發(fā)電廠自動(dòng)控制

發(fā)電廠自動(dòng)控制【摘要】針對(duì)發(fā)電廠計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)（裝置）2000年問題（Y2K問題），闡述相應(yīng)的測(cè)試方法、步驟及分類，認(rèn)為應(yīng)根據(jù)不同的測(cè)試對(duì)象，采取不同的測(cè)試方法和步驟；無(wú)論測(cè)試對(duì)象如何，一些測(cè)試方法是基本的，具有一定的共性。【關(guān)鍵詞】發(fā)電廠自動(dòng)控制系統(tǒng)2000年問題測(cè)試AbstractInviewofY2Kproblemsofpowerplantcomputerautomaticcontrolsystem,thecorrespondingmeasuringandtestingmethod,proceduresandclassificationareexplained.Itisthoughtofthat,differentmeasuringandtestingmethodsandproceduresshouldbeadoptedaccordingtodifferentmeasuredandtestedobjectsareconsidered,somemeasuringandtestingmethodsarefundamental,havingacertainsimilarity.KeywordspowerplantautomaticcontrolsystemY2Kproblemmeasuringandtesting發(fā)電廠Y2K測(cè)試所涉及的對(duì)象一般有：（1）計(jì)算機(jī)自動(dòng)檢測(cè)裝置或檢測(cè)系統(tǒng)，包括測(cè)量?jī)x器儀表和有關(guān)的檢定系統(tǒng)等；（2）計(jì)算機(jī)控制裝置或系統(tǒng)，包括PLC、單回路/多回路調(diào)節(jié)器和監(jiān)控系統(tǒng)；（3）其它計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)（設(shè)備），如分散控制系統(tǒng)（DCS）。對(duì)于不同的測(cè)試對(duì)象，應(yīng)根據(jù)其具體運(yùn)行情況及相應(yīng)功能，采取不同的測(cè)試方法和步驟，才能最有效地測(cè)試不同對(duì)象的Y2K問題。但無(wú)論對(duì)象如何，有些測(cè)試方法是基本的和共性的。本文從發(fā)電廠Y2K問題測(cè)試方法、步驟、需選時(shí)間點(diǎn)段及發(fā)電廠Y2K問題分類等幾方面進(jìn)行討論。1測(cè)試方法對(duì)于發(fā)電廠計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)（裝置）Y2K問題，一方面要測(cè)試系統(tǒng)能否順利跨越2000年，能否識(shí)別非法和無(wú)效日期，所有日期顯示是否正確；另一方面，更要測(cè)試系統(tǒng)在2000年前后能否穩(wěn)定運(yùn)行，功能是否正常，會(huì)不會(huì)引起誤報(bào)警乃至保護(hù)誤動(dòng)作等。對(duì)于不同測(cè)試對(duì)象，應(yīng)有不同的測(cè)試方法。1.1自動(dòng)檢測(cè)儀表對(duì)自動(dòng)檢測(cè)儀表進(jìn)行Y2K問題測(cè)試，一般最好用離線測(cè)試法，即用備品備件外接信號(hào)源來(lái)對(duì)其進(jìn)行測(cè)試，以免在測(cè)試過程中產(chǎn)生干擾信號(hào)，影響整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行。1.2PLC和控制器首先應(yīng)根據(jù)該P(yáng)LC或控制器對(duì)系統(tǒng)的影響程度，決定進(jìn)行離線還是在線測(cè)試。但有相當(dāng)一部分PLC和控制器可能沒有日期和時(shí)間設(shè)置功能，無(wú)法進(jìn)行直接測(cè)試。在這種情況下，應(yīng)分2步進(jìn)行：第一，若該設(shè)備有源代碼，應(yīng)對(duì)源代碼進(jìn)行分析，確定應(yīng)用軟件何處用了時(shí)間功能，如定時(shí)器等；判斷這些時(shí)間功能是由實(shí)時(shí)時(shí)鐘或系統(tǒng)時(shí)鐘產(chǎn)生的，還是由計(jì)數(shù)器或脈沖產(chǎn)生的。若是由實(shí)時(shí)時(shí)鐘產(chǎn)生的定時(shí)，可能有Y2K問題；若是由計(jì)數(shù)器產(chǎn)生的定時(shí)，軟件本身應(yīng)不會(huì)有Y2K問題。第二，應(yīng)對(duì)該控制器的硬件電路進(jìn)行分析，確定硬件電路是否有備用電池和實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC芯片等。若沒有這些芯片，硬件本身應(yīng)沒有Y2K問題。如果以上2步都有明確結(jié)論，就可確定該設(shè)備是否有Y2K問題。對(duì)于類似單回路/多回路調(diào)節(jié)器的控制器，可直接測(cè)試其控制功能是否正常，也即對(duì)控制器硬件和應(yīng)用軟件同時(shí)進(jìn)行Y2K問題測(cè)試。對(duì)于由工業(yè)控制計(jì)算機(jī)構(gòu)成的控制器，應(yīng)首先對(duì)工控機(jī)本身進(jìn)行測(cè)試，再對(duì)應(yīng)軟件(如控制軟件等)進(jìn)行測(cè)試。對(duì)于PLC，先用編程器對(duì)PLC本身進(jìn)行測(cè)試，再對(duì)應(yīng)用軟件進(jìn)行測(cè)試。需注意的是，用編程器修改的是PLC本機(jī)的日期及其時(shí)鐘，而非編程器日期。1.3監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)由上位機(jī)和下位機(jī)構(gòu)成，或由人機(jī)接口MMI加PLC構(gòu)成。首先應(yīng)根據(jù)該監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響程度決定是進(jìn)行離線測(cè)試，還是進(jìn)行在線測(cè)試。監(jiān)控系統(tǒng)的Y2K問題測(cè)試分2大部分，即下位機(jī)測(cè)試和上位機(jī)測(cè)試。先對(duì)下位機(jī)進(jìn)行測(cè)試，方法與1.2節(jié)所述類似；再對(duì)上位機(jī)測(cè)試，包括上位機(jī)本身和應(yīng)用軟件測(cè)試；最后，對(duì)上位機(jī)和下位機(jī)同時(shí)進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試系統(tǒng)運(yùn)行有無(wú)異常、功能是否正常。1.4DCS系統(tǒng)DCS是整個(gè)發(fā)電機(jī)組監(jiān)控的神經(jīng)中樞。為保證安全，在進(jìn)行DCS測(cè)試前，應(yīng)確保機(jī)組已停運(yùn)。對(duì)于DCS，應(yīng)首先進(jìn)行單項(xiàng)測(cè)試，再進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試，確保整個(gè)DCS不受Y2K問題影響。(l)DCS單項(xiàng)測(cè)試。先進(jìn)行單個(gè)控制站、工程師站操作站的硬件和操作系統(tǒng)是否存在Y2K問題及其嚴(yán)重性，再對(duì)工程師站、SOE、控制站的各種應(yīng)用軟件及其功能進(jìn)行測(cè)試，如工程師站組態(tài)功能是否正常、SOE事件記錄功能是否正常、控制站的數(shù)據(jù)采集和控制功能是否正?！?2)DCS系統(tǒng)測(cè)試。單項(xiàng)測(cè)試后,為確認(rèn)DCS控制站、操作員站和工程師站等單元間的接口、DCS數(shù)據(jù)庫(kù)(包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù))、DCS監(jiān)控和保護(hù)系統(tǒng)等的Y2K問題，應(yīng)進(jìn)行DCS系統(tǒng)測(cè)試。測(cè)試前，先找到DCS主時(shí)鐘，通過修改主時(shí)鐘時(shí)間對(duì)DCS進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試，在各個(gè)關(guān)鍵時(shí)間段上考察DCS功能是否正常。必須進(jìn)行測(cè)試的功能模塊有：保護(hù)、控制、操作、顯示、事件記錄、報(bào)警、打印、趨勢(shì)、組態(tài)、報(bào)表和上載/下載等。2測(cè)試步驟為盡可能減少對(duì)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的影響，保證設(shè)備安全，測(cè)試前應(yīng)認(rèn)真、仔細(xì)地做好安全措施，包括現(xiàn)場(chǎng)安全措施、測(cè)試設(shè)備軟件備份和系統(tǒng)設(shè)置備份等。(1)測(cè)試前，準(zhǔn)備好系統(tǒng)啟動(dòng)盤和軟件安裝盤等；(2)測(cè)試過程中，記錄所有測(cè)試數(shù)據(jù)和過程；(3)測(cè)試完成后，恢復(fù)系統(tǒng)及其設(shè)置，包括恢復(fù)系統(tǒng)日期和其它設(shè)置到測(cè)試前狀態(tài)，如電氣、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等。2.1測(cè)試前在實(shí)施測(cè)試前應(yīng)做好以下工作：(1)確認(rèn)被測(cè)試系統(tǒng)的相關(guān)資料和臺(tái)帳的正確和完整性；(2)驗(yàn)明所有的日期輸入、輸出、顯示和內(nèi)部時(shí)鐘；(3)做好被測(cè)系統(tǒng)軟件和數(shù)據(jù)備份；(4)記錄被測(cè)系統(tǒng)的設(shè)定參數(shù)；(5)測(cè)試前排除或記錄異常現(xiàn)象；(6)找出被測(cè)系統(tǒng)與外部系統(tǒng)的接口參數(shù)；(7)編寫測(cè)試作業(yè)指導(dǎo)書或測(cè)試規(guī)程；(8)開會(huì)審核測(cè)試作業(yè)指導(dǎo)書或測(cè)試規(guī)程；(9)做好被測(cè)系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)安全措施。2.2測(cè)試中在實(shí)施測(cè)試時(shí)應(yīng)做好下面工作：(1)嚴(yán)格按測(cè)試作業(yè)指導(dǎo)書實(shí)施測(cè)試；(2)遵守測(cè)試程序的順序；(3)準(zhǔn)備應(yīng)急人員以應(yīng)付意外事故；(4)輸入測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)試；(5)記錄所有測(cè)試情況和數(shù)據(jù)。2.3測(cè)試后完成測(cè)試后應(yīng)繼續(xù)做好如下工作：(1)將系統(tǒng)時(shí)鐘回調(diào)到正確的正常時(shí)間；(2)在測(cè)試前，如被測(cè)系統(tǒng)與外部系統(tǒng)斷開，則恢復(fù)系統(tǒng)連接；(3)刪除所有測(cè)試文件，并將系統(tǒng)恢復(fù)至測(cè)試前狀態(tài)；(4)重新啟動(dòng)被測(cè)系統(tǒng)，觀察系統(tǒng)運(yùn)行是否正常；(5)準(zhǔn)備支持任何測(cè)試后的生產(chǎn)啟動(dòng)；(6)保證可用于審核和復(fù)閱的詳細(xì)測(cè)試結(jié)果。3需要選擇的日期無(wú)論發(fā)電廠Y2K問題的測(cè)試對(duì)象如何，以下日期是必須測(cè)試的：(1)特殊日期測(cè)試。以往軟件設(shè)計(jì)時(shí)，常把99/9/9作為特殊日期標(biāo)志。在這種系統(tǒng)中，若輸入99/9/9，系統(tǒng)功能可能會(huì)發(fā)生異常，甚至不能執(zhí)行系統(tǒng)功能。因此，必須測(cè)試1999/9/9。(2)世紀(jì)跨越測(cè)試。對(duì)于世紀(jì)跨越1999-12-31-2000-1-1,這是必須測(cè)試的日期。這時(shí)，要判斷系統(tǒng)能否正確跨越世紀(jì)、系統(tǒng)正常運(yùn)行且現(xiàn)有功能是否不變和系統(tǒng)在21世紀(jì)時(shí)能否正常處理日期數(shù)據(jù)。(3)閏年測(cè)試。在設(shè)計(jì)軟件時(shí)因未考慮到2000年是閏年，因此若需處理與日期相關(guān)的功能時(shí)，系統(tǒng)可能會(huì)出現(xiàn)異常，導(dǎo)致不能正常處理日期數(shù)據(jù)。所以2000-2-28-2000-2-29，2000-2-29-2000-3-1是必須測(cè)試的日期。(4)人為設(shè)置日期測(cè)試。系統(tǒng)應(yīng)承認(rèn)有效的日期測(cè)試，包括：1999-9-9，1999-12-31，2000-1-1，2000-2-28，2000-2-29，2000-3-1，2000-12-31，2001-1-1，2001-2-28，2001-3-1，2004-2-28，2004-2-29，2004-3-1；系統(tǒng)應(yīng)拒絕(無(wú)效)的日期測(cè)試，包括：2000-2-30，2001-2-29，2004-2-30，0000-00-00。(5)其它日期測(cè)試。如2000-12-31-2001-1-1，2010-1-1，2038-1-1等。以上日期，對(duì)于任何對(duì)象都應(yīng)測(cè)試，且為更全面地測(cè)試對(duì)象的Y2K問題，還應(yīng)根據(jù)具體情況考慮其它日期測(cè)試。4問題分類根據(jù)北侖發(fā)電廠（1999/1/25?2/3）和嘉興發(fā)電廠（1999/2/16?2/26）的計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)（裝置）Y2K問題測(cè)試情況，Y2K問題對(duì)發(fā)電廠計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)（裝置）的影響可歸結(jié)為以下4個(gè)方面。4.1沒有實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片或時(shí)鐘功能的控制系統(tǒng)（裝置）這部分設(shè)備雖然屬于計(jì)算機(jī)或單片機(jī)控制器，但因沒有實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片或時(shí)鐘功能，設(shè)備中沒有日期和實(shí)時(shí)時(shí)鐘，因此不存在Y2K問題。如小汽輪機(jī)控制器505、ROTORK電動(dòng)頭、PMC軸封控制器和DFS火檢等。4.2“Y2KReady”的自動(dòng)控制系統(tǒng)（裝置）“Y2KReady”是指在通電或斷電狀態(tài)下，系統(tǒng)（裝置）的時(shí)鐘存在Y2K問題，但系統(tǒng)功能不受影響，能照常運(yùn)行。如：（1）不能順利跨越2000年，需要通過人工設(shè)置到2000年，但系統(tǒng)功能不受影響，可正常運(yùn)行。如在世紀(jì)跨越時(shí)，年份變?yōu)?900，因有些操作系統(tǒng)最早年份為1980年，因此系統(tǒng)顯示1980年，需人工設(shè)置為2000年，如新華DEH使用的工控機(jī)、西門子DCS編程器PG750、SOE等。（2）無(wú)法識(shí)別或拒絕非法日期的設(shè)備，但不影響其功能，如某電廠的質(zhì)量流量計(jì)，接受了2001年2月29日。（3）閏年問題。某電廠的廢水系統(tǒng)PLC，2000年2月28?29日測(cè)試，實(shí)測(cè)現(xiàn)象為3月1日，但系統(tǒng)運(yùn)行正常。（4）日期顯示問題。某電廠2號(hào)灰控PLC，2000年2月28?29日測(cè)試，實(shí)測(cè)現(xiàn)象為2月28日，即時(shí)間變化，日期不變，但系統(tǒng)功能正常，運(yùn)行穩(wěn)定且無(wú)異常。4.3“Y2K0K”的自動(dòng)控制系統(tǒng)（設(shè)備）“Y2KOK”是指在通電或斷電狀態(tài)下，系統(tǒng)（設(shè)備）時(shí)鐘不存在Y2K問題，且系統(tǒng)功能正常，運(yùn)行無(wú)異常。這類設(shè)備有：某電廠的網(wǎng)控閉鎖裝置、電除塵中央管理機(jī)及爐內(nèi)加藥系統(tǒng)等。4.4“Y2KNotOK”的自動(dòng)控制系統(tǒng)（設(shè)備）“Y2KNotOK”是