LC卡通訊中斷問題探討
通過對LC卡件通訊中斷現象的分析,找出原因,采取對策,包括機柜浮空,指令冗余,制作專用接地網等多項措施,確保MEH系統長周期安全運行。
系統概述
MEH-ⅢA控制系統由給定部分、反饋部分、調節器、執行機構和機組對象等環節構成,如圖1所示。
其控制功能包括鍋爐給水流量和給水泵汽輪機轉速自動控制,調節閥閥位控制,正常運行操作和監視,超速保護和試驗,與DEH-ⅢA聯網,在DEH-ⅢA操作員站上操作MEH-ⅢA,進行故障追憶及打印,其硬件配置如圖2。
圖2系統硬件配置圖MEH-ⅢA控制柜DPU為系統主機部分,裝載給水泵汽輪機的控制軟件,通過PDEX344卡與BC卡連接,實現對下位機的通訊控制,同時通過網絡接口卡實現DPU聯網,冗余的DPU,互為備用,無擾切換。
I/O卡件箱安裝有MCP、BC、LC、DI、DO等卡件,MCP測速卡將現場測速傳感器來的脈沖信號轉換成數字信號后,由BC卡與上位機通訊,把實際轉速信號送至DPU。LC過程控制卡用于與CCS的接口,其輸入信號有CCS允許和CCS給水流量要求信號,輸出信號有轉速給定值、實際值和鍋爐自動。
DI/DO卡用于開關量的輸入輸出,現場輸入信號有速關閥、調門的開關信號,已脫扣和掛閘信號,開關量輸出信號經濾波器隔離為無源觸點,包括脫扣、掛閘、速關閥開和試驗等信號。BC站控制卡對I/O其它卡件管理,與PDEX344卡通訊,將主機信號送至I/O卡,并把現場的開關量狀態信號反饋到DPU,BC卡有2塊,1塊主控,另1塊跟蹤,組成冗余I/O網。
1、LC卡原理
LC卡是一塊高性能智能型的雙回路控制卡,其中,8路AI可用于被控制回路的模擬反饋信號的采集,2路AO可作為模擬回路的控制指令,其輸出是4~20mA的電流信號;4路DI和4路DO可用于開關回路的控制。
1.1主要特點
1)80C31微處理器控制,主頻11.0592MHz。
2)8x16K的程序存儲器27C128,8x2K的數據存儲器6116。
3)系統總線隔離驅動。
4)輸入/輸出信號完全隔離,隔離電壓達1500V。
5)8路新型電子開關(隔離電壓達400V,切換時間<0.5mS。
6)12位AD(模擬量/數字量),轉換速度25μS,誤差±1LSB。
7)看門狗自我監測。
8)串行RS-232動態調試。
9)6LED狀態指示。
10)延遲上電,可帶電插拔模板。
11)全新低功耗設計,Pmax<4.4W。
1.2結構組成和工作原理
其原理框圖見圖3。
圖3LC卡原理圖1)中央處理單元。該部分電路是LC卡的核心,主要由80C31微處理器、27C128程序存儲器(EPROM)、6116數據存儲器(RAM)組成,其中的監控程序負責AI/DI信號的采集、AO/DO信號的輸出,并保持與上位機(BC卡)的通訊。
2)模擬量輸入。LC卡共采集9路模擬量,8路外部信號(0~5V),1路零漂用于修正放大器的誤差。模擬量輸入主要由以下環節組成:電子開關陣列,模擬量/數字量轉換線性調節,可編程放大器與增益微調。
3)模擬量輸出。LC卡共有2路模擬量輸出,主要由以下環節組成:數字量/模擬量轉換,隔離放大器,放大倍數為1,電流輸出環,電流輸出環將隔離放大器輸出的電壓轉變為0~20mA的電流信號。
4)開關量輸入/輸出。LC卡的開關量均采用光電隔離,4路DI經光隔輸入至8位并行端口,由LC卡監控程序迅速采樣,4路DO經光隔輸出驅動端子板上的24V繼電器。
LC卡與LC-TB配合使用,面板及元器件面簡圖見圖4。
圖4LC卡面板及元器件2、LC卡通訊中斷統計
2.12003年5月,#3機組LC卡通訊中斷,復位后恢復,5月31日,新華控制工程公司服務部唐工帶一塊新LC卡赴現場更換。
2.22004年12月20日,唐工在赴現場處理DPU主機卡服務期間,發現系統積灰嚴重,部分風扇已堵轉,易造成散熱不良或靜電積聚,導致損壞卡件和主機卡。
2.32005年1月28日,#4機組出現同樣的LC卡通訊中斷現象。
2.42005年2月7日,#4機組再次出現同樣的LC卡通訊中斷現象。
2.52005年4月1日,服務部周工在現場配合一次調頻調試時,接報#4機組使用的新LC卡又發生LC卡通訊中斷,小機轉速調門失控事故現象,小機在正常運行中,突然光子牌發出“小機上水方式異常”報警,小機轉速失去控制,汽包水位波動,運行人員立即穩定負荷,并通過小機再循環控制閥調節再循環流量,控制水位穩定。熱工人員檢查發現控制小機轉速的LC卡通訊燈熄滅,工作指示燈閃爍仍在工作,但是卡件的輸出不再變化,轉速失去控制。
2005年4月4日,檢查LC卡版本和程序均正確,