马荣锋

摘  要：通过对监控系统上位机软件升级，由原来NC2000升级为NC3.0系统，现地控制LCU的PLC为单网单CPU系统改造为双网双CPU系统，以此来提高监控系统的运行可靠性。

关键词：监控系统;上位机;升级改造;LCU;CPU

1概述

万安溪水电站安装3台HLD87-LJ-150型立式水轮发电机组，装机容量为45MW，多年平均发电量1.357亿千瓦时。第二代监控系统于2009年改造，采用南瑞公司产品。监控系统上位机安装NC2000系统软件，机组现地LCU采用单个CPU及单网与上位机进行通讯。因万安电站要接入棉花滩电站远程集控统一管理，要求监控系统具有高度可靠性。原机组监控系统因运行时间较长，现地PLC电源模件、开入、开出、RIO、SOE等部分模件开始老化，单网通讯可靠性不高，监控系统历史站硬件老化及后续软件维护的不方便，电站决定进行监控系统升级改造，上位机升级为NC3.0系统，并更换历史服务器。

万安溪水电厂控制级现地控制LCU的PLC为单网单CPU系统，网络和CPU处理器均无热备用，存在较大风险。目前存在问题有：（1 ） 3台机和公用LCU网络通讯异常的问题，分析原因为CPU硬件版本较低并且1号机A网和2号机B网光电转换器工作异常。（2）1号机监控系统下位机LCU柜CPU经常出现死机现象。（3） 公用系统LCU柜1号主变温度、2号主变温度与现场误差很大。（4）三台机负荷调节均存在死区问题。（5）上位机数据库语音报警、正常不发语音与故障异常发出语音没有归类整理，容易造成运行人员麻痹心理。（6）历史库更新数据库后不能正常运行（计划此次改造更换） 。综上所述，电站决定将PLC的单网单CPU系统升级为双网双CPU系统，以此来提高监控系统的安全稳定性。

2项目实施范围

本次改造监控系统升级包括：

1、两台历史数据服务器更换新服务器，所有上位机服务器监控系统由NC2000升级为NC3.0，包括人机界面及C侧通信程序及驱动等。上下位机驱动均做升级以配合上位机NC3.0软件的使用。

2、下位机把单CPU模件插箱MB80 CHS809E更换为双CPU模件插箱MB80E CHS808E，将单个MB80 CPU721E更换为两个MB80 CPU722E，CPU中的程序只修改硬件配置，其他程序不做修改。

3项目实施步骤

把两台新采购的服务器，配置为临时主机（以下简称临时主机），用来单台LCU独立调试。

以LCU1为例，LCU1申请停机，完全脱离原监控系统，将LCU1个接入临时主机进行调试。在LCU1独立调试期间，把下位机单CPU模件插箱MB80 CHS809E更换为双CPU模件插箱MB80E CHS808E，将单个MB80 CPU721E更换为两个MB80 CPU722E，修改PLC程序中的硬件配置，其他程序不做修改。对该LCU与临时主机进行对点、画面校对以及上位机发令等调试工作，需特别注意LCU1与临时主机测试需充分、完整，以便后续方便驳接。试验完成后，将LCU1退回到老系统中，此时LCU1与老系统上位机仍然可以正常通信。

以此类推，剩余3个LCU均参考LCU1完成测试工作;

在4个LCU全部完成独立调试后，将其中的一台调度通信机（以下简称COM1）申请从老系统中退出来。将COM1重新安装系统，安装新的NC软件、测试内部通信无误后，配置新的远动通信数据，由电站申请新系统与调度通信。此时由临时主机搭建的系统没有接LCU，調度通信只是测试通信点表的正确性。在测试无误后，进行下一步操作。

由电站向调度申请LCU一次性接入新系统。在LCU全部接入新系统，将远动通信运行在COM1通信机上。此时保持老系统位置和状态不变，在新系统运行观测1至2天无误后，逐步退出老系统设备。

将另一台通信机重新安装系统，安装新的NC软件、配置新的远动通信数据，并接入新系统，向调度申请远动通信运行在该通信机上。

将其他老系统机器逐步退出并重新安装系统，安装新的NC软件并接入到新系统上。

4 监控系统升级改造步骤及方法

4.1临时上位机系统的搭建

该项目新增了2台历史服务器，用于替换老系统历史服务器。为了各LCU独立调试，临时更改2台历史服务器IP地址、hosts文件等，把历史服务器配置成主机，并开启历史服务器功能，同时在数据库中将主机配置具有操作站权限。新历史服务器便搭建为了临时新上位机系统，用于各个LCU独立调试。

4.2各LCU逐步接入临时上位机系统调试

这一阶段，将检修LCU退出老系统。把下位机单CPU模件插箱MB80 CHS809E更换为双CPU模件插箱MB80E CHS808E，将单个MB80 CPU721E更换为两个MB80 CPU722E。由于CPU在南瑞公司所内调试阶段以及将PLC程序下载到CPU中，PLC上电后即可正常运行。

将主用CPU和备用CPU的A网口通过网线接入到现地A网交换机，同时将主用CPU和备用CPU的B网口通过网线接入到现地B网交换机。然后将该LCU接入到临时上位机系统。

改为双CPU后的LCU与新上位机系统连接后，进行对点工作。完成对点后，拔出开出插箱的在线和使能继电器，通过临时上位机系统下发该LCU的控制令，所有与该LCU相关的控制令需要全部下发一次。对点和控制令下发均完成后，单LCU的调试工作完成。

调试完的LCU退出临时上位机系统，备用CPU拔出，重新恢复与老系统连接，恢复后的LCU与调试前一致，恢复正常运行。

逐一將各台LCU分别接入新上位机系统做实验，试验完成后再接回老系统内。每台LCU将根据试验计划逐台接入新系统做完整试验，试验完成后退回老系统继续运行。。

4.3老上位机系统改新上位机系统

向调度申请中断全厂调度通讯数据，将老上位机系统所有NC2000系统改安装为NC3.0系统。临时上位机（新历史服务器）重新配置为历史服务器，使其不具备主机及操作员站功能，配置重新配置完后，接入新上位机系统。

将各LCU重新插入备用CPU，LCU进入双CPU运行模式。将测试好的数据库同步到所有上位机系统，恢复上下位机通讯。

在新上位机系统上重新配置调度通讯，在新数据库基础上进行调度通讯点表修改。通讯正常后，与调度对点，恢复调度通讯。

通过以上方案，主要利用新历史服务器作为临时上位机系统作为各LCU单独调试，调试完后重新恢复到老系统，这样保证了调试完后的LCU能继续正常运行。

5 遗留问题处理情况

结合监控系统改造时机，同时处理之前遗留的6个问题。具体有：

（1）检查了3台机组和公用LCU网络通讯异常的问题，分析原因为CPU硬件版本较低并且1号机A网和2号机B网光电转换器工作异常。现已对CPU硬件及软件系统进行了升级，同时更换了1号机A网和2号机B网光电转换器，处理后各LCU通讯等功能均工作正常。

（2）为彻底解决1号机CPU死机问题，将1号机CPU模件更换为新的CPU，下载程序并进行了实际试验，结果正常。

（3）对公用系统LCU柜1号主变温度、2号主变温度进行了量程修正，修正后温度值与实际值显示一致。

（4）关于电厂反映的三台机负荷调节均存在死区的问题，原因为各种类型机组的负荷调节均需要设置死区，否则机组调节将会出现震荡且长时间无法调节到位。为达到电厂调节精度，运行人员可使用单步增减来实现小范围的负荷调节，该功能已具备并可供使用。

（5） 对上位机数据库语音报警、分正常不发语音与故障异常发出语音等进行梳理。

（6）解决了历史库更新数据库后不能正常运行的问题，现已工作正常。

6结束语

经过监控系统升级改造后，软件和硬件兼容性能更加良好，整体功能得到很大的提升，有效保障机组等主辅设备可靠稳定运行。