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T-ME系统的可靠性和适应性研究 |
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| T-ME系统的可靠性和适应性研究 |
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作者：佚名 文章来源：不详 点击数： 更新时间：2008-9-24 9:22:59  |
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摘要 本文就T-ME系统在使用的过程中存在的异常报警、通讯堵塞及通讯负荷过高等一系列问题及对机组影响，提出了系统优化及改进方案，提高了系统的可靠性。并为进一步提高系统的适应性提出了改进方案。
主题词 T-ME系统、 可靠性、适应性、优化、
一、前言
山西阳光发电有限责任公司1#、2#机组DCS采用德国西门子公司生产的Teleperm-ME分散控制系统(简称T-ME系统)，它由AS220EA自动控制系统、S5可编程控制器组成的锅炉安全监控系统、OS525操作和监视系统、报表计算机（取代LR600过程计算机）、CS275通讯总线系统、SOE事件顺序记录系统和后备手操等组成。
Teleperm-ME分散控制系统通讯总线采用CS275冗余工厂总线，通讯速率为250kb/s，用于AS220EA、S5-155U、OS525、报表计算机、PG740组态工具、HP9000工作站之间的信息传输。
二、影响T-ME系统可靠性的因素
1、 自96年投产以来，由于原设计不合理、调试遗留问题以及资源分配不合理等，维护中逻辑改动较多， 要增加大量的曲线、自动和保护统计信息、灰渣监测系统等等的原因，造成了412模拟量控制模件和通讯总线负荷过重（部分实时刷新MARK点不能更新），降低了T-ME系统的可靠性。
2、由于多次增加、修改OS曲线和其他系统模拟量信号间的通讯，不但增加了系统总线的负荷，而且由于修改时间不同，没有统一设计考虑、使部分空闲资源未释放、周期分配不合理等多方面原因，使得机组经常出现异常的报警信息、总线负荷严重超标、通讯堵塞、画面、曲线调用速度十分缓慢，严重的影响了机组的安全、稳定运行。
3、由于OS系统与EA自动控制系统组态分别使用不同的工作站，信息不能共享和逻辑的大量修改，使 OS系统中的FUBI功能图与EA自动控制系统的逻辑图不对应，不但占用OS系统资源影响OS系统画面的刷新速度，而且没有实用价值。
4、T-ME系统的CS275总线的通讯速率为250kb/s, 是T-XP的2.4%（T-XP系统总线通讯速率为10M/s）；是现在先进的DCS系统总线的0.24%。（通讯速率为100M/s），CS275总线的通讯速率低，其通讯负荷相对较高, 是制约T-ME系统的关键。无法满足T-ME系统需要和灰渣监测系统、MIS系统等其他系统进行信息交换和通讯和公司技术改造及日益发展的自动化水平的需要。
5、T-ME系统已接近DCS系统使用年限， 计算机故障率增加；而且随着计算机技术的飞速发展和通讯技术的发展，原来的T-ME系统无论从系统资源、计算机性能，还是通讯速率和能力上、使用及维护的手段，都远远落后于其他先进的DCS系统。退孀湃找娣⒄沟牡绯ё远胶拖执芾硭降男枰缙刂埔隓CS系统；MIS系统、煤质在线检测等系统需要同DCS系统通讯；要求DCS系统在线处理故障能力增强；能够在线组态曲线并且保存一定量的历史数据等等。这些功能T-ME系统目前都无法实现。
三、 提高T-ME系统的可靠性和适应性
1、在目前DCS系统的基础上进行系统优化
1.1 模件资源重组改造的内容
⑴ 删除412模件不必要的功能块、函数曲线、系统残留的一些无用的信号等
⑵ 412组态逻辑的完善和改进。
（3）对所有的子组控制逻辑进行检查和修改。
1. 2 CS275总线优化的改造内容：
（1） 停电以前，对101系统到105系统所有的AKS、MKS块号、通道号、周期及使
用情况进行详细的统计。
（2） 停电状态下的CS275总线系统硬件的优化。
（3） 在保证系统功能的前提下，尽量减少AKS、MKS的数量，删除系统有源无目的功能块 ，进行功能块的合并、移动和删除。
（4） 根据统计表和与其它相关部门讨论的结果，对OS的曲线进行优化，增加一
些重要的曲线，减少一些不必要的曲线，对曲线进行移动、归类。
（5） 原系统设计的性能计算已由运行分析报表器完成，可根据统计表将LR600占
用的通讯块资源释放，同时释放OS侧相关的资源。
1.3 OS系统资源优化内容：
（1） 删除下列子组的动态FUBI图
（2） OS画面根据实际需要进行优化
（3） 删除重复使用过的跳闸曲线记录。
（4） 删除无用的垃圾文件。
1.4优化后的效果
这种方案优点是投资少，见效快，容易实施。我们利用1#、2#机组大修机会，对T-ME 系统进行了412闭环控制、CS275总线资源重组、优化改造工作。通过对DCS系统优化，极大的提高了DCS系统的运行可靠性，412模件负荷明显降低，运行基本正常。OS系统在线文件生成时间大大缩短。系统总线平均负荷由53%下降到40%以下，系统通讯大为改善。具体表现为：
1、删除了OS系统中的子组FUBI图、LR600系统资源、对曲线、通讯表、数据存档等进行整理和优化，同时对原来存在的垃圾文件进行清理如：BR-36C01-1、 EM-S43-8 、STOEBBF1.ZUS等30多个ZUS和其他文件等。使OS系统的在线文件生成（CREAT NEW）由原来的2个多小时（最长时曾用了2.5小时）缩短为30分钟。
2、对机组的曲线进行了移动、删除、调整及优化。 汽温控制系统进行改造后，对主汽温度、减温水流量等汽温控制参数进行调整并增加了逻辑中计算后的温度、执行器阀门开度及调节器指令曲线，而且在曲线中增加了翻页键。使优化后的曲线便于事故分析、便于自动试验和调整。
3、对AKS、MKS通讯功能块统计的基础上，结合曲线的优化、报表的内容等对AKS 、MKS功能块进行了合并、调整及优化。对辅机保护逻辑加上防突变功能后，OS系统也增加了操作键并对报警信息做了调整和修改，便于运行人员监视、操作和事故分析。
4、优化后的OS系统画面刷新速度比原来快，曲线调用不存在过去的10多秒才能显示出来的现象，OS系统根据实际需要还增加一些新的报警、曲线和控制功能块。
这种方案缺点是通讯负荷减小的幅度有限，没有彻底解决T-ME系统的通讯问题；原来的OS系统的组态计算机OT4损坏，由新的工控机代替后，无法登录到OS系统局域网。OS在线文件就不能在后台进行传送，只能通过并口电缆用两台机组对拷的办法来完成OS系统在线文件的传送。该传送方式必须将两台计算机都退出运行并停电、连接好通讯电缆、启动后对批处理文件等进行修改等一系列操作来传送。操作复杂且影响运行人员操作；模件备用插槽、通道等资源和系统之间的通讯资源紧张，部分模件在进行逻辑修改时，提示SU或FU类型的MARK点已用完，故不适宜增加控制设备和逻辑，也不适宜增加大量的曲线和模拟量信号的发送、接受。
2、 T-ME系统进行升级改造方案
2.1 T-ME改造的必要性
T-ME系统已投运多年，随着计算机技术和通讯技术的飞速发展，DCS系统的发展速度也是日新月异。T-ME系统已远远落后于其他DCS系统。主要表现在：
1.S525系统的主机HOST及终端OT计算机硬盘为 486计算机，硬盘仅500MB，终端为200MB，内存为16MB， 画面响应时间慢，组态的曲线少且没有在线组态功能。报警记录、操作记录不能满足事故分析需要。历史数据存储信号少且只能存储两天，满足不了事故分析、系统优化等数据的需要。
2.备品备件难以买到，无法解决。现在OS系统的计算机德国SIEMENS已停止生产，16MB的内存200MB硬盘、500MB硬盘。HIGHGRAPHIC显卡、CP1413通讯卡现在已无法买到。HOST、OT等备件问题无法解决，一旦故障，将束手无策。
3.系统总线CS275通讯速率为250Kbps，总线负荷高。同其他DCS系统相比不在一个数量级（现在总线通讯速率一般为100Mbps,无法满足同其他系统如：SIS系统、耗差分析系统等通讯和越来越多的系统进入DCS系统的需要。
4.现有分散控制系统功能简单，组态方法落后、在线修改、调试功能、程序下载方面功能不强，给检修维护带了一定困难。不能为事故分析提供完善的分析资料。
5.随着电厂管理水平提高，需要大量的DCS实时数据共享使用，而目前T-ME系统的总线负荷太高，不允许同其他系统进行大量的数据交换。
2.2改造方案
1.根据多年的运行情况来看，T-ME自动系统及其模件运行正常，且模件功能强大、功能分散，冗余功能完善，有利于机组稳定运行和系统维护，可靠性高。如果将其废除实在可惜。备品备件因许多国内外厂家都还在使用，西门子可提供长期备件和技术支持。由于T-ME系统的CS275总线及和其连接的AS自动系统通讯方式没有合适的替代产品，所以保留AS220系统和CS275总线，把它作为一个整体，在不影响升级效果的情况下可以节省DCS系统改造50%的费用。
2.对OS525操作与监视系统升级改造。为了降低费用和便于系统维护，建议T-ME系统的操作系统升级改造为同T-XP系统相同的OM系统。具体方案为：每台机组改造两套冗余的PU、一套冗余的SU、一套ES工程师站、一台网络打印机、五套OT操作员站及100MB的总线及相关部分。所有的EAI模件需要升级到EAS模件。
3.硬件配置：PU/SU/ES及OT的硬件配置均为P4、内存为512MB，硬盘为80GB。
4.软件配置：所有的OM部件包括OT 均使用西门子公司最新的软件版本7.6。
5.为了便于以后与其他系统进行数据交换和系统的安全性，增加OPC接口机。
2.3 T-ME系统升级注意事项
1、在对OS525操作与监视系统升级改造时，还应考虑自动系统的资源问题：不但要增加机柜和模件的备用插槽量，而且要合理分配系统之间的资源，保证系统之间的通讯资源满足要求。
2、T-ME系统中自动系统不包括S5系统，在为SIS系统提供实时数据时，必须考虑S5系统的信号。
3、原SOE系统与S5系统设计在一起，而且SOE故障率较高，影响S5系统的安全，升级时，考虑在OM系统中实现SOE。
四、结束语
随着DCS系统的发展，其功能越来越强大，电气等其他系统纳入DCS系统是发展趋势。同样的升级在全球已有诸多用户完成了，在国内有杨树浦电厂、杨柳青电厂等也已完成了升级，效果也十分明显，为我们进行升级提供了经验。 通过对T-ME系统的优化和升级，提其可靠性和适应性，满足公司自动化水平和管理水平的需要。
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