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摘要：神二电厂二期#3、#4机组自投产以来，DCS系统的部分控制处理器CPU的负荷率严重超标，给机组的安全运行带来了严重隐患。期间，安评专家就该问题提出了整改要求。本文对控制处理器负荷率高的原因进行了深入的剖析，并结合实际提出了处理对策，之后又进行了方案验证，旨在提高我们对控制处理器的认识，为日后的整改提供可靠的依据，确保机组健康、稳定地运行。
关键词：DCS系统；控制处理器；负荷率
1、概述
神二电厂#3、#4机组DCS选用ABB公司的Symphony系统，该系统融过程控制和企业管理为一身，具备了集散控制系统的特点：即控制器物理位置分散，控制功能分散，系统功能分散，显示、操作、记录和管理集中，同时借助当今世界的多种先进技术，如微处理技术、CRT图形显示技术、高速通信技术、先进的现代控制技术，形成一个强于一般分布式控制系统能力，功能完善的系统。但电厂基建时期，由于种种原因，DCS系统的配置上出现了问题，许多控制处理器CPU的负荷率高于90%有的甚至达到97%，严重不符合相关规程的要求。以下就负荷率高的原因进行深入分析，同时结合实际给出了相应的处理对策。
2、原因分析
2010年二期机组安全性评价的查评报告中提出： “本厂统计的51对控制器模件中有12对控制器模件负荷率超过60%的指标”的问题。在非繁忙状态下，一些用于保护及协调控制的控制器负荷率达到70%-80%，磨功能组控制器负荷率达到90%以上”。
《火力发电厂热工自动化系统检修运行维护规程》（DL/T774- 2004）第4.2.1.5.2 a条指出：“所有控制站的中央处理单元在恶劣工况下的负荷率应不大于60%”；《火力发电厂分散控制系统验收测试规程》（DL/T659- 2006）第6.9.1条明确：“所有控制站的CPU在恶劣工况下的负荷率均不得超过60%”。
#3机组PCU17为磨煤机顺控过程处理单元，主要负责六台磨煤机的程控逻辑，其下配置有3对控制处理器MFP12。其中，M3负责#1和#5磨煤机， M5负责#2和#4磨煤机，M7负责#3和#6磨煤机。自机组投运以来，处理器负荷率分别高达96%、97、%91%，很有代表性。以下以此节点为对象进行分析。
2.1系统硬件配置方面：
硬件统计表如下：
从上表中可以看出，MFP12的最大块地址数是10000，实际所用块数为6000左右，略偏大但也在正常范围之内。
2.3逻辑组态方面：
经检查，该节点的每个MFP中存在着较大的功能组逻辑，这些逻辑是在电厂基建时的初始设计，有的虽然经过调试但在电厂正常投入运行后基本不用，但这些组态一直留存了下来，白白地消耗着处理器的资源。
3、处理对策：
针对处理器负荷率高的问题，有两种处理办法可以尝试。一是优化组态，对逻辑尽可能精炼、简单而适用，同时将废旧逻辑删除、清理；二是对处理器模件进行升级，更换处理能力强控制器。前者是解决内因问题，但操作起来费时费力，难度较大，后者简单易行，但存在费用问题。以下主要针对处理器升级方面进行对策分析。
Symphony系统的控制处理器一直在不断升级更新，较新的有桥控制器（BRC）。该控制器模件除了具备一般处理器的基本功能如运行控制组态、通过扩展总线与I/O子模件连接、进行相应的过程数据处理和控制等之外，还是一个高性能、大容量的过程数据处理和完成过程控制的处理器，该控制器采用了表面粘贴技术和可组态技术，使控制器能够有效地完成数据和程序密集的过程控制及管理功能。MFP与BRC技术参处对比如下：
3.1微处理器方面：
微处理器为控制器的核心部件，用于处理各种数据和进行多种控制运算，其处理能力决定了控制器模件的处理能力。MFP的微处理器为32位，而BRC的为32位主频可高达160MHZ的CPU，核心部件上BRC功能进了一大步。
3.2.存储器方面：
两种处理器都有三种存储器：
ROM：存储模件固件，即操作系统及功能码数据库。
SDRAM：存储运行的控制组态及中间运算结果。
NVRAM：存储用户的控制组态。
从主要技术参数表中可以看到，MFP的ROM容量仅为512K， BRC可达到2M， MFP的SDRAM容量仅为512K， BRC可达到8M；存储容量上有了质的飞跃，而存储容量则是提升处理速度的重要指标。
3.3.数据通信：
从数据通讯及传输方面，MFP与BRC有很大的不同，MFP为一条数据高速公路，而BRC有8位及32位两条数据通道，数据处理上有了很大的变化，后者显然优于前者。
冗余链方面，当MFP与BRC的控制器模件冗余配置时，2个模件间都使用一双并行的通讯链连接起来，主模件处于执行方式时，冗余模件则处于热备等待方式，并且通过冗余链接收一个块输出的拷贝，如果主模件产生故障，热备模件会通过该链完成切换而在线，并且也不会中断过程。但MFP冗余链通信速率为1Mbaud，而BRC为4Mbaud
4、效果对比
2012年11月，利用#3机组临修机会，我们对的#3机组PCU17的三对控制处理器进行升级，将原来的MFP12更换为BRC300，升级后，负荷率有了飞跃性的降低。以下为对比表。
控制处理器 原负荷率 升级后负荷率
关键词：DCS系统；控制处理器；负荷率
1、概述
神二电厂#3、#4机组DCS选用ABB公司的Symphony系统，该系统融过程控制和企业管理为一身，具备了集散控制系统的特点：即控制器物理位置分散，控制功能分散，系统功能分散，显示、操作、记录和管理集中，同时借助当今世界的多种先进技术，如微处理技术、CRT图形显示技术、高速通信技术、先进的现代控制技术，形成一个强于一般分布式控制系统能力，功能完善的系统。但电厂基建时期，由于种种原因，DCS系统的配置上出现了问题，许多控制处理器CPU的负荷率高于90%有的甚至达到97%，严重不符合相关规程的要求。以下就负荷率高的原因进行深入分析，同时结合实际给出了相应的处理对策。
2、原因分析
2010年二期机组安全性评价的查评报告中提出： “本厂统计的51对控制器模件中有12对控制器模件负荷率超过60%的指标”的问题。在非繁忙状态下，一些用于保护及协调控制的控制器负荷率达到70%-80%，磨功能组控制器负荷率达到90%以上”。
《火力发电厂热工自动化系统检修运行维护规程》（DL/T774- 2004）第4.2.1.5.2 a条指出：“所有控制站的中央处理单元在恶劣工况下的负荷率应不大于60%”；《火力发电厂分散控制系统验收测试规程》（DL/T659- 2006）第6.9.1条明确：“所有控制站的CPU在恶劣工况下的负荷率均不得超过60%”。
#3机组PCU17为磨煤机顺控过程处理单元，主要负责六台磨煤机的程控逻辑，其下配置有3对控制处理器MFP12。其中，M3负责#1和#5磨煤机， M5负责#2和#4磨煤机，M7负责#3和#6磨煤机。自机组投运以来，处理器负荷率分别高达96%、97、%91%，很有代表性。以下以此节点为对象进行分析。
2.1系统硬件配置方面：
硬件统计表如下：
从上表中可以看出，MFP12的最大块地址数是10000，实际所用块数为6000左右，略偏大但也在正常范围之内。
2.3逻辑组态方面：
经检查，该节点的每个MFP中存在着较大的功能组逻辑，这些逻辑是在电厂基建时的初始设计，有的虽然经过调试但在电厂正常投入运行后基本不用，但这些组态一直留存了下来，白白地消耗着处理器的资源。
3、处理对策：
针对处理器负荷率高的问题，有两种处理办法可以尝试。一是优化组态，对逻辑尽可能精炼、简单而适用，同时将废旧逻辑删除、清理；二是对处理器模件进行升级，更换处理能力强控制器。前者是解决内因问题，但操作起来费时费力，难度较大，后者简单易行，但存在费用问题。以下主要针对处理器升级方面进行对策分析。
Symphony系统的控制处理器一直在不断升级更新，较新的有桥控制器（BRC）。该控制器模件除了具备一般处理器的基本功能如运行控制组态、通过扩展总线与I/O子模件连接、进行相应的过程数据处理和控制等之外，还是一个高性能、大容量的过程数据处理和完成过程控制的处理器，该控制器采用了表面粘贴技术和可组态技术，使控制器能够有效地完成数据和程序密集的过程控制及管理功能。MFP与BRC技术参处对比如下：
3.1微处理器方面：
微处理器为控制器的核心部件，用于处理各种数据和进行多种控制运算，其处理能力决定了控制器模件的处理能力。MFP的微处理器为32位，而BRC的为32位主频可高达160MHZ的CPU，核心部件上BRC功能进了一大步。
3.2.存储器方面：
两种处理器都有三种存储器：
ROM：存储模件固件，即操作系统及功能码数据库。
SDRAM：存储运行的控制组态及中间运算结果。
NVRAM：存储用户的控制组态。
从主要技术参数表中可以看到，MFP的ROM容量仅为512K， BRC可达到2M， MFP的SDRAM容量仅为512K， BRC可达到8M；存储容量上有了质的飞跃，而存储容量则是提升处理速度的重要指标。
3.3.数据通信：
从数据通讯及传输方面，MFP与BRC有很大的不同，MFP为一条数据高速公路，而BRC有8位及32位两条数据通道，数据处理上有了很大的变化，后者显然优于前者。
冗余链方面，当MFP与BRC的控制器模件冗余配置时，2个模件间都使用一双并行的通讯链连接起来，主模件处于执行方式时，冗余模件则处于热备等待方式，并且通过冗余链接收一个块输出的拷贝，如果主模件产生故障，热备模件会通过该链完成切换而在线，并且也不会中断过程。但MFP冗余链通信速率为1Mbaud，而BRC为4Mbaud
4、效果对比
2012年11月，利用#3机组临修机会，我们对的#3机组PCU17的三对控制处理器进行升级，将原来的MFP12更换为BRC300，升级后，负荷率有了飞跃性的降低。以下为对比表。
控制处理器 原负荷率 升级后负荷率