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關鍵詞： SX-SOE-A；事件順序記錄裝置分辨力；測試儀
馮國鋒（1971－）
浙江諸暨人 ，工程師，從事熱控技術管理工作。
1 前言
火電廠機組事件順序記錄裝置（簡稱SOE）信號的分辨力（其指標通常是≤1ms），對機組的故障分析來說是一個非常重要的指標。當機組發生故障或MFT時，工作人員首先根據SOE記錄信號發生的先后順序來進行設備故障的判斷。但是，故障瞬間時會有大量信號接二連三的產生，當事件順序分辨力達不到要求時，就無法向工作人員顯示正確的事件順序信號，給故障的分析判斷帶來困難，從而增加事故停機時間。筆者了解到的此類例子有很多，如某機組MFT時，光字牌報警“全爐膛滅火”，MFT瞬間火檢每層的3/4火檢無火條件成立，但SOE卻未捉捕到“全爐膛滅火”信號，這是SOE信號分辨力不夠的一種具體體現。但由于沒有相應的測試儀器（市場上無處采購），熱工人員在進行控制系統的驗收測試時，無法測試驗證這一指標，廠家通常也不提供測試數據。直到本SX-SOE-A研制成功之前，至少浙江省各電廠對DCS機組SOE信號的分辨力無從了解。
為此筆者進行了事件順序記錄裝置的信號分辨力測試儀的開發研制，于2004年投入使用，經不斷試驗改進，目前的SX-SOE-A型高精度信號發生器，超過預定的設計技術指標。它能夠根據不同測試對象要求，輸出時間間隔、幅度范圍、通道順序和通道數可任意設定的高精度開關量信號序列，并依據發出的脈沖信號次序生成測試過程記錄，通過與被測試系統的記錄結果進行比較，得到SOE裝置信號分辨率的準確數據。
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、開關電源模塊和充電電池和軟件組成。其原理圖如圖1所示，軟件流程設計如圖2所示。
圖1 SX-SOE-A電路原理圖
圖2 SX-SOE-A軟件流程圖
2.2 SX-SOE-A工作原理
針對不同測試對象，可以采用多種測試方法提高測試信號分辨率和測試精度，如等間隔脈沖法、同步脈沖法、精密時鐘法等。根據等間隔脈沖法原理（如圖3所示），運用嵌入式技術和現代測量技術，采用MCU、LCD等來實現SOE信號分辨力的測試功能。
圖3 等間隔脈沖法脈沖序列示意圖
SX-SOE-A應用到單片機技術、液晶顯示技術、抗干擾技術、控制線路設計和控制軟件開發技術和接口技術。首先通過單片機技術的應用研究，產生最小0.1ms的開關量信號；通過控制軟件設計，使開關量信號間隔時間連續可調；通過人機界面實現參數設置和對開關量信號周期的控制；通過采取的抗干擾措施，防止了現場干擾信號對儀器產生影響；控制線路設計后，線路板由激光制板完成。解決了DCS通道的有源或無源接口問題，實現了輸出信號的可調，并滿足計量傳遞要求。
2.3. SX-SOE-A功能
SX-SOE-A按被測對象要求，輸出多路階躍信號，到被測系統的開關量信號輸入端口。根據被測系統顯示或打印出開關動作時間順序，與SX-SOE-A設定的間隔時間相比較，減小SX-SOE-A各通道的設定時間間隔，直到被測對象顯示或打印出的開關動作時間順序與SX-SOE-A設定的間隔時間不一致時，則認為被測對象的分辨大于相應通道的設定時間間隔。
通過SX-SOE-A的面板鍵盤（也可以通過232接口連接上微機），可對SX-SOE-A信號源的輸出方式、通道組合順序，時間間隔等參數進行設置。
SX-SOE-A可輸出多達8個通道的無源接點常開信號（即通道閉合時輸出信號）。各通道輸出順序可以自由組合。輸出間隔時間可在0.1~999.9ms間任意設定。輸出信號有單通道輸出和多通道兩種輸出方式。單通道輸出時，任選的一個或多個通道，可同時輸出連續的方波信號；多通道輸出時，可以按設定的通道動作順序和間隔時間，輸出一列前后沿相互錯開的信號。當通道有信號輸出時，面板上相應的通道指示燈點亮，指示該通道的開關閉合。在單通道方式時，指示燈閃爍，閃爍的頻率與輸出信號的頻率相一致。
SX-SOE-A型高精度信號發生器，提供有12V直流信號輸出，用于測試時使用。為方便現場應用，內置有可充電電源，其連續工作時間2小時左右。
3 性能測試情況
SX-SOE-A型高精度信號發生器，試用半年后，送浙江省質量技術監督檢測研究院進行鑒定前的測試，測試記錄見表1～表3。
測試結果表明，其精度和重復性都完成滿足絕對誤差＜±0.01的設計要求。
表1 相同時間間隔輸出準確度測試記錄
表2 不同時間間隔輸出準確度測試記錄
表3 通道輸出重復性測試記錄
4 技術指標
SX-SOE-A的主要技術性能指標如下：
● 輸出通道數量8；
● 輸出方式有多通道和單通道2種方式可選擇；
● 時間間隔0.1~999.9ms，絕對誤差≤±0.01 ms ；
● 有源信號電壓等級：DC12V
● 電源供電：AC220V±22V，50Hz±2.5Hz；
● 使用環境溫度：0~+40℃；
● 使用環境相對濕度：≤85%；
● 輸出8個通道的開關量接點，各通道輸出順序可以自由組合，輸出間隔時間在0.1~999.9ms間任意設定。
● 有兩種操作方式：面板操作和上位PC機操作。
● 與計算機通信的缺省設置：
通訊速率：4800 bps；
時間間隔參數：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，通過上位機（普通PC機）對SX-SOE-A進行操作時，除可以完成面板所能完成的所有功能外，還可以對每次測試的數據形成記錄、進行保存和打印，以及對保存的紀錄重新打開、直接賦值等功能。
5 現場實際應用情況
SX-SOE-A研制完成后，在現場實際應用情況與取得的效果有：
（1） 完成對浙江省電廠在線運行機組的分散控制系統（包括和利時、歐陸、?？怂共_、ABB、新華、OVETION、西門子）的SOE裝置信號分辨力的測試，測試結果證明浙江省在線運行SOE裝置的信號分辨力指標，多數能滿足不大于1ms的要求，但有少數是不大于2ms，有一家指標（6臺機組）不大于4ms（測試結果反饋到供貨商，供貨商免費更換了SOE裝置。經再次測試結果，基本滿足分辨力不大于1的指標要求）。
（2） 在配合某電廠進行DCS出廠驗收時，對某品牌DCS的SOE分辨力進行測試，測試結果定其SOE信號分辨力接不大于2 ms，未能滿足合同SOE信號分辨力不大于1ms 的要求，代理商承認測試結果，符合該DCS的SOE信號分辨力實際指標。
（3） 使用二年后，我們對SX-SOE-A再次進行測試，測試結果其性能基本不變。
6 結束語
據筆者了解，在此之前已有單位與個人在研究SOE信號分辨力的測試方法與SX-SOE-A的研制，相比之下，本SX-SOE-A最大的不同點有：
● 輸出信號有源、無源可選擇。
● 可單獨，也可與PC機配合使用。
● 輸出精度可調整，便于計量傳遞。
SX-SOE-A為分散控制系統性能指標的測試、驗收提供了可靠的手段，解決了開關量事件順序記錄系統分辨力的測試難題。通過測試SOE信號分辨力和開關量采樣周期，對不合格的分散控制系統進行索賠或改進，達到對機組故障的有效判斷，有利于減少機組停機時間和重復故障次數。提高機組運行的可靠性。該SX-SOE-A可以應用于電力、石化、冶金、化工等工業領域DCS的SOE信號分辨力指標的測試。
本測試儀經過近二年多的現場使用，目前已通過浙江省能源公司組織的專家鑒定，專家們對儀器本身和對全省各電廠機組SOE分辨力測試的實際效果，都給予了高度評價。
作者信息：
馮國鋒（蕭山發電廠，浙江 杭州 311251）
王建強（浙江能源有限公司，浙江 杭州 310012）
孫長生（浙江省電力試驗研究所，浙江 杭州 310014）
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號