水電廠計算機監控系統功能實現

高磊鴻，羅揚曙

(1.昆明電器科學研究所，昆明 650221;2.云南電力技術有限責任公司，昆明 650217)

1 前言

水電廠計算機監控系統是利用計算機對生產過程進行實時監視和控制的系統，水電廠為保證生產設備故障或事故停機對事故原因有效分析，通常借助監控系統事件順序記錄 (SOE)功能平臺來分析事故原因。那么計算機監控系統現地LCU的PLC中就必須配置SOE模塊，記錄事件發生和事件發生時的時標，通過事件發生的時間順序來判斷事故的原因。目前國內某知名水電計算機監控系統集成商為保證系統可靠性和穩定性，一般在大型水電廠現地LCU的PLC選型上都是使用Schneider Quantum系列PLC，SOE功能通過其專用模塊140 ERT 85420/10時標模塊來實現。

2 ERT模塊SOE功能的實現原理

ERT時標模塊SOE功能的實現，關鍵是實現模塊的精確對時。

2.1 ERT模塊的時間同步

由于設備ERT模塊原產歐洲，對時方式沒有開發國內流行的PPS、PPM、串口及B碼等對時方式，一直沿用歐洲標準DCF77對時方式，使用Quantum 140 DCF 07700無線接收模塊，接收歐洲標準DCF77格式的長波無線傳播對時信號，完成模塊對時，再授時給相應的ERT模塊，但是國內無法接受到歐洲DCF77對時信號，所以只能由GPS生產商開發DCF77格式擴展單元，來完成ERT模塊的對時，目前有以下兩種方式可以實現ERT模塊的對時。

1)使用軟件“ERT_854_20/10”EFB功能塊實現模塊與CPU控制器內部時鐘的自同步，此種方式對于多模塊和多CPU系統，對時精度低，會導致時間分辨率不滿足要求，只能用于一般要求的系統。

2)使用外部衛星接收器 (GPS)裝置對時，通過GPS對時裝置擴展DCF77擴展接口給ERT模塊對時。DCF77對時信號格式是一種BCD編碼格式的時間信號，每分鐘傳輸一次，一個完整幀DCF77信號時間格式碼包含年、月、日、時、分、星期等完整的絕對時間信息，格式如圖1。

圖1 DCF77信號時間格式

DCF77是一種高精度對時信號，能有效保證系統或模塊對時精確，從而保證SOE分辨率達到規程要求。目前大多數使用Quantum PLC集成的水電計算機監控系統LCU都是采用此方式完成模塊對時。

2.2 ERT模塊的DCF77對時接線

目前，國產GPS裝置只能提供無源的DCF77接口，而ERT模塊需要提供基于24 V DC的DCF77信號，因此需要為DCF77的對時提供一個24 V DC的電源。接線方法和如圖2所示.

另外，DCF77輸出為光隔接口，區分正負，24 V DC(+)為+24 V，24 V DC(－)為0 V。如果有多塊ERT模塊，對時信號可以并接在模塊37、38號端子。原則上在本地機架或遠程機架最多能安裝9的ERT模塊。

圖2 ERT模塊對時接線

2.3 ERT模塊軟件配置

ERT模塊配置主要注意以下兩個方面設置

1)“模塊”下的“時鐘”必須配置為“DCF/GPS－SYNC”對時方式， “模塊號”不能為0，配置好正確下裝后模塊故障燈“F”滅，另外可以在軟件中檢查ERT_854_10功能塊的STATUS引腳的值是否為“16#0000”，如果是表示時鐘已經同步。

2)“功能塊”下的“功能”必須設置為帶時間標簽的點，否則無法記錄時標。

3 SOE功能故障分析及處理

1)計算機監控系統上位機軟件無法顯示事件或者事件記錄時標不對，導致無法分清設備事故時的事件順序，無法找到事故的真正原因;此故障主要在新機投產首檢時經常發現，主要原因是機組調試把關不嚴，調試單位沒有對SOE功能進行測試驗證，無法讀取到下位機SOE模塊事件時標記錄。

處理方法:以南瑞公司NC2000系統為例，首先進入計算機監控系統組態軟件，打開數據庫，在數據庫中把SOE信號點組態的“報警”選項打鉤，確認報警在簡報和一覽表中會顯示;另外報警時標選擇有兩種方式，一種選擇“上位機報警”方式，系統采集事件時以上位機時間確定事件的時標，此種方式使用在常規開光量輸入模塊的信號點，其模塊本身不具有打時標功能，所以信號時標只能由上位機提供;另一種方式是，不選擇“上位機報警”方式，系統直接采集下位機SOE模塊的時標，完全反應事件發生的時間。另外需要注意的是如果選擇了“上位機報警”定時標方式，由于掃描時間和通信延時存在，上位機提供時標可能不準確，不利于事故分析使用。

2)SOE分辨率不滿足規程要求，對于Schneider ERT模塊，處理方法有以下兩個方面:

第一按照圖2接線方式檢查接線是否正確，接線有沒有松動，24 V電源是正常，再檢查每個ERT模塊是否已經收到對時信號，可以使用便攜式示波器進行觀察，把模塊37、38端子接入示波器錄制波形檢查。如果沒有條件，可以用萬用表的直流電壓檔測量ERT模塊的37、38端子間的電壓脈沖，但值不一定是24 V DC，檢查是否一致在跳變。

第二如果ERT模塊已經收到對時脈沖，但是分辨率又不滿足要求，那么就必須檢查GPS對時精度是否滿足要求，使用專用GPS測試儀測試GPS本身及DCF77擴展接口的對時精度是否滿足《電力系統的時間同步系統第一部分:技術規范》規程要求。

通過以上檢查和測試基本可以找到SOE分辨率不滿足的原因和處理辦法。

4 結束語

對ERT時標模塊事件SOE功能實現原理的介紹，并結合SOE功能故障分析和處理辦法，旨在進一步推進行業內對水電站計算機監控系統SOE重要性的認識，同時通過ERT模塊SOE功能實現原理和一些故障處理方法為同行提供參考。

［1］Schneider Electric.Quantum和Unity_Pro_140_ERT_854_10_時標模塊用戶手冊［Z］.2010.

［2］DL_T_578－2008.水電廠計算機監控系統基本技術條件［S］.2008.