SOE 模块产生的信号叫SOE 量，即事件顺序记录（Sequence of event），目前主要应用于要求准确记录开关量输入时间的监控对象，以便区分多个受控对象动作的先后顺序。SOE 采集模块通常要求能够以毫秒级的时间间隔评估输入信号状态，能对模块的输入进行预处理并以二进制值、计数器值或事件的形式将这些输入传输给PLC。由于时标的存在，使得SOE 模块与常规的输入模块很不一样。该类模块通常使用软件时钟创建毫秒级间隔时间。该软件时钟通常借助外部时间信号（标准时间接受器）以1 min 的时间间隔进行同步。外部时间信号可采用DCF77信号或者GPS时钟对时。因此，从某种意义上说，SOE信号相当于一个带时标的开入量，但它的分辨率更高。 1.2 SOE 量的主要作用
在电厂监控系统中，国家设计规范要求对机组的运行工况（停机、发电、调相、抽水等）、6 kV 及以上电压断路器、反映厂用电源情况的断路器和自动开关、反映系统运行状况的隔离开关的位置信号、主要设备的事故及故障信号、以及主要设备的总事故及总故障信号进行采集。监控系统采集的涉及故障、事故的继电保护及系统安全自动装置的动作信号，电压等级等于或高于发电机机端电压的断路器的位置信号，必须进行顺序记录（SOE 量）。可见，这些测点在故障和事故分析中比一般的开关量信号更加重要。例如在水电站监控系统中SOE量主要作用在于以下几方面：
（1）重要的监视功能，对一些比较重要的量上送中控室，给运行人员进行分析判断； （2）作为启动事故流程的启动源，对事故进行处理，如事故低油压信号、轴承温度过高信号、密封水中断、水导外循环冷却水中断、紧急停机按钮动作、保护动作信号，一出现这些重要的事故信号立刻启动相应的事故流程，如降负荷、跳开关、关导叶、灭磁动作等；
（3）用来进行事故追忆，当发生事故时，自动打印并显示与事故有关的参数的历史值和事故期间的采样值，如追忆记录220 kV 及以上电压的各段母线频率及三相电压、220 kV 及其以上电压的出线三相电流、大型发电机的三相电压、三相电流等，这些信息对事故分析都能起到很重要的作用；
（4）满足电网安全的需要，把一些重要开关的分合及机组事故信号通过101、104 通信及时上送调度部门，使调度员快速了解现场各种设备运行及异常情况，对系统事故做出准确的判断和处理。如电厂必须把接入系统的重要开关的A、B、C 三相最后一相的合闸变位精确动作时间与最早一相的分闸变位精确动作时间（精确到毫秒）通过通信系统直接将其打包成SOE 报文后发送给调度单位主站系统，以便主站系统对事件和时间进行记录和分析。 2 SOE 量应用中的主要问题
随着SOE 模块应用越来越广泛，相继出现了一些问题，在一定程度上制约了它的使用，最主要的表现就是信号的误报。误报的主要原因有以下几方面： （1）敏感性过强
从SOE 模块的结构上分析，该输入模块是智能事件记录模块，对外界信号变化反应的确非常敏感。正常输入测点电压是24 V，实验中检测门槛电压为10.5 V。即只要模块输入端出现大于等于10.5 V的交流或者直流电压都有可能使SOE 信号产生上升沿，对捕捉到的错误上升沿，如果不能在后期的滤波和校验中进行识别剔除，就会产生错误变位。 （2）自身故障
在实验中发现，SOE 模块的某些内部故障已可能导致信号变位，例如严重模块错误、参数化错误、与PLC的通讯错误，时间没有同步、缓冲器溢出等等。有些模块故障可以通过模块的自检发现，并经软件处理后屏蔽掉故障SOE 量信号；而有些故障却无法屏蔽。当出现模块与PLC通讯故障时，模块本身并没有故障，模块本身测点的品质仍然是好的，SOE 量仍然在监控软件中有效使用，这就有可能造成了SOE 信号的误报。 （3）外部时钟故障
SOE 模块在没有收到外部的同步时钟时，也可能出现SOE 信号错误变位。在SOE 模块采用GPS 对时过程中，对时装置要接受3 颗或以上卫星的发射信息来提取时间信息，当这样的接受信息受到电磁污染（如强发射器、交换站和机场）、封闭的空间或操作间、天线电缆长度太长、强降雪和降雨天气的影响时，导致ERT 的时钟不能同步，会引起SOE 量的错误变位。 （4）外部干扰
由于SOE 模块工作在电厂复杂的电磁环境中，SOE 信号还有可能受到各种干扰源的影
响，如由于电源和控制线开关切换或雷击引起并出现的振荡波的干扰、来自切换瞬态过程（切断感性负载、继电器触点弹跳等）的各种电快速瞬变脉冲群的干扰、工频电流（故障条件下的电流幅值较大）产生的工频磁场、来自操作者和对邻近物体的静电放电时的干扰、来自9kHz～80MHz 频率范围内射频发射机电磁干扰等，这些都有可能导致模块发生变位。个别产品在实验室中模拟到静电放电试验产生的错误信号变位现象。为杜绝此问题，有关规程规定事件顺序记录量的数据采集与处理功能应进行状态变位及防抖动测试、分辨率测试、雪崩处理测试、抗干扰度试验等，并明确瞬时性的骚扰对测量值可以暂时偏差，数据传输可以暂时丧失功能，但应是可以修复的。抗干扰度试验都属于型式试验，只在产品定型前完成，一般不允许再在现场做，因此使用单位无法主动查找，只能被动防范。 3 SOE 量防误主要措施
SOE 信号作为故障、事故输入信号，一般都直接作用于启动事故停机流程，如果误动，将造成事故停机。大型电厂单机容量大，甩负荷过程中对系统的冲击大，对电网的安全造成一定的危害，所以这样的误动作电厂不能承受，必须采取相应的防误措施。在使用中发现，虽然SOE 量与普通开关量信号都是反应状态改变的信号，但开关量经较长时间的滤波，抗干扰能力总体上要比SOE 量强，可靠性更高。在一些时间精度要求不是很高的场合，可以用开关量代替SOE 量；但对需要精确上送时标的开关量，还只能使用SOE 量。因此，必须采取防误报措施，常见的防误方法一方面是软件闭锁，另一方面是硬件完善。 （1）软件防误措施
对SOE 信号的软件防误的方法较多，实现相对较容易。SOE 量仅作为重要信息信号上送，不作为事故停机等重要控制操作的直接启动源，可以有效防止误动带来的严重后果。具体做法是将监控系统中重要的输入，采取SOE 量和普通开关量双路上送方式。普通开关量信号稳定、可靠，作为事故启动源和控制操作；SOE 量分辨率高、反应快，用于故障和事故分析。在某些特殊条件下，SOE 量必须参与控制，防止单一信号误动作，也可将SOE 量、普通开关量、间接开关量、模拟量等信息进行2 取2、3 取2 必要的逻辑组合，或对SOE 量延时处理提高逻辑判断的正确性。 （2）硬件防误措施
提高设备质量和改善运行条件是解决信号误动的根本方法。在硬件上采取的避免干扰的措施有：SOE 量模块配置的场地应尽可能避开强电磁场、强振动源和强噪声源的干扰，同时保障场地环境温度为0℃～40℃，改善运行环境；采用不间断电源供电，提高供电电源质量；保证可靠的屏蔽层一点接地，对同一电缆的各芯线应传送电平等级相同的信号，减小感应电
压影响；对SOE 量的输入以无源点方式接入或经光隔接入，消除电磁干扰；在SOE 量模块的内部参数上对去抖动与反跳过滤器进行合理设置，增加抗干扰性能；采用更完善的校验方法进行模块自检；完善和改进时钟信号，提高可靠性。
4 SOE性能测试及问题分析
单元机组DCS系统经长期运行后，硬件电路、电子元件出现老化，SOE系统可能会出现通道失灵、漏记、错记等现象。比如，有时SOE记录的异常事件顺序或时间间隔在逻辑上是明显错误的，那么在分析时则无法正确判断首发事件点， 因此很难确定事故原因。作为如此重要的子系统，在新机组调试、机组检修及设备维护中非常有必要对SOE的准确性进行性能测试。因此定期进行SOE性能测试是实现机组安全、稳定运行的重要保证，也是DCS性能评估体系中开展的重要工作之一。 （1）测试方法
SOE性能测试方法主要有三种，一是如图1所示，A、B为SOE卡件中待测的两个通道， 手动短接各通道，A1和A2 ，B1和B2，利用通道闭合时的细微时间差来检验SOE的分辨力。该方法优点是操作简便，可以检测SOE发生顺序，但无法精确测量各通道时间间隔，且每次只能检测两个通道。由于大部分电厂缺乏专用的SOE测试设备， 因此主要采取该方法进行粗略测试，测试结果仅可作为参考。第二种方法是采用全球定位系统（GPS）来对SOE进行性能测试， 这种方法已在继电保护的SCADA系统中应用， 在DCS中的应用还需要进一步研究。
图1 A、B测试通道
第三种方法是采用专业的SOE测试仪器对SOE系统进行验证。这种方法优点是测量精度高、可靠性好，便于分析测试结果。但SOE测试仪成本较高，适于专业检测机构、科研院所使用。 （2） 测试装置及内部原理
对于SOE的性能测试过程，DL/T 659-2006《火力发电厂分散控制系统验收测试规程》6.8.4 项中明确的规定：利用一台开关量信号发生器进行测试，信号发生器的准确度应达到0.1～0.3 ms，信号发生器应能送出间隔时间可在0.1～3 ms之间调节的2～3个开关量信号。将信号发生器的信号接入事件顺序记录的不同控制器的不同输入模件的输入端，改变信号发生器的间隔时间， 直至事件顺序记录无法分辨时为止，即为事件顺序记录的分辨力。分辨力不得超过1 ms（或按合同规定）。根据该规定， 在测试中使用某公司生产的0113-B型便携式DCS系统性能测试仪， 该测试仪精度为0.1 ms，可产生0.1～75 ms可调脉冲信号，硬件电路采用光电隔离设计， 提供高精确度标准脉冲信号，适用于系统的SOE功能测试、站间时钟同步测试等。整套测试装置由该测试仪和上位机组成。上位机通过25针并口与测试仪进行数据传输，USB口为测试仪供电。上位机包含性能测试主程序程序、数据采集与分析程序、硬件驱动程序，人机操作窗口用来设置脉冲信号分辨率、通道数量、信号先后顺序等，操作窗口见图2。测试仪接受上位机指令输出脉冲信号，输出端与被测SOE卡件各通道硬接线相连。图3所示， 在内部电路中，SOE测试仪通过控制Do使三极管高速导通， 采用OC门方式与SOE卡件相连，SOE卡件对采集到的信号进行数字滤波和光电隔离，然后送到DCS中进行进一步处理。
图2 SOE测试仪操作窗口
图3 SOE测试内部原理图
（3） 测试过程
对于大型机组来说，SOE测点众多，无法全部进行测试，只能抽样选择，每次选取4个通道，使用SOE测试仪与被测通道相连，测试方案有三种：一是对同一DPU同一SOE卡件的不同通道进行抽样测试； 二是对同一DPU不同SOE卡件进行通道测试；三是对不同DPU下的SOE卡件进行测试。测试前，首先需要重点核查是否有关联SOE的现场设备正在送电运行，防止测试工作影响到机组运行安全。若无设备运行，则需要确保SOE卡件的工作状态、报警指示灯、通信、SOE历史库等无异常，测试工作方可开始。测量步骤是：首先将0113-B型测试仪各输出通道的间隔时间设置为0.1 ms，触发各通道，跳变方式为0到1，检查SOE历史库记录的信号发生顺序是否与测试仪输出的顺序一致，各信号发生时间间隔是否与测试仪设置的时间间隔（0.1 ms）一致，若任一不一致则重新复位测试仪输出，将各通道输出设置为0，按0.1 ms/次逐渐增加测试仪间隔时间，重新触发各通道，直至信号顺序与时间间隔同设置完全一致，此时的时间间隔即为最小分辨力时间。为保证测试的可靠性，每组通道测试3次，有1次不合格即认为不合格。若增加到1 ms时间间隔还不一致则认为测试不合格，认定该SOE卡件已不符合规程规定，需进行进一步处理。4 测试结果及问题分析通过对多家电厂单元机组的SOE测试发现以下问题：
（1） 对于同一DPU同一SOE卡件测试和同一DPU不同SOE卡件测试结果大部分符合≤1 ms的规程规定。
（2）对于DCS停电检修后重新恢复上电的SOE测试， 若出现测试结果不合格可首先检查环路
中Server 的时间级别设置， 重新调整主Server的时钟， 待所有设备相应完成各自的时间调整后重新测试。
（3）由于DCS长期运行，不可避免出现电子电路老化，SOE卡件工作不正常，造成测试结果不合格。应及时更换不合格卡件，另外在机组日常运行时，应按照相关规程要求保证电子间的温度、湿度在规定范围内， 减缓因环境因素引起的电子元件老化问题并定期进行SOE测试。 （4）对于不同DPU下SOE测试不合格问题，建议将不同DPU下的SOE采集卡尽量安装在同一DPU中，这样可避免不同DPU时钟不同步现象。若因设计原因，实在无法配置在同一DPU中的，可采取更换卡件、加装GPS时钟方法实现时间统一。
（5）在某些电厂的运行中发现一些重要的跳机、跳闸信号没有出现在SOE历史记录中。除了硬件原因外，则是由于在热工保护中一般定义为“1”动作，但个别保护定义为“0”触发，因此动作条件需定义为“0”触发。对于这种情况可检查相关保护逻辑，并进行重新组态。 （6）SOE功能在有的电厂中未充分利用。有的机组很多关键开关量信号，如MFT触发条件、手动跳机、火焰消失信号、重要辅机跳闸的始发条件等信号，均未引进SOE，因此没有充分发挥SOE系统的作用，不利于对机组和重要辅机跳闸进行及时、准确的判断和分析。建议新机组在设计时应注意SOE的配置， 投产后的机组可在机组检修期间对SOE系统进行硬件整改和软件完善， 在日后的运行过程中可为运行操作人员迅速判断事故原因、了解事故过程、区别人为因素和非人为因素提供客观依据。
（7）SOE是分析大型机组故障必不可少的工具，有关专业人员应该充分利用和掌握，经常对记录资料进行分析， 还可以发现设备潜在的隐患和操作上存在的问题，超前预防系统故障的发生。 5 结语
在电厂的生产运行中， SOE历史记录对分析事故原因起着很重要的作用， SOE工作不正常将会误导事故分析的方向， 延误解决问题的时间，甚至无法分析出造成事故的原因。SOE测试 针对电厂多台机组SOE测试不合格问题进行了及时处理和分析，并提出多项整改建议，防患于未然，这对于确保DCS系统及整个机组运行提供了重要的安全保障。对SOE 量误报原因进行了简要分析，结合在电厂中的使用经验，从硬件与软件两方面提出了预防建议。任何元件的误动作，都是多方面因素造成的，最根本的办法还是有关设备制造厂家改进设计、提高元件制造水平和电磁兼容性，从根本上提高可靠性水平。
参考文献
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［2］ DL/T 659-2006火力发电厂分散控制系统验收测试规程［S］.
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[4]DL/ T 5065- 2009 水力发电厂计算机监控系统设计规范[S]. [5]DL/ T 822- 2002. 水电厂计算机监控系统试验验收规程[S].
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