城轨车站屏蔽门控制与监控系统 监控系统的结构及功能实现

监视系统网络介绍监视系统网络功能分析单元控制器监视系统网络监视系统网络介绍/01PSC监控监视系统网络介绍PSC监控PSC是屏蔽门控制系统的核心，还包括两套监控电脑主机，其通过冗余的现场CAN总线与DCU连接，PSC还包括与信号系统的硬线接口、与综合监控系统的RS485串行接口或以太网连接、与PSC盘面显示终端PSA的RJ45以太网接口、接线端子排及柜体面板上的相关按钮开关、指示灯和维修插口（连接PTE）等。监视系统网络介绍PSC监控监视系统主要包括三部分：1：PSC与DCU组成的监视网络2：PSC与PSA的终端显示3：PSC与综合监控系统ISCS的连接监视系统网络介绍PSC监控监控主机是每个控制子系统的主要设备，属于整个总线网络的主设备。实现系统内部信息的收发、采集、汇总和分析，并实现与主控系统车站控制室工作站、PSL、DCU各单元之间的信息交换，并能够查询逻辑控制单元中各个回路的状态；具有足够存放数据和软件的存贮单元，具有运行监视功能及自诊断功能。监视系统上网功能主要有：处理信号系统命令；处理DCU命令和信息；处理综合监控系统（ISCS）信息；数据记录和查询；DCU门控参数的设置；PEDC、DCU软件下载等。监视系统网络介绍PSC监控监视系统网络功能分析/02监视系统网络功能分析监视系统网络功能分析监视系统网络功能分析（1）收集PSC、PSL、IBP以及屏蔽门电源的信息；具有系统运行监视功能和自诊断功能。（2）通过内部屏蔽门网络收集全部DCU信息；能够通过现场总线在线监视所有DCU的工作运行状况；允许对DCU参数进行修改；能存储DCU的故障诊断信息；DCU的自诊断数据传送到维护管理系统（MMS）。监视系统网络功能分析监视系统网络功能分析（3）能够查询PSL上的操作和状态信息。（4）提供维修数据；能够自动检测屏蔽门系统内部的一些重要故障。监视系统网络功能分析监视系统网络功能分析（5）存储重要的数据；屏蔽门故障警报存储，屏蔽门正常系统运行记录。（6）具有手提计算机接口，以便下载数据或更新参数。监视系统网络功能分析监视系统网络功能分析（7）具有与综合监控系统的通信功能，将屏蔽门的运营状态及有关故障信息发送至综合监控系统；从综合监控系统下载GPS时钟。单元控制器/03PEDC-CAN总线单元控制器PEDC-CAN总线

CAN总线即控制器局域网，它是上世纪八十年代德国开发的一种串行数据通信协议。CAN总线结构简单，总线是由两根线组成，各个通信器挂在总线上，就如同公交车和公路一样。CAN总线采用广播式通讯，发射端发出信息给所有人，只有相应的通信器才会去接受该信息，其余通信器对该信息置之不理。单元控制器PEDC-CAN总线CAN总线特点：（1）

数据通信没有主从之分，任意一个节点可以向任何其他（一个或多个）节点发起数据通信，靠各个节点信息优先级先后顺序来决定通信次序，高优先级节点信息在134μs通信；

（2）

多个节点同时发起通信时，优先级低的避让优先级高的，不会对通信线路造成拥塞。单元控制器PEDC-CAN总线单元控制器PEDC-CAN总线单元控制器PEDC-CAN总线在屏蔽门系统中，PSC、DCU和车站监视器PSA通过智能节点挂在CAN总线上，构成开放的全分布式控制网络。CAN总线上任意一个设备发生故障都不会影响整个网络其它设备正常进行。PSC与DCU之间的通信采用双CAN总线冗余连接，如果一路CAN发生故障，另一路CAN总线自动进入工作状态，整个切换过程勿扰动。单元控制器PEDC-CAN总线单元控制器PEDC-CAN总线单元控制器PEDC-CAN总线没有用CAN总线单元控制器PEDC-CAN总线用了CAN总线监视系统网络/04DCU通讯PSA通讯（PSA介绍）PSA通讯（MODBUS总线）PSA通讯（RS485接口）ISCS通讯监视系统网络DCU通讯屏蔽门系统内部网络是由PSC、PSL、PTE、DCU等通过多种网络总线构成的开放网络系统。如PEDC与各DCU是通过双冗余的CAN总线和硬线进行连接与通信。该内部总线控制网络由双切关键开门信号、门使能信号、门关闭锁紧信号、互锁解除信号和非关键双CAN数据总线组成。双冗余CAN总线使得当一路通信发生故障时，系统自动切换到另一路，以保障通信正常，并会在监视系统中进行报警。监视系统网络PSA通讯（PSA介绍）PSA设置在屏蔽门设备控制室内或位于监控亭内，每个屏蔽门控制室内安装一套PSA，通过总线接口连接至PSC。屏蔽门操作指示盘如图4-8所示。监视系统网络PSA通讯（PSA介绍）PSA能监视控制系统各设备的运行状态，能实现系统内部信息的收发、采集汇总和分析，实现与PSC、PSL、DCU等设备之间的信息交换，具有存放数据和软件的存储单元，具有运行监视功能和自诊断功能。监视系统网络PSA通讯（PSA介绍）PSA具有设备维护、故障查询和故障定位功能。通过现场总线在线监视所有门机控制器的工作运行状况和故障状态信息，能够监视站台端头控制盘的工作状态和故障状态信息。监视系统网络PSA通讯（MODBUS总线）MODBUS是MODICON公司于1979年开发的一种通讯协议，是一种工业现场总线协议标准。协议包括RTU、ASCII、TCP三种类型，协议本身并没有定义物理层，只是定义了控制器能够认识和使用的消息结构，而不管它们是经过何种网络进行通信的。RJ45以太网接口监视系统网络PSA通讯（MODBUS总线）一般情况下，RTU和ASCII类型用RS232或RS485接口进行通信，TCP用以太网接口进行通信。MODBUSTCP是运行在TCP/IP的报文传输协议。通过此协议，控制器相互之间通过网络（例如以太网）和其它设备之间可以通信。RJ45以太网接口监视系统网络PSA通讯（MODBUS总线）MODBUS通讯协议在屏蔽门监视系统中也有所应用：1：在PSC与PSA的终端显示的连接上，有的屏蔽门通过RS485接口运用的MODBUS通讯协议；有的通过RJ45以太网接口，运用MODBUS/TCP2：在PSC与综合监控系统ISCS的连接上，一般采用RJ45以太网接口，运用MODBUS/TCP通讯协议进行通信。监视系统网络PSA通讯（MODBUS总线）监视系统网络PSA通讯（RS485接口）监视系统网络PSA通讯（RS485接口）监视系统网络ISCS通讯屏蔽门系统连接的外部网络主要有城市轨道交通信号控制系统（SIG，简称信号系统）和城市轨道交通综合监控系统（ISCS，简称综合监控系统）。监视系统网络ISCS通讯PSC将与运营相关的屏蔽门状态及故障信息通过网络通道发送至远程监控系统及综合监控系统，进行状态、故障显示。利用维护终端或从中央控制盘上查询到所监视设备的当前状态及报警信息。综合监控系统的车站控制室工作站及屏蔽门中央控制盘均可实现屏蔽门相关状态的查询及故障报警，并进行报表生成、故障记录等。屏蔽门运行的关键状态及故障信息由综合监控系统发送至控制中心。图4-15为屏蔽门的电气与通信系统框图。监视系统网络ISCS通讯ISCS主干网工作站交换机交换机FEPFEPFEPFEP交换机交换机FEPFEPIBP端子排通信出口左侧控制器右侧控制器滑动门滑动门PSDOCCStation车站控制室车站综合监控系统设备机房中心机房OCCPSDISCS图4-15监视系统网络ISCS通讯接口位置PSD系统ISCS系统接口协议屏蔽门设备室PSC柜通信接口处提供PSD侧额RJ45形式10Mbit/100Mbit以太网接口提供从ISCS系统机柜到PSD机柜RJ45网口带标识的5类屏蔽门网络电缆，并负责该电缆的铺设及连通基于TCP/IP的MODBUS标准协议监视系统网络ISCS通讯功能要求PSD系统ISCS系统PSD和ISCS进行信息交流实现车站控制室对PSD控制（1）PSD负责将每个车站中所有门单元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）和故障信息。在集成后的信息中能够识别到具体的门单元，对所有传输的信息均采用冗余通道设计

（2）接收ISCS系统提供的500MS校时信息（3）回应ISCS，对PSD与ISCS之间通道进行检测接收来自IBP控制，并驱动屏蔽门开启（1）ISCS系统需至少每隔一定时间，对PSD系统的通道进行检测（2）ISCS系统负责对P