發布時間：2016-06-12所屬分類：科技論文瀏覽：1次
摘 要： 現如今，燃氣發電是很重要的一個發電技術，我國也有很多公司都采用了燃氣發電系統，但是燃氣控制系統的選擇也是很重要的。本文主要針對SIMADYN D系統與TXP系統通訊故障進行了一些分析，文章是一篇 中國機械工程雜志投稿 的論文范文。 摘要：文章針對西門子燃
現如今，燃氣發電是很重要的一個發電技術，我國也有很多公司都采用了燃氣發電系統，但是燃氣控制系統的選擇也是很重要的。本文主要針對SIMADYN D系統與TXP系統通訊故障進行了一些分析，文章是一篇中國機械工程雜志投稿的論文范文。
摘要：文章針對西門子燃機控制系統SIMADYN D系統與TXP系統通訊故障問題進行闡述，主要就SIMADYN D系統通訊模件以及與TXP系統通訊實現問題進行說明，并就SIMADYN D系統與TXP的通訊故障排查和處理過程展開論述，總結系統維護和故障處理的良好經驗，保證機組安全運行。
關鍵詞：通訊模件,SIMADYN D系統,TXP系統,通訊故障,故障排查
某燃氣發電有限公司燃機控制采用的控制系統為SIMADYN D系統，常規DCS系統采用西門子TXP系統，兩者之間通過H1 BUS總線進行通訊，SIMADYN D側通訊模件為CSH11模件，TXP側通訊模件為CP1430模件，SIMADYN D系統與TXP系統通訊正常是機組安全運行的重要前提。
1 SIMADYN D系統與TXP系統通訊實現
SIMADYN D控制系統是一種可以自由配置的模塊化控制系統，可高速完成運算、開環和閉環控制以及實現與其他系統的通訊功能。用戶可以根據自己的實際需求，將CPU處理器、輸入/輸出和通訊模塊組合在一個機架上，實現毫秒級信號處理與回路控制。TXP系統是西門子公司開發的DCS控制系統，包含ES680工程師站組態系統、OM650人機接口系統和AS620現場處理系統以及通訊總線網絡系統，可以接受現場信號、人機接口指令以及實現與其他系統的數據通訊。兩者通過西門子H1 BUS總線系統實現數據和信息交換，一般工程項目的做法是將SIMADYN D系統與AS620系統中的某一對AP進行通訊，從而實現兩個系統的數據交互和功能的有機融合。
1.1 CSH11模件
CSH11模塊是SIMADYN D系統中的工業以太網通訊板，采用IEEE802.2標準。通過CSH11，SIMADYN D系統可以完成與工業以太網、SINEC H1/H1FO的通訊。CSH11的通訊功能實際通過嵌入的CP1470實現。CSH11需要使用
L總線和C總線，必須配置在具有這兩種總線的機箱中使用。通過C總線，CSH11可以與PM系列處理器模塊完成數據交換。CSH11支持西門子公司的SINEC AP應用協議。借助SINEC AP協議，CSH11不僅可以與西門子公司的大多數產品通訊，也可以和支持SINEC AP協議的第三方設備通訊。CSH11的以太網接口為AUI類型。與采用RJ45接口的設備通訊時，需要第三方設備轉接，比如德國Hirschmann公司的ASGE產品，通過模塊化的插件，ASGE可以支持不少于4個AUI接口轉接。
CSH11必須使用軟件NML配置，并下載配置參數后才能使用。NML可以配置CSH11的傳輸通道、通道中設備的主從關系，以太網址和數據傳送時遵循的標準類型(傳輸層)。在處理器PM系列的程序中，也必須配置CSH11的通道、主從關系，以太網址和傳輸層的參數。這些參數必須與NML中的配置一致，否則不能正常工作。CSH11支持的傳輸層有SINEC AP、ISO/OSI 8073、IEEE 802.3、IEEE 802.2。NML不僅可以配置CSH11，還可以完成下載參數和診斷功能。NML需要在IBM PC兼容機上運行，操作系統為DOS。CSH11的配置接口是異步串行口，接口類型為RS232或TTY(無源型)，波特率為9600bps，可以連接PG750/770和IBM PC兼容機。
1.2 CP1430模件
TXP系統采用虛擬總線技術，根據系統構成分為三層網絡，分別是現場總線(Filed Bus)、廠級總線(Plant Bus)和終端總線(Terminal Bus)。其中現場總線主要是自動處理器與現場I/O柜通訊的網絡總線，廠級總線是各自動處理器通過工業級交換機完成通訊的網絡總線，終端總線是連接操作員站、工程師站等用戶終端等網絡總線。CP1430模件是AS620系統的通訊模件，自動處理器AP通過CP1430模件連接至交換機與廠級總線進行數據交換。CP1430主要實現通訊功能和時間同步功能，在系統時鐘發生故障的情況下將系統預置的某一個CP1430模件作為系統主時鐘承擔自動處理器的時間同步功能。CP1430會在每次上電時進行自檢，并執行存儲器內程序，實現與自動處理器的同步。在對CP1430內部的MAC地址和主時鐘等系統參數進行設定時，將CP1430的撥碼開關置于STOP位，完成地址和參數配置后將開關打回RUN位，完成通訊設置和連接。
2 故障現象和原因分析
該燃氣發電公司在某次機組啟動前，DCS系統操作員畫面提示有控制器故障報警且無法復位，就地檢查時發現燃機控制器(SIMADYN)從側故障，在機柜處檢查時發現從側通訊電纜轉換器指示燈DO燈長亮，DI燈不亮(正常應為DO/DI指示燈連續閃爍)，主側通訊電纜轉換器指示正常，且主側控制器指示燈顯示正常，從側控制器報警指示燈閃爍且無法復位，而DCS系統側主、副側自動處理器通訊模件CP1430均無異常表現。如果該故障不能消除，燃氣輪機控制冗余不能實現，且由于控制器故障可能會在機組運行中帶來不可預知的惡劣后果。
根據SIMADYN系統和DCS系統之間的通訊架構及原理，初步分析故障原因可能是由于通訊回路故障引起的本次故障現象，排查的重點放在以下四個方面：(1)CSH11故障;(2)CSH11到DCS側交換機OSM之間線纜故障;(3)DCS側交換機故障;(4)DCS側與SIMADYN D系統連接的AP(AP111)的通訊卡CP1430故障。
3 故障排查
在確定引起系統通訊故障的可能原因后，針對這些項目根據工作開展的難度情況分別進行了排查。 3.1 針對CSH11故障
由于該單位沒有CSH11備件，而且更換新備件或更換其他機組正使用備件，需要復雜的軟件設置，因此將該項排查工作放在最后進行。
3.2 檢查CSH11和DCS之間的通訊連接設備
線纜接線牢固，無松動或者線纜受損現象，檢查結果正常。
3.3 對正常的交換機通道進行檢查
將故障通訊回路和正常回路進行交叉接線驗證，在接線交叉后，原來正常的通訊回路指示燈不亮，原來故障的通訊回路指示燈亮起，交換機燈光顯示交換機工作正常。
3.4 對DCS首AP(AP111)的通訊卡CP1430故障進行排查
為了驗證該故障存在可能，首先排除DCS側設備故障可能，將連接從側SIMADYN D系統的自動處理器AP111從側斷電后重啟(根據系統配置，CP1430也隨之自動重啟)，重啟后發現從側通訊故障依然存在。
排除AP111硬件故障可能后，將排查工作重心向軟件方面轉移。根據系統故障分類，懷疑由于從側自動處理器內部系統網絡架構配置不當引起該問題，也就是說正在運行的從側處理器中與SIMADYN D系統連接通訊的相關內容可能由于某種原因丟失造成SIMADYN D系統從側通訊故障。在現場核對控制器存儲卡中的系統架構軟件時發現該網絡架構符合現有架構模式，但對于AP111運行的CPU內硬件架構程序無有效檢測手段，擬考慮重新生成該自動處理器中的網絡架構數據。按照標準步驟，在工程師站清除該項目中AP111代碼后按照硬件生成-軟件生成-LAN生成-LAN下傳-代碼離線下裝的步驟完成對AP111的代碼和邏輯生傳的完整操作，在操作員站畫面上檢查燃機控制器從側通訊故障消除，就地檢查控制器和通訊電纜轉換器工作正常，該故障得到徹底消除。
4 結語
根據處理過程分析，造成SIMADYN D和TXP系統單側通訊故障的原因最大可能是由于之前工作人員進行DCS側軟件生成下裝工作時，由于操作不夠規范造成DCS側通訊卡件CP1430網絡架構信息沖突引起的通訊故障。對于涉及控制系統中的工作，特別是涉及通訊設置的工作要特別慎重，務必降低因不當操作造成的設備和系統異常。
參考文獻
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相關期刊簡介：《中國機械工程》（半月刊）的前身是創刊于1979年的《湖北機械》，1983年更名為《機械工程》。經原國家科委批準，1990年主辦單位變更為中國機械工程學會，同時成為中國機械工程學會會刊，其主管單位為中國科學技術協會。1992年更名為《中國機械工程》，1998年由雙月刊改為月刊，2002年改為半月刊。
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