淺析DCS與DEH通訊安全策略優(yōu)化

楊勇

（神華國華北京熱電設(shè)備維護(hù)部熱工，北京 100025）

1 引言：某熱電廠裝有兩臺德國ABB公司生產(chǎn)的DKEH－1DN31型200MW凝汽抽汽式汽輪機(jī)，每個單元設(shè)置為兩爐一機(jī)，兩臺機(jī)組于1999年底投產(chǎn)，四臺哈爾濱鍋爐廠產(chǎn)HG-410/9.8-YM1型鍋爐。2007年7月27日14時左右#2機(jī)跳機(jī)，事后檢查發(fā)現(xiàn)一塊70BT01模件故障，并且兩組88QT03通訊配置的信號不是完全冗余。為了消除因為通訊信號不冗余而再次出現(xiàn)事故，我們有必要進(jìn)行P13、P14系統(tǒng)間通訊信號冗余的優(yōu)化工作。

2 P13 /P14通訊結(jié)構(gòu)

從下圖我們可以看出，DCS與DEH的通訊是通過P14的通訊模件88QT03、88QB03及P13的通訊模件70BT01實(shí)現(xiàn)的，DCS側(cè)的兩塊通訊模件88QT03、88QB03分別位于兩個多功能處理站CJK01、CJK02的站內(nèi)總線上，兩個多功能控制站又分別通過站通訊模件實(shí)現(xiàn)與P14遠(yuǎn)程總線的通訊。DEH側(cè)的兩塊通訊模件70BT01再分別通過P13的站總線實(shí)現(xiàn)與其CPU模件70PR05的通訊。

3 未冗余信號的查找與故障分析

在#2機(jī)由于P13和P14之間的通訊模件故障造成跳機(jī)事件后，我們對兩個QT通訊列表的信號清單進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)了如表1、表2所示的未能冗余配置的信號。除清單中所列的信號外，其他所有信號均已經(jīng)進(jìn)行了QT列表的冗余配置。

表1 P13至P14未冗余配置信號

表2 P14至P13未冗余配置信號

如表1所示，P13送給P14的所有信號中有5個信號未冗余配置，即只有在一個88QT03的列表清單中找到了該信號；如表2，所示P14送給P13的所有信號中有11個信號未冗余配置。這就需要分別對P14和P13邏輯進(jìn)行修改。

為了進(jìn)一步查找故障原因，進(jìn)行模擬通訊故障試驗：在P14側(cè)和P13側(cè)分別監(jiān)視信號狀態(tài)，此時將與CJK01站通訊的70BT01模件拔出，監(jiān)視信號狀態(tài)變化。將模件恢復(fù)正常狀態(tài)后，將與CJK02站通訊的70BT01模件拔出，監(jiān)視信號狀態(tài)變化。確定模件故障對冗余信號的影響。記錄數(shù)據(jù)如下：

表3 拔出QT/BT時，P13狀態(tài)變化記錄

表4 拔出QT/BT時，P14狀態(tài)變化記錄

從以上的列表中我們可以得出這樣的結(jié)論：拔出QT或者BT01時，P13中經(jīng)由該模件通訊的開關(guān)量信號變?yōu)?0"，發(fā)ST故障位"F"；模擬量信號變?yōu)?0.000%"，發(fā)ST故障位"SB"。P14中經(jīng)由該模件通訊的開關(guān)量信號變?yōu)?0"，發(fā)故障位信號；模擬量信號不變，發(fā)故障位信號。

4 優(yōu)化方案

4.1 P13至P14的未冗余信號邏輯優(yōu)化。如表1所示，P13至P14未冗余的信號共有5個，1－3為開關(guān)量，4－5為模擬量，需要修改QT1和QT2的列表清單，將這幾個信號分別送到兩個QT通訊列表當(dāng)中。并對P14中的邏輯進(jìn)行相應(yīng)的修改。

4.1.1 根據(jù)即防止保護(hù)誤動又防止拒動的原則，將P13至P14的三個轉(zhuǎn)速故障信號做成冗余，在原來三個轉(zhuǎn)速故障信號基礎(chǔ)上再在P14增加三個新地址，使每個轉(zhuǎn)速信號都通過不同的QT傳輸。然后修改P14保護(hù)邏輯，修改方案如上圖所示。

3.1.2 主蒸汽壓力的優(yōu)化方案采取類似的方法，在P14中增加兩個新地址，然后依據(jù)在一個變送器故障或者一個QT/BT故障這兩種情況下均能準(zhǔn)確反映實(shí)際壓力的要求，確定了如上圖所示的優(yōu)化方案。其中MVN功能塊為取均值塊，該功能塊具備故障自動剔除壞質(zhì)量點(diǎn)的功能。

4.2 P14至P13的未冗余信號邏輯優(yōu)化

4.2.1 對于上表2中1-4、7－10八個信號，由于其被測對象相同，且分別已經(jīng)經(jīng)由兩個QT傳遞，當(dāng)其中一個故障時可以剔除掉壞點(diǎn)，因此可以不作改動。

4.2.2 對于第11個信號因其不是進(jìn)行主汽門嚴(yán)密性試驗的唯一條件，因此可以不必修改。

4.2.3 對于第5、6項信號需要因涉及到主保護(hù)，因此需要改動P13邏輯。因這兩個數(shù)值在正常情況下是負(fù)值，又由于若QT/BT故障后模擬量數(shù)值變?yōu)?%，而0%又是保護(hù)動作跳機(jī)值，因此需要進(jìn)行小選處理。具體邏輯優(yōu)化方法如：

4.2.3.1 將這兩個信號分別配置為冗余信號，并分別分配至在QT1、QT2中；

4.2.3.2 在P13中將該信號分別由QT1、QT2送入的信號取小值進(jìn)行判斷，因這兩個值在正常情況下為負(fù)值，若QT故障時，該點(diǎn)變?yōu)?%，這樣取小值后壞點(diǎn)將被剔除掉，不會造成保護(hù)誤動作。具體邏輯如下圖：

4.3 優(yōu)化后試驗結(jié)果

在確定了以上優(yōu)化方案以后，我們利用機(jī)組檢修機(jī)會進(jìn)行了優(yōu)化方案的實(shí)施工作，在實(shí)施以后進(jìn)行了靜態(tài)試驗，試驗記錄數(shù)據(jù)如表5、表6所示。

結(jié)論：從以上試驗結(jié)果可以看出，在一個通訊模件QT或BT故障的情況下，DCS與DEH的通訊仍然能夠正確反映機(jī)組的正常參數(shù)情

?

表5拔出QT/BT時，P13狀態(tài)變化記錄況，不會因為一路通訊信號故障而發(fā)生保護(hù)誤動作及誤調(diào)整，從而改善了控制系統(tǒng)的安全性，使控制功能更加優(yōu)化，控制更加準(zhǔn)確、安全。

表6 拔出QT/BT時，P14狀態(tài)變化記錄

[1]PROCONTROL P維護(hù)手冊，ABB，1999.11