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韶关发电厂#8机组DCS系统网络优化

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  0 引 言

  韶关发电厂#8号机组是1985年投产的200MW机组,2002年对控制系统进行了改造,DCS采用西屋控制工程有限公司的Ovation系统,系统软件版本为Ovation1.2,系统网络采用双令牌(TOKEN)环式FDDI/CDDI冗余网络,配有7对冗余控制器(即DPU)、5台操作员站、1台服务器/工程师站、1台历史站(各站统称MMI)。DEH采用新华控制工程有限公司的XDPS系统,配有1对控制器、1台操作员站、1台工程师站。DCS和DEH采用冗余的MODBUS TCP/IP协议进行网络通讯。系统网络结构图如图1 所示。

 

  1 存在的问题及解决方案

  自2005年以来,#8机组DCS系统即出现MMI不定期的死机现象,为此,我们也收集了大量信息,并与厂家沟通,认为可能是MMI站网卡驱动存在一定的问题,因此在2005年5月的大修中由西屋现场服务工程师对网卡驱动进行了升级。升级以后M M I 站死机情况有一段时间趋于缓和,但是DPU出现了不定期的离线现象,并一度异常频繁(1天/次),并发MMI站死机或自动重启。以上网络设备异常有以下特点:

  (1)DPU离线存在极大的不确定性。DCS系统中各控制器功能按照热力系统设置,但各个系统的控制器均出现过离线现象;DCS系统中各对控制器冗余配置,一台运行,一台热备用,但无论控制器在运行状态还是在热备

用状态也均出现过离线现象;

  (2 )D PU离线后报警指示和处理方法的统一性。各DPU离线后,多数情况下控制器就地指示AOF(通讯接口故障),并且一般通过重启就能恢复,偶尔会出现重启启动不到的现象,重新格式化闪存,Drop Clear,然后Load即可;

  (3)MMI站故障现象的统一性。MMI站死机时一般表现为画面操作不到,一般通过重启就能解决,由于主机一天2 4 h 运行,出现异常或偶尔自动启动也很有可能。

  问题出现以后,我们对系统工作环境以及硬件系统进行了各项检查,均未发现异常。通过更换水晶头、通信网线、集线器的通信端口、DPU的CF卡、主板等等进行排查,均未解决。后来通过西屋厂家的调配,将各DPU网卡、集线器、交换机都进行了更换排查,并将机柜上端风扇滤网拆除,进一步保证散热,但是DPU离线问题仍然存在。至此,网络上的硬件设备引起DPU离线的可能性已基本排除。2006年12月,西屋现场服务工程师对#8机组的Ovation控制系统进行了系统软件重装、升级(升级到Ovation1.2.1)和网络检查,目的就是为了排查系统软件引起DPU频繁离线的可能性。然而,升级后,DPU离线问题依然存在,由系统软件引起的可能性也基本排除。同时,在每次DPU离线后,我们即收集DPU、集线器以及工程师站、历史站等记录到的所有信息发送给厂家,并由厂家传给美国总部,但反馈说记录中没有记录到什么问题。据了解,DPU不定期离线问题只在韶关发电厂出现,其它同类F D D I 的系统中均未发现有类似现象。厂家分析该故障应该只是和8 号机组中某一个特殊故障点或特殊结构有关。DPU离线问题一直无法解决,严重威胁着机组的运行安全。由于电子技术迅猛发展,电子器件更新换代迅速,目前购买备品困难。而且FDDI/CDDI网络技术在工业控制的稳定性和可靠性方面已经显露出一定的弊端,并已经退出历史舞台,成为淘汰的技术,逐步被更为先进的、稳定性更强的快速以太网络(智能交换机)所取代。基于以上三方面原因,对#8 机组网络进行升级改造,将原有的FDDI/CDDI网络移植到FE(快速以太网)网络是非常必要的。可行性分析OVATION1.2版本的软件是一个32位的软件,要采用快速以太网,就必须将操作系统升级到Solaris 2.8版本,同时系统软件升级到Ovation 1.7版本,并将工程师站及历史站更新至SUN公司的主流工作站Ultra25。Ultra25及 Ultra5均可以同时运行于Solaris 10平台之上,只需将Ultra5工作站内存扩充至512M;更换后工程师站及历史站的Ultra5机器可以作为其它操作站的备件。如果逐台更换其它Ultra5工作站,这样不仅解决了工作站的淘汰问题,而且可以给系统带来诸多其它优势:比如Ovation 1.7支持利用控制器CPU板上的网口做网络冗余;支持OCR400控制器。

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