馬伯岫
[摘 ? ?要]隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,對(duì)于用電方面的需求不斷提升。在這樣的情況下,如何做好電廠的遠(yuǎn)動(dòng)遙測(cè)數(shù)據(jù)分析是當(dāng)前工作的重點(diǎn),直接關(guān)系到人們的生產(chǎn)以及生活質(zhì)量,因此在當(dāng)前的電廠發(fā)展過(guò)程中,做好遠(yuǎn)動(dòng)的遙測(cè)技術(shù),是當(dāng)前的重點(diǎn)。針對(duì)有一種遠(yuǎn)動(dòng)遙測(cè)技術(shù)出現(xiàn)了故障,導(dǎo)致出現(xiàn)了數(shù)據(jù)異常,對(duì)于后續(xù)的工作開(kāi)展存在很大的影響,因此主要對(duì)此進(jìn)行了分析。
[關(guān)鍵詞]遠(yuǎn)動(dòng)遙測(cè);數(shù)據(jù)異常;原因;應(yīng)對(duì)措施
[中圖分類(lèi)號(hào)]TM61 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487(2022)01–0–03
[Abstract]With the development of China's economy, the demand for power consumption is increasing. In this case, how to do a good job of telecontrol telemetry data analysis of power plant is the focus of current work, which is directly related to people's production and quality of life. Therefore, in the current development process of power plant, doing a good job of telecontrol telemetry technology is the current focus. In this paper, There is mainly a telecontrol telemetry technology that has some faults, resulting in some data abnormalities, which has a great impact on the follow-up work. Therefore, this paper mainly analyzes this.
[Keywords]telecontrol telemetry; abnormal data; reason; countermeasures
技術(shù)的發(fā)展給人們的生活帶來(lái)了巨大的改變,在當(dāng)前電廠中也同樣如此,在當(dāng)前的發(fā)展之中,自動(dòng)化成為了當(dāng)前時(shí)代以及未來(lái)熱門(mén)的產(chǎn)業(yè),對(duì)于人們的生產(chǎn)以及生活都有非常大的影響。在這樣的情況下,遠(yuǎn)動(dòng)遙測(cè)技術(shù)主要是為了服務(wù)當(dāng)前電廠自動(dòng)化出現(xiàn)的一種技術(shù),對(duì)于人們的生產(chǎn)有著非常大的影響,所以在當(dāng)前的發(fā)展之中,如何做好遠(yuǎn)動(dòng)遙測(cè),是人們探索的重點(diǎn)內(nèi)容。在當(dāng)前的探索之中,對(duì)于遙測(cè)技術(shù)的要求需要其具備巨大的容量、穩(wěn)定的性能以及完備的功能,結(jié)合靈活的配置,可以有效地解決當(dāng)前電廠存在的大多數(shù)問(wèn)題,保證電廠的有效發(fā)展,但是遙測(cè)技術(shù)并非完美,其中依舊存在一定的不足,導(dǎo)致了當(dāng)前的遙測(cè)工作不能夠找出有效的數(shù)據(jù),對(duì)當(dāng)前的測(cè)試產(chǎn)生有效的作用,所以在當(dāng)前的使用中,需要找出造成這種問(wèn)題的原因,并且結(jié)合實(shí)際情況,有效解決這些問(wèn)題,才可以保證當(dāng)前的遙測(cè)數(shù)據(jù)能夠符合使用的需求,讓電廠能夠正常運(yùn)行。
1 鄒縣發(fā)電產(chǎn)使用的D200SUM站主裝置概述
D200SUM站主裝置在全世界范圍內(nèi)有著廣泛的使用,主要得益于其本身的開(kāi)放性結(jié)構(gòu)和分布處理的特點(diǎn),因此可以在使用時(shí),產(chǎn)生更好的作用,達(dá)到更高的效果,在實(shí)際的使用之中,由于其本身使用了各種的智能I/O模塊,讓其壽命得到了巨大的提升,在使用的時(shí)候,可以形成電力分布的控制系統(tǒng),所以,D200具有完備的功能,在全球范圍內(nèi)的輸氣、電力變電站內(nèi)的自動(dòng)化系統(tǒng)得以廣泛應(yīng)用。在相關(guān)資料搜集和分析后得知,D200進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)的時(shí)間是1997年,在短期內(nèi)憑借著多CPU自動(dòng)切換等功能備受電力系統(tǒng)用戶的青睞,并且在500 kV變電站微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)時(shí)首選D200。目前,我國(guó)的運(yùn)行數(shù)量高達(dá)150臺(tái)。在具體實(shí)踐中有很多電廠中微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)成功運(yùn)行的案例,這就意味著在我國(guó)電力電網(wǎng)中D200產(chǎn)品發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,所取得的經(jīng)濟(jì)效益不可小覷。
D200SMU是傳統(tǒng)意義上的RTU概念所不可企及的,特別是強(qiáng)大的處理能力、開(kāi)放性、智能性等,其也可以對(duì)多CPU并行處理提供強(qiáng)有力的支撐,換言之,一個(gè)D200可以為6個(gè)CPU保持正常工作狀態(tài)提供有力支持,CPU間的任務(wù)具有相對(duì)獨(dú)立性,并且彼此不會(huì)互相影響,通訊鏈路速率高達(dá)500 kbp/s,一般情況下,系統(tǒng)只需要進(jìn)行D200雙CPU配置,在后續(xù)如果想要增加,只需插入CPU板進(jìn)行系統(tǒng)軟件組態(tài),系統(tǒng)就可以正常運(yùn)行。與此同時(shí),D200也能夠?yàn)橹苯由暇W(wǎng)功能提供支撐,從而對(duì)大型變電站監(jiān)控系統(tǒng)前端較大的數(shù)據(jù)采集量,在歷經(jīng)串行口與后臺(tái)機(jī)通訊時(shí),會(huì)由于較大的數(shù)據(jù)量、較為繁重的通訊任務(wù)而導(dǎo)致實(shí)時(shí)性差等問(wèn)題予以妥善解決。D200直接上網(wǎng)傳送速率可以達(dá)到每秒10 MB,確保了實(shí)時(shí)性,D200上網(wǎng)得以實(shí)現(xiàn)比較依賴D200VME總線上直接插入網(wǎng)卡,在市場(chǎng)范圍內(nèi)有很多網(wǎng)卡,規(guī)約和應(yīng)用協(xié)議分別是TCP/IP和DNP3.0。除此之外,D200還具有較強(qiáng)的開(kāi)放性,在運(yùn)行中會(huì)嚴(yán)格遵循開(kāi)放系統(tǒng)的相關(guān)要求,制定實(shí)施的是開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)通訊方案,能夠?yàn)镋thernet等通信接口提供強(qiáng)有力的支持,通常,通信協(xié)議涵蓋諸多方面的內(nèi)容,最為典型的是OSI、TCP/IP等,目前已經(jīng)借助于廣域網(wǎng)和國(guó)調(diào)中心進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接。
D200的顯著優(yōu)勢(shì)就是較強(qiáng)的處理能力和智能性水平高,不僅可以對(duì)傳統(tǒng)意義上的RTU的PLC成熟應(yīng)用軟件進(jìn)行移植,也可以對(duì)PC機(jī)高級(jí)應(yīng)用軟件進(jìn)行移植。D200能夠?qū)Χ嘁?guī)約多通信口D200予以支持,還可以對(duì)多個(gè)控制系統(tǒng)予以支持,在這一過(guò)程中綜合應(yīng)用諸多數(shù)據(jù)通信方式,比較成熟且可靠的通信規(guī)約數(shù)量有70多種,最為典型的是DNP3.0、MICRO4F規(guī)約等;通信口數(shù)量大約是42個(gè)。與PC廠站網(wǎng)關(guān)相比,D200的顯著優(yōu)勢(shì)集中體現(xiàn)在以下6個(gè)方面,①較強(qiáng)的抗病毒性;②可靠性;③I/O擴(kuò)充能力;④多線程響應(yīng)速度;⑤通信規(guī)約比較成熟;⑥在惡劣環(huán)境下可以保持運(yùn)行狀態(tài)。此外,在世界范圍內(nèi)諸多大型變電站的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)得到的經(jīng)驗(yàn)就是,D200能夠?qū)收献詣?dòng)切換予以支撐,在長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)踐后,運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)比較成熟。整體上看,由D200工控標(biāo)準(zhǔn)組成的雙機(jī)系統(tǒng),具有較強(qiáng)的抗干擾性,MTBF遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其他計(jì)算機(jī)組成的系統(tǒng),可以確保系統(tǒng)長(zhǎng)期正常平穩(wěn)運(yùn)行。
2 故障描述
在本次的電廠故障之中,主要存在的問(wèn)題有以下幾個(gè)方面,首先是電廠的遠(yuǎn)動(dòng)RTU裝置對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集時(shí),電廠測(cè)試的遙測(cè)信息量出現(xiàn)了問(wèn)題,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)在這個(gè)過(guò)程中串行的方式發(fā)生了一定的變化,這就導(dǎo)致了當(dāng)前的RTU在各級(jí)調(diào)度方面出現(xiàn)了問(wèn)題,不利于后續(xù)二大發(fā)展。在遠(yuǎn)動(dòng)遙測(cè)的采樣裝置中,主要應(yīng)用的組件是PC機(jī)及其軟件,可以依托專用維護(hù)口來(lái)維護(hù)D200裝置,隨后將裝置傳送死區(qū)設(shè)置在各個(gè)I/O點(diǎn)。在ConfigPro軟件支撐下,能夠依托WESMAINTII對(duì)實(shí)時(shí)值進(jìn)行全面監(jiān)視和模擬,應(yīng)用D200監(jiān)視功能得到串行口相關(guān)數(shù)據(jù)信息,在此基礎(chǔ)上對(duì)裝置參數(shù)進(jìn)行修改,尤其是地址表等。標(biāo)準(zhǔn)D200M主要涵蓋以下三個(gè)方面的組成內(nèi)容:①D20M邏輯板;②D20MSS串口接線板;③維護(hù)診斷通信口,能夠向不同的主站報(bào)送數(shù)據(jù),接收不同主站控制命令的控制對(duì)象之間也存在顯而易見(jiàn)的差異。在運(yùn)行的過(guò)程中出現(xiàn)了一些意外的情況,導(dǎo)致了當(dāng)前的監(jiān)控信息出現(xiàn)了故障,并且存在大量的重復(fù)上傳的現(xiàn)象,并且在斷電重啟之后,這種裝置恢復(fù)了正常,因此需要對(duì)當(dāng)前的故障原因進(jìn)行分析,并且找出科學(xué)有效的解決方法,才可以保證當(dāng)前的遙測(cè)數(shù)據(jù)能夠符合使用的需求,讓電廠能夠正常的運(yùn)行。
3 故障分析
(1)異常情況一
①通過(guò)對(duì)前兩次的故障進(jìn)行分析,可以找出在當(dāng)前的運(yùn)行之中,遠(yuǎn)動(dòng)的RTU裝置本身的電源存在不穩(wěn)定的現(xiàn)象,通過(guò)示波器可以發(fā)現(xiàn)直流的輸出并不穩(wěn)定,因此才會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)數(shù)據(jù)故障的現(xiàn)象比較多,因此針對(duì)這樣的現(xiàn)象,在當(dāng)前的故障過(guò)程中,需要做好懸浮電壓的控制,在當(dāng)前的電壓中,逐級(jí)的電壓本身為20~60 V,說(shuō)明了CPU在運(yùn)行的過(guò)程中,電源與外部隔離濾波電源的結(jié)合不太好,進(jìn)而導(dǎo)致了當(dāng)前的供電系統(tǒng)不夠穩(wěn)定,這才造成當(dāng)前的異常情況。②通過(guò)對(duì)設(shè)備的檢查,發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)端RTU設(shè)備沒(méi)有做任何電氣隔離措施,導(dǎo)致外部電磁干擾通過(guò)RS232口進(jìn)入主CPU,造成對(duì)主CPU中RAM的影響。③存在大量SOE信息,可能導(dǎo)致遠(yuǎn)程RTU設(shè)備主存緩沖區(qū)溢出、CPU過(guò)載等故障現(xiàn)象,導(dǎo)致RTU死機(jī),斷電重啟后,遙控RTU的主CPU內(nèi)存設(shè)備被清除,所以答復(fù)是肯定的。因此,通過(guò)逐級(jí)檢查和測(cè)試,找出遙控RTU設(shè)備發(fā)送的大量SOE信息崩潰的原因此,使用G220便攜式事件序列記錄校準(zhǔn)器來(lái)測(cè)試遙控RTU設(shè)備在處理大量遙控位移時(shí)的處理能力和裕度。
通過(guò)對(duì)多種信號(hào)進(jìn)行分析,可以發(fā)現(xiàn)大量的通信變位信息和裕度,這種情況導(dǎo)致了測(cè)試結(jié)果出現(xiàn)問(wèn)題。
通過(guò)本次的測(cè)試之后,可以發(fā)現(xiàn),在當(dāng)前的發(fā)電之中,主要存在的問(wèn)題是當(dāng)1s內(nèi)的SOE數(shù)量過(guò)大時(shí),就會(huì)出現(xiàn)遠(yuǎn)動(dòng)RTU裝置的丟包現(xiàn)象發(fā)生,因此針對(duì)這樣的現(xiàn)象,在當(dāng)前的使用之中,可以針對(duì)故障進(jìn)行充分的分析,從而找出更好的使用方式,解決當(dāng)前的問(wèn)題。
(2)異常情況二
電站調(diào)度端遙控遙測(cè)數(shù)據(jù)不刷新。據(jù)自動(dòng)維修人員現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn),該站分管調(diào)度業(yè)務(wù)的遠(yuǎn)動(dòng)通訊出現(xiàn)異常。經(jīng)重啟處理后,QJ變電站調(diào)度遙測(cè)數(shù)據(jù)恢復(fù)刷新,但次日又出現(xiàn)問(wèn)題。
通過(guò)查看兩臺(tái)納瑞科技D200遙控電機(jī)的雙機(jī)聯(lián)動(dòng)監(jiān)控報(bào)文,發(fā)現(xiàn)遙控通訊管理的雙機(jī)聯(lián)動(dòng)監(jiān)控報(bào)文丟幀,雙機(jī)聯(lián)動(dòng)監(jiān)控遙控通信管理機(jī)的備用機(jī)消息顯示正常,因此可以確認(rèn)遙控通信管理機(jī)的兩機(jī)互聯(lián)的監(jiān)控信息丟幀是主要原因?yàn)槭裁粗蛋鄼C(jī)運(yùn)行崩潰后,值班狀態(tài)和服務(wù)通道無(wú)法切換到備用機(jī)。
D200主控以太網(wǎng)103數(shù)據(jù)處理原理:D200主控接收的以太網(wǎng)103數(shù)據(jù)通過(guò)net2-a4網(wǎng)卡接收后寫(xiě)入雙口RAM,D200主控發(fā)送的以太網(wǎng)103數(shù)據(jù)寫(xiě)入雙口RAM,從雙口RAM讀出后通過(guò)CPU端,由net2-a4網(wǎng)卡讀出后送入站網(wǎng)。為了防止CPU端或net2-a4端雙口RAM同時(shí)讀寫(xiě)造成數(shù)據(jù)丟失,一般控制程序通過(guò)信號(hào)量控制實(shí)現(xiàn)讀寫(xiě)。通過(guò)telnet命令連接現(xiàn)場(chǎng)總控,輸入命令跟蹤C(jī)PU端以太網(wǎng)103程序的任務(wù)運(yùn)行狀態(tài),發(fā)現(xiàn)103程序在nswritedpram(90,b21990,26)中停滯,導(dǎo)致沒(méi)有刷新CPU端的數(shù)據(jù)。
同時(shí)當(dāng)前端口為寫(xiě)雙口RAM功能。寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí),程序獲取雙口RAM的寫(xiě)權(quán)限信號(hào)量。為了防止寫(xiě)入數(shù)據(jù)丟失,如果沒(méi)有獲取到寫(xiě)權(quán)限,會(huì)一直等待,直到獲取成功。寫(xiě)權(quán)限信號(hào)量無(wú)法正確獲取,主要是CPU端硬件錯(cuò)誤碼導(dǎo)致。因此,在總控重啟和CPU重新初始化后,故障現(xiàn)象消失。根據(jù)以上分析,現(xiàn)場(chǎng)D200主控?cái)?shù)據(jù)刷新失敗主要是CPU側(cè)硬件錯(cuò)誤導(dǎo)致。
4 故障處理措施
針對(duì)上述的故障問(wèn)題,經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的分析之后,可以了解到,采用以下的對(duì)策可以有效解決當(dāng)前的問(wèn)題。
(1)異常情況一的解決方法
電源的問(wèn)題。分析問(wèn)題時(shí),可以清楚地發(fā)現(xiàn)主要問(wèn)題在電源,所以需要對(duì)電源做一些改動(dòng)。D200電源涵蓋兩個(gè)方面的組成內(nèi)容:①CPU及其外圍模塊電源,涵蓋可以提供do等電源的隔離的±5 V/12 V直流電源。在I/O模塊數(shù)量超過(guò)五個(gè)時(shí),就需要進(jìn)行24 V/48 V輔助電源的增加,此舉的目的是減少主電源負(fù)載。因此在面對(duì)當(dāng)前的情況時(shí),應(yīng)該及時(shí)使用備用的方式,即在當(dāng)前的電源上加裝一些設(shè)備,從而保證電源的穩(wěn)定,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)當(dāng)前的電壓降低。
②從通訊層面上看,對(duì)于D200通訊鏈路而言,是高速數(shù)據(jù)通信和配電網(wǎng)絡(luò),在運(yùn)行時(shí),主要使用的是HDLC協(xié)議。CPU與I/O模板間的傳輸速度可以高達(dá)每秒250 kbp。它最多可以將240個(gè)I/O模塊連接到主CPU??梢赃M(jìn)行光纖網(wǎng)絡(luò)連接的提供,提高抗干擾能力,確保I/O模塊可以和主CPU保持較遠(yuǎn)的距離,但是與目前要求相比而言,這種方法還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。因此,在電流優(yōu)化中,需要在串口上綁一個(gè)光耦合隔離器,這樣才能有效解決外界干擾,保證電流故障得到有效解決。
在RTU的運(yùn)用方面,對(duì)于其相應(yīng)的時(shí)間問(wèn)題,可以采用詢問(wèn)時(shí)間以及緩沖區(qū)大小進(jìn)行修正的方式,確保當(dāng)前的系統(tǒng)能夠穩(wěn)定的運(yùn)行,關(guān)于D200,在具體實(shí)踐中所嚴(yán)格恪守的是全新分布式處理理念,在每個(gè)I/O模板上進(jìn)行8位微處理器的配備,并且其可以和D200設(shè)備主體實(shí)施遠(yuǎn)程通信,可以使用具有以下4個(gè)特點(diǎn)的CMOS邏輯軟件:①低噪聲;②較高的可靠性;③較低的功耗;④較高的速度。也可以使用可編程邏輯陣列技術(shù),其明顯優(yōu)勢(shì)是靈活性較強(qiáng),邏輯線路明顯減少。不管是狀態(tài)輸入還是脈沖累計(jì)輸入,或者是開(kāi)關(guān)量控制輸出等都是D200的主要功能。在擴(kuò)展D200時(shí),只需要擴(kuò)展模塊或應(yīng)用軟件,根本不需要對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行更換。D20不僅可以削減運(yùn)行成本,也能夠?yàn)楹笃诎惭b和維護(hù)提供諸多便利,其擁有的通信協(xié)議高達(dá)七十多種,在協(xié)議庫(kù)中,基本是將全球范圍內(nèi)的IED和SCADA協(xié)議都囊括在內(nèi),可以對(duì)多主站和設(shè)備間的信息交互予以支撐;最多的時(shí)候可以對(duì)42個(gè)通訊口予以支撐,也可以配置與設(shè)置軟件I/O點(diǎn)?;谶@樣的優(yōu)勢(shì),因此改進(jìn)以及擴(kuò)充是非常容易實(shí)現(xiàn)的內(nèi)容,也可以保證當(dāng)前的電廠能夠穩(wěn)定的運(yùn)行。
(2)異常情況二的解決方法
在遙測(cè)的過(guò)程中最為常見(jiàn)的一種異常情況就是遙測(cè)精度不高,出現(xiàn)此種情況的原因有兩個(gè):①變送器在較長(zhǎng)時(shí)間都處于運(yùn)行狀態(tài),在某種程度上就使得其出現(xiàn)誤差的可能性驟增,然后就會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤;②隔離變化或者整流工作中變送器信號(hào)傳輸精確度較低,采集電阻本身就存在問(wèn)題。除此之外,還有一種可能原因就是較為龐大的變送器盤(pán)數(shù)量,使得遙測(cè)精度低,也讓監(jiān)控系統(tǒng)維護(hù)工作難度明顯加大。針對(duì)在遙測(cè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的異常情況,可以著眼于采集元件,應(yīng)用較高精度的元件來(lái)予以積極應(yīng)對(duì),從而對(duì)數(shù)據(jù)分析以及輔助處理等功能進(jìn)行優(yōu)化。關(guān)于監(jiān)控系統(tǒng),在遙測(cè)時(shí),只有不斷提高數(shù)據(jù)計(jì)算功能性,才可以對(duì)遙測(cè)精度異?,F(xiàn)象予以合理規(guī)避,確保其功能得以有效發(fā)揮。例如:在變電站監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi),可以通過(guò)遙測(cè)直接計(jì)算得到功率因素、負(fù)荷率等數(shù)據(jù)信息,進(jìn)而繪制統(tǒng)計(jì)圖予以直觀體現(xiàn),最為典型的是曲線統(tǒng)計(jì)圖,在某種程度上可以在顯著提高遙測(cè)精確度的基礎(chǔ)上為制定科學(xué)合理的運(yùn)行決策提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支持。
5 改善之后的變化
通過(guò)這樣的一系列改建,在當(dāng)前的發(fā)電廠之中,可以有效改善了數(shù)據(jù)故障的問(wèn)題,并且讓當(dāng)前的運(yùn)行更加穩(wěn)定,在實(shí)際的使用過(guò)程中,有效解決了數(shù)據(jù)出現(xiàn)故障的問(wèn)題,并且讓當(dāng)前的數(shù)據(jù)內(nèi)容更加精確,讓最終的數(shù)據(jù)傳輸作用更加明顯,因此通過(guò)這種方式,不僅有效提升了當(dāng)前數(shù)據(jù)的作用,也能夠妥善解決發(fā)電廠遠(yuǎn)動(dòng)遙測(cè)數(shù)據(jù)異常的現(xiàn)象,實(shí)現(xiàn)了發(fā)電廠的進(jìn)步。
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