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　　摘要：事件順序記錄（SOE）對電廠運行狀態(tài)監(jiān)測、事故分析中起著重要作用。詳細(xì)介紹了分散控制系統(tǒng)（DCS）的SOE測量原理、性能和相關(guān)測試方法，著重分析了SOE的測量誤差。
　　
　　分散控制系統(tǒng)（DCS）的事件順序記錄（SOE）系統(tǒng)以毫秒級的分辨力獲取并記錄開關(guān)量信號的狀態(tài)變化信息，為熱工和電氣設(shè)備事故分析提供明確有效的線索和證據(jù)，在對電廠運行狀態(tài)監(jiān)測、記錄、事故分析中起著重要作用，因此電廠技術(shù)人員對SOE的測量原理和性能指標(biāo)的理解及測試方法的掌握，有著重要的實際意義。
　　
　　一、SOE測量原理
　　
　　DCS的SOE是通過具有SOE功能的開入模件獲取并記錄開關(guān)量信號的狀態(tài)變化信息和發(fā)生時間，并通過DCS內(nèi)部總線上傳給DCS的控制器，又經(jīng)控制器的以太網(wǎng)傳給操作員站（或歷史數(shù)據(jù)站）存入SOE數(shù)據(jù)庫，供操作人員和維護人員查看分析。
　　
　　SOE開關(guān)量與普通開關(guān)量的差異是SOE開關(guān)量的時間分辨力不大于lms、要記錄開關(guān)量跳變的時間，普通開關(guān)量的時間分辨力不大于1OOms、不記錄開關(guān)量跳變的時間。DCS的開入模件一般都是智能模件，開入模件的CPU通過對開入通道高速循環(huán)掃描和比較判斷通道信號的狀態(tài)是否變化，并根據(jù)開入通道設(shè)置是否是SOE作相應(yīng)地處理，高速循環(huán)掃描的時間就是開入模件的時間分辨力。DCS的控制器定時地向與之相接的開入模件發(fā)送同步對時信號和召喚命令，開入模件根據(jù)召喚命令向控制器上送SOE信息數(shù)據(jù)。
　　
　　SOE的性能指標(biāo)除SOE時間分辨力外，還有系統(tǒng)SOE傳輸速率、數(shù)據(jù)容量和丟包率。SOE傳輸速率是指系統(tǒng)每秒傳輸事件個數(shù)，其速率的大小與DCS內(nèi)部總線傳輸速率和控制器每秒召喚的次數(shù)有關(guān)，一般在每秒200個以上;SOE數(shù)據(jù)容量是指操作員站存儲事件個數(shù)的容量，一般在5000個以上，由于SOE發(fā)生時數(shù)量有限，實際中系統(tǒng)SOE傳輸速率和數(shù)據(jù)容量都能滿足應(yīng)用;丟包率是指丟失SOE事件個數(shù)，一般丟包率很低，應(yīng)在萬分之一以下。
　　
　　二、SOE分辨力誤差分析
　　
　　在《火力發(fā)電廠分散控制系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范書》（G-RK95-51）3.6.3.3中[1]，規(guī)定了SOE的時間分辨力應(yīng)不大于1～2ms，在新的修訂討論稿中將改為SOE的時間分辨力應(yīng)不大于lms。實際影響DCS的SOE時間分辨力大小的因素主要有開入模件的通道掃描周期、不同開入模件和不同控制器的基準(zhǔn)時鐘誤差及時鐘同步誤差等。SOE時間分辨力可以按式（1）估算。
　　
　　SOE時間分辨力=△T1+△T2+△T3（l）
　　
　　式中:△T1表示開入模件的掃描周期;△T2表示不同開入模件之間的時間偏差;△T3表示不同控制器之間的時間偏差。
　　
　　開入模件的掃描周期是開入模件CPU等間隔掃描對開入通道的時間間隔，由CPU的運行速度決定，一般小于0.5ms。
　　
　　不同開入模件之間的時間偏差主要由模件的基準(zhǔn)時鐘誤差和時鐘同步誤差引起。開入模件時鐘同步是通過接受與之相接的控制器同步信號完成，模件與控制器同步信號傳遞有2種方式:一種是通過模件與控制器相接的通信總線傳遞，這種方式的同步精度在幾十微秒級以上;另一種是通過開關(guān)量脈沖傳遞，這種方式的同步精度在微秒級以上。
　　
　　不同控制器之間的時間偏差主要由控制器基準(zhǔn)時鐘誤差和時鐘同步誤差引起。控制器的時鐘同步有2種方式:一種是通過一臺操作員站（計算機）經(jīng)以太網(wǎng)發(fā)同步信號，同步控制器的時鐘，這種方式同步精度一般在秒級，不能用作SOE時鐘同步;另一種是通過時間標(biāo)準(zhǔn)裝置發(fā)脈沖同步信號，同步控制器的時鐘，這種方式的同步精度可在微秒級以上。
　　
　　由上可見，SOE時間分辨力的大小主要由開入模件的掃描周期的大小決定;如果控制器之間不通過時間同步，兩控制器的SOE偏差可能很大。
　　
　　三、SOE時間示值誤差分析
　　
　　由于DCS的SOE時間示值到毫秒，及時間示值精度為lms。如事件順序時間1.Oms和1.9ms,顯示示值都為lms;事件順序時間1.9ms和2.Oms,顯示示值分別為lms和2ms。由此可見，盡管2個事件記錄差零點幾毫秒，但是實際時間示值可能有l(wèi)ms的誤差。
　　
　　在實際測量中，用間隔lms的事件順序信號發(fā)生器測量，盡管DCS的SOE分辨力在0.5ms以下，SOE測量示值間隔會出現(xiàn)除lms外，偶然還有Oms、2ms現(xiàn)象，就是由時間示值精度lms引起。
　　
　　測試顯示，當(dāng)SOE的時間分辨力為0.4ms時，SOE測量示值間隔出現(xiàn)Oms、2ms的概率為20%左右;當(dāng)SOE的時間分辨力為0.2ms時，Oms、2ms出現(xiàn)的概率為2%左右;SOE的時間分辨力越小，SOE測量示值間隔出現(xiàn)Oms、2ms的概率就越小。
　　
　　由此可見，盡管DCS的開入模件分辨力可很高（小于0.2ms），由于SOE記錄時間示值精度為lms,SOE測量誤差仍為lms，只有提高記錄時間示值精度到0.lms，才能降低SOE測量誤差。實際應(yīng)用中，機械運動響應(yīng)在幾十毫米以上，lms示值精度足以滿足實際應(yīng)用要求。
　　
　　四、SOE性測試
　　
　　對火電廠DCS的SOE分辨力的測試，國家電力行業(yè)《火力發(fā)電廠分散控制系統(tǒng)驗收測試規(guī)程》（DL/T659-998）6.7.4項中有明確的規(guī)定[2]。
　　
　　開關(guān)量信號發(fā)生器是于SOE測量的裝置，它可發(fā)出多（16或32）路按設(shè)定時間間隔順序變化的開關(guān)量，各路之間時間間隔是等間隔、高準(zhǔn)確性可設(shè)定，時間間隔可在0.lms～ls內(nèi)任意設(shè)定，時間設(shè)定步長為0.lms，誤差≤0.O1ms。將開關(guān)量信號發(fā)生器的開關(guān)量接入被測試SOE系統(tǒng)的SOE輸入通道，從而實現(xiàn)對SOE輸入通道性能指標(biāo)的測試。
　　
　　開入模件SOE分辨力的測試是將開關(guān)量信號發(fā)生器的輸出信號接入同一塊開入模件的多個輸入端，改變信號發(fā)生器的間隔時間，直至SOE無法分辨時為止，這時信號發(fā)生器的間隔時間即為開入模件的SOE分辨力。由于SOE時間示值精度為lms，在發(fā)生器時間間隔小于lms時，通道的時間記錄已不能分辨，但可通過通道時間記錄的排列順序是否與信號發(fā)生先后順序一致來估算開入模件的SOE分辨力。要注意的問題是防止信號發(fā)生順序與模件查詢處理模件通道的順序一致而引起誤判，可通過改變信號接入模件輸入通道的順序，查看來通道時間記錄的排列順序是否變化，防止上述問題。
　　
　　控制系統(tǒng)可由單個控制器或多個控制器組成，單個控制器系統(tǒng)的SOE分辨力就是控制器的SOE分辨力，多個控制器系統(tǒng)的SOE分辨力就要考慮多控制器之間的時間誤差。
　　
　　控制器的SOE分辨力是由與控制器相接的開入模件掃描周期和開入模件之間的同步偏差構(gòu)成。測試方法是將開關(guān)量信號發(fā)生器的輸出信號接入與同一個控制器相接的不同開入模件的輸入端，改變信號發(fā)生器的間隔時間，通過通道時間記錄是否與信號發(fā)生時間一致來判斷，要注意的問題是對不同的模件的時間記錄排列順序不能作為判據(jù)。
　　
　　多控制器的SOE分辨力測試，一定要在控制器之間有時間同步的條件下進(jìn)行，將開關(guān)量信號發(fā)生器的輸出信號接入由不同控制器相接的開入模件的輸入端，改變信號發(fā)生器的間隔時間，通過通道時間記錄是否與信號發(fā)生時間一致來判斷。
　　
　　在實際中，SOE性能測試一般都是通過數(shù)次測試，測試結(jié)果隨機性大、不全面，只有通過連續(xù)數(shù)百次以上的測試，經(jīng)統(tǒng)計分析，才能全面準(zhǔn)確地了解一個控制系統(tǒng)的SOE性能，這就要求開關(guān)量信號發(fā)生器能周期性地發(fā)出多路按設(shè)定時間間隔順序變化的開關(guān)量，周期為0.5s、ls等。通過SOE數(shù)據(jù)庫查看分析，可確認(rèn)系統(tǒng)的SOE分辨力是否穩(wěn)定，事件記錄是否正確和完整，事件記錄是否有丟失。