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

關鍵詞：PLC；冗余電源模塊；MB+通信方式；上位監視軟件

1 原SCS系統存在的問題

吳涇熱電廠在20世紀90年代初投運的2臺300MW火電機組，原SCS控制系統自投運起一直運用至今。該系統主要控制六大風機、空預器、給水泵、凝泵、真空泵、疏水系統等的相關連鎖和保護功能。原系統采用MODICON-984系列的PLC系列的卡件，以雙機熱備組態CPU，由9個遠程站、35個機架、2700余點I/O信號構建了該系統。經過十幾年的運行，主要存在以下問題：

（1）設備老化，設卡件性能不穩定。該系列控制卡件早已停產，品備件無法采購。

（2）系統組態不合理。原控制系統采用單電源卡配遠程站設置，并在該遠程站下串接2～3個I/O機架，如果該遠程站電源或通信出現故障，會導致該遠程站及下帶的I/O信號全部失去，后果非常嚴重。

（3）原SCS-PLC控制系統與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側通信卡件上。然而，當PLC側CPU熱備切換后，MB通信也隨之切換，但上位DCS側通信卡件僅在DCS通信卡件故障時才會切換，不會因為下位系統通信切換而切換。所以，實際工作情況是當PLC側熱備切換，上位DCS系統卻無法跟隨PLC側MB通信切換而切換，造成通信中斷。

（4）編程軟件為WIN98平臺下的MODSOFT軟件，已經無法適應現在常用操作軟件的要求，備份非常不便。

2 SCS系統的硬件升級改造

原SCS系統采用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建起9個遠程站、35個機架、2700余點I/O信號。I/O模塊都為標準的交流220V輸入模塊，直流24V輸入輸出模塊，繼電器輸出模塊等。所以，模塊更新升級到QUANTUM系列，基本為一一對應的更替。本地站采用140CPU534配置，I/O模塊采用140系列對應模塊。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架后，將原來35個機架降至29個機架，節省了不少安裝空間。

3 SCS系統組態優化及電源冗余配置

原SCS系統采用單電源卡配遠程站設置，并在該遠程站下串接2～3個I/OP機架。這種組態安全穩定性較差。一旦電源卡出現故障，可能導致該機架失電，以及同在一個串接回路中的2～3個I/O機架全部失電，這些機架上I/O卡件所帶的I/O點全部失去，造成嚴重后果。我廠曾經因為SCS系統電源卡發生故障，造成重要輔機跳機，甚至發生MFT的事件。考慮到SCS系統在主控系統中的重要地位，此次升級改造將SCS系統進行組態優化及冗余電源的配置。

組態優化是將原來2～3個串接連接的I/O機架各自獨立組態為遠程站，每一個機架出現電源通信故障都不影響其他機架的正常工作。另外，將遠程站原單電源配置升級為QUENTUM系列冗余電源配置。當其中某一電源卡發生故障，冗余電源將獨立為機架供電，并顯示故障指示燈，提示維護人員更換電源卡。

4 解決SCS系統與上位DCS系統通信切換問題

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。通過此次升級改造，將原MB通信方式升級為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側主備切換，MB+通信卡采用相同地址，DCS側可將該地址組態于MB+通信協議中，無論SCS側主備如何切換，DCS側都能通過MB+分支器查找到SCS側處于工作的PLC本地站與之通信。同樣，如果DCS側出現主備切換，也通過MB+分支器仍然保持與SS的通信聯絡。

5 SCS編程軟件的升級及上位軟件加裝

原SCS編程軟件是20世紀80年代的產品MODSOFT。該產品為16位DOS下的應用軟件，無法安裝于現有32位的操作系統（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LL984一種語言的編程工具，功能相對單一，編程器與PLC的通信方式為并不很穩定的MB通信方式，數據通信量較大的時候，速度顯得比較慢。

通過升級，編程軟件使用WINXP平臺下CONCEPT。MODSOFT可直接通過轉換工具向CONCEPT轉換，無須重新編程，但個別功能塊參數需重新設定。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，又加強了通信的穩定性。 在軟件升級過程中，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設備的畫面，使系統維護更加直觀；另一方面，在該上位軟件中添加了報表功能，將PLC中出現的狀態信號順序記錄下來，便于分析。

6 結語

現今的控制系統種類繁多，升級更替的速度非常快。MODICON作為在電廠應用非常廣泛的一種程序控制系統，近年來升級成QUANTUM、UNITY或者其他系列產品的工程屢見不鮮。通過此次SCS系統的升級，在更新了系統相應軟硬件的同時，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視功能，提高了原系統的可靠性和監控功能。

詳情請點擊： SCS-PLC程控系統的升級改造