双校时系统在DCS系统的结构优化

双校时系统在 DCS系统的结构优化

郭颖

大唐宝鸡热电厂

摘要：大唐宝鸡热电厂校时系统原采用北京北斗星通C200-D接收器接入和利时MACS FM197型号对时集线器完成DCS系统校时，由于该校时系统存在频繁校时错误，造成多次DCS系统时间出现错误，致使我厂SOE分析无法进行。曾出现由于超后校时导致DCS数分钟无数据，影响机组的安全稳定运行。现采用北斗为主、GPS为辅的淄博星硕电子MAT-3000双校时系统，完美的解决了校时卫星信号颗数不足的情况，同时将我国自主开发的北斗卫星作为主校时系统，极大的提高了DCS系统时间的准确性，保证了DCS系统的安全可靠的运行。

关键词：双校时系统 北斗 GPS系统

1.概述

大唐宝鸡热电厂校时系统采用北京和利时DCS系统自带的MACSTM系统硬件时钟对时设备FM197对时集线器进行校时，通过外接北斗星通C200-D接收器型，连接GPS标准时钟源，用于校对MACS TM系统中服务器、操作站、控制站I/O模块之间的相对时钟偏差。

大唐宝鸡热电厂主机及脱硫DCS系统采用北京和利时的MACS 5系统，由服务器、工程师站、操作员、SIS站及现场控制站组成，授时系统通过服务器对系统内所有节点进行统一时间校准，现场控制站卡件配置有专用的SOE卡，用于SOE事故分析。

2.双校时系统改造的背景

大唐宝鸡热电厂采用FM197B型号对时集线器加北斗星通C200-D接收器的GPS校时系统，利用GPS校时系统统一为我厂1、2号主机DCS系统、电气ECS系统、脱硫DCS系统及DEH系统授时。由于FM197B型号的GPS校时系统单一采用GPS校时系统，且接受卫星颗数仅3颗左右，常常因为该校时系统不稳定导致主机DCS系统、电气ECS系统、脱硫DCS系统及DEH系统时间经常不同步，不利于机组出现异常故障时的SOE事件分析；该系统在改造前出现校时提前，导致DCS校时软件出错，从而导致DCS服务器历史数据异常退出，在运行调取历史数据时导致实时画面数据停滞，时间修正正常后导致又导致历史数据丢失情况。校时系统时间出错DCS系统历史服务器出错

我厂1、2号机组在运行期间，GPS校时系统多次出错，导致DCS服务器校时软件报错异常，极大影响机组的安全稳定运行，大唐宝鸡热电厂成立全厂校时系统优化技术攻关小组，针对此类故障特并对存在问题进行分析研究，发现存在主要问题为GPS的FM197B校时系统运行不稳定，导致DCS校时软件出错，导致DCS系统时间存在差异。

3.双校时系统方案优化

3.1改造原则

本着保证校时系统可靠、安全。稳定运行的原则，全厂校时系统优化技术攻关小组提出校时系统应采取北斗校时系统为主，GPS校时系统为辅的双校时系统，确保校时系统的可靠运行运行，优化双校时系统的网络授时架构，避免造成DCS授时冲突，对DCS的校时系统策略进行完善，从而了优化全厂的校时系统。

3.2改造方案的确定

经过GPS校时系统优化技术攻关小组反复现场考量及市场调研，针对存在校时问题开展活动，淄博邢硕电子科技公司的MAT-3000电力系统时间校时系统可以通过适当改造定制实现我攻关小组提出的采取北斗校时系统为主，GPS校时系统为辅的双校时系统。

设 计为制以北斗卫星定位系统为主，GPS定位系统为副的双校时系统，且若双校时系统出现故障，且采用更可靠的双电源供电模式，并要求定制MAT3000应具有输出串级模式，解决脱硫主机时钟不同步问题，并采用统一串口输出至各授时服务器、授时工控机。

4.方案的实施

根据以上方案，我们利用2019年8月期间1号机组、2号机组双停机机会进行了实施，针对原GPS校时系统对双校时系统存在的问题，我们采用双校时系统在DCS上进行改造应用，同时采用MAT-3000串级的新型网络架构，解决脱硫主机DCS校时不同源问题。

4.1 采用MAT-3000串级方式实现全厂校时同源

通过采用双MAT-3000系统实现全厂统一授时，在脱硫DCS增设MAT-3000系统，将主机MAT-3000设置为主校时系统，通过其北斗、GPS信号通过B1、B2输出至脱硫DCS区域的MAT-3000系统对应输入接口，实现统一的双授时系统网络框架。完成如图4-1优化后的统一时钟源双校时系统

4.2 优化DCS校时软件程序

对DCS授时软件进行时钟优化，提高双校时系统输入信号时间的校时等级，判断校时软件若退出，自动切至服务器时间。在将双校时系统的失电、失信号报警引入DCS系统。在DCS软件上设置提高主HMI级别由6提高为3，如图4-2，设置双校时系统的授时输出级别

5.改造后的应用效果

经过双校时系统在DCS的改造优化后，实现双MAT-3000系统实现全厂统一授时，经一年来运行观察，时钟源一直以北斗（BD）为主，从未切换，卫星接受颗数时钟维持在12颗。如图5-1，双校时系统的时钟源及卫星数。改造后双校时系统DCS系统时间可靠，无任何状态错误报警，时钟源信号稳定，从未发生因校时系统出错导致DCS历史曲线丢失的异常。

通过故障测试试验及双校时系统DCS应用，DCS校时系统未出现校时错误情况，达到了本次技术改造的目的。

6.结论

通过对大唐宝鸡热电厂全厂校时系统的改造，在DCS系统应用双校时系统，彻底解决了在机组运行中校时系统经常故障的问题，同时采用在主机脱硫引用双MAT—3000网络架构完全解决主机脱硫授时时间不统一的症状，避免因时间错误导致环保历史曲线丢失的情况，又保证了机组运行的安全可靠性，提高了事故异常分析的时间精准度，对同类汽轮机润滑油保护在线试验回路的改造具有积极的借鉴意义。