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文檔簡介

1、 報告編號: 廣西電力技術中心技術報告 北海電廠2×300MW級機組 輔助控制網(wǎng)絡系統(tǒng)測試報告 廣西電力技術中心2006年 3 月 19 日編 寫 人:項目參加人:審 核 人:批 準 人:北海電廠2×300MW級機組輔助控制網(wǎng)絡系統(tǒng)測試報告1 基本情況北海電廠2×300MW級機組輔助控制網(wǎng)絡系統(tǒng)可以實現(xiàn)全廠輔助車間采用集中監(jiān)控的方式,即在單元控制室內(nèi)輔控操作員站上能對:化學補給水系統(tǒng)、工業(yè)廢水系統(tǒng)、制氫站、加氯控制系統(tǒng)、綜合水泵房、凝結水精處理系統(tǒng)、除渣控制系統(tǒng)、氣力除灰系統(tǒng)、輸煤程控系統(tǒng)、煤水處理系統(tǒng)、斗輪機、卸船機、電除塵控制系統(tǒng)、暖通空調(diào)系統(tǒng)等進行監(jiān)控。北海

2、電廠2×300MW級機組輔助網(wǎng)絡控制系統(tǒng)采用典型的C/S網(wǎng)絡結構,服務器的上層網(wǎng)為輔助控制網(wǎng)絡,服務器的下層網(wǎng)為水、煤、灰三個車間級控制網(wǎng)絡,上層網(wǎng)和下層網(wǎng)均采用100M冗余光纖以太網(wǎng)。北海電廠2×300MW級機組輔助網(wǎng)絡控制系統(tǒng)已于2005年3月正式移交生產(chǎn)運行。根據(jù)該科研項目鑒定驗收的要求,2006年3月7日至9日廣西電力技術中心對該輔控網(wǎng)系統(tǒng)進行現(xiàn)場在線測試,測試工作包括了輔控網(wǎng)的硬件系統(tǒng)測試、操作員站測試、工程師站測試、PLC站測試及各應用功能測試等方面的內(nèi)容;通過現(xiàn)場測試對該系統(tǒng)的功能和性能作出評價。1.1輔控網(wǎng)系統(tǒng)的主要配置北海電廠2×300MW級機組

3、輔助網(wǎng)絡控制系統(tǒng)主要硬件配置如下: 1臺工程師站、 1臺歷史站、3臺冗余操作員站、2臺冗余的主交換機及2臺冗余的服務器,連接介質(zhì)為光纖,室外采用鎧裝光纜連接,采用TCP/IP以太網(wǎng)通訊協(xié)議;以及水網(wǎng)、煤網(wǎng)、灰網(wǎng)各子系統(tǒng)的PLC控制系統(tǒng)。1.2輔控網(wǎng)系統(tǒng)的功能輔控網(wǎng)系統(tǒng)把全廠的輔助車間的集中起來進行監(jiān)控,把水、煤、灰三個監(jiān)控網(wǎng)絡集中起來形成全廠的輔助控制公用網(wǎng),極大地提高了電廠的生產(chǎn)效率,并把控制系統(tǒng)和信息系統(tǒng)緊密的結合起來,實現(xiàn)高度集中的全廠輔助系統(tǒng)的新型生產(chǎn)模式,使全廠的控制水平達到一個嶄新的臺階;火電廠輔控網(wǎng)系統(tǒng)實現(xiàn)監(jiān)控網(wǎng)絡化和集中控制,可以提高輔助車間運行與管理水平、減少運行和維護人員,

4、提高電廠運行的安全性和經(jīng)濟性。2測試目的、依據(jù)和測試用儀器設備2.1 測試目的通過對北海電廠2×300MW級機組輔助網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的在線測試,檢驗輔控網(wǎng)系統(tǒng)中所有硬件、軟件的性能;I/O系統(tǒng)的精度、抗干擾能力;以及系統(tǒng)整體的可靠性、可維護性、實時性等技術經(jīng)濟指標;檢驗輔控網(wǎng)系統(tǒng)所覆蓋的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、模擬量控制系統(tǒng)、順序控制系統(tǒng)、聯(lián)鎖和保護等主要控制子系統(tǒng)的功能。2.2 測試依據(jù)由于目前沒有專用的輔控網(wǎng)測試規(guī)程,這次測試參照以下規(guī)程和資料進行:a“火力發(fā)電廠分散控制系統(tǒng)在線驗收測試規(guī)程”DL/T659-1998b“火力發(fā)電廠模擬量控制系統(tǒng)在線驗收測試規(guī)程”DL/T657-1998c“火力

5、發(fā)電廠順序控制系統(tǒng)在線驗收測試規(guī)程”DL/T658-1998d 北海電廠300MW機組輔助網(wǎng)絡控制系統(tǒng)技術協(xié)議書e 輔助網(wǎng)絡控制系統(tǒng)硬件及軟件說明書f 各PLC子系統(tǒng)硬件及軟件說明書23測試所用儀器設備a溫度計-玻璃管式;b濕度計-玻璃管式;c秒表-機械式;d對講機-Motorola PD11 ;e數(shù)字萬用表- FLUKE111;f 過程校準儀-FLUKE-743;g過程校準儀-FLUKE-725;3測試內(nèi)容和結果3.1輔控網(wǎng)系統(tǒng)硬件測試3.1.1系統(tǒng)運行環(huán)境測試測試項目包括檢查各設備間和控制室的環(huán)境溫度、清潔、供電電壓、供電頻率等,各測試地點的測試數(shù)據(jù)如表1所示,測試結果表明系統(tǒng)運行環(huán)境滿足

6、設備廠家的現(xiàn)場應用條件的要求。表1:日期時間測試地點溫度濕度清潔狀況供電電壓供電頻率3月7日16:00工程師站23070良好2227VAC49.96HZ3月7日16:10控制室22069良好2202VAC49.99HZ3月7日16:30設備間23571良好2220VAC49.98HZ3.1.2 電源切換試驗輔控網(wǎng)系統(tǒng)的電源柜入口配置有2路輸入電源,現(xiàn)場測試時,選擇了輸煤程控系統(tǒng)進行電源切換試驗,將主供電回路電源的空氣開關斷開,電源自動切換到輔回路電源供電,系統(tǒng)能正常工作,然后將主供電回路電源的空氣開關合上,電源自動切回主供電回路,系統(tǒng)能保持正常工作。3.1.3 系統(tǒng)的接地情況檢查檢查整個輔控網(wǎng)

7、系統(tǒng)的接地情況,所用的屏蔽電纜的屏蔽層單點機柜側接地。輔控網(wǎng)系統(tǒng)與電廠電力系統(tǒng)共用一個接地網(wǎng),工程師站、操作員站、服務器等設備的接地并入DCS控制系統(tǒng)地線,與電氣接地網(wǎng)只有一個連接點,各PLC子系統(tǒng)的接地在就地控制機柜并入電氣接地網(wǎng),接地電阻符合制造廠的技術條件和有關標準的規(guī)定。3.1.4 系統(tǒng)抗干擾能力測試a 檢查電纜橋架中各子站的信號電纜的敷設,基本上符合分層布置的要求。b 模擬量信號電纜采用總屏屏蔽電纜,開關量信號電纜采用鎧裝屏蔽電纜。c 對化水補給水系統(tǒng)控制機柜、廢水處理系統(tǒng)控制機柜、輸煤程控系統(tǒng)0號皮帶、1號皮帶遠程控制站進行抗干擾能力測試,打開控制站機柜門,用功率為5瓦、頻率為40

8、0-500MHz的對講機在距離柜門0.5米處產(chǎn)生高頻干擾,觀察化水補給水系統(tǒng)PLC、廢水處理系統(tǒng)PLC、輸煤程控系統(tǒng)PLC的工作均無異常出現(xiàn);操作員站流程圖上相關參數(shù)顯示無異常;CRT屏幕顯示無異常。3.1.5 計算機硬件容錯能力測試在1號操作員站和工程師站進行了計算機硬件容錯能力測試,任意操作鍵盤上未經(jīng)定義的操作,系統(tǒng)能照樣正常工作,沒有出現(xiàn)出錯或死機的情況。3.1.6 模件可維護性試驗按產(chǎn)品技術規(guī)范,PLC系統(tǒng)的所有模件均可帶電熱插拔?,F(xiàn)場測試時,選擇了化水補給水系統(tǒng)第5塊模件ACI04000、輸煤程控系統(tǒng)的遠程1站1-5DDI-353-00模件進行插拔試驗,當模件拔出后,工程師站Conc

9、ept組態(tài)軟件的設備狀態(tài)監(jiān)視表上有該模件的故障指示;而將模件重新插入后,模件能正常工作、設備狀態(tài)監(jiān)視表上相應故障指示消失。3.1.7 系統(tǒng)重置能力測試將工程師站的雙網(wǎng)拔開分離網(wǎng)絡,對輔網(wǎng)系統(tǒng)的工作沒有影響;將工程師站重新掛接網(wǎng)絡并啟動后,工程師站在60S內(nèi)恢復工作。進入Concept組態(tài)軟件,試驗“建立/刪除控制功能塊”操作,組態(tài)軟件能正常工作。3.1.8 網(wǎng)絡冗余測試在輔控網(wǎng)的網(wǎng)絡結構中,系統(tǒng)網(wǎng)絡為雙網(wǎng)冗余配置,現(xiàn)場網(wǎng)絡冗余測試時,選擇了工程師站、化水補給水系統(tǒng)PLC、輸煤程控系統(tǒng)PLC的網(wǎng)絡冗余進行了測試,先將A網(wǎng)絡拔開,B網(wǎng)絡均能隨即投入工作模式,恢復A網(wǎng)絡,顯示狀態(tài)正常;然后將B網(wǎng)絡拔

10、開,A網(wǎng)絡均能隨即投入工作模式,雙網(wǎng)的工作切換能順利、正確地實現(xiàn),測試結束前,對B網(wǎng)絡予以恢復。3.1.9 服務器冗余切換試驗本輔控網(wǎng)系統(tǒng)中的服務器為雙機冗余配置,工作服務器與備用服務器之間是可以實現(xiàn)在線切換的。在測試過程中,將工作服務器Server1復位,備用服務器Server2能順利、正確地切換至工作狀態(tài),操作員站上彈出建立連接窗口,確認后操作員站工作正常;Server1重啟正常后,處于備用服務器工作狀態(tài),將工作服務器Server2復位,備用服務器Server1能順利、正確地切換至工作狀態(tài),操作員站上彈出建立連接窗口,確認后操作員站工作正常。3.1.10I/O站主控單元冗余切換試驗大部分P

11、LC站主控CPU單元都是冗余配置,由于設備運行的原因,現(xiàn)場測試時,只抽查了化水補給水系統(tǒng)和輸煤程控系統(tǒng)兩個個子站。將化水補給水系統(tǒng)子站內(nèi)的工作主控CPU單元斷電,備用主控CPU單元能隨即投入工作模式,切換過程沒有產(chǎn)生擾動,上位操作員站及整個系統(tǒng)能照樣正常工作;恢復工作主控CPU單元,將備用主控CPU單元斷電,工作主控CPU單元能隨即投入工作模式,切換過程沒有產(chǎn)生擾動,上位操作員站及整個系統(tǒng)能照樣正常工作;結束測試前,恢復該子站原來的工作狀態(tài)。將輸煤程控系統(tǒng)子站內(nèi)的工作主控CPU單元斷電,備用主控CPU單元能隨即投入工作模式,切換過程沒有產(chǎn)生擾動,上位操作員站及整個系統(tǒng)能照樣正常工作;恢復工作主

12、控CPU單元,將備用主控CPU單元斷電,工作主控CPU單元能隨即投入工作模式,切換過程沒有產(chǎn)生擾動,上位操作員站及整個系統(tǒng)能照樣正常工作;結束測試前,恢復該子站原來的工作狀態(tài)。3.1.11系統(tǒng)I/O裕量檢查檢查系統(tǒng)配置的輸入點數(shù)和輸出點數(shù),實際使用的輸入點數(shù)和輸出點數(shù),判斷輸入輸出通道的余量能否滿足技術規(guī)范中不得低于總輸入輸出通道數(shù)的1015的要求;統(tǒng)計結果如表2所示,除了卸船機、化水AI/AO,暖通系統(tǒng)AI,除渣AO,精處理系統(tǒng)DO,煤水系統(tǒng)DI等輸入輸出通道的余量不滿足技術規(guī)范中要求外,其余均可以滿足。表2: 卸船機測點類型總數(shù)實際備用量DI54443411020.2%DO26520560

13、22.6%AI8800%AO8800%斗輪機測點類型總數(shù)實際備用量DI3202219930.9%DO112753733.0%化水測點類型總數(shù)實際備用量DI2882474114.2%DO1921266634.3%AI646311.5%AO4400%廢水測點類型總數(shù)實際備用量DI2241863816.9%DO1601243622.5%AI3225721.8%AO129325.0%綜合水泵房測點類型總數(shù)實際備用量DI128992922.6%DO3224825.0%AI3225721.8AO41375.0%綜合水系統(tǒng)雨水調(diào)節(jié)池測點類型總數(shù)實際備用量DI64471726.5%DO32221031.2%A

14、I87112.5%AO0制氯系統(tǒng)測點類型總數(shù)實際備用量DI32181437.5%DO3223928.1%AI1610637.5%AO0暖通系統(tǒng)測點類型總數(shù)實際備用量DI2281646428.0%DO2241715323.6%AI128118107.8%AO48381035.7%制氫系統(tǒng)測點類型總數(shù)實際備用量DI4843510.4%DO7264811.1%AI48361225.0%AO129325.0%精處理系統(tǒng)測點類型總數(shù)實際備用量DI3623154311.8%DO19218484.1%AI118972117.8%AO2417729.1%輸煤系統(tǒng)測點類型總數(shù)實際備用量DI76864812015

15、.6%DO4804087215.0%AI40271332.5%AO42250.0%煤水系統(tǒng)測點類型總數(shù)實際備用量DI525023.8%DO5648814.2%AIAO氣力除灰測點類型總數(shù)實際備用量DI144934741.2%DO1761413519.8%AI1611531.2%AO000氣力除灰遠程站測點類型總數(shù)實際備用量DI64531117.1%DO4840816.6%AI43125.0%AO000除渣測點類型總數(shù)實際備用量DI104802423.0%DO64461828.1%AI128433.3%AO4400%除渣遠程站測點類型總數(shù)實際備用量DI8072810.0%DO56441221.4

16、%AI65116.6%AO000電除塵測點類型總數(shù)實際備用量DI1721603218.6%DO1281042418.7%AI161516.2%AO0003.1.12服務器、操作員站、工程師站計算機、PLC負荷率測試測試過程根據(jù)現(xiàn)場設備的運行情況,對服務器、操作員站、工程師站計算機和部分PLC作了負荷率方面的指標測試,測試數(shù)據(jù)如表3、表4所示。表3:站號#1服務器#2服務器工程師站#1操作員站#2操作員站#3操作員站CPU速度(MHz)28G28G28G28G28G28GCPU負荷率(%)31.0%22.0%35.0%22.0%25.0%21.0%內(nèi)存負荷率(%)54.8%55.6%26.5%5

17、6.3%58.6%50.6%表4:站號輸煤程控化水程控除渣程控暖通系統(tǒng)制氫系統(tǒng)IEC Free memory21.2%75.0%37.4%80.1%16.0%User program72.6%21.4%54.4%16.6%71.6%EFB library0.2%0.5%0.9%0.8%4.2%User data6.0%3.1%7.3%2.5%8.8%Grobal data used29.8%21.5%4.3%1.5%19.7%PLC scan time177ms/scan25.8ms/scan7.4ms/scan19.3ms/scan114ms/scan3.1.13模擬量精度測試模擬量精度測試

18、根據(jù)方案采取抽測的方法,抽測點主要是PLC系統(tǒng)中配置的過程量信號,抽測的數(shù)據(jù)如表5所示,綜合誤差基本能滿足PLC廠商技術規(guī)范的保證值及相關規(guī)程的要求。3.1.14開關量測試開關量的測試采取根據(jù)方案現(xiàn)場抽測的方法,在不同的PLC控制站選擇一些DI、DO點進行通斷測試,抽測的結果如表6所示,開關量抽測結果能滿足PLC廠商技術規(guī)范的保證值及相關規(guī)程的要求。表5測試點名稱4.0mA8.0 mA12.0 mA16.0 mA20.0 mA誤差陽樹脂裝卸罐進水管流量FT06(T/h)0.050.6071.5587.64100.181.042陽床進水管流量FT05(T/h)0.055.6878.7396.41

19、111.301.30除鹽水泵出口母管壓力PT02(kPa)0.00.250.500.751.00.0%混床用氣減壓閥出口壓力PT04(kPa)0.00.150.300.450.600.0%#2清水箱液位LT02(m)0.01.503.004.516.000.2%#1清水箱液位LT01(m)0.01.503.004.506.000%原水母管壓力PT01(MPa)0.00.150.300.450.600.0%混床堿加熱器出口溫度TT04()0.0315.0230.0445.0560.000.08%混床堿加熱器入口溫度TT03()0.0315.0330.0445.0460.000.06%去PH調(diào)節(jié)槽

20、廢水流量FI-102(T/h)0.049.9470.6586.5599.930.07表6 測試點名稱標簽號測點位置測點類型地址測試結果1浮床進水閥開到位Hs-dcv01-z0化水處理1遠程站DI100001正確2浮床進水閥開到位Hs-dcv11-z0化水處理1遠程站DI100033正確2陽床進水閥開到位Hs-dcv71-z0化水處理2遠程站DI100161正確消防水壓力高于1.0MPaZh-xfsyl-hl綜合水泵房1遠程站DI100076正確消防水壓力低0.8MPaZh-xfsyl-l3綜合水泵房1遠程站DI100078正確#1大雨水泵合閘指令Zh-dysba-st綜合水泵房2遠程站DO00

21、0033正確1號乙皮帶機三通振打器2啟動Sm-p1ystzdq2-q0輸煤系統(tǒng)1遠程站DO000065正確1號乙皮帶機啟動Sm-p1y-q0輸煤系統(tǒng)1遠程站DO000058正確3.2操作員站測試3.2.1 圖形顯示及操作測試分別進入操作員站中的水網(wǎng)部分、燃料部分、除灰部分、暖通和電除塵等系統(tǒng)工藝流程圖畫面,畫面的內(nèi)容、幅數(shù)均能滿足工藝運行的要求,畫面切換流暢,各模擬量操作監(jiān)測點的動態(tài)數(shù)值、棒圖、曲線和熱點窗口顯示正常;各開關量監(jiān)測點的動態(tài)變色顯示正常。3.2.2 畫面及系統(tǒng)響應時間測試在操作員站上連續(xù)調(diào)用精處理系統(tǒng)10幅工藝流程畫面作為復雜畫面,其顯示響應總時間為13.0s,可以計算得出CRT

22、畫面調(diào)出響應時間平均為1.3s;連續(xù)調(diào)用制氫系統(tǒng)10幅工藝流程畫面作為一般畫面,其顯示響應總時間為10.6s,可以計算得出CRT畫面調(diào)出響應時間平均為1.0s。3臺操作員站畫面動態(tài)數(shù)據(jù)刷新周期小于1s。測試時通過模擬操作器啟動2臺執(zhí)行機構,記錄從“給定值”變化到畫面反饋執(zhí)行機構開始動作的時間間隔,模擬量回路反應時間測試數(shù)據(jù)按表7所示。表7:名 稱12345平均2中間水箱入口調(diào)門1.0s1.0s1.0s1.0s1.0s1.0s1中間水箱入口調(diào)門1.0s1.0s1.0s1.0s1.0s1.0s3.2.3報警管理測試主要是通過以下測試判斷操作員站的報警管理功能是否符合要求。a、測試時選擇了精處理系統(tǒng)

23、1機過熱蒸汽PNa值(標簽名為:LS-V300093)作為模入量測試點,高報定值設為1.6,從相應端子上加載420mA輸入信號,并使該點發(fā)生報警,操作員站上報警匯總區(qū)域正確顯示了報警提示條的內(nèi)容。b、測試時選擇了除渣系統(tǒng)A脫水倉高料位報警(標簽名為:P2-TSCA-HF)作為開關量測試點,從相應端子上加觸點信號,使該點發(fā)生報警,操作員站上報警匯總區(qū)域正確顯示了報警提示條的內(nèi)容。c、調(diào)出操作員站上報警匯總區(qū)域,最多可列出最近1000條報警信息,能夠查看到上述報警發(fā)生的開始時間、結束時間、標簽名、當前值(模擬量)或當前狀態(tài)(開關量)、以及報警形式(高報、低報等)。d、在PLC子站的端子上撤銷除渣系

24、統(tǒng)A脫水倉高料位報警的報警,操作員站上報警匯總區(qū)域報警沒有從報警列表中消失,并正確記錄下報警結束時間。對報警管理的測試結果如表8所示: 表8:報警列表報警確認報警回顧報警打印模擬量符合要求符合要求符合要求要保存為文件后才能打印開關量符合要求符合要求符合要求要保存為文件后才能打印3.2.4歷史數(shù)據(jù)管理測試歷史數(shù)據(jù)管理測試主要是測試系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)庫管理功能是否符合要求。測試時打開歷史數(shù)據(jù)窗口,1幅趨勢顯示畫面可同時定義和顯示8條以上的歷史曲線。用鼠標操作可以令曲線左移或右移,可以顯示定時的參數(shù);歷史數(shù)據(jù)存儲和回讀速度能滿足系統(tǒng)運行要求。 3.2.5打印報表、屏幕硬拷貝、操作記錄功能測試對操作員站的

25、打印報表、屏幕硬拷貝、操作記錄功能測試的結果如下:a定時打印測試:系統(tǒng)具備定時打印功能,打印時先定時保存為報表文件,再人工對報表文件進行打??;報表格式、數(shù)據(jù)能滿足設計的要求。b隨機打印測試:測試時選擇需要打印的是化學補給水處理程控“實時運行數(shù)據(jù)報表” 按下“打印”鍵,報表能正確打印出來,報表格式與顯示格式一致。c屏幕硬拷貝測試:系統(tǒng)在線運行時,打開凝結水精處理程控主畫面,按下“屏幕拷貝”鍵,打印機能輸出正確的凝結水精處理程控主畫面黑白圖像。d操作記錄打印測試:選擇1號操作員站,記錄操作員的操作過程,打開操作員站的操作記錄顯示正確;操作記錄不可以直接打印,打印時先保存為報表文件,再人工對報表文件

26、進行打??;操作記錄報表格式、數(shù)據(jù)能滿足設計的要求。打印報表、屏幕硬拷貝、操作記錄功能測試結果如表9所示。表9:測試項目定時打印隨機打印屏幕拷貝操作記錄操作記錄打印測試結果存為文件后打印符合要求符合要求符合要求存為文件后打印 3.3工程師站測試3.3.1組態(tài)功能檢查輔控網(wǎng)的工程師站配置的是2.5和IFIX3.5組態(tài)軟件包,運行于Windows 2000系統(tǒng)下,供用戶實現(xiàn)應用系統(tǒng)的組態(tài)。該系統(tǒng)控制方案組態(tài)符合IEC1151-3標準,支持梯形圖組態(tài)語言,支持自定義算法模塊。由于系統(tǒng)從調(diào)試到測試時已運行將近兩年,從系統(tǒng)組態(tài)到調(diào)試到運行維護,系統(tǒng)的組態(tài)均保持良好的功能。3.3.2系統(tǒng)自診斷功能檢查工程師站系統(tǒng)軟件具有自診斷功能?,F(xiàn)場測試時,對3.1項硬件測試的各項測試過程中,在啟動了相關的CONCEPT組態(tài)軟件的情況下,在各PLC控制模件故障、服務器故障、PLC站內(nèi)I/O模件故障,系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)視報警均能如實準確地反應故障點位置。3.4模擬量控制功能測試輔控網(wǎng)模擬量控制系統(tǒng)只在制氫控制系統(tǒng)設置有:兩套制氫系統(tǒng)的液位調(diào)節(jié)、壓力調(diào)節(jié)、溫度調(diào)節(jié)和減壓系統(tǒng)的壓力調(diào)節(jié);測試時系統(tǒng)在閉環(huán)運行狀態(tài),進行了無擾切換檢查:對模擬量調(diào)節(jié)回路的自動/手動方式切換,能夠實現(xiàn)雙向無擾動,無需運行人員進行對位操作。對調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì),通過查詢運行的歷史數(shù)據(jù),表明調(diào)節(jié)品質(zhì)能夠滿足制氫系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的要求。3.5順序控制

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