火电厂ABB DCS系统控制器升级的应用探究

火电厂ABB DCS系统控制器升级的应用探究

潘卫东

广州发展电力科技有限公司   广东省广州市 511400

摘要：火电厂DCS系统运行多年后，面临着重要模件寿命到期、备件停产问题，严重影响着机组的安全运行，解决办法是整体升级或局部重要模件升级，以维持DCS控制系统的稳定运行，但整体升级改造费用高、工作量大，而局部升级重要模件不失为解决上述问题的一个方法，本文就某电厂的DCS系统桥路控制器升级应用探究，以较小的费用解决因控制器停产而造成的系统隐患。

关键字：DCS系统 局部升级  技术应用

引言

某发电公司发电机组DCS系统为ABB BAILEY SYMPHONY 系统，逻辑组态的软件版本为Composer 4.3，通过串口连接与DCS系统环路通讯，操作员站为PGP4.0，控制柜的桥路控制器版本是BRC300，环路通讯接口模件版本是INNIS21和INNPM12，桥路控制器和环路通讯接口模件采取双冗余配置，该控制系统已运行十多年，重要模件桥路控制器早达到使用寿命，且备件已停产，同时组态服务器老化，运行缓慢，已到需要升级的地步。根据ABB DCS系统架构及版本，桥路控制器适合升级到BRC410系列，与其匹配的组态软件版本升级到Composer 6.4环路通讯接口模件也同步升级。这种升级方式，桥路控制器既可以全部升级，也可以逐个控制柜升级，因为该版本能兼容运行I/O模件，也能兼容BRC300的桥路控制器。

一、升级前准备及注意事项

为安全起见，桥路控制器升级过程中机组处于停运或检修状态，准备好相关工具：如防静电手环，防静电垫子，模件设置和操作所用到的设备，取模件芯片专用的夹子等，因为DCS系统为精密电子设备，升级过程中需对防静电工作全程监控。

备份逻辑组态、应用软件和操作系统，在组态对比之后，以桥路控制器中的执行组态为标准，修改控制策略中差异的部分，特别注意桥路控制器是否存在第三方通讯，防止在升级过程中逻辑及程序丢失。

二  升级过程

1、升级前需要取得ABB贝利厂家的Composer6.4授权，经与厂家确认，该版本只支持Windows 7操作系统,在控制逻辑导入composer服务器前对操作系统进行Ghost操作，以便在电脑故障时快速恢复系统。

2、根据composer安转软件操作步骤，安装Composer6.4到服务器，将备份的项目树组态拷贝到composer服务器，升级转换项目树为最新的版本，配置组态与环路的模件接口，composer服务器配置完成后待调试。

3、拆下BRC300桥路控制器和环路通讯模件INNIS21和INNPM12，将INNPM12更换为SPNPM22，并将固件升级为B_7版；将INNIS21固件升级为G_2版；将BRC300升级为BRC410，固件升级为M_5版，并按下表设置模件地址，设置完成后装回卡槽。拆下的模件保护好可以作为未升级机柜的备件，解决暂时无备件可用的问题。

4、IET800通讯接口模件配置

  IET800通讯接口模件的功能是Composer服务器和DCS系统之间通讯的，配置正确方可正常通讯，读取、修改控制组态。

1）用串口电缆连接好运行超级终端的计算机及IET的P11诊断口。

2）打开超级终端，并配置串口一为9600 bps, 8位数据位, 1位停止位, 无奇偶效验位。

3）设置IET模件的SW1的Pole 2 为OPEN， SW2的Pole 6为OPEN， SW4的Pole 6、7、8为OPEN，将IET800模件及对应的NIS21模件插入到MMU中。

4）在超级终端上出现下面信息，然后按照提示分别输入指令。

ABB Automation - IET800 Firmware Revision A_0.19

Copyright © 1998-2011 by ABB Automation Inc.  All Rights Reserved

  1-->TALK90              2-->Configure/View callup password

  3-->Computer command/reply sequences (off)

  4-->Set local time/date   5-->Monitor mode (off)

  6-->Real Value Conversion   7-->Port address (-1)

  9-->Default Time Sync accuracy (3)

Select option: 0

IET800 Diagnostic Utilities Revision A_0.19 （此处输入字母P）

NOTE: set DIAGNOSTIC LEVEL > 0 (option 'L') to get messages

Current PRINT FLAG = 0

  error messages  = 1

  local messages  = 2

  menus           = 4

  remote messages = 8

Enter new PRINT FLAG (HEX): f

IET800 Diagnostic Utilities Revision A_0.19

  1--> LOCAL NIS/LIS REQUEST            2--> REMOTE NIS/LIS REQUEST

  3--> LOCAL MODULE UTILITIES           4--> REMOTE MODULE UTILITIES

  5--> ERROR MESSAGE MONITOR            7--> READ LOOP TOPOLOGY

  B--> BUILD A MESSAGE                  T--> SET TERMINAL TYPE

  C--> ICI/CIU UTILITIES                P--> PRINT FLAG (=f)

  U--> CPU UTILIZATION                  Y--> SET YEAR-DATE-TIME

SELECT OPTION:此处输入3

Local Module Utilities

  1--> READ/WRITE MEMORY

  2--> EXAMINE BLOCK RECORDS

  3--> EXAMINE NODE RECORDS

  4--> DIAGNOSTIC COUNTERS

  5--> MEMORY UTILIZATION

  6--> REAL VALUE CONVERSION

  7--> EXCEPTION STATISTICS INITIALIZE

  8--> EXCEPTION STATISTICS READ

  9--> RED LIGHT HALT ANALYSIS

  E--> ELECTRONIC IDS

  F--> FAILOVER STATISTICS READ

  M--> READ MODULE DETAILS

  N--> READ NODE PERFORMANCE STATISTICS

  P--> READ REDUNDANCY LINK STATISTICS

  R--> ROS TASK STACK USE

  S--> TCP/IP UTILITIES MENU

  T--> READ TIME SYNC MASTER ID

SELECT OPTION or press ESCAPE to exit:此处输入E

ELECTRONIC IDS

  0--> Read all MicroLAN Electronic IDs

  1--> Read License

  2--> Enter License

  3--> Reset License

  4--> Read MAC Address

  5--> Read/Enter IP Address/Mask/Gateway

  6--> Read License/Security Status

  7--> Test License

Enter option: 此处输入5

The current IP address: 0.0.0.0

Enter an IP address ???.???.???.??? 172.16.4.40

IP address: 172.16.4.40

The current IP mask: 255.255.255.0

Enter an IP mask ???.???.???.??? 此处输入新的Mask，按回车键使用缺省值

IP mask: 255.255.255.0

The current Gateway address: 0.0.0.0

Enter a Gateway address ???.???.???.???按回车键

Gateway address: 0.0.0.0

>>> This module must be restarted for changes to take effect

5）将SW2的Pole 6 重新设置为Close

6）重启IET800模件，分配IP地址的过程完成。

使用HAPI也可以设置IP地址

HAPI是S+ Composer或S+ Operation和S+ Controller之间通讯程序，类似于原来的SemAPI. HAPI提供一个如下图所示的通讯相关的配置界面。利用这个配置程序也可以为IET800模件设置IP地址。

注意：运行HAPI的计算机必须和IET800在同一子网，并且临时关闭Firewall。

重新设置IP地址:

1）在HSysCfg界面(见上图)上先输入IET800的已知的当前IP地址，并用鼠标左键点击Assign IP.

2）HSysCfg 找到匹配的IP地址并成功建立通讯后，会弹出一个新的对话框(如下图)，询问是不是要重新设置IP：

3）点击确认后，按照操作提示依次完成。

至此，设置IP的过程结束，可以用Ping命令先测试一下，测试通过后，本次composer服务器和DCS系统建立通讯的设置完成。

5、在COMPOSER修改相关信息及组态，将桥路柜控制器类型选择为BRC410，固件版本为M，将修改后的组态编译后，下装到对应的控制器中，执行新组态。建立机柜负荷率趋势图，测试桥路控制器负荷率，观察负荷率是否在要求范围内。

6、桥路控制器正常读取组态各参数后，分别对环路通讯模件NPM和BRC410桥路处理器进行冗余切换试验，在PGP操作员站上观察其报警信息和系统诊断功能，其所对应的报警和状态报告是否正常，以及抗干扰测试、双电源切换试验等，验证桥路控制器是否正常。

经过一系列的测试，升级后的桥路控制器存贮余量和负荷率测试录得的数据和组态服务器功能测试数据均满足ABB贝利DCS系统技术规范，组态上装、编译、下装均比原来快很多，控制器可用模块号由原来的1万个，扩充到3万个模块号，解决模块号不够用问题。

结束语

本次ABB DCS系统控制器局部升级应用，只是针对控制器BRC300升级到BRC410，说明了技术的可行性，难点在于COMPOSER组态软件的设置和IET800通讯设置，至于BRC300以下版本是否可以直接升级到BRC410，值得继续探讨，因为对于同类型控制系统的电力企业来讲，在燃料成本高居不下、发电企业普遍亏损的情况下，若控制系统的I/O模件工作正常，备件能正常采购，只升级控制系统核心控制器，达到以较小的投入来延续控制系统的运行寿命的目的，而且系统性能也得到一定的提升，这种升级方式可以借鉴的。

参考文献

[1] ABB BAILEY  SYMPHONY 系统Composer操作手册

[2] ABB BAILEY  SYMPHONY 系统Handware Manual