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深圳地鐵一期工程項目系統(tǒng)軟件簡介
  • 企業(yè):     領(lǐng)域:工業(yè)以太網(wǎng)     行業(yè):食品飲料    
  • 點擊數(shù):2681     發(fā)布時間:2005-06-17 12:04:22
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1 深圳地鐵項目系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

1.1 系統(tǒng)特點

    深圳地鐵項目系統(tǒng)是一個地理分散和多專業(yè)集成的監(jiān)控系統(tǒng),集成了EMCS(環(huán)控系統(tǒng))+FAS(防災(zāi)報警系統(tǒng))+SCADA(電力監(jiān)控系統(tǒng))三個專業(yè)。采用中心、車站、就地設(shè)備三層分布式體系結(jié)構(gòu),是一個開放的計算機系統(tǒng)。系統(tǒng)由工程師站、操作員站、打印站、中央服務(wù)器、商用數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、車站監(jiān)控站、系統(tǒng)局域網(wǎng)絡(luò)、骨干網(wǎng)絡(luò)等組成。
深圳地鐵項目具有如下特點:
   
(1) 專業(yè)性更強,綜合了3個系統(tǒng),包括EMCS、FAS和SCADA,其中EMCS是主系統(tǒng),需要在車站以及中心集成其它兩個系統(tǒng)的信息;

    (2) 需要MACS-SCADA與其他軟件進行集成,本項目需要與FAS系統(tǒng)(FIX軟件)實現(xiàn)信息集成;

    (3) 各車站到中心為共線式10M以太網(wǎng),網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)服務(wù)應(yīng)以優(yōu)化骨干網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議為目標(biāo),建立以網(wǎng)絡(luò)為中心的數(shù)據(jù)服務(wù)模式。

    (4) 人機界面體系設(shè)計專業(yè)化要求較高;

    在車站一級,EMCS、SCADA、FAS基本為獨立的子系統(tǒng),EMCS子系統(tǒng)和SCADA子系統(tǒng)采用MACS-SCADA軟件,分別形成MACS-SCADA的一個車站域,F(xiàn)AS系統(tǒng)采用獨立的第三方軟件; EMCS車站子系統(tǒng)的監(jiān)控主站將接收FAS子系統(tǒng)的主要數(shù)據(jù)但并不傳到監(jiān)控中心,EMCS車站子系統(tǒng)的監(jiān)控主站在人機界面層可以同時查看三個系統(tǒng)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

    在監(jiān)控中心,EMCS+SCADA+FAS構(gòu)成一個綜合的計算機集成系統(tǒng),采用MACS-SCADA軟件,其中FAS系統(tǒng)采用獨立的第三方軟件,工程配置以雙冗余硬件服務(wù)器方式運行所有上層后臺任務(wù),不同專業(yè)系統(tǒng)的中央監(jiān)控站運行人機界面軟件,通過工程配置組態(tài)的方式查看本專業(yè)關(guān)心的相關(guān)數(shù)據(jù)。EMCS的監(jiān)控主站將接收FAS系統(tǒng)獨立傳輸?shù)街行牡闹饕獢?shù)據(jù)。

    對于FAS采集到的數(shù)據(jù),分別在中心和車站接入MACS-SCADA集成系統(tǒng),從車站到中心的數(shù)據(jù)傳送由獨立的FAS系統(tǒng)通過其專用網(wǎng)絡(luò)進行。

1.2 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖

1.3 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)圖

1.4 車站系統(tǒng)

    10/100M EtherNet 作為車站內(nèi)局域網(wǎng),連接EMCS、FAS和SCADA系統(tǒng),三個系統(tǒng)主要通過該網(wǎng)交換數(shù)據(jù)。EMCS監(jiān)控主站作為整個車站的監(jiān)控主站,監(jiān)視三個系統(tǒng)的運行狀況。

(1) EMCS系統(tǒng)

    EMCS系統(tǒng)由多組PLC,一臺工控機和一臺EMCS監(jiān)控主站組成。各組PLC通過Contral Net控制網(wǎng)絡(luò)掛接到一對冗余主控PLC上,主控PLC將數(shù)據(jù)傳送到EMCS監(jiān)控主站的MACS-SCADA實時數(shù)據(jù)庫中。工控機負責(zé)監(jiān)控照明、電梯扶梯、屏蔽門等系統(tǒng),采集的數(shù)據(jù)傳送到EMCS監(jiān)控主站。

    EMCS監(jiān)控主站車站系統(tǒng)的主要監(jiān)控計算機,可監(jiān)視其它專業(yè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù),需根據(jù)需要配置MACS-SCADA服務(wù)任務(wù)軟件。
MCP PLC 外接MCP(手動操作盤),功能上作為EMCS監(jiān)控主站和一對主控PLC的硬件后備。MCP和EMCS監(jiān)控主站在操作上具有閉鎖關(guān)系,該功能在MCP PLC和主控PLC之間實現(xiàn)。

(2) FAS系統(tǒng)

    火災(zāi)報警控制器通過車站局域網(wǎng)將采集數(shù)據(jù)送FAS監(jiān)控主站,同時通過專門的光纖將數(shù)據(jù)送中心FAS監(jiān)控主機。
FAS向EMCS提供報警和模式變換信息,通過RS232接口接入MCP PLC。EMCS還要通過車站局域網(wǎng)從FAS監(jiān)控主機取得探頭數(shù)據(jù),結(jié)果存入EMCS監(jiān)控主站數(shù)據(jù)庫中,但EMCS監(jiān)控主站并不將數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)控中心。

(3) SCADA系統(tǒng)

    SCADA每個車站一臺工控機,做為I/O站,并可對車站SCADA系統(tǒng)進行維護管理。區(qū)間變電站也同樣存在一臺工控機,并掛接到臨近車站的局域網(wǎng)上,因此一個車站最多有兩個SCADA I/O站兼維護管理站。需根據(jù)需要配置MACS-SCADA服務(wù)任務(wù)軟件。
車站系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)如下:

1.5 監(jiān)控中心(OCC)集成系統(tǒng)

(1) 服務(wù)器
   
雙中央服務(wù)器,三個專業(yè)共用,運行MACS-SCADA服務(wù)器軟件。一臺歷史服務(wù)器兼信息系統(tǒng)工作站,運行MACS-SCADA通用數(shù)據(jù)庫服務(wù)器軟件。
(2) SCADA
   
兩臺監(jiān)視工作站,運行MACS-SCADA操作員站軟件,只監(jiān)控電力SCADA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。一臺文檔工作站,作為整個系統(tǒng)的工程師站,運行MACS-SCADA工程師站組態(tài)軟件,負責(zé)維護整個系統(tǒng)的工程組態(tài)數(shù)據(jù)。
(3) EMCS
   
兩臺監(jiān)視工作站,運行MACS-SCADA操作員站軟件,除全面負責(zé)監(jiān)控EMCS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)外,還負責(zé)監(jiān)視整個集成系統(tǒng)的運行,可同時監(jiān)控EMCS+SCADA+FAS的數(shù)據(jù)。
(4) FAS
   
兩臺監(jiān)視工作站,只監(jiān)控FAS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。
(5) 打印機
   
一臺網(wǎng)絡(luò)打印服務(wù)器,運行MACS-SCADA打印站軟件。
(6) 大屏幕
   
大屏幕控制器上運行MACS-SCADA大屏幕接口軟件,通過組態(tài)的方式定義專用圖形,通過網(wǎng)絡(luò)向MACS-SCADA系統(tǒng)申請數(shù)據(jù)。可同時監(jiān)控EMCS+SCADA+FAS的數(shù)據(jù)。
監(jiān)控中心系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)如下:

2 系統(tǒng)軟件功能設(shè)計

2.1 設(shè)備通信
   
設(shè)備通信是系統(tǒng)軟件的最底層,負責(zé)系統(tǒng)的現(xiàn)場數(shù)據(jù)IO功能。由于集成系統(tǒng)連接的設(shè)備多,協(xié)議復(fù)雜,故設(shè)計了統(tǒng)一的開發(fā)模板指導(dǎo)所有通信驅(qū)動的開發(fā),所有的通信驅(qū)動采用風(fēng)格一致的模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部接口。

2.2 實時數(shù)據(jù)庫
   
以網(wǎng)絡(luò)為中心的實時數(shù)據(jù)庫,對實時數(shù)據(jù)的訪問不依賴于一臺或兩臺備份的服務(wù)器,數(shù)據(jù)申請直接指向IO站。實時數(shù)據(jù)庫提供各種訪問接口:ODBC、OPC、DDE、API函數(shù)。

2.3 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳送
   
所有的數(shù)據(jù)申請為訂閱方式,數(shù)據(jù)傳送為變化傳送。數(shù)據(jù)傳送設(shè)置優(yōu)先級別,優(yōu)先傳送一級數(shù)據(jù)。

2.4 系統(tǒng)診斷
   
診斷程序向本地所有應(yīng)用程序模塊發(fā)送診斷消息,收到返回消息后填寫診斷包。診斷包定時向域內(nèi)主機發(fā)送,在線節(jié)點收到后應(yīng)答,以此來判斷網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。判斷出來的應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)寫入實時數(shù)據(jù)庫以便應(yīng)用。

2.5 報警服務(wù)
   
報警的產(chǎn)生基于報警服務(wù)器。報警服務(wù)器根據(jù)組態(tài)信息周期判斷報警條件是否滿足,滿足后產(chǎn)生報警信息并支持操作員站的訪問。報警服務(wù)支持冗余。

2.6 趨勢服務(wù)
   
趨勢(歷史庫)服務(wù)器上運行的趨勢服務(wù)程序按照組態(tài)信息從實時數(shù)據(jù)庫讀取信息并保存在本地硬盤,需要長期保存的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到商用數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。數(shù)據(jù)的存儲時間可根據(jù)存儲介質(zhì)的容量進行設(shè)置。趨勢服務(wù)支持冗余。

2.7 報表服務(wù)
   
報表基于EXCEL,采用所見即所得的方式。報表的數(shù)據(jù)來源是趨勢服務(wù)器,報表服務(wù)支持定時打印和召喚打印。

2.8 算法服務(wù)
   
實時控制算法功能由下層的PLC和上層軟件共同實現(xiàn)。上層應(yīng)用軟件支持類C語言和BISCA語言的腳本語言編程。并為項目中的特殊應(yīng)用算法編寫了封裝的應(yīng)用算法模塊。

2.9 校時服務(wù)
   
時間信息來自GPS和地鐵統(tǒng)一時鐘接口。校時服務(wù)模塊對系統(tǒng)中所有申請校時的節(jié)點進行校時,校時協(xié)議采用標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)校時協(xié)議-NTP(NETWORK TIME PROTOCOL)。

2.10 WEB服務(wù)
   
WEB服務(wù)模塊讀取實時數(shù)據(jù)生成HTML文件,,使用WINDOWS的IIS服務(wù)發(fā)布網(wǎng)站。WEB服務(wù)模塊定時更新網(wǎng)頁,客戶機只需瀏覽器即可監(jiān)視現(xiàn)場數(shù)據(jù)和系統(tǒng)運行情況。

2.11 打印服務(wù)
   
打印服務(wù)支支持多打印機冗余。并可根據(jù)打印機的狀態(tài)自動選擇備份打印機,支持行打印、頁打印、表格打印和圖形打印。

2.12 商用數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)存模塊
   
優(yōu)選主流商用數(shù)據(jù)庫,數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)設(shè)計與操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)無關(guān),以適應(yīng)多種系統(tǒng)平臺需求。轉(zhuǎn)存的內(nèi)容包括報警、日志、SOE記錄、有長期保存價值的歷史數(shù)據(jù)等。

2.13 人機界面(HMI)
   
MACS-SCADA人機界面子系統(tǒng)(HMI)是運行在中文Windows NT或者Windows 2000平臺上的實時監(jiān)控軟件,該軟件支持多屏幕顯示,每個屏幕的顯示和操作互不干擾。主要功能:

    (1) 圖形功能強大,可顯示立體圖形和動態(tài)對象。
    (2) 支持曲線、棒圖、數(shù)字多種顯示方式。
    (3) 支持多種條件查詢的報警列表。
    (4) 支持多種條件查詢的操作日志。
    (5) 支持多種順序的設(shè)備狀態(tài)查詢。
    (6) 事故追憶和SOE數(shù)據(jù)的在線查詢顯示和打印。
    (7) 系統(tǒng)管理功能用來監(jiān)視整個系統(tǒng)應(yīng)用程序模塊和網(wǎng)絡(luò)的運行狀況。
    (8) 權(quán)限管理,可設(shè)置多種操作級別,對登錄的操作員進行權(quán)限審核。

3 結(jié)束語

    深圳地鐵項目應(yīng)用要求高,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,限于篇幅只能在這里對其系統(tǒng)軟件做一個輪廓性的描述,實現(xiàn)細節(jié)就不做具體論述了。

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