趙占峰 蒙在朗 陳麗娟

摘要：文章針對西門子燃機控制系統(tǒng)SIMADYN D系統(tǒng)與TXP系統(tǒng)通訊故障問題進行闡述，主要就SIMADYN D系統(tǒng)通訊模件以及與TXP系統(tǒng)通訊實現(xiàn)問題進行說明，并就SIMADYN D系統(tǒng)與TXP的通訊故障排查和處理過程展開論述，總結(jié)系統(tǒng)維護和故障處理的良好經(jīng)驗，保證機組安全運行。

關(guān)鍵詞：通訊模件;SIMADYN D系統(tǒng);TXP系統(tǒng);通訊故障;故障排查文獻標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TP464文章編號：1009-2374（2016）04-0055-02DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.04.028

某燃氣發(fā)電有限公司燃機控制采用的控制系統(tǒng)為SIMADYN D系統(tǒng)，常規(guī)DCS系統(tǒng)采用西門子TXP系統(tǒng)，兩者之間通過H1 BUS總線進行通訊，SIMADYN D側(cè)通訊模件為CSH11模件，TXP側(cè)通訊模件為CP1430模件，SIMADYN D系統(tǒng)與TXP系統(tǒng)通訊正常是機組安全運行的重要前提。

1 SIMADYN D系統(tǒng)與TXP系統(tǒng)通訊實現(xiàn)

SIMADYN D控制系統(tǒng)是一種可以自由配置的模塊化控制系統(tǒng)，可高速完成運算、開環(huán)和閉環(huán)控制以及實現(xiàn)與其他系統(tǒng)的通訊功能。用戶可以根據(jù)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(xiàn)毫秒級信號處理與回路控制。TXP系統(tǒng)是西門子公司開發(fā)的DCS控制系統(tǒng)，包含ES680工程師站組態(tài)系統(tǒng)、OM650人機接口系統(tǒng)和AS620現(xiàn)場處理系統(tǒng)以及通訊總線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可以接受現(xiàn)場信號、人機接口指令以及實現(xiàn)與其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通訊。兩者通過西門子H1 BUS總線系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息交換，一般工程項目的做法是將SIMADYN D系統(tǒng)與AS620系統(tǒng)中的某一對AP進行通訊，從而實現(xiàn)兩個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互和功能的有機融合。

1.1 CSH11模件

CSH11模塊是SIMADYN D系統(tǒng)中的工業(yè)以太網(wǎng)通訊板，采用IEEE802.2標(biāo)準(zhǔn)。通過CSH11，SIMADYN D系統(tǒng)可以完成與工業(yè)以太網(wǎng)、SINEC H1/H1FO的通訊。CSH11的通訊功能實際通過嵌入的CP1470實現(xiàn)。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(shù)據(jù)交換。CSH11支持西門子公司的SINEC AP應(yīng)用協(xié)議。借助SINEC AP協(xié)議，CSH11不僅可以與西門子公司的大多數(shù)產(chǎn)品通訊，也可以和支持SINEC AP協(xié)議的第三方設(shè)備通訊。CSH11的以太網(wǎng)接口為AUI類型。與采用RJ45接口的設(shè)備通訊時，需要第三方設(shè)備轉(zhuǎn)接，比如德國Hirschmann公司的ASGE產(chǎn)品，通過模塊化的插件，ASGE可以支持不少于4個AUI接口轉(zhuǎn)接。

CSH11必須使用軟件NML配置，并下載配置參數(shù)后才能使用。NML可以配置CSH11的傳輸通道、通道中設(shè)備的主從關(guān)系，以太網(wǎng)址和數(shù)據(jù)傳送時遵循的標(biāo)準(zhǔn)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(guān)系，以太網(wǎng)址和傳輸層的參數(shù)。這些參數(shù)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(shù)和診斷功能。NML需要在IBM PC兼容機上運行，操作系統(tǒng)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(tǒng)采用虛擬總線技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)構(gòu)成分為三層網(wǎng)絡(luò)，分別是現(xiàn)場總線（Filed Bus）、廠級總線（Plant Bus）和終端總線（Terminal Bus）。其中現(xiàn)場總線主要是自動處理器與現(xiàn)場I/O柜通訊的網(wǎng)絡(luò)總線，廠級總線是各自動處理器通過工業(yè)級交換機完成通訊的網(wǎng)絡(luò)總線，終端總線是連接操作員站、工程師站等用戶終端等網(wǎng)絡(luò)總線。CP1430模件是AS620系統(tǒng)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(shù)據(jù)交換。CP1430主要實現(xiàn)通訊功能和時間同步功能，在系統(tǒng)時鐘發(fā)生故障的情況下將系統(tǒng)預(yù)置的某一個CP1430模件作為系統(tǒng)主時鐘承擔(dān)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(zhí)行存儲器內(nèi)程序，實現(xiàn)與自動處理器的同步。在對CP1430內(nèi)部的MAC地址和主時鐘等系統(tǒng)參數(shù)進行設(shè)定時，將CP1430的撥碼開關(guān)置于STOP位，完成地址和參數(shù)配置后將開關(guān)打回RUN位，完成通訊設(shè)置和連接。

2 故障現(xiàn)象和原因分析

該燃氣發(fā)電公司在某次機組啟動前，DCS系統(tǒng)操作員畫面提示有控制器故障報警且無法復(fù)位，就地檢查時發(fā)現(xiàn)燃機控制器（SIMADYN）從側(cè)故障，在機柜處檢查時發(fā)現(xiàn)從側(cè)通訊電纜轉(zhuǎn)換器指示燈DO燈長亮，DI燈不亮（正常應(yīng)為DO/DI指示燈連續(xù)閃爍），主側(cè)通訊電纜轉(zhuǎn)換器指示正常，且主側(cè)控制器指示燈顯示正常，從側(cè)控制器報警指示燈閃爍且無法復(fù)位，而DCS系統(tǒng)側(cè)主、副側(cè)自動處理器通訊模件CP1430均無異常表現(xiàn)。如果該故障不能消除，燃氣輪機控制冗余不能實現(xiàn)，且由于控制器故障可能會在機組運行中帶來不可預(yù)知的惡劣后果。

根據(jù)SIMADYN系統(tǒng)和DCS系統(tǒng)之間的通訊架構(gòu)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(xiàn)象，排查的重點放在以下四個方面：（1）CSH11故障;（2）CSH11到DCS側(cè)交換機OSM之間線纜故障;（3）DCS側(cè)交換機故障;（4）DCS側(cè)與SIMADYN D系統(tǒng)連接的AP（AP111）的通訊卡CP1430故障。

3 故障排查

在確定引起系統(tǒng)通訊故障的可能原因后，針對這些項目根據(jù)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(fù)雜的軟件設(shè)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(shè)備

線纜接線牢固，無松動或者線纜受損現(xiàn)象，檢查結(jié)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(cè)設(shè)備故障可能，將連接從側(cè)SIMADYN D系統(tǒng)的自動處理器AP111從側(cè)斷電后重啟（根據(jù)系統(tǒng)配置，CP1430也隨之自動重啟），重啟后發(fā)現(xiàn)從側(cè)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(zhuǎn)移。根據(jù)系統(tǒng)故障分類，懷疑由于從側(cè)自動處理器內(nèi)部系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)配置不當(dāng)引起該問題，也就是說正在運行的從側(cè)處理器中與SIMADYN D系統(tǒng)連接通訊的相關(guān)內(nèi)容可能由于某種原因丟失造成SIMADYN D系統(tǒng)從側(cè)通訊故障。在現(xiàn)場核對控制器存儲卡中的系統(tǒng)架構(gòu)軟件時發(fā)現(xiàn)該網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)符合現(xiàn)有架構(gòu)模式，但對于AP111運行的CPU內(nèi)硬件架構(gòu)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(wǎng)絡(luò)架構(gòu)數(shù)據(jù)。按照標(biāo)準(zhǔn)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(cè)通訊故障消除，就地檢查控制器和通訊電纜轉(zhuǎn)換器工作正常，該故障得到徹底消除。

4 結(jié)語

根據(jù)處理過程分析，造成SIMADYN D和TXP系統(tǒng)單側(cè)通訊故障的原因最大可能是由于之前工作人員進行DCS側(cè)軟件生成下裝工作時，由于操作不夠規(guī)范造成DCS側(cè)通訊卡件CP1430網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)信息沖突引起的通訊故障。對于涉及控制系統(tǒng)中的工作，特別是涉及通訊設(shè)置的工作要特別慎重，務(wù)必降低因不當(dāng)操作造成的設(shè)備和系統(tǒng)異常。

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（責(zé)任編輯：陳 潔）