北京轨道交通房山线PSD与ISCS系统接口技术规范.doc

北京轨道交通房山线工程综合监控系统北京轨道交通房山线工程综合监控系统 ISCS 与 PSD 系统接口 技术规范 修订号说 明编 制审 核批 准 业 主 审 批 时 间 1 0汪文功2009 10 19 文件编号BJ LFS ISCS PSD IF003 CN V1 电子文 件名称 北京轨道交通房山线 PSD 与 ISCS 系统接口技术规范 编 制 单位 北京轨道交通房山线 PSD 与 ISCS 系统接口技术规范 文件编号 BJ LFS ISCS PSD IF003 CN V1 i 目目 录录 1文件目的及适用范围文件目的及适用范围 1 2术语表术语表 1 3接口规范接口规范 2 3 1接口描述 2 3 1 1接口界面 2 3 1 2物理接口 2 3 1 3功能接口 5 3 1 4接口协议 5 3 1 5接口冗余 6 3 1 6性能要求 6 3 1 7监控点表 6 3 2电磁兼容 7 3 3测试 7 3 3 1通信协议测试 7 3 3 2点对点测试 7 3 3 3端对端测试 7 3 3 4功能测试 8 3 4ISCS 的 PSD 功能 8 3 4 1PSD上报状态信息 8 3 4 2PSD报警信息 8 3 4 3时钟同步 9 3 4 4PSD门控制 监视 IBP 9 3 5接口文件计划 9 3 6附件 1 10 3 6 1通信约束 10 3 6 2功能码 0 x03 读输入状态 11 3 6 3功能码 0 x10 预置多寄存器 12 北京轨道交通房山线综合监控系统接口技术规范 文件编号 BJ LFS ISCS PSD IF003 CN V1 第 1 页 1文件目的及适用范围文件目的及适用范围 本文件是为了明确北京轨道交通房山线综合监控系统 ISCS 与北京轨道交通房山线安全门系统 PSD 之间的接口需求 本文件定义了综合监控系统 ISCS 和 PSD 供货商的接口管理和开发人员的角色和责任 包括 1 明确了综合监控系统 ISCS 和 PSD 的接口界面以及各自的责任和义务 2 明确了综合监控系统 ISCS 的 PSD 功能需求 3 按照招标所要求的关键工期 初步确定了与 PSD 接口相关的设计 安装 测试和试运行的计划 本文件仅适用于北京轨道交通房山线综合监控系统 ISCS 与北京轨道交通房山线安全门系统 PSD 之间的接口 2术语表术语表 缩写词缩写词英文解释英文解释中文解释中文解释 AI AOAnalogue Input Analogue Output模拟输入 模拟输出 BASBuilding Automation System环境与设备监控系统 C SClient Server客户机 服务器 CCTVClosed Circuit Television闭路电视系统 DI DODigital Input Digital Output数字输入 数字输出 FASFire Alarm System火灾自动报警系统 FEPFront End Processor前端处理器 I OInput Output输入 输出 IBPIntegrated Backup PSDnel综合后备盘 OCCOperating Control Center控制中心 TCP IPTransmission Control Protocol Internet Protocol传输控制协议 网络互联协议 ISCSIntegrated Supervision and Control System综合监控系统 CISCSCentral ISCS中央 ISCS SISCSStation ISCS车站 ISCS DISCSDepot ISCS车辆段 ISCS DIDDetailed Interface Document详细接口文档 FATFactory Acceptance Test工厂验收测试 FITFactory Integrated Test工厂综合测试 IMPInterface Management Plan接口管理计划 PSDPlatform Screen Doors安全门系统 北京轨道交通房山线综合监控系统接口技术规范 文件编号 BJ LFS ISCS PSD IF003 CN V1 第 2 页 3接口规范接口规范 3 13 1 接口接口描述描述 3 1 1接口界面接口界面 综合监控系统 ISCS 与 PSD 的接口界面如下图所示 PSD ISCS 接口分界图接口分界图 3 1 2物理接口物理接口 3 1 2 1ISCS PSD 1 接口描述接口描述 ISCS 与 PSD 子系统在车站相连 接口分界点在车站的 PSD 设备通信出口处 物理接口采用以太网接口方式 ISCS 系统对 PSD 子系统的直接接口设备为 ISCS 提供的 2 台 10 100Mbps 以太网交换机 每台交换机各为 PSD 提供一路 10 100Mbps 以太网接口 北京轨道交通房山线综合监控系统接口技术规范 文件编号 BJ LFS ISCS PSD IF003 CN V1 第 3 页 ISCS 对 PSD 的接入设备 协议解释设备 为 2 台 FEP PSD 提供 ISCS 系统 PSD 系统的直接接口设备的描述信息 且 PSD 必须为 ISCS 提供 2 路物理连 接独立的 10 100Mbps 以太网冗余接口 ISCS 提供从 PSD 设备通信出口处至 ISCS 直接接口设备的电缆 并负责两端的连接头的制作和电 缆的敷设 所敷设电缆带有规范的标识 以上描述可总结为下表 物理接口编号接口位置PSD 系统ISCS 系统接口类型 数量 ISCS PSD 01 车站PSD 设 备通 信出 口处 提供 PSD 侧的 RJ45 形式 10 100M 以太 网电口 预留 ISCS 光电转换器及配套 电源模块安装位置 并负责提供 24V DC 电源 注 PSD 机 柜采用下进下出线 方式 提供从 ISCS 系统机柜到 PSD 机柜 RJ45 网口带标识的五类 屏蔽网络电缆并负责该电缆 的敷设 成端及连通等 提 供 ISCS 光电转换器及配套电 源模块 安装要求 冗余 10 100M 以太 网电口 RJ45 2 个 机械描述机械描述 从 PSD 设备通信出口处至 ISCS 直接接口设备的电缆由 ISCS 提供 采用 RJ45 标准接口 其连接 器外形如下 电缆型号 子缆线径等参数将在设计联络阶段确定 该电缆从 ISCS 网络机柜底部出线 连接到 PSD 设备通信出口处 ISCS 施工方负责布线到 PSD 专业指定的位置 同时对电缆进行标识 电气描述电气描述 接口 PSD ISCS 1 采用 2 路独立的 100Mbps 以太网接口 符合 IEEE 802 3u 100 Base T 标准 采用 RJ45 连接器 其信号定义如下 北京轨道交通房山线综合监控系统接口技术规范 文件编号 BJ LFS ISCS PSD IF003 CN V1 第 4 页 序号信号定义 1 2 3 4 5 6 7 8 TX TX RX 未用 未用 RX 未用 未用 线对颜色 橙 绿白 兰 兰 绿 棕白 棕 橙白 两路以太网的连接均按照下图进行物理连接 ISCSPSD 序号信号定义 1 2 3 4 5 6 7 8 TX TX RX 未用 未用 RX 未用 未用 序号信号定义 1 2 3 4 5 6 7 8 TX TX RX 未用 未用 RX 未用 未用 接地要求接地要求 ISCS 侧采用直流地浮空 不设逻辑接地 所有金属设备的外壳均接至设备保护地 接地电阻 1 欧姆 3 1 2 2ISCS PSD 2 接口描述接口描述 ISCS 与 PSD 子系统在车站控制室相连 接口分界点在车站控制室的 IBP 盘端子排外线侧 物理接口采用硬线方式 具体数量根据实际需要提供 ISCS 对 PSD 的接入设备 IBP 盘的端子排 PSD 告知 ISCS PSD 系统的直接接口设备 负责提供从 PSD 设备通信出口处至 ISCS 直接接口设 备的电缆 并负责两端的连接头的制作和电缆的敷设 所敷设电缆带有规范的标识 以上描述可总结为下表 接口编号接口位置PSD 系统ISCS 系统接口类型 数量 ISCS PSD 02 车 站 控 制 室 IBP 盘 端子排 外线侧 提供 IBP 盘配线架带标识的连 接电缆并负责端上架 负责 IBP 盘上有关 PSD 系统的功能 测试 提供 PSD 系统的盘面布置要求 提供 IBP 盘面工 艺布置图 端子 分配图 按钮 指示灯 接线端 子排 并负责盘 硬线 数量按需要 提供 暂定采用 2 根 10 1 0 mm2电缆 北京轨道交通房山线综合监控系统接口技术规范 文件编号 BJ LFS ISCS PSD IF003 CN V1 第 5 页 按钮 指示灯的数量 电气参数 二次接线原理图 文字描述 提供 IBP 盘上所有与 PSD 有关 的按钮 指示灯每个回路的电源 PSD 系统提供的电源为 24V DC 内接线 注 IBP 盘采用 下进下出线方式 机械描述机械描述 从 PSD 设备通信出口处至 ISCS 直接接口设备的硬线电缆由 PSD 提供 PSD 施工方负责布线到 ISCS 专业指定的位置 同时对电缆进行标识 接地要求接地要求 ISCS 侧采用直流地浮空 不设逻辑接地 所有金属设备的外壳均接至设备保护地 接地电阻 1 欧姆 3 1 3功能接口功能接口 接口代码 功能描述由 PSD 提供由 ISCS 提供 ISCS PSD 01 在 PSD 和 ISCS 进 行信息交流 1 PSD 负责将每个车站中所 有门单元 包括滑动门 应 急门 端门 司机手推门 的相关信息进行集成 并按 约定好的数据格式 向 ISCS 系统提供车站所有 PSD 设备 的运行状态 含门的开 关 状态等 和故障信息 在集 成后的信息中应能够识别到 具体的门单元 对所有传输 的信息均应采用冗余通道的 方式 2 接收 ISCS 系统提供的校时 信息 3 回应 ISCS 对 PSD 与 ISCS 之间的通道进行检测 1 ISCS 系统每隔 500ms 与 PSD 系统进行通道信息检测 2 ISCS 系统负责对 PSD 系统的 运营统计报表工作 3 ISCS 系统能监视 PSD 系统的 运行状态 并在车站综合控制室 和全线控制中心的显示终端进行 显示 4 ISCS 系统对 PSD 系统可实施 故障查询和历史记录 5 ISCS 系统间隔 24 小时为 PSD 系统提供时钟校时信息 ISCS PSD 02 实现车站控制室对 本站 PSD 设备的控 制功能 接收来自 IBP 控制 并驱动 IBP 上安全门开启 统一设计 IBP 盘 提供 IBP 的按 钮 指示灯 接线端子 3 1 4接口协议接口协议 ISCS 系统与 PSD 系统间的接口软件协议包括但不局限于 1 物理接口 2 通信协议 北京轨道交通房山线综合监控系统接口技术规范 文件编号 BJ LFS ISCS PSD IF003 CN V1 第 6 页 3 数据的定义 4 数据的格式等 对于 ISCS PSD 1 ISCS 和 PSD 之间的通信采用基于 TCP IP 的 Modbus 协议 这是一个开放的国 际标准 ISCS 负责协议转换并接入 PSD 配合 ISCS 实现协议调通 双方商议的协议详见附件 1 如果 ISCS 与 PSD 两个系统电缆的连接距离如果超过 80 米 ISCS 负责提供负责光 电转换器的安 装尺寸及要求 ISCS 提供 10M 100M 以太网的光电转换及相关附件 光电转换器光口类型为多模 PSD 需要提供光 电转换器 24V DC 工作电源 光 电转换器和熔接盒的安装位置 PSD 系统侧的 IP 地址由 ISCS 系统统一规划 3 1 5接口冗余接口冗余 ISCS PSD 01 接口采用冗余设计 双方系统通过互相监察对应接口的工作状态 实现冗余切换 3 1 6性能要求性能要求 3 1 6 1接口性能接口性能 线缆和接口均需带有标识 标识必须与接线端子图和线缆编号相一致 3 1 6 2接口隔离接口隔离 ISCS 与 PSD 做好各自的接口隔离措施 不允许由于接口原因 损坏双方接口系统内部的设备 3 1 7监控点表监控点表 而 ISCS 和 PSD 系统之间的所有车站的通信接口数据的详细内容将在 北京房山线 ISCS 与 PSD 系统通信接口数据点表 中描述 此文件在设计联络阶段由 PSD 提供 ISCS 确认 点表将包含 PSD 所有的设备 北京轨道交通房山线 ISCS 与 PSD 系统通信接口设备类表 是描述 ISCS 所监视的所有 PSD 设备类的数据类型 描述 数值范围 报警属性 等基本特性 每种相同类型的设备在此表中仅 出现 1 次 给 ISCS 的图元 功能 HMI 设计提供基础材料 设备类表将在设计联络会上由 PSD 提供 ISCS 提供设备类表模板格式 其表头格式如下 DI DO 序序 号号 修修 订订 号号 1 1 站站 点点 3 3 位位 置置 4 4 设设 备备 类类 型型 信号描述信号描述 不超过不超过 1515 个字符个字符 点点 类类 型型 5 5 状状 态态 06 状状 态态 16 状状 态态 26 状状 态态 36 是否是否 报警报警 7 7 报警状态 报警状态 仅对需报警仅对需报警 的输入量的输入量 8 告警告警 等级等级 9 9 注 1 第一次为 001 每修订 1 次加 1 注 3 某些设备仅在车站 或仅在中心 或仅在停车场才有 注 4 设备的安装位置 注 5 点类型包括 DI DO AI AO 四类 其中 DI DO 根据开关量的 bit 数分为 DI1 DI2 DI2 类型的开 北京轨道交通房山线综合监控系统接口技术规范 文件编号 BJ LFS ISCS PSD IF003 CN V1 第 7 页 关量用 2bits 表示 有 00 01 10 11 四个状态 注 6 DI1 DO1 仅有 0 和 1 两种状态 DI2 DO2 有 0 1 2 3 四种状态 有更多状态的请自行添 加 相应的点类型改为 DI3 超过 8 种状态的建议用 AI 表示 注 7 是否需要在 ISCS 工作站上报警 注 8 对于需要报警的 DI 量 填需要报警的状态 注 9 告警等级分为 1 2 3 4 四类 第 1 级最紧急 第 2 级次之 第 4 级为提醒类的最次要 的报警 3 23 2 电磁兼容电磁兼容 ISCS 和 PSD 系统的通信接口设备必须均符合以下 EMC 标准 射频辐射抗扰性IEC 61000 4 3 GB T17626 3 电快速瞬变抗扰性IEC 61000 4 4 GB T17626 4 浪涌抗扰性IEC 61000 4 5 GB T17626 5 射频感应传导抗扰性IEC 61000 4 6 GB T17626 6 工频磁场抗扰性IEC 61000 4 8 GB T17626 8 3 33 3 测试测试 3 3 1通信协议测试通信协议测试 通信协议的测试目的是检验接口软件功能 同时检验接口部分是否遵守协议文件 并澄清在协议 文本中没有描述清楚的内容 协议测试应至少包含所有命令和数据的格式 收发的机制和例外处理以 及冗余机制等 协议的测试应通过实际设备进行 除非北京地铁业主允许 一般不建议采用模拟器进 行协议测试 具体测试时间暂定为 2009 年 11 月 30 号 3 3 2点对点测试点对点测试 点对点模拟测试是指工厂内的 100 点对点模拟测试 目的是检验接口特性是否满足要求 检验 ISCS 的数据库与 PSD 系统的数据定义是否符合 北京轨道交通房山线 ISCS 与 PSD 系统通信接口数 据点表 应使用合同中系统采购的实际设备检验从 ISCS 服务器到 PSD 对点及系统间的各项功能 100 点对点模拟测试将在相应系统的实际设备上对所有的点测试 可以大量减少现场测试 校正的时 间 点对点模拟测试将于 ISCS 集成 互联系统的单系统工厂验收完成后进行 3 3 3端对端测试端对端测试 完成从 ISCS 的 HMI 到现场设备的端到端测试 对于 北京轨道交通房山线 ISCS 与 PSD 系统通 信接口数据点表 的所有设备的所有控制点和监视点进行 100 的测试 系统功能 性能及可靠性测 北京轨道交通房山线综合监控系统接口技术规范 文件编号 BJ LFS ISCS PSD IF003 CN V1 第 8 页 试 含冗余机制测试 端对端测试是指完成从 ISCS 的 HMI 到 PSD 现场设备的端到端测试 目的是检验接口特性是否满 足要求 应使用合同中系统采购的实际设备 检验从 ISCS 人机界面到 PSD 就地设备之间的功能 在现场检验己安装调试后 ISCS 与 PSD 设备接口特性是否满足要求 端对端测试将于 ISCS PSD 单机现场验收或单系统 单机 调试运转后进行 端对端测试的目的是 检查从 ISCS 的人机界面 HMI 到 PSD 现场设备的正常功能 验证 ISCS 对 PSD 系统设备的正常监控功能 在端对端测试中 ISCS 投标人负责从 ISCS 到 PSD 的接口数据正确 3 3 4功能测试功能测试 通过测试接口功能 检验 ISCS 和 PSD 系统接口部分的功能和性能是否达到设计要求 3 43 4 ISCSISCS 的的 PSDPSD 功能功能 在车站 ISCS 实现的 PSD 的接口功能包括以下内容 3 4 1PSD 上报状态信息上报状态信息 ISCS 系统通过 ISCS PSD 01 接口接收 PSD 系统状态信息 并在 HMI 上实时显示 ISCS 系统通过 ISCS PSD 01 接口向 PSD 系统轮询以下状态信息 滑动门控制模式方式状态 每道门 1 自动 2 手动 3 隔离 滑动门 应急门开门状态 每道门 滑动门 应急门关门状态 每道门 安全门接收信号系统开门命令状态 每侧站台 安全门接收信号系统关门命令状态 每侧站台 就地控制盘开门命令触发 每侧站台 就地控制盘关门命令触发 每侧站台 就地控制盘操作允许 每侧站台 IBP 开门命令触发 每侧站台 端门开 关的状态 每个 PED 司机手推门开 关门状态 滑动门 应急门 司机手推门所有门关闭并锁紧状态 每侧站台 3 4 2PSD 报警信息报警信息 ISCS 系统在 HMI 上实时显示 PSD 系统设备的报警信息 北京轨道交通房山线综合监控系统接口技术规范 文件编号 BJ LFS ISCS PSD IF003 CN V1 第 9 页 ISCS 系统通过 ISCS PSD 01 接口向 PSD 系统轮询报警信息 报警信息不仅包含以下所列信息 还包括 ISCS 系统和 PSD 系统之间通讯故障的报警 滑动门 应急门开门故障报警 每道门 滑动门关门故障报警 每道门 滑动门 应急门互锁解除报警 每侧站台 滑动门处于手动 隔离报警 每道门 门控单元故障报警 每道门 电机故障报警 每道门 应急门打开状态报警 每道应急门 供电故障报警 每个车站 控制电源故障报警 每个车站 驱动电源故障报警 每个车站 监视系统故障报警 每个车站 安全门主控制系统 PEDC 故障报警 每侧站台 端门未锁紧报警 每个端门 司机手推门未锁紧报警 每道司机手推门 安全门接收信号系统 ATS 系统 命令故障 每侧站台 3 4 3时钟同步时钟同步 ISCS 系统通过以太网接口 采用 Modbus TCP 协议 按每 24 小时一次向 PSD 系统提供对时信息 PSD 系统接收 ISCS 提供的时钟同步信息 统一 PSD 系统内时钟 3 4 4PSD 门控制门控制 监视 监视 IBP 对每侧站台 ISCS 系统通过 IBP 对 PSD 系统进行 直接从 IBP 到 PSD 系统设备 开门控制和状 态显示 紧急情况下 车站操作员通过 IBP 安装的开门钥匙开关控制相应侧站台滑动门全部打开疏散 乘客 同时操作员可通过 IBP 上指示灯监视滑动门打开的状态 PSD 系统接收来自 IBP 盘的开门控制信号 并提供 IBP 盘上所需的门状态指示反馈 3 53 5 接口文件计划接口文件计划 由于每一个接口都涉及大量的文档 因此在初步设计阶段就要制定接口文档计划 明确文档的提 供方 确认方 文档的内容以及提交的时间 以下是 ISCS 与 PSD 的文档计划 文件名称提供方确认方 计划提交日 期 注释 北京轨道交通房山线综合监控系统接口技术规范 文件编号 BJ LFS ISCS PSD IF003 CN V1 第 10 页 接口技术与管 理规范 ISCS PSD 业 主 设计 院 监理 确定接口界面 明确双方的责任和义务 确定接口的物理介质 电气形式 通信协 议的框架 争端处理方式 沟通交流的形 式 联系人及联系方式 接口的工作流程 及文档计划 里程碑日期 接口设备类表 模板 ISCS 设计院 接口数据点表 模板 ISCS 设计院 接口设备类表 PSD 设计院 ISCS 通信协议 包 括冗余方案 ISCS PSDPSD ISCS IP 地址分配 方案 ISCSPSD ISCS 如果有网关 防火墙 三层交换机等网络隔 离设备 双方各自负责内网的 IP 规划 PSD 网关外侧的 IP 地址由 ISCS 分配 如果 PSD 设备是直接接入 ISCS 网络 其 IP 地址由 ISCS 分配 通信协议接口 测试大纲及记 录 ISCS PSD 监理 ISCS 图元设 计 ISCS 设计院 业主 ISCS 典型站 HMI 及功能设 计 ISCS 设计院 业主 各站详细平面 布置图 工艺 图 一次接线 图 设计院业主 点对点接口测 试大纲及记录 ISCS PSD 监理 PSD 机柜通信 端子图 PSD 设计院 端对端接口测 试大纲及记录 ISCS PSD 监理 PSD 接口功能 测试大纲 ISCS PSD 监理 3 63 6 附件附件 1 1 3 6 1通信约束通信约束 MODBUS TCP IP 协议在应用层采用 MODBUS 信息定义 在传输层和网络层采用 TCP IP 用于 以太网通讯 MODBUS TCP IP 协议和 OSI 各层之间的对应关系由下图表示 北京轨道交通房山线综合监控系统接口技术规范 文件编号 BJ LFS ISCS PSD IF003 CN V1 第 11 页 MODBUS TCP 就是简单地将 MDOBUS 帧嵌入到 TCP 帧中 TCP IP 的请求 应答机制能和 MODBUS 本身的主 从机制很好的配合工作 ModBus TCP IP 通信协议采用服务 客户通信模式 服务端接受连接请求 提供数据服务 客户端 发起数据请求 并接受来自服务端的数据 ISCS 与 PSD 通信 ISCS 作为客户端向 PSD 发起链接 请求及数据请求 PSD 作为服务端接受链接 并响应数据请求 ISCS 每 500ms 向 PSD 发起一次数据请求 ModBus 服务端口号为 502 双方通信采用大端 Big endian 字节序 3 6 2功能码 功能码 0 x03 读输入状态读输入状态 1 ISCS系统的主FEP每隔500ms 按照下述数据格式轮巡PSD通道 以获得数据信息和状态信息 Description 描述Size Byte 长度 字节 Definition 定义 Transaction Identifier 事务标识2Sequence number 顺序号 Protocol Identifier 协议标识20 x0000 Length 长度20 x0006 Header 报头 Unit Identifier 单元标识1 0 xxx 根据实际情况确 定 Function Code 功能码10 x03 Starting Address 起始地址20 x0000 相对地址 暂定 Modbus Data Modbus 数据 Output Registers 模出寄存器数量20 x00XX 根据实际点表 定义 PSD通道应答ISCS系统主FEP Description 含义Size Byte 长度 字节 Definition 定义 Transaction Identifier 事务标识2Sequence number 顺序号Header 报头 Protocol Identifier 协议标识20 x0000 北京轨道交通房山线综合监控系统接口技术规范 文件编号 BJ LFS ISCS PSD IF003 CN V1 第 12 页 Length 长度20 x00XX 根据实际点表定义 Unit Identifier 单元标识1 0 xxx 根据实际情况确定 Function Code 功能码10 x03 Byte Count 字节个数10 x XX 根据实际点表定义 Modbus Data Modbus 数据 Output Registers 模出寄存器数量N0 xXX XX 根据实际点表定义 注 本表中 N X 出现的部分将根据实际点表定义 2 ISCS 系统从 FEP 每隔 5 秒按照下述数据格式轮巡 PSD 通道 以获得状态信息 Description 描述Size Byte 长度 字节 Definition 定义 Transaction Identifier 事务标识2sequence numbe 序列号 Protocol Identifier 协议标识20 x0000 Length 长度20 x0006 Header 报头 Unit Identifier 单元标识1 0 xxx 根据实际情况确定 Function Code 功能码10 x03 Starting Address 起始地址20 x0000 相对地址 暂定 Modbus Data Modbus 数据 Output Registers 模出寄存器数量20 x00XX 根据实际点表定 义 PSD 应答 ISCS 从 FEP Description 描述Size Byte 长 度 字节 Definition 定义 Transaction Identifier 事务标识2Sequence number 顺序号 Protocol Identifier 协议标