1.台州发电厂 ；2.浙江省电力试验研究院

1 前言

我厂DCS采用西门子TME系统，SOE配置西门子SM321模件，该模件为高精度数字量输入采集模件。在机组启动调试阶段中出现了SM321模件接地端脱落，造成该模件SOE信号误发，并同时影响到TME系统信号的正常采集，进而引发了机组设备的误动。为避免类似情况的发生，对TME及SOE系统回路进行了分析并提出了具体的解决方案，以更好地提高系统的可靠性。

2 系统分析

2.1 系统构成

图1  SM321模件与TME系统信号连接回路图

如图1所示是西门子TME系统与SOE系统的信号连接回路结构简图。SM321模块为SOE系统中数字量输入采集模块，其2--9、12—19端子为16个信号接线端，M端为接地端。额定电压为+24VDC，当输入电势13V-30V之内信号采集为1，-30V-+5V时信号采集为0。TME系统中数字量输入模块提供+24VDC电压，就地信号为干触点，当就地信号触点闭合时，采集信号为1。

根据该回路结构，SOE信号的采集过程为：当就地信号触点闭合时，TME系统中数字量输入模块回路导通，其+24V电势输入至SM321模块被采集记录。

2.2 故障原因分析

以图1所示两个通道为例，上部信号端子2为通道1，接收signal 1信号；下部信号端子12为通道2，接收signal 2信号。当SM321模件的M端接入良好时，通道1和通道2采集信号正常，并且不会对TME侧产生影响。当SM321模件的M端断开时，假设signal 1有信号即触点闭合，回路导通，那么端子2处有24V电势，由于M端脱开，根据运放原则，每个通道只是虚短，没有电流通路，这样导致其它信号线的电势也变为24V。此时signal 2虽然处于断开，但其信号端子12也将带24V电势。这样，这些信号不仅仅被SM321模件误采集，同时也被TME系统采集到，造成了信号的误发，影响了DCS系统的正常运行。

3 解决方案

3.1 接地段改造

在对SOE系统接线整理过程中发现，原有接线方式SM321的16个输入通道信号均由TME侧机柜经过跳线接至SOE机柜，而对应16个信号的M端是由本机柜M端经过跳线转处理，因此每个输入信号均有信号线和接地线两路，其中信号线接至SM321模件对应的通道端子，而16路接地线缠绕一起汇成一根线接入SM321模件的公用M端端子，此种方式易引起M端松脱。通过对SOE系统工作原理的分析认为，由于每个模件的16个信号M端均由本机柜M端经过跳线转处理，因而可以去掉中间跳线，直接由本机柜M端引出，从而有效防止M端松动。

3.2 增加二级管，防止回路电流

如图2，在每个通道的输入端增加二极管。二极管的正向导通电压为0.6V，对SOE接受信号的质量影响很小，当M端断开后，被抬升的信号端电势在二极管负极虽然是24V，但是由于二级管的反向击穿电压达到500V以上，这样的电势是不会通过二极管再返回到TME一侧的。因此，也更加保证了TME侧系统的安全稳定运行。

实际解决方法为在原输入模件之前增加FIM模件，该模件由增加了二级管的16个信号通道和两个相连的M端组成。在FIM模件和输入模件之间由预制插件电缆相连。SOE的信号输入端分别连接FIM模件的16个输入通道。 

图2  SM321模件与TME信号连接回路改造图

4 结论验证

为验证解决方法的正确性，我们做了以下试验：

1）选取一个合适的SM321模件；

2）选取通道1和通道2，分别在这两个通道的输入侧串联一个二极管。

3）在1通道加入24V电压，用万用表测量2通道端（二极管的负极），发现其电势为24V；测量2通道的二极管正极，其电势表现为0V。即无论在M端是否脱开的时候，由1通道引起的24V故障电势，在2通道被二极管有效的屏蔽，而不会被返回到TME端。

同时，通过对SOE信号输入进行分辨率测试，在增加二极管后其信号分辨能力仍能达到1ms，因而对SOE系统无明显的影响。