發(fā)電廠自動控制

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【摘要】針對發(fā)電廠計算機自動控制系統(tǒng)(裝置)2000年問題(Y2K問題)，闡述相應的測試方法、步驟及分類，認為應根據不同的測試對象，采取不同的測試方法和步驟；無論測試對象如何，一些測試方法是基本的，具有一定的共性。

【關鍵詞】發(fā)電廠自動控制系統(tǒng)2000年問題測試

AbstractInviewofY2Kproblemsofpowerplantcomputerautomaticcontrolsystem,thecorrespondingmeasuringandtestingmethod,proceduresandclassificationareexplained.Itisthoughtofthat,differentmeasuringandtestingmethodsandproceduresshouldbeadoptedaccordingtodifferentmeasuredandtestedobjectsareconsidered,somemeasuringandtestingmethodsarefundamental,havingacertainsimilarity.

KeywordspowerplantautomaticcontrolsystemY2Kproblemmeasuringandtesting

發(fā)電廠Y2K測試所涉及的對象一般有：(1)計算機自動檢測裝置或檢測系統(tǒng)，包括測量儀器儀表和有關的檢定系統(tǒng)等；(2)計算機控制裝置或系統(tǒng)，包括PLC、單回路/多回路調節(jié)器和監(jiān)控系統(tǒng)；(3)其它計算機自動控制系統(tǒng)(設備)，如分散控制系統(tǒng)(DCS)。對于不同的測試對象，應根據其具體運行情況及相應功能，采取不同的測試方法和步驟，才能最有效地測試不同對象的Y2K問題。但無論對象如何，有些測試方法是基本的和共性的。本文從發(fā)電廠Y2K問題測試方法、步驟、需選時間點段及發(fā)電廠Y2K問題分類等幾方面進行討論。

1測試方法

對于發(fā)電廠計算機自動控制系統(tǒng)(裝置)Y2K問題，一方面要測試系統(tǒng)能否順利跨越2000年，能否識別非法和無效日期，所有日期顯示是否正確；另一方面，更要測試系統(tǒng)在2000年前后能否穩(wěn)定運行，功能是否正常，會不會引起誤報警乃至保護誤動作等。對于不同測試對象，應有不同的測試方法。

1.1自動檢測儀表

對自動檢測儀表進行Y2K問題測試，一般最好用離線測試法，即用備品備件外接信號源來對其進行測試，以免在測試過程中產生干擾信號，影響整個系統(tǒng)運行。

1.2PLC和控制器

首先應根據該PLC或控制器對系統(tǒng)的影響程度，決定進行離線還是在線測試。但有相當一部分PLC和控制器可能沒有日期和時間設置功能，無法進行直接測試。在這種情況下，應分2步進行：第一，若該設備有源代碼，應對源代碼進行分析，確定應用軟件何處用了時間功能，如定時器等；判斷這些時間功能是由實時時鐘或系統(tǒng)時鐘產生的，還是由計數器或脈沖產生的。若是由實時時鐘產生的定時，可能有Y2K問題；若是由計數器產生的定時，軟件本身應不會有Y2K問題。第二，應對該控制器的硬件電路進行分析，確定硬件電路是否有備用電池和實時時鐘RTC芯片等。若沒有這些芯片，硬件本身應沒有Y2K問題。如果以上2步都有明確結論，就可確定該設備是否有Y2K問題。

對于類似單回路/多回路調節(jié)器的控制器，可直接測試其控制功能是否正常，也即對控制器硬件和應用軟件同時進行Y2K問題測試。對于由工業(yè)控制計算機構成的控制器，應首先對工控機本身進行測試，再對應軟件(如控制軟件等)進行測試。對于PLC，先用編程器對PLC本身進行測試，再對應用軟件進行測試。需注意的是，用編程器修改的是PLC本機的日期及其時鐘，而非編程器日期。

1.3監(jiān)控系統(tǒng)

監(jiān)控系統(tǒng)由上位機和下位機構成，或由人機接口MMI加PLC構成。首先應根據該監(jiān)控系統(tǒng)對整個系統(tǒng)的影響程度決定是進行離線測試，還是進行在線測試。監(jiān)控系統(tǒng)的Y2K問題測試分2大部分，即下位機測試和上位機測試。先對下位機進行測試，方法與1.2節(jié)所述類似；再對上位機測試，包括上位機本身和應用軟件測試；最后，對上位機和下位機同時進行測試，測試系統(tǒng)運行有無異常、功能是否正常。

1.4DCS系統(tǒng)

DCS是整個發(fā)電機組監(jiān)控的神經中樞。為保證安全，在進行DCS測試前，應確保機組已停運。對于DCS，應首先進行單項測試，再進行系統(tǒng)測試，確保整個DCS不受Y2K問題影響。(1)DCS單項測試。先進行單個控制站、工程師站操作站的硬件和操作系統(tǒng)是否存在Y2K問題及其嚴重性，再對工程師站、SOE、控制站的各種應用軟件及其功能進行測試，如工程師站組態(tài)功能是否正常、SOE事件記錄功能是否正常、控制站的數據采集和控制功能是否正常。(2)DCS系統(tǒng)測試。單項測試后，為確認DCS控制站、操作員站和工程師站等單元間的接口、DCS數據庫(包括實時數據庫和歷史數據庫)、DCS監(jiān)控和保護系統(tǒng)等的Y2K問題，應進行DCS系統(tǒng)測試。測試前，先找到DCS主時鐘，通過修改主時鐘時間對DCS進行系統(tǒng)測試，在各個關鍵時間段上考察DCS功能是否正常。必須進行測試的功能模塊有：保護、控制、操作、顯示、事件記錄、報警、打印、趨勢、組態(tài)、報表和上載/下載等。

2測試步驟

為盡可能減少對整個系統(tǒng)運行的影響，保證設備安全，測試前應認真、仔細地做好安全措施，包括現(xiàn)場安全措施、測試設備軟件備份和系統(tǒng)設置備份等。(1)測試前，準備好系統(tǒng)啟動盤和軟件安裝盤等；(2)測試過程中，記錄所有測試數據和過程；(3)測試完成后，恢復系統(tǒng)及其設置，包括恢復系統(tǒng)日期和其它設置到測試前狀態(tài)，如電氣、執(zhí)行機構等。

2.1測試前

在實施測試前應做好以下工作：(1)確認被測試系統(tǒng)的相關資料和臺帳的正確和完整性；(2)驗明所有的日期輸入、輸出、顯示和內部時鐘；(3)做好被測系統(tǒng)軟件和數據備份；(4)記錄被測系統(tǒng)的設定參數；(5)測試前排除或記錄異常現(xiàn)象；(6)找出被測系統(tǒng)與外部系統(tǒng)的接口參數；(7)編寫測試作業(yè)指導書或測試規(guī)程；(8)開會審核測試作業(yè)指導書或測試規(guī)程；(9)做好被測系統(tǒng)的現(xiàn)場安全措施。

2.2測試中

在實施測試時應做好下面工作：(1)嚴格按測試作業(yè)指導書實施測試；(2)遵守測試程序的順序；(3)準備應急人員以應付意外事故；(4)輸入測試數據進行測試；(5)記錄所有測試情況和數據。

2.3測試后

完成測試后應繼續(xù)做好如下工作：(1)將系統(tǒng)時鐘回調到正確的正常時間；(2)在測試前，如被測系統(tǒng)與外部系統(tǒng)斷開，則恢復系統(tǒng)連接；(3)刪除所有測試文件，并將系統(tǒng)恢復至測試前狀態(tài)；(4)重新啟動被測系統(tǒng)，觀察系統(tǒng)運行是否正常；(5)準備支持任何測試后的生產啟動；(6)保證可用于審核和復閱的詳細測試結果。

3需要選擇的日期

無論發(fā)電廠Y2K問題的測試對象如何，以下日期是必須測試的：(1)特殊日期測試。以往軟件設計時，常把99/9/9作為特殊日期標志。在這種系統(tǒng)中，若輸入99/9/9，系統(tǒng)功能可能會發(fā)生異常，甚至不能執(zhí)行系統(tǒng)功能。因此，必須測試1999/9/9。(2)世紀跨越測試。對于世紀跨越1999-12-31→2000-1-1，這是必須測試的日期。這時，要判斷系統(tǒng)能否正確跨越世紀、系統(tǒng)正常運行且現(xiàn)有功能是否不變和系統(tǒng)在21世紀時能否正常處理日期數據。(3)閏年測試。在設計軟件時因未考慮到2000年是閏年，因此若需處理與日期相關的功能時，系統(tǒng)可能會出現(xiàn)異常，導致不能正常處理日期數據。所以2000-2-28→2000-2-29，2000-2-29→2000-3-1是必須測試的日期。(4)人為設置日期測試。系統(tǒng)應承認有效的日期測試，包括：1999-9-9，1999-12-31，2000-1-1，2000-2-28，2000-2-29，2000-3-1，2000-12-31，2001-1-1，2001-2-28，2001-3-1，2004-2-28，2004-2-29，2004-3-1；系統(tǒng)應拒絕(無效)的日期測試，包括：2000-2-30，2001-2-29，2004-2-30，0000-00-00。(5)其它日期測試。如2000-12-31→2001-1-1，2010-1-1，2038-1-1等。以上日期，對于任何對象都應測試，且為更全面地測試對象的Y2K問題，還應根據具體情況考慮其它日期測試。

4問題分類

根據北侖發(fā)電廠(1999/1/25～2/3)和嘉興發(fā)電廠(1999/2/16～2/26)的計算機自動控制系統(tǒng)(裝置)Y2K問題測試情況，Y2K問題對發(fā)電廠計算機自動控制系統(tǒng)(裝置)的影響可歸結為以下4個方面。

4.1沒有實時時鐘芯片或時鐘功能的控制系統(tǒng)(裝置)

這部分設備雖然屬于計算機或單片機控制器，但因沒有實時時鐘芯片或時鐘功能，設備中沒有日期和實時時鐘，因此不存在Y2K問題。如小汽輪機控制器505、ROTORK電動頭、PMC軸封控制器和DFS火檢等。

4.2“Y2KReady”的自動控制系統(tǒng)(裝置)

“Y2KReady”是指在通電或斷電狀態(tài)下，系統(tǒng)(裝置)的時鐘存在Y2K問題，但系統(tǒng)功能不受影響，能照常運行。如：(1)不能順利跨越2000年，需要通過人工設置到2000年，但系統(tǒng)功能不受影響，可正常運行。如在世紀跨越時，年份變?yōu)?900，因有些操作系統(tǒng)最早年份為1980年，因此系統(tǒng)顯示1980年，需人工設置為2000年，如新華DEH使用的工控機、西門子DCS編程器PG750、SOE等。(2)無法識別或拒絕非法日期的設備，但不影響其功能，如某電廠的質量流量計，接受了2001年2月29日。(3)閏年問題。某電廠的廢水系統(tǒng)PLC，2000年2月28～29日測試，實測現(xiàn)象為3月1日，但系統(tǒng)運行正常。(4)日期顯示問題。某電廠2號灰控PLC，2000年2月28～29日測試，實測現(xiàn)象為2月28日，即時間變化，日期不變，但系統(tǒng)功能正常，運行穩(wěn)定且無異常。

4.3“Y2KOK”的自動控制系統(tǒng)(設備)

“Y2KOK”是指在通電或斷電狀態(tài)下，系統(tǒng)(設備)時鐘不存在Y2K問題，且系統(tǒng)功能正常，運行無異常。這類設備有：某電廠的網控閉鎖裝置、電除塵中央管理機及爐內加藥系統(tǒng)等。

4.4“Y2KNotOK”的自動控制系統(tǒng)(設備)

“Y2KNotOK”是指在通電或斷電狀態(tài)下，系統(tǒng)(設備)時鐘存在Y2K問題，且系統(tǒng)功能不正常，運行異常，如某電廠的硅表。

5結束語

通過Y2K問題的測試，一方面可掌握發(fā)電廠自動控制系統(tǒng)(裝置)Y2K問題的嚴重程度；另一方面可借此制定Y2K問題的解決方案及各種應急措施，具有重要意義。所提出的測試方法、步驟、選擇的時間段和分類等幾方面問題，可供發(fā)電廠同行參考，希望共同對此問題進行深入、細致地探討，為保障機組安全、經濟運行，順利跨入21世紀打下良好基礎。