4.SOE係的典型測試
SOE係統設計基本分為集中布置和分散布置兩種方式。分散式布置如某化工廠采用西門子SIMATIC PCS7係統,SOE係統共461個S點分布在6個控製站中,在各個控製站中,各SOE點均在一條總線上,整個係統采用采用NTP方式進行授時。係統的第一時鍾是標準的NTP服務器,其時間來自GPS裝置;控製器的時鍾作為第二時鍾,由NTP服務器進行授時;SOE卡的時鍾作為第三時鍾,由控製器每秒發出的脈衝信號進行授時。經過SOE性能測試:⊿T1=0.1ms,⊿T2=0.2ms,⊿T3=0.5ms,SOE時間分辨力=0.1+0.2+0.5=0.8ms。
集中式布置如某電站B廠采用東芝TOSMAP-DS係統,其SOE係統共288點,係統獨立分布於一個控製站,布置共分5層。J1、J2層為冗餘配置的電源單元1和電源單元2;J3層為CPU機架,有冗餘配置的兩組控製處理單元,每組有CPUW11G022型CPU、ETMW03G021型以太網卡、COMW03G021型COM總線接口卡各一塊;J3層和J4層為PIO機架,各布置一塊IOBW03/IO BUS型IO緩衝卡、一塊IRGW01時鍾同步卡,9塊SOE DI卡,其中18塊SOE DI卡在J3層的地址定義為奇數,在J4層地址定義為偶數,J3層和J4層分別通過一條數據總線和控製處理單元相連接。整個係統的授時方式為控製處理單元NTP方式進行授時,按兩條數據總線布置J3層和J4層分別通過IRGW01時鍾同步卡進行授時。
集中式布置方式下,沒有不同控製器之間的時間偏差,即⊿T3=0,但各SOE點分布於兩條總線下,定義各總線之間的時間偏差為⊿T4,將公式(1)演變得出:
⊿T=⊿T1+⊿T2+⊿T4+⊿T3=⊿T1+⊿T2+⊿T4 (2)
經過SOE性能測試:
試驗1:
對同一模件上各點測試,⊿T1=0.1ms;
試驗2:
分別對J3層和J4層即兩條總線下的9塊模件各選取1個點進行測試,兩條總線下的分辨率均為0.2ms,即⊿T1+⊿T2=0.2ms,同一總線下的分辨率均為0.2ms,⊿T2=0.1ms;
試驗3:
在兩條總線下的18塊模件各選取一個點進行測試,分辨率為0.4ms,⊿T1+⊿T2+⊿T4 =0.4ms,⊿T4=0.2ms,SOE係統的誤差在0.4ms之內。
5.SOE係統的結構分析
在兩種不同的布置方式下,模件的掃描周期產生的誤差⊿T1均為0.1ms,不同模件之間的時間偏差⊿T2分別為0.2ms和0.1ms,分布布置下不同控製器之間的時間偏差⊿T3=0.5ms,集中式布置方式下各總線之間的時間偏差⊿T4=0.2ms。
根據以上數據綜合分析,相對於模件的掃描周期產生的誤差⊿T1均為0.1ms,各個模件之間的誤差⊿T2、⊿T4、⊿T3是較大的,⊿T2是不可消除的,控製站內若采用單總線布置各模件則可消除⊿T4,若采用集中式布置則可消除⊿T3,集中式、單總線布置更為優良。因此可以在係統結構的設計上盡量消除或縮小這些誤差,有效的提高係統的精度。
6.結束語
在SOE係統實際設計時盡量采取集中式、單總線布置。單總線布置完全可以做到,若無法采取集中式布置,則應避免使用存在網絡延遲的NTP方式向控製器進行授時,采用精度更高的GPS發脈衝同步信號直接向控製器授時,把不同控製器之間的時間偏差降到最小,提高SOE係統整體性能。