SCS-PLC程控系统的升级改造

摘 要：吴泾热电厂30MW机组的SCS原采用美国莫迪康（MODICON）可编程控制器984系列，以双机热备的方式组态，MODSOFT软件为编程工具，以MB 的方式和上位DCS通信。此次SCS升级改造，采用MODICON的QUANTUM系列卡件，并以WINDOWS平台下CONCEPT作为编程软件，组态添置了冗余电源模块，改变了原SS与DS上位系统的通信方式。通过加装上位监视软件，增加了原SCS的稳定性，提高了原程控系统的功能。

关键词：PLC；冗余电源模块；MB 通信方式；上位监视软件

1 原SCS系统存在的问题

吴泾热电厂在20世纪90年代初投运的2台300MW火电机组，原SCS控制系统自投运起一直运用至今。该系统主要控制六大风机、空预器、给水泵、凝泵、真空泵、疏水系统等的相关连锁和保护功能。原系统采用MODICON-984系列的PLC系列的卡件，以双机热备组态CPU，由9个远程站、 35个机架、2700余点I/O信号构建了该系统。经过十几年的运行，主要存在以下问题：

（1）设备老化，设卡件性能不稳定。该系列控制卡件早已停产，品备件无法采购。

（2）系统组态不合理。原控制系统采用单电源卡配远程站设置，并在该远程站下串接2～3个I/O机架，如果该远程站电源或通信出现故障，会导致该远程站及下带的I/O信号全部失去，后果非常严重。

（3）原SCS-PLC控制系统与DCS通信方式为MB方式。由主通信卡件和备用通信卡件各引1路MB通信线至上位DCS侧通信卡件上。然而，当PLC侧 CPU热备切换后，MB通信也随之切换，但上位DCS侧通信卡件仅在DCS通信卡件故障时才会切换，不会因为下位系统通信切换而切换。所以，实际工作情况是当PLC侧热备切换，上位DCS系统却无法跟随PLC侧MB通信切换而切换，造成通信中断。

（4）编程软件为WIN98平台下的MODSOFT软件，已经无法适应现在常用操作软件的要求，备份非常不便。

2 SCS系统的硬件升级改造

原SCS系统采用MODICON 984系列CPU作为本地站，以P890、P810等电源通信模块和同轴电缆方式构建起9个远程站、35个机架、2700余点I/O信号。I/O模块都为标准的交流220V输入模块，直流24V输入输出模块，继电器输出模块等。所以，模块更新升级到 QUANTUM系列，基本为一一对应的更替。本地站采用140CPU534配置，I/O模块采用140系列对应模块。由于QUANTUM系列主板最大为 16槽，原MODICOM 984系列主板最大为10槽，通过合并一些原配置卡件较少的机架后，将原来35个机架降至29个机架，节省了不少安装空间。

3 SCS系统组态优化及电源冗余配置

原SCS系统采用单电源卡配远程站设置，并在该远程站下串接2～3个I/OP机架。这种组态安全稳定性较差。一旦电源卡出现故障，可能导致该机架失电，以及同在一个串接回路中的2～3个I/O机架全部失电，这些机架上I/O卡件所带的I/O点全部失去，造成严重后果。我厂曾经因为SCS系统电源卡发生故障，造成重要辅机跳机，甚至发生MFT的事件。考虑到SCS系统在主控系统中的重要地位，此次升级改造将SCS系统进行组态优化及冗余电源的配置。

组态优化是将原来2～3个串接连接的I/O机架各自独立组态为远程站，每一个机架出现电源通信故障都不影响其他机架的正常工作。另外，将远程站原单电源配置升级为QUENTUM系列冗余电源配置。当其中某一电源卡发生故障，冗余电源将独立为机架供电，并显示故障指示灯，提示维护人员更换电源卡。

4 解决SCS系统与上位DCS系统通信切换问题

原SCS本地主站和热备站各有一条MB通信线与DCS主备MB通信卡相连。如果SCS出现主备切换，即原主站MB通信线切换到了热备站MB通信线，而上位DCS MB通信卡并没有因此而切换，造成SCS与DCS通信中断。通过此次升级改造，将原MB通信方式升级为MB 通信，主站和热备站 MB 通信线通过MB 分支器合成一路送至DCS处，再由MB 分支器分为两路连接到DCS主备MB 通信卡上。由于SCS侧主备切换，MB 通信卡采用相同地址，DCS侧可将该地址组态于MB 通信协议中，无论SCS侧主备如何切换，DCS侧都能通过MB 分支器查找到SCS侧处于工作的PLC本地站与之通信。同样，如果DCS侧出现主备切换，也通过MB 分支器仍然保持与SS的通信联络。

5 SCS编程软件的升级及上位软件加装

原SCS编程软件是20世纪80年代的产品MODSOFT。该产品为16位DOS下的应用软件，无法安装于现有32位的操作系统（如 WINXP）中，备份仍使用3英寸磁盘，既不方便也不可靠。而且，MODSOFT只能作为LL984一种语言的编程工具，功能相对单一，编程器与PLC的通信方式为并不很稳定的MB通信方式，数据通信量较大的时候，速度显得比较慢。

通过升级，编程软件使用WINXP平台下CONCEPT。MODSOFT可直接通过转换工具向CONCEPT转换，无须重新编程，但个别功能块参数需重新设定。而且，CONCEPT支持TCP/IP通信，将原来编程器与PLC的MB通信改为TCP/IP通信，既提高了通信速度，又加强了通信的稳定性。

在软件升级过程中，还加装了一套上位软件INTOUCH。一方面，在该上位软件中添加了相关设备的画面，使系统维护更加直观；另一方面，在该上位软件中添加了报表功能，将PLC中出现的状态信号顺序记录下来，便于分析。

6 结语

现今的控制系统种类繁多，升级更替的速度非常快。MODICON作为在电厂应用非常广泛的一种程序控制系统，近年来升级成QUANTUM、UNITY或者其他系列产品的工程屡见不鲜。通过此次SCS系统的升级，在更新了系统相应软硬件的同时，还加装了冗余电源的配置，解决了与上位DCS通信切换的问题，并安装了上位软件提供监视功能，提高了原系统的可靠性和监控功能。