发电厂自动控制系统(装置)Y2K问题探讨

杜永春顾冰任建明楼伯良陈皓吴孚辉徐米清

【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

AbstractIn view of Y2K problems of power plant computer automatic control system，the corresponding measuring and testing method，procedures and classification are explained.It is thought of that，different measuring and testing methods and procedures should be adopted according to different measured and tested objects are considered，some measuring and testing methods are fundamental，having a certain similarity.

Key wordspower plantautomatic control systemY2K problem measuring and testing

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“Y2K Ready”的自动控制系统(装置) “Y2K Ready”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“Y2K OK”的自动控制系统(设备) “Y2K OK”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“Y2K Not OK”的自动控制系统(设备) “Y2K Not OK”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。

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