光纤以太网冗余
对于LCU来说,它与系统的其它结点的连接方式,或说组网方式,现在普遍采用以太网,而且采用光纤作为介质。单网的可靠性已经很高,但考虑其它不可预见的机械物理上的等因数,可以考虑采用双光纤以太网。
隔河岩计算机监控系统采用了双光纤以太网。从LCU(PLC)而言,它的双光纤以太网工作方式不需要切换,而且是同时工作(ALLINWORKING)的方式。这样,不需要切换,一旦一号网故障,二号网可以零时间切换过去。由此可以获得很高的性能。这是由Quantum系列PLC的以太网实现的功能。
与远程机箱的联结电缆冗余
一般情况,一个LCU单元需要几个扩展机箱。如隔河岩项目,它有五个扩展机箱。在Quantum系列PLC上,它有两种连接方式,一种是远程RIO(RemoteInput/Output)方式,一种是分布DIO(DistributedInput/Output)方式。隔河岩项目采用的是RIO方式,它的扩展机箱称为远程站(RemoteDrop)。
一般情况下,主机箱采用与扩展机箱采用单缆连接已经足够。但采用双缆可以获得更高的可靠性。如在龙羊峡水电厂,单机32万千瓦,PLC的主机箱在上游侧,其中一个远程站在下游侧。在该电站,采用双缆连接主机箱与该远程站,一跟从左侧走线,一跟从右侧走线,这样一旦一侧有火灾、机械损伤等不可预见性的因素,不影响系统的正常运行。
在隔河岩计算机监控改造工程中,也采用了双缆的结构。
输入冗余
一般来说,输入的冗余应该采用三取二的方法,即少数服从多数的方法。通用电气公司GE系列PLC有这样的硬件结构,从CPU、输入、输出都三重冗余,以满足可靠性极高的情形,如冶金领域的高炉。但是它的投资大,在水电行业实在没有必要。但是,对于少数重要的信号,如用于事故停机、紧急事故停机的信号、重要设备如出口断路器的状态信号有两路信号输入,就存在如何处理的问题。在隔河岩计算机监控改造工程中,就遇到这样的问题。处理的方法是采用安全倾向因子,在不同的状态、过程中,可以采用不同的安全倾向因子,这样用一对冗余信号加一组安全倾向因子,就可以得到在不同的状态、过程中一组信号。一个安全倾向因子可以是几个甚至更多个信号的逻辑运算结果。
输出冗余
对于部分重要设备,如灭磁开关、出口断路器,为保证其在任何情况下的高可靠性动作,需要对每一个这样的设备配置两个开出通道,即配置冗余的通道,已保证其可靠性。有些电厂的出口断路器。如隔河岩的,分闸就是两个线圈,正常工作线圈和后备线圈,任何一个线圈励磁,断路器都会分闸。实际上就是设备的冗余。国电公司在“无人值班(关门运行)征求意见稿”中有过这样的要求。
一般,冗余的通道动作策略有两种:
一种是采用两个冗余通道同时动作的策略;
另一种是采用在第一个通道动作失败后,冗余的第二通道再动做的策略。
显然同时动作不是很好,因为正常情况下,设备会正常动作。这种情况下,第二通道动作没有必要,可能造成第一通道动作失败后,第二冗余通道动作不能正常动作。
采用后一种办法较好。监视第一个通道动作,在一定时间内,状态没有反馈回来,第二通道动作。这样,第二通道几乎没有“表现的机会”,一旦让他表演,他会“准确而恰如其分地表演”。在隔河岩计算机监控改造工程中,就是采用这种方案,取得了比较理想的效果。
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