重庆轻轨BAS系统运行维护手册

重庆轻轨BAS系统运行维护手册重庆轻轨BAS系统总体来说分为三层架构，底层为数据采集和控制层，中间层为网络链路层，上层为用户应用层。就此结构而言，运行维护基本上可以分为上中下三层分层维护，以下就这三层分别可能出现的问题及应对措施做详细说明。底层—数据采集和控制层数据采集和控制层硬件主要由西门子STEP7可编程控制器及配套I/O模块，Profibus总线连接而成。这些硬件产品的技术性能和指标可以具体参考《技术手册》中的相关内容。简图如下：ET200M I/O模块S7400冗余CPU机架ET200M I/O模块S7400冗余CPU机架CPU机架放大图为：CP-443CPU冗余光纤MPI通讯端口CPU电源CP-443CPU冗余光纤MPI通讯端口CPU电源硬件构成。24V直流电源。其功能主要为各个模块提供24V电源，该电源一般运行稳定，不会轻易出问题。唯一需要防止外界的220V电源串到24V电源上，造成电压过高烧坏电源。CPU电源。CPU电源主要为PLC的CPU提供电源，其也要防止外界220V电压烧坏电源。400/300PLC（CPU）。CPU为控制系统的核心，重要性可想而知。CPU表面由指示灯和开关组成。指示灯红色表示PLC系统有硬件配置方面或者软件程序方面的故障。SF红灯代表系统故障，BUS红灯代表Profibus总线故障，inf红灯代表PLC内部故障，主要是程序方面的故障，ExF红灯代表实际硬件配置和程序里面的硬件配置不匹配。CP-443CPU与外界的通讯模块，其中RX代表CPU读取数据，TX代表CPU发送数据。除开控制器外，CPU还外带远程I/O模块，包括：DI模块DO模块AI模块AO模块。每个IM153-2由两个互为冗余的ET200M和相应的I/O模块组成，双Profibus总线。每个ET200M前部设有地址选择开关，拨动地址开关给IM153-2分配地址。网络链路层网络链路层总的结构简图如下所示： 车站级BAS系统有一套自身的工业以太环网。该网以光纤为传输介质，把整个车站所有的PLC和WINCC工作站连成一个封闭的环型结构，其结构简图如下：OLM1WINCC工作站PLCOLM光端机图中黄线代表车站内光纤环网，它为车站通信的主干网，各个站的光纤环网结构可以参考我方提供的光纤环网详细连接图。其中关纤主干网连至每个关纤终端盒，然后经光跳线连至各个PLC的OLM。各个PLC和WINCC工作站通过OLM光端机连接到这个环网上完成相互之间的通讯。OLM光端机的功用相当于一台交换机，其底部有光纤跳线插孔，可以插光纤跳线，正面有5个九针插口，可以与以态网卡进行通讯。最后整个车站级的局域网通过OLM1连接到通讯机械室的交换机上全线的OTN环网，这个OLM1位于车控室WINCC工作站旁边，单独一体，没有位于PLC柜子里面。我们可以通过OLM正面的通讯指示灯来识别通讯通道是否通讯正常。如果某个指示灯显示为绿色，则代表该通道通讯正常；如这个指示灯不亮，则代表该通道通讯中断。这时问题通常有可能的是：网线方面的原因，光端机没供电，对方通讯设备的问题等等。各台PLC通过CPU通讯模块CP341与OLM相连上局域网，该线为绿色粗线，九针连接器头子。WINCC工作站是通过本身的以太网卡与OLM直接相连上网的。最后要强调一点：PLC，WINCC与OLM相连用的是直连线，而OLM1与通讯机械室交换机连接用的是交叉线，切记。OLM1WINCC工作站PLCOLM光端机S7400机柜内网络结构为Profibus双总线冗余结构，其中冗余CPU400为DP_Master，通过Profibus双总线外接各种DP_Slave进行通信（柜子内紫色线为Profibus总线，绿色线为工业以太网线，黄线为关纤同步线）S7300机柜内为工业以太网结构其中大部分的柜子里，CPU、通讯模块和I/O模块是安装在同一个RACK里的，不同的设备放在同一个Rack里的不同的slot里面。Server2Server1Server2Server1中央时钟中央时钟模拟屏计算机模拟屏计算机中心通信机械室Switch中心通信机械室SwitchSwitchSwitchClient1Client1Client2Client2控制中心级网络结构如上图所示控制中心通讯机械室交换机引一根网线到服务器房间交换机，服务器房间两台冗余服务器的1613卡和普通网卡分别连到交换机上，客户端计算机也连到交换机上通过交换机读取服务器的数据。另外中央时钟信号通过走RS422协议连接到服务器的一个串口上，服务器的另外一个串口通过RS232连接到模拟屏控制计算机上与之通讯。整个网络各个工作站和服务器统一分配静态IP地址，形如17216.1.x。车站级的计算机使用的是1000M的网卡，控制中心服务器使用的是Intel(R)PRO/100+ServerAdapter(PILA8470B)网卡。用户应用层用户应用层为人机界面，是用户与计算机对话的平台。整个系统绝大部分的操作都是在这个层面进行的。本系统采用的HMI为西门子WINCC工业组态软件，功能强大，用户界面友好，简单易学，可以参考WINCC相关的培训书籍。其中保持WINCC与STEP7的良好通讯是重中之重哦。一般在STEP7网络配置图里面把各个STATION下载到PLC程序中，然后在WINCC里面检查各个PLC的连接是否正确：若是300的PLC就要检查WINCCTag目录下工业以太网下各个PLC的MAC地址是否正确；400的PLC则在WINCCTag目录下的NamedConnection各个PLC配置属性里面检查各个ＰＬＣ的连接名称是否和STEP7网络配置图里面建立的连接名称一致。车站级的WINCC存在与FAS主机的通讯，因此在WINCC里面有张建立与FAS主机通讯的画面，这一般只交给维护人员使用。常见问题解答：WINCC要按操作手册操作不能突然终止WINCC的运行程序。全线各个计算机的WINCC都设为了自动启动，无须人工干预若发现PN12,PN34有软件错误，请在相应的VATDB1_text里清理掉相应的错误信息，为其相应的位置零。在启动OCC登录以后，按照下图所示进行操作:图13．点击此按钮2．点击此按钮1．在此输入你的用户登录名3．点击此按钮2．点击此按钮1．在此输入你的用户登录名当按照第一步输入你的用户名以后，按一下回车键，则你客户端的用户名就跟服务器的用户名一致了当按照第二步点击按钮的时候会出现下图图2在此输入串口号3在此输入串口号3在输完串口号3以后，回车，点击接受配置按钮，则可以建立好与中央时钟的通讯。当按照第三步点击按钮的时候会出现下图图3在此输入串口号1在此输入串口号1在输完串口号1以后，回车，点击接受配置按钮，则可以建立好与模拟屏计算机的通讯。执行完上面三步操作后，则在客户端启动WINDOWS，客户端会自动运行起来。注意：服务器与模拟屏计算机通讯用的是本地计算机自带的串口，而服务器与中央时钟的通讯用的是USB转串口通讯的虚拟串口。网络故障处理在车站级工作站若发现WINCC与PLC的连接故障，则首先检查工控机上1613卡连接是否良好，接着检查与工控机相连的OLM上各个指示灯是否亮着，绿色代表通讯正常，不亮代表通讯中断。若中断了则对照光线环网检查是否网路是通的，测试工具使用激光笔。若通讯良好则检查连接不上的PLC的CPU和通讯模块通讯是否正常。若两者上有红灯，表明通讯中断了。此时可以把CPU的开关键打到最下面那一挡，然后松开，再打下来，等CPU上的RUN边的指示灯连续闪几下之后不再闪的情况下，打到RUN档，则可以恢复通讯。在OCC级发现WINCC与PLC的连接故障，首先到各站检查名称为PC的OLM与通信机械室的通信是否正常，方法同上。在正常的情况下才分别检查各个PLC的连接状况。控制故障处理在远方手动操作方式下，若出现个别设备控制不了的情况，先把该设备转入环控档，在环控方式下启动设备，确定是不是设备或者低压配电的问题。若没问题，保持环控档，在WINCC上重新操作，检查PLC柜子输出继电器亮不亮。在继电器亮的情况下，用万用表量测我方在低压配电方的端子，检查我方信号是否输出到位。这样可以检查整个线路好不好。远方自动操作方式是建立在远方手动方式良好的基础上的。切记不要在设备处于环控操作的时候同时进行对具有多运行方式的风机（比如高低速风机）进行操作。★WINCC显示故障最有可能发生在每个设备的就地/远方信号。由于低压配电没有就地/远方信号给与我方，因此此信号为我方短接信号，若在WINCC上看见某设备下方的文本框显示为就地，就表明该端子可能没接好，需要重新接过。附件A：屏蔽门接口信号约定

缩略语BAS—— 楼宇自动监视CRC-16—— 循环冗余校验（16bits）DCM—— 门控制模式EED—— 紧急逃逸门MCCB—— 电路切断箱PSC—— 主控机柜PSD—— 站台门PSL—— PSD司机控制面板PSA—— PSD远程报警面板RC—— 远程控制器RS485—— 国际通讯标准TOD—— 列车操作员门简介本附件说明PSD系统与BAS系统间的接口，BAS系统提供给PSD系统状态和报警的指令，PSD系统提供PSD系统的状态和报警。通讯设置PSD系统配置通讯板集成到PSC计算机中，通讯设置如下：物理层RS_485，双绞线（2芯）备用除外协议MODBUS传输模式RemoteTerminialUnit(RTU)slaveslave地址3Function代码3代码系统16进制，0—9，A—F通讯字符格式1位起始位，8位数据位，无奇偶，1位停止位错误校验CRC-16波特率19200bps

通讯流程BAS系统BAS系统发送报文队列接受应答报文报文队列应答报文PSD系统发送报文队列发送报文队列发送报文队列发送报文队列

BAS发送报文格式BAS系统应该根据下列格式发送报文队列：整个报文帧的必须作为一个连续的流传输。PSD系统在1秒内响应BAS系统发送来的报文队列。因此BAS系统应该在最小1秒的周期内发送报文。SlaveaddressFunctioncodeStartingRegisterNo.ofRegistersCRC-16HighbyteLowbyteHighbyteLowbyteHighbyteLowbyte例如：BAS获得slave地址是03的PSD系统寄存器100到138中的数据，报文将是下列16进制代码:03h03h00h63h00h27hF4h2chPSD应答报文格式PSD系统应该在1秒内响应BAS系统发送报文队列，并根据下列正常格式应答。SlaveaddressFunctioncodeBytecountRegister1……RegisternCRC-16HighbyteLowbyte……HighbyteLowbyteHighbyteLowbyte但是，PSD系统在CRC-16错误、发送报文队列不完整、PSC计算机设备故障的情况下不响应。数据描述报警/状态信号上升条件（高电频）PSDPOWERFAILUREALARM供给PSD设备驱动电源的车站供电故障PSDDRIVEPOWERDAULTALARM供给PSD设备驱动的电源故障CPSPOWERFAILURE供给CPS设备控制电源的车站供电故障CPSFAILUREALARM供给CPS设备的控制的电源故障FILELDBUSFAILTALARM现场总线故障PSLDOORSOPEN（SHORT）command在PSL面板上的DOORSOPEN（SHORT）按钮打开PSDPSLDOORSOPEN（LONG）command在PSL面板上的DOORSOPEN（LONG）按钮打开PSDPSLDOORSCLOSEcommand在PSL面板上的DOORSCLOSE按钮关闭PSDPASDOORSOPEN（SHORT）command在PSA面板上的DOORSOPEN（SHORT）按钮打开PSDPASDOORSOPEN（LONG）command在PSA面板上的DOORSOPEN（LONG）按钮打开PSDPASDOORSCLOSEcommand在PSA面板上的CLOSE按钮关闭PSDCRDOORSOPEN（SHORT）command在远程控制器上的DOORSOPEN（SHORT）按钮打开PSDCRDOORSOPEN（LONG）command在远程控制器上的DOORSOPEN（LONG）按钮打开PSDCRDOORSCLOSEcommand在远程控制器上的DOORSCLOSE按钮关闭PSDPSD/EED/TODOPENALARM当PSD不在打开过程中，排除PSD/EED的CLOSED信号PSD/EED/TODINTERLOCKOVERRIDEALARM在PSL上操作PSD/EED/TODINTERLOCKOVERRIDE开关OPENEDSTATUSPSD在全开位置CLOSEDSTATUSPSD证实在全关位置并锁定MANUALRELEASEMECHANISMOPERATEDALARM在PSD上手动释放机械装置PSD/EEDOPENALARMPSD在没有OPEN命令的情况下打开，或者EED/TOD打开PSDCLOSEALARMDCM探测设置时间故障LOCALCONTROLmode门操作设置在手动方式或单独隔离方式OBSTALEDETECTIONDCM探测到任何故障DOORSPEEDFAULT超速或低速DCUFAULTALARMDCM工作异常PSDLOCKINGFAILYRE正锁定的设备不能释放使PSD打开，或正锁定的设备不能锁住PSD，以确保关闭和锁定位置MOTORDRIVEPOWERFAULTALARM位发动机而启动的热量隔离设备，或安装在PSDHEADER箱中的MCCB错误PSD在车站的排列往较场口往较场口上行PSD101PSD102PSD103PSD104PSD105PSD106PSD107PSD108PSD109PSD110PSD111PSD112PSD113PSD114PSD115PSD116PSD216PSD215PSD214PSD213PSD212PSD211PSD210PSD209PSD208PSD207PSD206PSD205PSD204PSD203PSD202PSD201往新山村往新山村下行 附件C：中央时钟接口信号约定

时钟系统控制中心接口输出接口：RS422接口端口（时钟系统只阀不接，使用二根线：TXD+、TXD-）波特率：9600bit/s数据位：8位起始位：1位停止位：1位校验位：无工作方式：异步实现方式：点对点数据格式：ASCII码字符串，共19个字符传输线类型：五类双绞线传输距离：RS422接口<=1200米（>1200米需加中继器）数据格式：（19个ASCII码）5ch起始符 c:41h无外时钟时，47hGPS校时，49hCCTV校时 n4,n3,n2,n1年 m2,m1月 d2,d1日 w(30h-36h)星期 h2,h1时 mi2,mi1分 s2,s1秒 cr(0dh)回车 1ah结束符广播时间间隔：1分钟例：当标准时间为2003年4月12日星期六9点18分38秒，有GPS校时，发送的标准时间码如下：5ch,47h,32h,30h,30h,33h,30h,34h,31h,32h,36h,30h,39h,31h,38h,33h,38h,0dh,0a时钟系统接线时钟系统为422通讯方式，我方只收不发，故只需要接对方收正和收负两根线就可以了。目前通讯线中蓝色为收正，蓝白为收负，分别接入422转232转接器的RXD+和RXD-即可。附件D：ATS接口信号约定

通讯协议工作方式——异步全双工数据传输速率——9600bit/s物理接口——RS422数据位——8BIT停止位——1BIT奇偶校验——偶校验

数据协议数据格式为ASCII码+16进制码，共58字节2.1基本报文格式头部标记信息长度信息类型车站名称分区名称超时时间进入时刻CRC校验尾部标志1-23-456-1516-4546-4748-5455-5657-58其中：头标记为2BYTE，0XEF，0XEF信息长度为1WORD，高位字节在后，低位字节在前，信息长度不包括头标记，信息长度，CRC校验和尾部标志的长度，固定为50BYTE。信息类型为1BYTE0XF0——正式报警报文0XF1——握手报文信息车站名称为10BYTE，5个汉字分区名称为30BYTE，最多显示15个汉字；超时时间为2BYTE，单位为分钟；进入时刻7BYTE，依次为年——1WORD，高位在后，低位在前月——1BYTE日——1BYTE时——1BYTE分——1BYTE秒——1BYTECRC16生成多项式为G(X)=X16+X12+X5+1尾标志为2字节，0XFD，0XFD每次ATS连续发以上报文格式3次握手报文格式在没有报警信息报文发送时间里，ATS和FAS/BAS系统互相发握手信号，握手信号格式如下：头部标记信息长度信息类型车站名称分区名称超时时间进入时刻CRC校验尾部标志1-23-456-1516-4546-4748-5455-5657-58其中：信息类型为0XF16-54BYTE全部填充0X00其他内容同2所述报文发送时机正式报警报文在ATS检测到有报警情况后立即发送，并一直发送到报警解除，FAS/BAS系统应根据实际需要处理。若每隔15秒未收到对方任何报文，则各自报警。附件E：FAS接口信号约定1.通讯协议工作方式——异步全双工数据传输速率——1200bit/s物理接口——RS232数据位——7BIT起始位——1BIT停止位——2BIT奇偶校验——偶校验2.数据协议数据格式为ASCII码+16进制码，分为1字节，6字节和19字节三种。1数据帧格式数据分为主要分为UBL和UBT两种数据格式:UBL这种格式的信息又叫做巡检信息,用来检测通信是否通畅,为平时主要发送信息，不包含任何实际信息，长度为六个字节.其格式为:首字符第二字符第三字符第四字符第五字符第六字符UBT为实际信息数据格式，包含各种有用的信息，当有某个事件发生的时候，FAS主机发送此类信息，其长度为19个字节。数据格式为：首字符第二字符第三字符第四字符UBT字符串尾字符1尾字符2除开以上两种格式的数据以外还有下面的数据格式：十六进制0x05请求数据发送标记位十六进制0X06应答请求标记位十六进制0x04数据发送完标记位。3.通讯机制通讯的建立主要是由FAS主机完成，WINCC只是处于被动接受的位置。起建立原理为：当准备发送UBT的时候，FAS主机发送请求信号0x05,WINCC收到后发送确认信息0x06,FAS主机收到后，随即发送UBT信息，WINCC收到后仍以0x06回复确认，接下来FAS主机发送0x04，表示数据已发送完毕，WINCC仍以0x06回复，最后FAS主机发送UBL空信息，WINCC也向FAS主机发送UBL,双方你来我往不停的交换发送UBL,直到下一次准备发送UBT的时候。4．FAS接线FAS通讯为串口232通讯，接线方式为：计算机这边