摘 要：吳涇熱電廠30MW機(jī)組的SCS原采用美國莫迪康（MODICON）可編程控制器984系列，以雙機(jī)熱備的方式組態(tài)，MODSOFT軟件為編程工具，以MB的方式和上位DCS通信。此次SCS升級(jí)改造，采用MODICON的QUANTUM系列卡件，并以WINDOWS平臺(tái)下CONCEPT作為編程軟件，組態(tài)添置了冗余電源模塊，改變了原SS與DS上位系統(tǒng)的通信方式。通過加裝上位監(jiān)視軟件，增加了原SCS的穩(wěn)定性，提高了原程控系統(tǒng)的功能。

關(guān)鍵詞：PLC；冗余電源模塊；MB+通信方式；上位監(jiān)視軟件

1 原SCS系統(tǒng)存在的問題

吳涇熱電廠在20世紀(jì)90年代初投運(yùn)的2臺(tái)300MW火電機(jī)組，原SCS控制系統(tǒng)自投運(yùn)起一直運(yùn)用至今。該系統(tǒng)主要控制六大風(fēng)機(jī)、空預(yù)器、給水泵、凝泵、真空泵、疏水系統(tǒng)等的相關(guān)連鎖和保護(hù)功能。原系統(tǒng)采用MODICON-984系列的PLC系列的卡件，以雙機(jī)熱備組態(tài)CPU，由9個(gè)遠(yuǎn)程站、35個(gè)機(jī)架、2700余點(diǎn)I/O信號(hào)構(gòu)建了該系統(tǒng)。經(jīng)過十幾年的運(yùn)行，主要存在以下問題：

（1）設(shè)備老化，設(shè)卡件性能不穩(wěn)定。該系列控制卡件早已停產(chǎn)，品備件無法采購。

（2）系統(tǒng)組態(tài)不合理。原控制系統(tǒng)采用單電源卡配遠(yuǎn)程站設(shè)置，并在該遠(yuǎn)程站下串接2～3個(gè)I/O機(jī)架，如果該遠(yuǎn)程站電源或通信出現(xiàn)故障，會(huì)導(dǎo)致該遠(yuǎn)程站及下帶的I/O信號(hào)全部失去，后果非常嚴(yán)重。

（3）原SCS-PLC控制系統(tǒng)與DCS通信方式為MB方式。由主通信卡件和備用通信卡件各引1路MB通信線至上位DCS側(cè)通信卡件上。然而，當(dāng)PLC側(cè)CPU熱備切換后，MB通信也隨之切換，但上位DCS側(cè)通信卡件僅在DCS通信卡件故障時(shí)才會(huì)切換，不會(huì)因?yàn)橄挛幌到y(tǒng)通信切換而切換。所以，實(shí)際工作情況是當(dāng)PLC側(cè)熱備切換，上位DCS系統(tǒng)卻無法跟隨PLC側(cè)MB通信切換而切換，造成通信中斷。

（4）編程軟件為WIN98平臺(tái)下的MODSOFT軟件，已經(jīng)無法適應(yīng)現(xiàn)在常用操作軟件的要求，備份非常不便。

2 SCS系統(tǒng)的硬件升級(jí)改造

原SCS系統(tǒng)采用MODICON 984系列CPU作為本地站，以P890、P810等電源通信模塊和同軸電纜方式構(gòu)建起9個(gè)遠(yuǎn)程站、35個(gè)機(jī)架、2700余點(diǎn)I/O信號(hào)。I/O模塊都為標(biāo)準(zhǔn)的交流220V輸入模塊，直流24V輸入輸出模塊，繼電器輸出模塊等。所以，模塊更新升級(jí)到QUANTUM系列，基本為一一對(duì)應(yīng)的更替。本地站采用140CPU534配置，I/O模塊采用140系列對(duì)應(yīng)模塊。由于QUANTUM系列主板最大為16槽，原MODICOM 984系列主板最大為10槽，通過合并一些原配置卡件較少的機(jī)架后，將原來35個(gè)機(jī)架降至29個(gè)機(jī)架，節(jié)省了不少安裝空間。

3 SCS系統(tǒng)組態(tài)優(yōu)化及電源冗余配置

原SCS系統(tǒng)采用單電源卡配遠(yuǎn)程站設(shè)置，并在該遠(yuǎn)程站下串接2～3個(gè)I/OP機(jī)架。這種組態(tài)安全穩(wěn)定性較差。一旦電源卡出現(xiàn)故障，可能導(dǎo)致該機(jī)架失電，以及同在一個(gè)串接回路中的2～3個(gè)I/O機(jī)架全部失電，這些機(jī)架上I/O卡件所帶的I/O點(diǎn)全部失去，造成嚴(yán)重后果。我廠曾經(jīng)因?yàn)镾CS系統(tǒng)電源卡發(fā)生故障，造成重要輔機(jī)跳機(jī)，甚至發(fā)生MFT的事件。考慮到SCS系統(tǒng)在主控系統(tǒng)中的重要地位，此次升級(jí)改造將SCS系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)優(yōu)化及冗余電源的配置。

組態(tài)優(yōu)化是將原來2～3個(gè)串接連接的I/O機(jī)架各自獨(dú)立組態(tài)為遠(yuǎn)程站，每一個(gè)機(jī)架出現(xiàn)電源通信故障都不影響其他機(jī)架的正常工作。另外，將遠(yuǎn)程站原單電源配置升級(jí)為QUENTUM系列冗余電源配置。當(dāng)其中某一電源卡發(fā)生故障，冗余電源將獨(dú)立為機(jī)架供電，并顯示故障指示燈，提示維護(hù)人員更換電源卡。

4 解決SCS系統(tǒng)與上位DCS系統(tǒng)通信切換問題

原SCS本地主站和熱備站各有一條MB通信線與DCS主備MB通信卡相連。如果SCS出現(xiàn)主備切換，即原主站MB通信線切換到了熱備站MB通信線，而上位DCS MB通信卡并沒有因此而切換，造成SCS與DCS通信中斷。通過此次升級(jí)改造，將原MB通信方式升級(jí)為MB+通信，主站和熱備站MB+通信線通過MB+分支器合成一路送至DCS處，再由MB+分支器分為兩路連接到DCS主備MB+通信卡上。由于SCS側(cè)主備切換，MB+通信卡采用相同地址，DCS側(cè)可將該地址組態(tài)于MB+通信協(xié)議中，無論SCS側(cè)主備如何切換，DCS側(cè)都能通過MB+分支器查找到SCS側(cè)處于工作的PLC本地站與之通信。同樣，如果DCS側(cè)出現(xiàn)主備切換，也通過MB+分支器仍然保持與SS的通信聯(lián)絡(luò)。

5 SCS編程軟件的升級(jí)及上位軟件加裝

原SCS編程軟件是20世紀(jì)80年代的產(chǎn)品MODSOFT。該產(chǎn)品為16位DOS下的應(yīng)用軟件，無法安裝于現(xiàn)有32位的操作系統(tǒng)（如WINXP）中，備份仍使用3英寸磁盤，既不方便也不可靠。而且，MODSOFT只能作為L(zhǎng)L984一種語言的編程工具，功能相對(duì)單一，編程器與PLC的通信方式為并不很穩(wěn)定的MB通信方式，數(shù)據(jù)通信量較大的時(shí)候，速度顯得比較慢。

通過升級(jí)，編程軟件使用WINXP平臺(tái)下CONCEPT。MODSOFT可直接通過轉(zhuǎn)換工具向CONCEPT轉(zhuǎn)換，無須重新編程，但個(gè)別功能塊參數(shù)需重新設(shè)定。而且，CONCEPT支持TCP/IP通信，將原來編程器與PLC的MB通信改為TCP/IP通信，既提高了通信速度，又加強(qiáng)了通信的穩(wěn)定性。 在軟件升級(jí)過程中，還加裝了一套上位軟件INTOUCH。一方面，在該上位軟件中添加了相關(guān)設(shè)備的畫面，使系統(tǒng)維護(hù)更加直觀；另一方面，在該上位軟件中添加了報(bào)表功能，將PLC中出現(xiàn)的狀態(tài)信號(hào)順序記錄下來，便于分析。

6 結(jié)語

現(xiàn)今的控制系統(tǒng)種類繁多，升級(jí)更替的速度非常快。MODICON作為在電廠應(yīng)用非常廣泛的一種程序控制系統(tǒng)，近年來升級(jí)成QUANTUM、UNITY或者其他系列產(chǎn)品的工程屢見不鮮。通過此次SCS系統(tǒng)的升級(jí)，在更新了系統(tǒng)相應(yīng)軟硬件的同時(shí)，還加裝了冗余電源的配置，解決了與上位DCS通信切換的問題，并安裝了上位軟件提供監(jiān)視功能，提高了原系統(tǒng)的可靠性和監(jiān)控功能。

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