41号选手 卢喆：PLC及RTU远程诊断系统在虚拟化环境下的应用

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PLC/RTU远程维护及诊断系统采用虚拟化架构，首先由安装在集中监视平台下层服务器虚拟机内的通讯软件完成实时数据的采集，AB PLC的实时数据采用Ethernet/IP协议进行采集，Schneider PLC及BB RTU的实时数据采用Modbus TCP协议进行采集，然后再将采集到的实时数据共享到上层虚拟服务器并进行图形实时监测和压缩存储应用。PLC/RTU远维系统架构见图1。

图1 PLC/RTU远维系统架构图

PLC/RTU的远程维护包括内部各个模块（如CPU模块、电源模块、通信模块、冗余模块、DI模块、AI模块、DO模块等）的状态信息，远维画面功能包括如下功能：

lPLC冗余状态；

lPLC电源状态；

lPLC CPU状态；

l冗余模块；

l以太网模块；

l主故障代码；

l次故障代码；

l故障查询；

l总线状态；

l子站配置信息；

lI/O模块状态；

l通道清单及状态；

l通道故障详细信息。

目前石油天然气站场所使用的PLC及RTU主要有罗克韦尔（AB）、施耐德（Schneider）、BB（BristolBabcock），不同品牌PLC诊断数据的采集方式也有所区别。

（1）AB PLC/SIS诊断数据采集

AB ControlLogix系列PLC通过Logix5000编程软件的GSV功能块和模块标签来建立系统的状态信息标签，然后通过RSLinx的OPC通信功能，实现数据采集。AB PLC诊断信息采集过程见图2。

图2 AB PLC诊断信息采集过程

（2）SchneiderPLC诊断数据采集

Schneider Quantum系列PLC通过Concept编程软件的PLC_STAT功能块、子站RIO_STAT功能块实现对PLC的远程诊断功能。Schneider PLC诊断信息采集过程见图3。

图3 Schneider PLC诊断信息采集过程

（3）BBRTU诊断数据采集

BB RTU的诊断信息可以通过激活BB RTU硬件组态方式获取，诊断信息采集过程见图4。

图4 BB RTU诊断信息采集过程

（4）PLC诊断程序无扰动升级

对于站场的冗余控制PLC系统的更换，为不影响站场与主调控中心和备控中心的通信和数据采集，同时也不影响分控中心的数据采集。采用无扰动升级技术，具体升级步骤如图5所示。

第一步：将现场的原有CPU切换至初始状态，保持老的主CPU通讯链路处于激活状态，老的备CPU通讯链路处于备用状态。

第二步：更换老的备用CPU。此时，主CPU 的通讯链路不会中断。

第三步：将备用CPU的通讯链路激活。此时，老的主CPU的通讯链路处于备用状态。

第四步：更换老的主CPU。此时，备用CPU的通讯链路保持连续。

第五步：将新的主CPU通讯链路切换到激活状态。完成更换。

整个过程的改造不改变原有站控系统的通信方式、数据上传方式，原有的数据地址和数据类型不会发生变化。仅增加诊断功能的数据结构、

数据地址、数据类型。