一．系统基本状况

    （一）我厂系统基本配置情况

    此次我厂1号和2号机炉的常规仪表进行了DCS改造，选用型号为ABB公司的AC800F系统。主要配置9对控制器，9个操作员站，1个操作员站，实现对1号、2号锅炉、1号、2号汽机、除氧给水及减温减压、油泵房、循环水泵房等所有电厂一期设备的集中控制功能。实现的主要系统控制功能：数据采集功能（ DAS）、闭环控制功能(MCS)、顺序控制功能（SCS）、锅炉炉膛安全保护功能（FSSS）及事故顺序追忆功能（SOE）。

    （二）ABB控制器情况

    AC800F系统有两种型号的控制器，其主要区别是PM802F具有4MB Flash EPROM和4MB的RAM，PM803F具有8MB Flash EPROM和16MB的RAM。具体参数如下：

    这次DCS项目考虑到为分散控制系统的分散，使用9对控制器，在数目多的情况下我们采用的控制器为AC800F(PM802F)。

 二．控制器事故经过及初步分析

    （一）事故经过

    2006年9月28日下午，1号机组DCS在试运行过程中，由于进行了一些消缺处理，要对1号锅炉的FC11控制器进行修改下装。在下装过程中，控制器出现了响应停止，操作员站无响应，操作画面上所有采集数据固化，模拟量输出固化。最后不得不对控制器进行整站下装，结果导致控制器复位，所有数据复位为初始状态，模拟量输出回零，最后MFT停机。

（二）初步的事故原因分析

    这次DCS项目所使用的控制器为AC800F支持在线下装，系统配置的内存为4MB，其中系统本身所占用的内存为近2MB。为了满足现场的一些特殊要求并让项目更趋完美，我们在项目中组态了很多自定义功能块，导致最终控制器PRAM的空闲内存为不足60K。结果在消缺过程中改动量过大时，导致了系统内存不够，控制器被迫需要整站下装。

三．查阅相关资料及文档

    （一）ABB官方资料 

    AC 800F and Control Builder F  User Manuals  相关所有电子文档，描述如下：

    Memory    Memory These parameters affect the allocation of memory within the process station. When there is an extremely large number of objects in the controller, errors may occur on loading the objects; these settings may be altered to try to make the project loadable.

    Under normal circumstances the boot parameters should not be changed. If they are changed, then the resource is initialized when the modified boot parameters are loaded

    The memory for the objects, memory for PRAM and, if available, memory for redundancy can be adjusted in the boot parameters of the resource.

    Any surplus memory is made available in RAM. There is no absolute limit on the memory ranges that can be set. Whenever a limit is reached, it can be changed. This results in a reduction of free RAM.

    To ascertain a suitable value for PRAM, current values can be read in commissioning mode. These values are shown in the following
 
    Configuration data (PRAM)

    Memory size in Kbytes that is reserved for the configuration data.
This memory area is cold-start resistant.

    Configured redundancy memory

    Memory size in Kbytes that is reserved for the transfer of
redundancy data.

    （二）网上技术论坛 

    PM802F具有4MB Flash EPROM和4MB的RAM，PM802F具有8MB Flash EPROM和16MB的RAM。

    Flash Memory的作用是存贮两样东西： 

    - 操作系统

    - 启动的EPROM 

    而RAM分成几部分：

    －对象目录

    - PRAM （供用户编程用）

    - 冗余内存（单控制器没有这项）

    - 对象数据

    - 通讯管理 

    在RAM中的对象数量，PRAM和冗余内存都是可以调整的，这些都是在Boot Parameters里可以调整，剩余的空间就是RAM_Free，通常情况下对象数量是3000个，PRAM是900KB，原则上修改并没有绝对的限制，只需时刻关注RAM_Free和PRAM_Free的值，当PRAM_FREE快用完时，将无法下装，需要加大PRAM，当加到一定程度时，如果RAM_FREE也快用完，那么PRAM就没法再往上加了。

    （三）问题思考 

    1.控制器出现在线下装过程中死机的现象，明显是因为其中的PRAM和RAM用尽，导致新修改的内容无法在控制器中执行，进而引起整个控制器无法运行。

    2.无论是ABB公司公布的各种资料及ABB技术人员的回复，均未给出具体有指导意义的如何设置参数的数据。

    3.机组DCS系统所存在的调试过程中的隐患无法量化，让技术人员无法确认其具体的安全数值范围。

    4.由于2号机组未正式投用，决定利用此次良机，在其中一控制器中进行详细的实验，总结出在线对控制进行下装及RAM_Free和PRAM_Free的值规律变化。

四．试验原始数据

    （一）改变控制器的PRAM值并对控制器进行整站下装

    （二）固定控制器的PRAM值为900K对程序进行增加进行在线部份下装

    （三）固定控制器的PRAM值为1000K对程序进行增加进行在线部份下装

五．试验数据分析：

    1.本系统在合理的范围内支持组态中所需要各种程序编辑后的在线下装工作。

    2.各种资料及文档中所提供的控制器组态参数不适合我厂的实际应用。应根据每一工程项目中实际组态数据的内容进行合理分配。

    3.本项目中为满足现场的特殊需要而自定义的功能码“远控门”、“二次风速测量计算”、“二选一”等的大量使用占用了大量的PRAM内存。

    4.在实际工作中，要进行在线下装时必需掌握程序的修改量及控制器各剩余空间的具体数目。
六．制定改进措施

    1.根据实际试验统一组态我厂控制器参数如下图：

 
    2.为满足现场的特殊需要而自定义的功能码“远控门”、“二次风速测量计算”、“二选一”等尽量减少使用，适当优化程序，增加代码效率，减少占用控制器的内存空间。

    3.在组态画面中增加一幅画面--内存状况监视，时刻了解各控制器RAM_Free和PRAM_Free的值。

    4.制定制度，工作中时时注意控制器RAM_Free和PRAM_Free的值不可以低于60K.

六．小结
   
    经过以上几步的实施工作之后，电厂此次改造中的DCS系统达到了较为优化的配置方式，但由于1号机组两台控制器已正常生产，无法进行控制器参数优化工作（参数更改后必需整站下装），需大修时进行更改。但作为本系统的技术维护人员，已对此参数做到了心有有数，增强了维护信心。
   
    根据公司要求，在DCS系统正常运行中，不允许进行控制器的下装工作，此条应是在血的教训中总结出来的，但个人认为应该以科学的观点来看待，因为目前各种型号的系统均支持在线的修改和下装工作。我们在新上的系统中应该增加对系统各项功能的极限值测试工作，不仅要包括内存容量，还应至少包括以下内容：

    控制器各存贮空间极限值测试；

    控制器CPU负荷极限值测试；

    控制器I/O点数极限值测试；

    工业控制层通讯能力的极限值测试；

    操作员站层网络通讯能力的极限值测试；

    系统供电电压及抗干扰能力的极限值测试；

参考文献：
    
    《Engineer IT – Control Builder F  Process Station - AC 800F – Engineering Manual》
《Engineer IT – Control Builder F  System Configuration – Engineering Manual》
 http://www.abb.cn/       ABB控制系统官方网站
http://www.industryit.cn/    ABB控制系统非官方论坛