渠道闸门计算机监控系统的技术改造

□姚海军（江西省赣抚平原水利工程管理局）

渠道闸门计算机监控系统的技术改造

□姚海军（江西省赣抚平原水利工程管理局）

水库闸门计算机控制系统的建立，不但能提高水库信息采集的准确性及闸门控制的灵活性、快速性，而且可以进一步挖掘水库的潜力，加强水库运行的可靠性和安全性，提高水库的运行效益。文章主要针对渠道闸门计算机监控系统的技术改造展开了探讨，详细阐述了升级改造的原则及范围，分析了升级改造中存在的问题，并给出了升级改造应做的准备及升级改造的方法，以期能为有关方面的需要提供参考借鉴。

渠道闸门；计算机监控系统；技术改造

0 引言

随着中国加大对水利工程建设的投入，促成了水利工程中计算机监控系统的技术改造工作。而渠道闸门作为水利工程的重要组成部分，其计算机监控系统技术改造必须要得到高度重视。因此，文章就渠道闸门计算机监控系统的技术改造进行了探讨，相信对有关方面的需要能有一定的帮助。

1 关于升级改造原则

1.1 先进性的原则

在完成系统升级以后，要保证系统成为先进与流行系统，不可因价格而采购陈旧软件产品与硬件设备。例如：部分单位按照多年以前产品相似价格，将合同之中的产品价格压低，这会导致产品性能下降或是配置弱化，使得后期改造留下安全隐患。

1.2 软硬件的并重

通常，软件也是一种产品，其属于监控系统灵魂与核心，如果硬件设备比较好，那么软件产品质量不高，也难以发挥出系统最好的功能，还容易加大运行维护工作工作量。所以在实施升级与改造系统之时，需要全方面考虑软件的成本，严格控制软件的产品质量与功能发挥。

1.3 广泛性的原则

在水利工程中，新系统应用比较广泛，主要就是为了后期维护与应用。例如部分组态软件的开发，就是为了化工行业发展，无法按照水利工程的监控特点进行变通，容易影响到建成以后系统的性能，不能保证系统运行稳定性，影响了系统后续的运行管理。

1.4 确定升级改造范围

在建设渠道闸门的监控系统早期，缺乏完善的建设规范，加之，自动化的建设模式与结构多样化，可以把监控系统结构分成集中的控制层、测控的装置层与现地的控制层3个层级，从图1中可以看出。

图1 监控系统的结构示意图

其中，现地测控的装置层主要包含继报设备与传感设备等，上述设备为设备运行管理中常规维护的内容，并且设备损坏以后可以肉眼看见，需要及时进行更换。早期渠道闸门的监控系统主要使用触摸屏或是进口的PLC，触摸屏与PLC的性能相对稳定，尤其响应速度与信号采集与系统需求相符合，所以不需要进行改造。如果现地的控制层应用工地的工控机，会因为工控机使用寿命而受到限制，在多年运行以后，会导致工控机发生故障，这就需要改造现地层，将工控机取消，更换成PLC。

通过集中的控制层可以把全部信号集中到中控室，把工控机或者是品牌的服务器当做硬件的平台，把Windows、Linux、U-nix系统当做组态软件与系统平台上位机的监控要件。在长时间运行的过程中，会不断出现蓝屏与计算机的死机情况，按照摩尔的定律，已经大幅度提高了计算机的产品功能与性能，并且计算机中相关操作系统均得到升级。而集中的控制层软件以及硬件产品已经无法适应监控系统需要，且维护的成本也不断增加，具体状况如下：损坏了计算机的系统以后，计算机不能满足原有的操作系统需要，也不能保证上位机的监控软件正常运行。

2 关于升级改造问题

由于监控系统升级改造属于细致与系统化工程，如果考虑不够细致或是不周到，就会导致改造失败或者是延误工期，按照很多工程改造的经验，目前系统升级的改造包含以下问题：其一，服务器和上位机的操作系统之间不会兼容，主要问题是：服务器是64位、操作系统是32位，不能发挥系统的性能；操作的系统版本比较低，例如：Windows主要采取Server2008的版本，但是新型服务器支持的版本最低是2012的版本。其二，计算机操作系统和应用系统的软件间无法兼容。其三，现场的PLC、测控设备的通讯和组态软件之间不能兼容，例如在组态软件升级以后，测控设备、既有的PLC，缺乏通讯驱动的程序，需要单独采购或重新开发驱动的程序，这就会加大系统更新与改造成本，同时还会耽误了工期。其四，集控站点的通讯和组态软件无法兼容，例如部分工程升级改造以后，要把监控数据传质上级监控的中西，但是集控中心通讯协议比较有限，会出现不支持的情况。

3 升级改造准备

3.1 对旧系统的完整性进行测试

在进行改造之前，需要测试旧系统完整性，这样不仅可以把握旧系统的运行状态，而且能够了解旧系统过程。部分项目在改造之前没有进行完整性的测试，导致改造后设备铜须与系统出现异常，并且一些测试点不能正常的显示。然而，因为改造开始后，不能判断改造以后的各种问题，这在某种程度上会加大系统调试的工作量，所以需在改造之前实施完整性的测试。其一，检查PLC的模入量与开入量，在每一个模入与开入模件中提取模入量与开入量的点位，对当前的状态进行改变，然后对系统响应情况进行观察，如果正常，则进行步骤二，如果不正常，需要检查原因，同时记录。其二，检查PLC的模出量与开出量，在每一个模入与开入模件中提取模出量与开出量的点位，进行测试，密切观察PLC响应情况，如果数据正常，可以进行下一个步骤，如果不正常需要检查原因，同时记录。其三，检查通讯。关于通讯的检查，一般是对现场的测控设备和上位机进行检查，测试内容为自愈测试以及数据正常的测试。其中，自愈的测试主要是将通讯链路断开，再恢复，如果数据正常，可以进行下一个步骤，如果不正常，需要检查原因，同时记录。其四，检查上位机的系统。通常上位机的检查一般是上位机时钟检查，观察上位机节点的状态，如果存在冗余的配置，需要进行切换，如果正常，则可以进入下一个步骤，如果不正常，需要检查原因，同时记录。

3.2 备份旧的系统

既有集中的控制层中上位机的系统，在长时间维护、运行中，相关功能越来越全面与准确。所以如果既有上位机的系统报废，需要详细进行备份，内容主要包含：历史的数据库、组态文件与关键文件等。

3.3 测试新系统的基本性能

在旧系统替换之前就要测新健康系统，先进性调试的工作，保证拆除旧系统以后，新的系统可以正常工作。调试工作主要包含：安装操作系统与组态软件；查询历史库的出入库情况等。

4 升级与改造方式

在完成准备工作以后，升级改造上位机的监控系统，把某个典型工程的改造作为实例，具体配置信息从表一中可以看出。

表1 基本配置信息表

在发运设备之前，需要调试新系统，主要包含：组态软件与操作系统安装；按照现场的PLC类别，测试PLC的驱动程序；对现场104的主站环境进行模拟，测试通讯的驱动程序等。完成测试以后，把设备发到现场，安装新机器。测试旧系统的完整性，记录测试的结果，如下：其一，把旧系统的A网与B网切换成A网单网的运行。其二，对旧系统节点状态进行检查，OP2的从机、OP1是主机，将交换机和OP2网络连接断开。其三，对新系统的OP2机功能进行测试，启动新系统OP2机，将A网接入。

将A网和旧系统中OP1连接断开，对新系统OP2机法令、通讯与采集等情况进行观察，如果正常则可以进入下一个步骤，如果不正常需要检查原因，同时记录。其四，旧系统的COM机断开，把新系统接到A网，对新系统调度中心运作情况进行观察，如果正常则可以进入下一个步骤，如果不正常需要检查原因，同时记录。其五，对新系统历史库的功能进行测试：对Linux6.5、NC3.0的历史数据库进行安装，将A网和旧系统的HIS联接断开，在A网中接入BAK机，对历史数据正常情况进行观察。如果正常则可以进入下一个步骤，如果不正常需要检查原因，同时记录。其六，将A网和旧系统的OP2断开，在A网中接入新系统OP1，同时切换成主机，对0P1法令与采集情况进行观察，如果正常则可以进入下一个步骤，如果不正常需要检查原因，同时记录。其七，将A网和旧系统ENG联接断开，在A网中接入新系统ENG，对系统打印与语音报警功能进行观察，如果正常则可以进入下一个步骤，如果不正常需要检查原因，同时记录。其八，测试A网单网的模式下新系统，对法令、通讯与采集情况进行观察，切换主机与从机，对系统运行情况进行观察，如果正常则可以进入下一个步骤，如果不正常需要检查原因，同时记录。其九，将A网和BAK机联接断开，在A网中接入HIS机，对系统历史数据采集情况进行观察，如果正常则可以进入下一个步骤，如果不正常需要检查原因，同时记录。其十，测试B网单网运行情况，并且AB网测试需要切换，在测试过程中对历史数据、通讯与采集情况进行观察，如果不正常需要检查原因，同时记录。

经过测试，根据以上步骤改造以后，保证了新系统的运行稳定性，保证了新旧系统可以平稳的过渡。

5 结语

总而言之，在水利工程中，渠道闸门是重要的构成部分，需要重视改造与升级计算机的监控系统。同时在按照改造范围与原则基础上，采用有效方式改善计算机的监控系统，防止升级过程产生问题，保证渠道闸门的监控系统改造顺利。

[1]水涛、陈开金.浅谈泵站计算机监控系统的技术改造及维护[J].科技、经济、市场，2015（8）.

[2]尚毅梓,吴保生.多渠段渠道自动控制系统的稳定控制[J].清华大学学报(自然科学版)，2008(6).

（责任编辑：邢博辉）

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