电力生产计划自动传达SCM控制系统的技术研究

宋玉龙

【摘 要】电力生产系统的SCM 的应用是非常广泛的，目前我们在进行生产计划与控制系统的推进工作，该系统如何与SCM 进行对接，就成了必须解决的问题。本文通过对SCM 模型的分析讨论，明确了生产计划在SCM 中的执行原理，进而成功的解决了生产计划传达给SCM 控制端的技术问题。

【关键词】SCM；生产计划与控制系统；模型

Research electricity production plan is automatically communicated SCM Control System

Song Yu-long

（Kun Hebei Branch of Power Engineering Co.， Ltd Handan Hebei 056003）

【Abstract】SCM application of electricity production system is very extensive， we are now carrying out work to promote production planning and control system， how the system and SCM docking， it would have to be addressed. Through analysis and discussion of the SCM model， a clear implementation of the principles of production planning in SCM， and thus the success of solving the technical problem production plan communicated to the SCM control terminal.

【Key words】SCM；Production planning and control system；Model

1. 引言

SCM系统是指将CPU和RAM以及其他必要的原件烧制在一块芯片中的信息化系统。SCM是上世纪80年代以来一直被广泛应用于机械自动化控制领域中的核心技术之一。SCM可以与任何电控系统结合，对电力、压气、液压、信号等多种系统进行全面的控制。目前，电力生产系统中，从信号的监测到设备的远控，SCM系统都得到了非常广泛的应用。

2. 控制系统简介

（1）目前的电力系统中，所有的SCM系统基本实现了联网、互锁以及远控，最近几年，我们又在致力研究ERP系统与SCM的监控系统之间的对接，也就是如何让ERP系统之中的生产计划，直接被SCM系统执行，这是管理自动化的一个典型要求。我们在星战等科幻片中，总能看到一个科幻色彩很浓厚的中控室，在那个中控室中，一台电脑能控制所有的相关系统，兼顾通讯、监测、远控、计划、决策等多种功能。

图1 SCM的基本结构

（2）而现在，我们已经在电力生产单位的总调度台上，基本实现这样一个全功能的调度主机。这个主机可以看到整个电力系统中的全部数据，控制电力系统中几乎每一个阀门和开关。在ERP中的生产计划系统与SCM对接后，这台电脑就可以根据我们的生产计划对系统进行全自动的控制。或者说，第一代的中远控技术，让我们可以使用一台电脑对整个系统实施监测和控制，而在这一代的中远控技术中，我们可以通过电脑缜密和快速的分析功能，对决策层下达的操作目标进行分解，进而让SCM 分别执行。

3. SCM 简介

（1）SCM的基本工作原理是由POWER模块提供一个电源和一个接地，由CLOCK模块提供一个时钟脉冲，然后由ROM提供一个只读的操作软件，系统的运行数据被存储在FLASH模块中，而我们可以通过KEY-B模块对SCM的操作进行一些中断干预，SCM的运行状态信息显示在LED-B或者LCD上。SCM的主要工作有两点，一点是向SCM控制的设备发送操作指令，一点是从SCM连接的探头中读取数据，这两点功能是由D-FORMAT模块来实现的。而我们如果要对SCM实行远控，就要将网线或者无线网络连接到SCM，那么I-CARD模块，就可以帮我们实现这个功能（SCM的基本结构见图1）。

（2）除SEEDSCM等少数SCM产品安装了通用操作系统之外，绝大多数SCM产品是裸机状态，我们可以直接编写相应的机器语言让SCM执行，而不用考虑操作系统的兼容性以及操作系统的封装功能。而安装了SCM操作系统的SCM产品，多半是总线较宽的SCM产品，SEED的一款SCM产品数据总线达到64位，CPU核心达到4个，运行内存达到了2GB，可以说超过了市面上较多平板电脑的功能。在这复杂的一款SCM产品中，我们如果对每个硬件进行逐一操作，显然会大幅度增加编程工作量。于是，我们可以利用操作系统的驱动功能，像编写PC程序一样，直接对该SCM产品进行高级编程。

图2 SCM系统的联合作业

4. SCM之间的联合作业

（1）因为我们使用SCM，最注重的是SCM作业的稳定性。因为SCM的软件是烧写在ROM中的，所以不会被病毒程序入侵和破坏，所以SCM系统对机械的控制，是最为稳定的。但是，也正式因为SCM系统的小巧和最小权责问题，导致SCM系统较为简单，目前世面上的SCM产品以8位SCM和16位SCM居多。所以，为了让SCM承担更加复杂的任务，我们往往将一个具体的任务划分成若干个不同的小块，然后让多个SCM相互独立的去分担这些模块的任务（SCM系统的联合作业见图2）。

（2）比如，我们一般用四个SCM模块来完成对一个开关的控制，监测模块来监测开关的运行状态，合闸模块来对开关进行倒闸操作，存储模块用来存储相应的数据并且负责控制开关面板对这些数据进行显示，网络模块用来控制开关的对外数据接口的数据传输。如果使用8051来实现这一功能，那么这四个模块必须将其中一个8位读写总线设计划分成4位地址总线和4位控制总线，一个8位读写总线设计成数据总线，然后就可以实现这四个SCM 的交流。

（3）监测模块负责将数据整理器收集的传感器信息发送给存储/ 显示模块，合闸模块负责根据存储/ 显示模块发来的指令进行倒闸操作，网络模块负责收发外网数据，根据外网的需求向外网发布必要的开关状态信息，而存储显示系统负责对全部的信息进行汇总统计，并向总线发布控制指令和必要的反馈信息。这一个采用了4SCM系统的机器，还存在一个功能，就是相互唤醒和重置的功能，如果其中一台SCM运行不健康，那么其他的SCM可以对其实行RESET，以获得其比较健康的运行状态。

5. 生产计划控制SCM 的要点

（1）因为生产计划的统观性，而目前的SCM系统只会识别启动、停止、闭锁等简单的信号，这也就导致生产计划必须经过分解才可以被SCM系统识别和执行。我们也就需要一个设备，来分解这一指令。举例来说，如果我们下达一个冷却水回水温度不能高于55摄氏度的生产计划，那么，系统就会将这一计划进行分解，继而将散热塔风扇的控制系统、散热塔淋水阀片的控制系统、冷却水打水泵和回水泵的控制系统参数都加以修改，如果回水温度高于指定值，我们的系统会根据我们设置的优先状态，对冷却系统进行调整。对于优先状态的解读上，我们的ERP系统也可以下达最高启用的散热塔数量，散热塔淋水水量控制指标等要求，如果要求的数据在理论上可以执行，系统会自动分析执行方案，由总调度进行授权确认后，系统就可以执行，如果系统无法得出可执行方案，那就会拒绝这一指标要求的修改。目前因为SCM控制系统不完全是由SCM来完成的，在DB系统，IIS系统等计算量较大的系统的实现上，我们都是采用的机架式的工控机或者服务器来实现，而ERP系统向SCM系统下达任务计划的时候，以及SCM系统在分解任务计划的时候，都是在这些工控机和服务器中完成的，这基本上并不影响SCM系统的原有硬件架构。

（2）在SCM的软件实现中，特别是在存储模块的软件实现中，我们必须增加一组功能，也就是时钟同步、任务计划及触发。因为以往的SCM的触发方式多数为中断式触发，也就是在检测端出现异常数据的时候，或者的合闸端的KEY-B输入指令的时候，或者是在网络端接收到动作指令的时候，系统才会出现断路或者其他倒闸操作。现在，我们如果要根据既定的任务模式来进行操作，就必须做到在时间到达某一个点时，触发这个操作。这个时间顺序控制的功能，我们可以设计一个新的硬件模块来实现，也可以在服务器端直接分解，也可以让存储模块直接实现。因为添加新的硬件可能会造成原有模块的报废，服务器端的分解方式，因为牵扯到PC系统的不稳定性，所以也不建议采用，这里重点讨论的是在存储模块添加功能的方式来实现这一功能。因为如果是在存储模块直接实现这一功能，我们只需要更换其中一片ROM 就可以实现了。

（3）时钟同步是在系统原有的时钟模块上，根据网络模块接收的周期性时钟确认信息，对系统的时钟信息进行确认。也就是说，我们需要通过这一功能让所有的系统时钟处于同一个值，这样我们才可以实现任务的分解。任务计划是在FLASH中开辟一块区域，存储一段时间以内的时序指令，当系统时钟到达这一时序点时，这个指令会被自动触发。当时钟同步和计划任务触发程序被重新烧写入这一系统时，这一系统就完全可以执行从SCM的中央控制端发来的指令了。

6. 结束语

SCM系统是工业控制的最基础系统，因为有了SCM的存在，工业自动化才可以成为现实。在电力生产的领域，我们通过对SCM的不断延伸开发，使得电力生产自动化的推进工作得以有条不紊的进行。也将SCM的潜力做尽可能深入的发掘。

参考文献

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