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關(guān)鍵詞： SX-SOE-A；事件順序記錄裝置分辨力；測(cè)試儀
馮國(guó)鋒（1971－）
浙江諸暨人 ，工程師，從事熱控技術(shù)管理工作。
1 前言
火電廠(chǎng)機(jī)組事件順序記錄裝置（簡(jiǎn)稱(chēng)SOE）信號(hào)的分辨力（其指標(biāo)通常是≤1ms），對(duì)機(jī)組的故障分析來(lái)說(shuō)是一個(gè)非常重要的指標(biāo)。當(dāng)機(jī)組發(fā)生故障或MFT時(shí)，工作人員首先根據(jù)SOE記錄信號(hào)發(fā)生的先后順序來(lái)進(jìn)行設(shè)備故障的判斷。但是，故障瞬間時(shí)會(huì)有大量信號(hào)接二連三的產(chǎn)生，當(dāng)事件順序分辨力達(dá)不到要求時(shí)，就無(wú)法向工作人員顯示正確的事件順序信號(hào)，給故障的分析判斷帶來(lái)困難，從而增加事故停機(jī)時(shí)間。筆者了解到的此類(lèi)例子有很多，如某機(jī)組MFT時(shí)，光字牌報(bào)警“全爐膛滅火”，MFT瞬間火檢每層的3/4火檢無(wú)火條件成立，但SOE卻未捉捕到“全爐膛滅火”信號(hào)，這是SOE信號(hào)分辨力不夠的一種具體體現(xiàn)。但由于沒(méi)有相應(yīng)的測(cè)試儀器（市場(chǎng)上無(wú)處采購(gòu)），熱工人員在進(jìn)行控制系統(tǒng)的驗(yàn)收測(cè)試時(shí)，無(wú)法測(cè)試驗(yàn)證這一指標(biāo)，廠(chǎng)家通常也不提供測(cè)試數(shù)據(jù)。直到本SX-SOE-A研制成功之前，至少浙江省各電廠(chǎng)對(duì)DCS機(jī)組SOE信號(hào)的分辨力無(wú)從了解。
為此筆者進(jìn)行了事件順序記錄裝置的信號(hào)分辨力測(cè)試儀的開(kāi)發(fā)研制，于2004年投入使用，經(jīng)不斷試驗(yàn)改進(jìn)，目前的SX-SOE-A型高精度信號(hào)發(fā)生器，超過(guò)預(yù)定的設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)。它能夠根據(jù)不同測(cè)試對(duì)象要求，輸出時(shí)間間隔、幅度范圍、通道順序和通道數(shù)可任意設(shè)定的高精度開(kāi)關(guān)量信號(hào)序列，并依據(jù)發(fā)出的脈沖信號(hào)次序生成測(cè)試過(guò)程記錄，通過(guò)與被測(cè)試系統(tǒng)的記錄結(jié)果進(jìn)行比較，得到SOE裝置信號(hào)分辨率的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。
2 SX-SOE-A的組成原理與功能
2.1 SX-SOE-A組成柜圖
SX-SOE-A由主CPU 、液晶顯示屏、薄膜鍵盤(pán)、開(kāi)關(guān)電源模塊和充電電池和軟件組成。其原理圖如圖1所示，軟件流程設(shè)計(jì)如圖2所示。
圖1 SX-SOE-A電路原理圖
圖2 SX-SOE-A軟件流程圖
針對(duì)不同測(cè)試對(duì)象，可以采用多種測(cè)試方法提高測(cè)試信號(hào)分辨率和測(cè)試精度，如等間隔脈沖法、同步脈沖法、精密時(shí)鐘法等。根據(jù)等間隔脈沖法原理（如圖3所示），運(yùn)用嵌入式技術(shù)和現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)，采用MCU、LCD等來(lái)實(shí)現(xiàn)SOE信號(hào)分辨力的測(cè)試功能。
圖3 等間隔脈沖法脈沖序列示意圖
2.3. SX-SOE-A功能
SX-SOE-A按被測(cè)對(duì)象要求，輸出多路階躍信號(hào)，到被測(cè)系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)量信號(hào)輸入端口。根據(jù)被測(cè)系統(tǒng)顯示或打印出開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)間順序，與SX-SOE-A設(shè)定的間隔時(shí)間相比較，減小SX-SOE-A各通道的設(shè)定時(shí)間間隔，直到被測(cè)對(duì)象顯示或打印出的開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)間順序與SX-SOE-A設(shè)定的間隔時(shí)間不一致時(shí)，則認(rèn)為被測(cè)對(duì)象的分辨大于相應(yīng)通道的設(shè)定時(shí)間間隔。
通過(guò)SX-SOE-A的面板鍵盤(pán)（也可以通過(guò)232接口連接上微機(jī)），可對(duì)SX-SOE-A信號(hào)源的輸出方式、通道組合順序，時(shí)間間隔等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。
SX-SOE-A可輸出多達(dá)8個(gè)通道的無(wú)源接點(diǎn)常開(kāi)信號(hào)（即通道閉合時(shí)輸出信號(hào)）。各通道輸出順序可以自由組合。輸出間隔時(shí)間可在0.1~999.9ms間任意設(shè)定。輸出信號(hào)有單通道輸出和多通道兩種輸出方式。單通道輸出時(shí)，任選的一個(gè)或多個(gè)通道，可同時(shí)輸出連續(xù)的方波信號(hào)；多通道輸出時(shí)，可以按設(shè)定的通道動(dòng)作順序和間隔時(shí)間，輸出一列前后沿相互錯(cuò)開(kāi)的信號(hào)。當(dāng)通道有信號(hào)輸出時(shí)，面板上相應(yīng)的通道指示燈點(diǎn)亮，指示該通道的開(kāi)關(guān)閉合。在單通道方式時(shí)，指示燈閃爍，閃爍的頻率與輸出信號(hào)的頻率相一致。
SX-SOE-A型高精度信號(hào)發(fā)生器，提供有12V直流信號(hào)輸出，用于測(cè)試時(shí)使用。為方便現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，內(nèi)置有可充電電源，其連續(xù)工作時(shí)間2小時(shí)左右。
3 性能測(cè)試情況
SX-SOE-A型高精度信號(hào)發(fā)生器，試用半年后，送浙江省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢測(cè)研究院進(jìn)行鑒定前的測(cè)試，測(cè)試記錄見(jiàn)表1～表3。
測(cè)試結(jié)果表明，其精度和重復(fù)性都完成滿(mǎn)足絕對(duì)誤差＜±0.01的設(shè)計(jì)要求。
表1 相同時(shí)間間隔輸出準(zhǔn)確度測(cè)試記錄
表2 不同時(shí)間間隔輸出準(zhǔn)確度測(cè)試記錄
表3 通道輸出重復(fù)性測(cè)試記錄
SX-SOE-A的主要技術(shù)性能指標(biāo)如下：
● 輸出通道數(shù)量8；
● 輸出方式有多通道和單通道2種方式可選擇；
● 時(shí)間間隔0.1~999.9ms，絕對(duì)誤差≤±0.01 ms ；
● 有源信號(hào)電壓等級(jí)：DC12V
● 電源供電：AC220V±22V，50Hz±2.5Hz；
● 使用環(huán)境溫度：0~+40℃；
● 使用環(huán)境相對(duì)濕度：≤85%；
● 輸出8個(gè)通道的開(kāi)關(guān)量接點(diǎn)，各通道輸出順序可以自由組合，輸出間隔時(shí)間在0.1~999.9ms間任意設(shè)定。
● 有兩種操作方式：面板操作和上位PC機(jī)操作。
● 與計(jì)算機(jī)通信的缺省設(shè)置：
通訊速率：4800 bps；
時(shí)間間隔參數(shù)：100.0毫秒；
通道順序：1,2,3,4,5,6,7,8；
串口為COM1。
如使用通用的RS232串行口，通過(guò)上位機(jī)（普通PC機(jī)）對(duì)SX-SOE-A進(jìn)行操作時(shí)，除可以完成面板所能完成的所有功能外，還可以對(duì)每次測(cè)試的數(shù)據(jù)形成記錄、進(jìn)行保存和打印，以及對(duì)保存的紀(jì)錄重新打開(kāi)、直接賦值等功能。
5 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用情況
SX-SOE-A研制完成后，在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用情況與取得的效果有：
（1） 完成對(duì)浙江省電廠(chǎng)在線(xiàn)運(yùn)行機(jī)組的分散控制系統(tǒng)（包括和利時(shí)、歐陸、福克斯波羅、ABB、新華、OVETION、西門(mén)子）的SOE裝置信號(hào)分辨力的測(cè)試，測(cè)試結(jié)果證明浙江省在線(xiàn)運(yùn)行SOE裝置的信號(hào)分辨力指標(biāo)，多數(shù)能滿(mǎn)足不大于1ms的要求，但有少數(shù)是不大于2ms，有一家指標(biāo)（6臺(tái)機(jī)組）不大于4ms（測(cè)試結(jié)果反饋到供貨商，供貨商免費(fèi)更換了SOE裝置。經(jīng)再次測(cè)試結(jié)果，基本滿(mǎn)足分辨力不大于1的指標(biāo)要求）。
（2） 在配合某電廠(chǎng)進(jìn)行DCS出廠(chǎng)驗(yàn)收時(shí)，對(duì)某品牌DCS的SOE分辨力進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果定其SOE信號(hào)分辨力接不大于2 ms，未能滿(mǎn)足合同SOE信號(hào)分辨力不大于1ms 的要求，代理商承認(rèn)測(cè)試結(jié)果，符合該DCS的SOE信號(hào)分辨力實(shí)際指標(biāo)。
（3） 使用二年后，我們對(duì)SX-SOE-A再次進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果其性能基本不變。
6 結(jié)束語(yǔ)
據(jù)筆者了解，在此之前已有單位與個(gè)人在研究SOE信號(hào)分辨力的測(cè)試方法與SX-SOE-A的研制，相比之下，本SX-SOE-A最大的不同點(diǎn)有：
● 輸出信號(hào)有源、無(wú)源可選擇。
● 可單獨(dú)，也可與PC機(jī)配合使用。
● 輸出精度可調(diào)整，便于計(jì)量傳遞。
SX-SOE-A為分散控制系統(tǒng)性能指標(biāo)的測(cè)試、驗(yàn)收提供了可靠的手段，解決了開(kāi)關(guān)量事件順序記錄系統(tǒng)分辨力的測(cè)試難題。通過(guò)測(cè)試SOE信號(hào)分辨力和開(kāi)關(guān)量采樣周期，對(duì)不合格的分散控制系統(tǒng)進(jìn)行索賠或改進(jìn)，達(dá)到對(duì)機(jī)組故障的有效判斷，有利于減少機(jī)組停機(jī)時(shí)間和重復(fù)故障次數(shù)。提高機(jī)組運(yùn)行的可靠性。該SX-SOE-A可以應(yīng)用于電力、石化、冶金、化工等工業(yè)領(lǐng)域DCS的SOE信號(hào)分辨力指標(biāo)的測(cè)試。
本測(cè)試儀經(jīng)過(guò)近二年多的現(xiàn)場(chǎng)使用，目前已通過(guò)浙江省能源公司組織的專(zhuān)家鑒定，專(zhuān)家們對(duì)儀器本身和對(duì)全省各電廠(chǎng)機(jī)組SOE分辨力測(cè)試的實(shí)際效果，都給予了高度評(píng)價(jià)。
作者信息：
馮國(guó)鋒（蕭山發(fā)電廠(chǎng)，浙江 杭州 311251）
王建強(qiáng)（浙江能源有限公司，浙江 杭州 310012）
孫長(zhǎng)生（浙江省電力試驗(yàn)研究所，浙江 杭州 310014）
北京市公安局海淀分局備案號(hào)：11010802023656號(hào)