发电厂自动控制
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【摘要】针对发电厂计算机自动控制系统(装置)2000年问题(Y2K问题)，阐述相应的测试方法、步骤及分类，认为应根据不同的测试对象，采取不同的测试方法和步骤；无论测试对象如何，一些测试方法是基本的，具有一定的共性。
【关键词】发电厂自动控制系统2000年问题测试
AbstractInviewofY2Kproblemsofpowerplantcomputerautomaticcontrolsystem,thecorrespondingmeasuringandtestingmethod,proceduresandclassificationareexplained.Itisthoughtofthat,differentmeasuringandtestingmethodsandproceduresshouldbeadoptedaccordingtodifferentmeasuredandtestedobjectsareconsidered,somemeasuringandtestingmethodsarefundamental,havingacertainsimilarity.
KeywordspowerplantautomaticcontrolsystemY2Kproblemmeasuringandtesting
发电厂Y2K测试所涉及的对象一般有：(1)计算机自动检测装置或检测系统，包括测量仪器仪表和有关的检定系统等；(2)计算机控制装置或系统，包括PLC、单回路/多回路调节器和监控系统；(3)其它计算机自动控制系统(设备)，如分散控制系统(DCS)。对于不同的测试对象，应根据其具体运行情况及相应功能，采取不同的测试方法和步骤，才能最有效地测试不同对象的Y2K问题。但无论对象如何，有些测试方法是基本的和共性的。本文从发电厂Y2K问题测试方法、步骤、需选时间点段及发电厂Y2K问题分类等几方面进行讨论。
1测试方法
对于发电厂计算机自动控制系统(装置)Y2K问题，一方面要测试系统能否顺利跨越2000年，能否识别非法和无效日期，所有日期显示是否正确；另一方面，更要测试系统在2000年前后能否稳定运行，功能是否正常，会不会引起误报警乃至保护误动作等。对于不同测试对象，应有不同的测试方法。
1.1自动检测仪表
对自动检测仪表进行Y2K问题测试，一般最好用离线测试法，即用备品备件外接信号源来对其进行测试，以免在测试过程中产生干扰信号，影响整个系统运行。
1.2PLC和控制器
首先应根据该PLC或控制器对系统的影响程度，决定进行离线还是在线测试。但有相当一部分PLC和控制器可能没有日期和时间设置功能，无法进行直接测试。在这种情况下，应分2步进行：第一，若该设备有源代码，应对源代码进行分析，确定应用软件何处用了时间功能，如定时器等；判断这些时间功能是由实时时钟或系统时钟产生的，还是由计数器或脉冲产生的。若是由实时时钟产生的定时，可能有Y2K问题；若是由计数器产生的定时，软件本身应不会有Y2K问题。第二，应对该控制器的硬件电路进行分析，确定硬件电路是否有备用电池和实时时钟RTC芯片等。若没有这些芯片，硬件本身应没有Y2K问题。如果以上2步都有明确结论，就可确定该设备是否有Y2K问题。
对于类似单回路/多回路调节器的控制器，可直接测试其控制功能是否正常，也即对控制器硬件和应用软件同时进行Y2K问题测试。对于由工业控制计算机构成的控制器，应首先对工控机本身进行测试，再对应软件(如控制软件等)进行测试。对于PLC，先用编程器对PLC本身进行测试，再对应用软件进行测试。需注意的是，用编程器修改的是PLC本机的日期及其时钟，而非编程器日期。
1.3监控系统
监控系统由上位机和下位机构成，或由人机接口MMI加PLC构成。首先应根据该监控系统对整个系统的影响程度决定是进行离线测试，还是进行在线测试。监控系统的Y2K问题测试分2大部分，即下位机测试和上位机测试。先对下位机进行测试，方法与1.2节所述类似；再对上位机测试，包括上位机本身和应用软件测试；最后，对上位机和下位机同时进行测试，测试系统运行有无异常、功能是否正常。
1.4DCS系统
DCS是整个发电机组监控的神经中枢。为保证安全，在进行DCS测试前，应确保机组已停运。对于DCS，应首先进行单项测试，再进行系统测试，确保整个DCS不受Y2K问题影响。(1)DCS单项测试。先进行单个控制站、工程师站操作站的硬件和操作系统是否存在Y2K问题及其严重性，再对工程师站、SOE、控制站的各种应用软件及其功能进行测试，如工程师站组态功能是否正常、SOE事件记录功能是否正常、控制站的数据采集和控制功能是否正常。(2)DCS系统测试。单项测试后，为确认DCS控制站、操作员站和工程师站等单元间的接口、DCS数据库(包括实时数据库和历史数据库)、DCS监控和保护系统等的Y2K问题，应进行DCS系统测试。测试前，先找到DCS主时钟，通过修改主时钟时间对DCS进行系统测试，在各个关键时间段上考察DCS功能是否正常。必须进行测试的功能模块有：保护、控制、操作、显示、事件记录、报警、打印、趋势、组态、报表和上载/下载等。
2测试步骤
为尽可能减少对整个系统运行的影响，保证设备安全，测试前应认真、仔细地做好安全措施，包括现场安全措施、测试设备软件备份和系统设置备份等。(1)测试前，准备好系统启动盘和软件安装盘等；(2)测试过程中，记录所有测试数据和过程；(3)测试完成后，恢复系统及其设置，包括恢复系统日期和其它设置到测试前状态，如电气、执行机构等。
2.1测试前
在实施测试前应做好以下工作：(1)确认被测试系统的相关资料和台帐的正确和完整性；(2)验明所有的日期输入、输出、显示和内部时钟；(3)做好被测系统软件和数据备份；(4)记录被测系统的设定参数；(5)测试前排除或记录异常现象；(6)找出被测系统与外部系统的接口参数；(7)编写测试作业指导书或测试规程；(8)开会审核测试作业指导书或测试规程；(9)做好被测系统的现场安全措施。
2.2测试中
在实施测试时应做好下面工作：(1)严格按测试作业指导书实施测试；(2)遵守测试程序的顺序；(3)准备应急人员以应付意外事故；(4)输入测试数据进行测试；(5)记录所有测试情况和数据。
2.3测试后
完成测试后应继续做好如下工作：(1)将系统时钟回调到正确的正常时间；(2)在测试前，如被测系统与外部系统断开，则恢复系统连接；(3)删除所有测试文件，并将系统恢复至测试前状态；(4)重新启动被测系统，观察系统运行是否正常；(5)准备支持任何测试后的生产启动；(6)保证可用于审核和复阅的详细测试结果。
3需要选择的日期
无论发电厂Y2K问题的测试对象如何，以下日期是必须测试的：(1)特殊日期测试。以往软件设计时，常把99/9/9作为特殊日期标志。在这种系统中，若输入99/9/9，系统功能可能会发生异常，甚至不能执行系统功能。因此，必须测试1999/9/9。(2)世纪跨越测试。对于世纪跨越1999-12-31→2000-1-1，这是必须测试的日期。这时，要判断系统能否正确跨越世纪、系统正常运行且现有功能是否不变和系统在21世纪时能否正常处理日期数据。(3)闰年测试。在设计软件时因未考虑到2000年是闰年，因此若需处理与日期相关的功能时，系统可能会出现异常，导致不能正常处理日期数据。所以2000-2-28→2000-2-29，2000-2-29→2000-3-1是必须测试的日期。(4)人为设置日期测试。系统应承认有效的日期测试，包括：1999-9-9，1999-12-31，2000-1-1，2000-2-28，2000-2-29，2000-3-1，2000-12-31，2001-1-1，2001-2-28，2001-3-1，2004-2-28，2004-2-29，2004-3-1；系统应拒绝(无效)的日期测试，包括：2000-2-30，2001-2-29，2004-2-30，0000-00-00。(5)其它日期测试。如2000-12-31→2001-1-1，2010-1-1，2038-1-1等。以上日期，对于任何对象都应测试，且为更全面地测试对象的Y2K问题，还应根据具体情况考虑其它日期测试。
4问题分类
根据北仑发电厂(1999/1/25～2/3)和嘉兴发电厂(1999/2/16～2/26)的计算机自动控制系统(装置)Y2K问题测试情况，Y2K问题对发电厂计算机自动控制系统(装置)的影响可归结为以下4个方面。
4.1没有实时时钟芯片或时钟功能的控制系统(装置)
这部分设备虽然属于计算机或单片机控制器，但因没有实时时钟芯片或时钟功能，设备中没有日期和实时时钟，因此不存在Y2K问题。如小汽轮机控制器505、ROTORK电动头、PMC轴封控制器和DFS火检等。
4.2“Y2KReady”的自动控制系统(装置)
“Y2KReady”是指在通电或断电状态下，系统(装置)的时钟存在Y2K问题，但系统功能不受影响，能照常运行。如：(1)不能顺利跨越2000年，需要通过人工设置到2000年，但系统功能不受影响，可正常运行。如在世纪跨越时，年份变为1900，因有些操作系统最早年份为1980年，因此系统显示1980年，需人工设置为2000年，如新华DEH使用的工控机、西门子DCS编程器PG750、SOE等。(2)无法识别或拒绝非法日期的设备，但不影响其功能，如某电厂的质量流量计，接受了2001年2月29日。(3)闰年问题。某电厂的废水系统PLC，2000年2月28～29日测试，实测现象为3月1日，但系统运行正常。(4)日期显示问题。某电厂2号灰控PLC，2000年2月28～29日测试，实测现象为2月28日，即时间变化，日期不变，但系统功能正常，运行稳定且无异常。
4.3“Y2KOK”的自动控制系统(设备)
“Y2KOK”是指在通电或断电状态下，系统(设备)时钟不存在Y2K问题，且系统功能正常，运行无异常。这类设备有：某电厂的网控闭锁装置、电除尘中央管理机及炉内加药系统等。
4.4“Y2KNotOK”的自动控制系统(设备)
“Y2KNotOK”是指在通电或断电状态下，系统(设备)时钟存在Y2K问题，且系统功能不正常，运行异常，如某电厂的硅表。
5结束语
通过Y2K问题的测试，一方面可掌握发电厂自动控制系统(装置)Y2K问题的严重程度；另一方面可借此制定Y2K问题的解决方案及各种应急措施，具有重要意义。所提出的测试方法、步骤、选择的时间段和分类等几方面问题，可供发电厂同行参考，希望共同对此问题进行深入、细致地探讨，为保障机组安全、经济运行，顺利跨入21世纪打下良好基础。
