□姚海軍（江西省贛撫平原水利工程管理局）

渠道閘門計算機監(jiān)控系統(tǒng)的技術改造

□姚海軍（江西省贛撫平原水利工程管理局）

水庫閘門計算機控制系統(tǒng)的建立，不但能提高水庫信息采集的準確性及閘門控制的靈活性、快速性，而且可以進一步挖掘水庫的潛力，加強水庫運行的可靠性和安全性，提高水庫的運行效益。文章主要針對渠道閘門計算機監(jiān)控系統(tǒng)的技術改造展開了探討，詳細闡述了升級改造的原則及范圍，分析了升級改造中存在的問題，并給出了升級改造應做的準備及升級改造的方法，以期能為有關方面的需要提供參考借鑒。

渠道閘門；計算機監(jiān)控系統(tǒng)；技術改造

0 引言

隨著中國加大對水利工程建設的投入，促成了水利工程中計算機監(jiān)控系統(tǒng)的技術改造工作。而渠道閘門作為水利工程的重要組成部分，其計算機監(jiān)控系統(tǒng)技術改造必須要得到高度重視。因此，文章就渠道閘門計算機監(jiān)控系統(tǒng)的技術改造進行了探討，相信對有關方面的需要能有一定的幫助。

1 關于升級改造原則

1.1 先進性的原則

在完成系統(tǒng)升級以后，要保證系統(tǒng)成為先進與流行系統(tǒng)，不可因價格而采購陳舊軟件產(chǎn)品與硬件設備。例如：部分單位按照多年以前產(chǎn)品相似價格，將合同之中的產(chǎn)品價格壓低，這會導致產(chǎn)品性能下降或是配置弱化，使得后期改造留下安全隱患。

1.2 軟硬件的并重

通常，軟件也是一種產(chǎn)品，其屬于監(jiān)控系統(tǒng)靈魂與核心，如果硬件設備比較好，那么軟件產(chǎn)品質量不高，也難以發(fā)揮出系統(tǒng)最好的功能，還容易加大運行維護工作工作量。所以在實施升級與改造系統(tǒng)之時，需要全方面考慮軟件的成本，嚴格控制軟件的產(chǎn)品質量與功能發(fā)揮。

1.3 廣泛性的原則

在水利工程中，新系統(tǒng)應用比較廣泛，主要就是為了后期維護與應用。例如部分組態(tài)軟件的開發(fā)，就是為了化工行業(yè)發(fā)展，無法按照水利工程的監(jiān)控特點進行變通，容易影響到建成以后系統(tǒng)的性能，不能保證系統(tǒng)運行穩(wěn)定性，影響了系統(tǒng)后續(xù)的運行管理。

1.4 確定升級改造范圍

在建設渠道閘門的監(jiān)控系統(tǒng)早期，缺乏完善的建設規(guī)范，加之，自動化的建設模式與結構多樣化，可以把監(jiān)控系統(tǒng)結構分成集中的控制層、測控的裝置層與現(xiàn)地的控制層3個層級，從圖1中可以看出。

圖1 監(jiān)控系統(tǒng)的結構示意圖

其中，現(xiàn)地測控的裝置層主要包含繼報設備與傳感設備等，上述設備為設備運行管理中常規(guī)維護的內(nèi)容，并且設備損壞以后可以肉眼看見，需要及時進行更換。早期渠道閘門的監(jiān)控系統(tǒng)主要使用觸摸屏或是進口的PLC，觸摸屏與PLC的性能相對穩(wěn)定，尤其響應速度與信號采集與系統(tǒng)需求相符合，所以不需要進行改造。如果現(xiàn)地的控制層應用工地的工控機，會因為工控機使用壽命而受到限制，在多年運行以后，會導致工控機發(fā)生故障，這就需要改造現(xiàn)地層，將工控機取消，更換成PLC。

通過集中的控制層可以把全部信號集中到中控室，把工控機或者是品牌的服務器當做硬件的平臺，把Windows、Linux、U-nix系統(tǒng)當做組態(tài)軟件與系統(tǒng)平臺上位機的監(jiān)控要件。在長時間運行的過程中，會不斷出現(xiàn)藍屏與計算機的死機情況，按照摩爾的定律，已經(jīng)大幅度提高了計算機的產(chǎn)品功能與性能，并且計算機中相關操作系統(tǒng)均得到升級。而集中的控制層軟件以及硬件產(chǎn)品已經(jīng)無法適應監(jiān)控系統(tǒng)需要，且維護的成本也不斷增加，具體狀況如下：損壞了計算機的系統(tǒng)以后，計算機不能滿足原有的操作系統(tǒng)需要，也不能保證上位機的監(jiān)控軟件正常運行。

2 關于升級改造問題

由于監(jiān)控系統(tǒng)升級改造屬于細致與系統(tǒng)化工程，如果考慮不夠細致或是不周到，就會導致改造失敗或者是延誤工期，按照很多工程改造的經(jīng)驗，目前系統(tǒng)升級的改造包含以下問題：其一，服務器和上位機的操作系統(tǒng)之間不會兼容，主要問題是：服務器是64位、操作系統(tǒng)是32位，不能發(fā)揮系統(tǒng)的性能；操作的系統(tǒng)版本比較低，例如：Windows主要采取Server2008的版本，但是新型服務器支持的版本最低是2012的版本。其二，計算機操作系統(tǒng)和應用系統(tǒng)的軟件間無法兼容。其三，現(xiàn)場的PLC、測控設備的通訊和組態(tài)軟件之間不能兼容，例如在組態(tài)軟件升級以后，測控設備、既有的PLC，缺乏通訊驅動的程序，需要單獨采購或重新開發(fā)驅動的程序，這就會加大系統(tǒng)更新與改造成本，同時還會耽誤了工期。其四，集控站點的通訊和組態(tài)軟件無法兼容，例如部分工程升級改造以后，要把監(jiān)控數(shù)據(jù)傳質上級監(jiān)控的中西，但是集控中心通訊協(xié)議比較有限，會出現(xiàn)不支持的情況。

3 升級改造準備

3.1 對舊系統(tǒng)的完整性進行測試

在進行改造之前，需要測試舊系統(tǒng)完整性，這樣不僅可以把握舊系統(tǒng)的運行狀態(tài)，而且能夠了解舊系統(tǒng)過程。部分項目在改造之前沒有進行完整性的測試，導致改造后設備銅須與系統(tǒng)出現(xiàn)異常，并且一些測試點不能正常的顯示。然而，因為改造開始后，不能判斷改造以后的各種問題，這在某種程度上會加大系統(tǒng)調(diào)試的工作量，所以需在改造之前實施完整性的測試。其一，檢查PLC的模入量與開入量，在每一個模入與開入模件中提取模入量與開入量的點位，對當前的狀態(tài)進行改變，然后對系統(tǒng)響應情況進行觀察，如果正常，則進行步驟二，如果不正常，需要檢查原因，同時記錄。其二，檢查PLC的模出量與開出量，在每一個模入與開入模件中提取模出量與開出量的點位，進行測試，密切觀察PLC響應情況，如果數(shù)據(jù)正常，可以進行下一個步驟，如果不正常需要檢查原因，同時記錄。其三，檢查通訊。關于通訊的檢查，一般是對現(xiàn)場的測控設備和上位機進行檢查，測試內(nèi)容為自愈測試以及數(shù)據(jù)正常的測試。其中，自愈的測試主要是將通訊鏈路斷開，再恢復，如果數(shù)據(jù)正常，可以進行下一個步驟，如果不正常，需要檢查原因，同時記錄。其四，檢查上位機的系統(tǒng)。通常上位機的檢查一般是上位機時鐘檢查，觀察上位機節(jié)點的狀態(tài)，如果存在冗余的配置，需要進行切換，如果正常，則可以進入下一個步驟，如果不正常，需要檢查原因，同時記錄。

3.2 備份舊的系統(tǒng)

既有集中的控制層中上位機的系統(tǒng)，在長時間維護、運行中，相關功能越來越全面與準確。所以如果既有上位機的系統(tǒng)報廢，需要詳細進行備份，內(nèi)容主要包含：歷史的數(shù)據(jù)庫、組態(tài)文件與關鍵文件等。

3.3 測試新系統(tǒng)的基本性能

在舊系統(tǒng)替換之前就要測新健康系統(tǒng)，先進性調(diào)試的工作，保證拆除舊系統(tǒng)以后，新的系統(tǒng)可以正常工作。調(diào)試工作主要包含：安裝操作系統(tǒng)與組態(tài)軟件；查詢歷史庫的出入庫情況等。

4 升級與改造方式

在完成準備工作以后，升級改造上位機的監(jiān)控系統(tǒng)，把某個典型工程的改造作為實例，具體配置信息從表一中可以看出。

表1 基本配置信息表

在發(fā)運設備之前，需要調(diào)試新系統(tǒng)，主要包含：組態(tài)軟件與操作系統(tǒng)安裝；按照現(xiàn)場的PLC類別，測試PLC的驅動程序；對現(xiàn)場104的主站環(huán)境進行模擬，測試通訊的驅動程序等。完成測試以后，把設備發(fā)到現(xiàn)場，安裝新機器。測試舊系統(tǒng)的完整性，記錄測試的結果，如下：其一，把舊系統(tǒng)的A網(wǎng)與B網(wǎng)切換成A網(wǎng)單網(wǎng)的運行。其二，對舊系統(tǒng)節(jié)點狀態(tài)進行檢查，OP2的從機、OP1是主機，將交換機和OP2網(wǎng)絡連接斷開。其三，對新系統(tǒng)的OP2機功能進行測試，啟動新系統(tǒng)OP2機，將A網(wǎng)接入。

將A網(wǎng)和舊系統(tǒng)中OP1連接斷開，對新系統(tǒng)OP2機法令、通訊與采集等情況進行觀察，如果正常則可以進入下一個步驟，如果不正常需要檢查原因，同時記錄。其四，舊系統(tǒng)的COM機斷開，把新系統(tǒng)接到A網(wǎng)，對新系統(tǒng)調(diào)度中心運作情況進行觀察，如果正常則可以進入下一個步驟，如果不正常需要檢查原因，同時記錄。其五，對新系統(tǒng)歷史庫的功能進行測試：對Linux6.5、NC3.0的歷史數(shù)據(jù)庫進行安裝，將A網(wǎng)和舊系統(tǒng)的HIS聯(lián)接斷開，在A網(wǎng)中接入BAK機，對歷史數(shù)據(jù)正常情況進行觀察。如果正常則可以進入下一個步驟，如果不正常需要檢查原因，同時記錄。其六，將A網(wǎng)和舊系統(tǒng)的OP2斷開，在A網(wǎng)中接入新系統(tǒng)OP1，同時切換成主機，對0P1法令與采集情況進行觀察，如果正常則可以進入下一個步驟，如果不正常需要檢查原因，同時記錄。其七，將A網(wǎng)和舊系統(tǒng)ENG聯(lián)接斷開，在A網(wǎng)中接入新系統(tǒng)ENG，對系統(tǒng)打印與語音報警功能進行觀察，如果正常則可以進入下一個步驟，如果不正常需要檢查原因，同時記錄。其八，測試A網(wǎng)單網(wǎng)的模式下新系統(tǒng)，對法令、通訊與采集情況進行觀察，切換主機與從機，對系統(tǒng)運行情況進行觀察，如果正常則可以進入下一個步驟，如果不正常需要檢查原因，同時記錄。其九，將A網(wǎng)和BAK機聯(lián)接斷開，在A網(wǎng)中接入HIS機，對系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)采集情況進行觀察，如果正常則可以進入下一個步驟，如果不正常需要檢查原因，同時記錄。其十，測試B網(wǎng)單網(wǎng)運行情況，并且AB網(wǎng)測試需要切換，在測試過程中對歷史數(shù)據(jù)、通訊與采集情況進行觀察，如果不正常需要檢查原因，同時記錄。

經(jīng)過測試，根據(jù)以上步驟改造以后，保證了新系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性，保證了新舊系統(tǒng)可以平穩(wěn)的過渡。

5 結語

總而言之，在水利工程中，渠道閘門是重要的構成部分，需要重視改造與升級計算機的監(jiān)控系統(tǒng)。同時在按照改造范圍與原則基礎上，采用有效方式改善計算機的監(jiān)控系統(tǒng)，防止升級過程產(chǎn)生問題，保證渠道閘門的監(jiān)控系統(tǒng)改造順利。

[1]水濤、陳開金.淺談泵站計算機監(jiān)控系統(tǒng)的技術改造及維護[J].科技、經(jīng)濟、市場，2015（8）.

[2]尚毅梓,吳保生.多渠段渠道自動控制系統(tǒng)的穩(wěn)定控制[J].清華大學學報(自然科學版)，2008(6).

（責任編輯：邢博輝）

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