086-088-00002-西门子网络诊断技术在地铁BAS中的应

1、西门子网络诊断技术在地铁 BAS中的应用1. BAS网络简介以北京5号线为例，其中典型地下站南北端各一套414-H冗余PLC，两端控制器通过SCALANCE 200构建的冗余双环网相连。 南北两端冗余 PLC通过PROFIBUS现场总线，或 与分布式I/O相连，或与CP342-5交换数据，或与第三方网关设备通讯，典型地下站网络结构如图1所示。典型地下站网络结构图门T D ISCS.BASISCSBASXZ(J4-i .XZCZ-Z；AS 414H .此氓A5 414H. BflftZPLCI0PHK106配电至i； HK202RMHKI02空调垩THK201配电室2PLC冷水机IOLM .1

2、!hlK104环推室,聲三7T嵐吝 ukicm配电茎naAstjr柞站!一I区同PLC i图1典型地下站网络结构图2. PROFIBUS网络诊断对于PROFIBUS网络的诊断，目前西门子提供的常用方法有以下三种:?通过专用设备，如用 BT200进行硬件测试和诊断?通过专用软件，如用 Step 7硬件在线进行网络诊断?通过程序，如通过 SFC51读取系统状态列表，了解从站状态经验证明，前面两种方法是项目工程师的得力助手，通过它们可以方便的发现网络中的故障，及时找到问题。但对于后期的管理维护而言，这两种方法具有一定的局限性，特别是 现场的管理维护人员不一定拥有这些专门的设备和软件工具。因此，通过程

3、序，向监控软件提供网络诊断信息的方法成为5号线的PROFIBUS网络首选诊断方式。然而，Step 7的标准库中没有提供专门的PROFIBUS网络诊断功能块。因此，需要用SFC51读取相应的系统状态列表，这种方法要求编程者对系统状态列表（SSL）有一定的了解，这对初级编程者来说有一定的难度。为解决这一问题，西门子单独提供了PROFIBUS网络诊断专用功能块 FB125和FC125，这些块可以从西门子网站上免费下载。FB125能够方便的提供PROFIBUS网络中各从站的状态信息，如果有需要还可以提供相应出错或故障 模块甚至模块上出错或故障通道的信息，给网络维护带来极大的方便。FC125贝U是FB1

4、25的简化版，仅能提供从站的状态。专用功能块集成了PROFIBUS网络诊断需要的重要信息，编程极为方便。5号线网络诊断用的是 FC125，对于每一端的 PLC网络，分别诊断冗余网络上从站的状态。典型地下站主端硬件配置图如图2所示。程序如图3所示。应4册丽Tl I -1KJIQi :j Hi-AHED rnnI5HMIJ2詡31 HU亦II和1站1网| unu画卸 Hr 09画田叩吕1回DFaeiBr轩俪itgSBDI产QF乱：$|并t皿59:11图2典型地下站主端硬件配置图CALL JGLOBAL_PF_DIAGCHECK_ACTIV0/傲活诊断E3!TERNAL_DP_INTERFACE=F

5、ALSE/集成 DP 口DP_MASTERSYSTEM=1PMFIBU瑁为丄的总裁DATA_FIELD：=*DP_DIAG DATA_FIELDSUM SLAVESDIAG=*DP DIAJG. SUM SLAVES DIAG-M_ LIST_SLAES_NOT_FRESEirr二 LIST_SLAVES_NOT_PRESEMTLIST_SLAVES_ERKORCP_D珈二 LIST_SLAVS_ERRORRETVALJP_DIAO RETV疋SUSY=DP_DIAC BUSYFC125PTDBS3. DKKO 0DBS3. DBW5OPmSS.DBXSS.ODBS3. DBW84DB63.

6、DBXS6. 0图3 PROFIBUS 3网段的FC125编程在主端分别调用 FC125,诊断DP主站系统1、2。与PROFIBUS 3对应的网络诊断数据 块是DB63，与PROFIBUS 4对应的网络诊断数据块是 DB64，这样各网段上从站的信息将 会在对应的背景数据块中找到。FC125的诊断对应的数据块结构如图4所示。诊断信息部分中我们最为关心的数据如图4红色标注部分。包括检测不到的从站、故障从站2部分。Address Ma&eTypeInitial valueiSTRUCT+C.0DATA FIHLDAERAY0. .49*1.0BYTE+50.0SO SLAVES DI AGIITI0

7、+52.0LIST SLAVES NOT PRESEUT,55DWRI8.0LI5T 5LAVES EKWR,71+4.0DWORD衍40RETVALTOEDW1QS0BUSYEOOLFALSE=88.0图4诊断数据块结构PROFIBUS网络诊断的重点是知道哪些从站出现故障或错误，因此需要将背景数据块的LIST_SLAVES_NOT_PRESENT 和LIST_SLA VES_ERROR结构中对应的数据分析出来，关联到对应 WinCC画面中。例如，当前网络中从站 9、10由于未上电而检测不到，从站 12 由于其组态与实际配置不一致而报错误，因此在对应的数据结构中均对应的 9、10、12位均置1

8、，将这些状态反馈到 WinCC画面中如图5所示。HK1t?tQ I hJ IHK?i1iDLMuF D D D nD D 0 D 0 A I I I DO IHK.I*4阳:朋uE: t D DDDDDDAl r v a111iqo iFUNKCKiiWT12AFI24 DOlll&nMA i iiioa i iQ51E t D DOHDOA A r 1 II I M QU I RDDDD AI 000 IC J- II l301桦切APT24 AFTJ? 赏边图5 WinCC中主端PLC网络状态这样，故障从站一目了然。此外，如果有需要可以用SFC51进行进一步详细诊断。从站韵撕信息从站伏态出

9、绪諳保类型模块敢薩根换诊斷信息膜块号1睛误类型#斷信息通道号谢砸谕断信息诸谍樊型无相应诊断信扈图6 WinCC中解析出来的从站 12详细诊断信息3. 冗余环网诊断的实现5号线的冗余环网以主端为中心，副端通过光纤与主端相连。这样的环网结构具有很高的可靠性，当其中多处线路断路时，仍能有效保证PLC与WinCC之间、副端PLC与主端PLC之间可靠的通信。环网结构如图7所示。-T568A-T568AM 线贺光纤CP443-1AArti-AXBJi ti；该贱内为匸控机；八环网I CPI 613-A*JCf-A XZI.Zi*ii*i*iI 亠*i*i*ii*i*；以太网k iIuri . t n 口

10、4i-jPLC B-XZUZIFEP-AFEP-BICP443-1-B图7环网结构示意图以太网的诊断是通过 OPC的方式进行。相对于 PROFIBUS网络的诊断，冗余双环网的 诊断要简单的多，不需要在 PLC中编写诊断程序。只需要在STEP 7硬件组态时，将对应的 网络交换机组态到 OPC Server的SNMP中（图8），然后在 WinCC中添加OPC的驱动，利 用OPC便可以方便读取环网中各交换机端口的状态（见图9）。I屢匸P帧i.lDP ejm 唐 da 口Ldit Sylern Cenfiuririnon31 AkUbuHiuri4f np匚WiM5* IE&7&TOII1113口|匸

11、上 Hnv-：-FligLls gratae bo DPC 岭-iSkMPiomAcoocc Free rawHPLCfl-MJWFLC-AK2O2FL： E 302 WiNCCA 叮 OC19Z16BOTO? 19aiQ20S 191E3a.n3 1921680.203 11680 Till 19 68 031MM匚匸亠沁Pite SiLANiZJ Ur f1 時忙 阖舊icEjr 仙qciu inji.n 阳 Profib SCALCE-XdP VI 11k Pidfikj_$lLAiMCE2O2aT_VL3.i_5JSgJ32 M 用殍导驻恆姦 百苻g jHiJSi用&皆血時有仔导32图9利用OPC方式读取的交换机系统参数如果主端CP