时间同步功能，SOE卡件分配在不同的PCU（Process Control Unit）内，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）、桥式远程处理模件（BRC）、时间顺序同步模件（SET）和时间顺序数字模件（SED）来实现。系统架构见下图：

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通过综合以往SOE测试方法，为了保证该项目单台机组近200点SOE

测试的准确度和可信度，尽可能的发现PCU（Process Control Unit）内部及PCU间的信号错位现象，我们经过查阅资料和多次试验验证，最终对测试方案进行优化更新────使用数字存储示波器配合HS-256X SOE测试信号发生器进行测试(如图1所示)，通过测试验证，该优化方案的测试时间精度更为准确且测试结果更有保障；

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（图1：HS-256X SOE测试信号发生器及多类型专用输出电缆）

优化后的SOE测试方法主要有以下实施特征及优点： a. 选型升级-----保证精度，通道增加

该SOE信号发生器不但具有16通道或32通道的信号发生器的功能，而且输出通道数256（可扩展至1024）；触发方式：顺序触发、群触发、脉冲触发（视设备型号）； 触发时间基准为高精度石英晶体震荡源，触发间隔时间可在0.1ms～5.0ms设置以0.1ms可调,精确度达1us以上。并可针对不同DCS厂商的模件接线方式，配置专用的输出连接电缆，方便多通道的快速接线测试；

b. 测试方法优化----校验触发精度

测试时，同时采用数字示波器检验信号发生器输出通道之间的时间间隔是否与设定一致，并可记录信号回路电压波形，直观查验SOE信号测试发生器的时间间隔；

000 00 0 000c. 测试效率优化----接线方式：

采用与不同DCS厂商配套的专用连接电缆，提供了接线效率和接线准确性； 测试时，将该HS-256A SOE测试信号发生器输出通道按照预定时间间隔设定次序接入相应过程控制单元（PCU）机柜端子上，用内部触发方式，将触发间隔时间调整为3ms、2ms、1ms、0.8ms、0.6ms、0.4ms对SOE进行触发信号，同时，采用数字示波器检验信号发生器输出通道之间的时间间隔是否与设定一致，相应触发信号由DCS系统采集，查看被测系统在DCS上记录顺序与时间间隔是否与所加信号一致。若一致，所加信号之间的时间间隔可按照0.2ms步进减小，如不一致，将触发时间间隔按0.2ms步进增大，按照上述方法继续测试，直至找出被测试系统记录的顺序与时间间隔和设定值一致的最小触发时间间隔（信号显现的时间临界点），该触发时间间隔即为最小分辨时间。

注意:最小分辨时间应能稳定重现，否则不能认定为时间顺序记录系统的分辨率。

（图二：示波器监视触发时间间隔波形图）

六、效果评价

按照《火力发电厂分散控制系统验收测试规程》（DL/T659-2006）标准

000 00 0 0006.8.4项“SOE分辨率测试”要求及我公司海外电站项目DCS采购合同要求，经过多次优化及试验验证；

1. 无论SOE模件的分布是在同一PCU还是不同PCU，可以同时进行测试，且发现了不同PCU间的信号错位现象，并及时进行了处理； 2. SOE分辨率均不超过1ms.

3. SOE信号发生器与SOE卡件间的线缆连接方便、快捷，避免了接线问题导致的测试结果错误；

七、总结

印度****项目单台机使用SOE输入180余点，使用上述方法可一次性完成SOE分辨率功能的测试，既提高了测试的效率，也保证了测试的精确度，验证了优化方案的可行性，同时，为后续新电站项目DCS设备工厂SOE测试及老电厂检修期间的SOE测试提供了方法借鉴。

另，通过对以往项目SOE分辨力测试总结及查阅相关文献，现综合SOE测试常见问题，方便后续SOE测试期间问题的排查和处理： a. DCS软件配置文件（Soerec.ini）有错误

如某电厂SOE信号分布在同一柜子的三块SOE模件上，测试时发现部分SOE信号记录顺序与所接信号不相同，经反复分析和检查，最终发现其中一块板上所有SOE信号在Soerec.ini文件中的组态与实际尾号（物理地址）均存在错位。从而造成SOE信号记录与实际动作设备不相同，为相关人员对设备故障原因分析造成困难，且易产生错误结论；

b. 重要的SOE信号点缺失，如手动跳机、MFT全部始发条件、炉膛层火焰消

失信号、绝大部分重要辅机跳闸的始发条件等，未引进SOE。

000 00 0 000c. PC失电造成的MFT动作停炉，如某电厂出现的UPS电源切换时间（40ms）

长于PC机失电分辨时间（25ms），致使PC机失电导致停炉，该类情况可将PC及失电信号引入UPS。目前公司海外项目要求PC机响应时间小于16ms，故检验配供UPS时应检查UPS的分辨时间应优于16ms. d. DCS系统通过在硬件方面对开关、跳线器的设置，和在软件方面对功能码

组态SOE能力来实现SOE的1ms高分辨率，但是个别DCS系统分辨率还是高于1ms，需要从结构、元器件及技术等方面不断地提高，满足标准及规定要求；

e. SOE模件本身还会出现通道失灵、漏记、错记等现象，尤其是经过长时间

运行的模件，此时，SOE记录的异常事件顺序或间隔在逻辑上是明显错误的，事故分析时很难确定事故原因，无法正确判断首发事件点，非常必要在出厂时尤其是DCS系统检修期间通过SOE测试仪对SOE模件准确性进行验证。

八、今后打算

通过本次对SOE系统新的功能测试方法的探索，对SOE的测试方法在基于常用测试方法和标准要求的基础上，进行了优化和完善，测试效果及效率得到明显改善，为以后项目SOE工厂测试提供了技术测试经验，同时也提高了人员的测试能力及技术创新能力。在今后的工作中我们还需继续深入学习和总结，不断创新，锐意进取，大力开展QC技术创新活动，努力提升人员技术能力和丰富技术成果。

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