综合监控系统教材.docx

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综合监控系统教材

综合监控系统

一、概述

ISCS的主要目的是将各分散孤立的自动化系统联结为一个有机的整体，实现地铁各专业相关系统之间的信息互通、资源共享，提高各相关系统的协调配合能力，高效实现系统间的联动，提高地铁全线的整体自动化水平。

ISCS相关的系统包括：

安全门系统（PSD）、列车监控系统（ATS）、电力监控系统（PSCADA）、环境与设备监控系统（BAS）、火灾自动报警系统（FAS）、广播系统（PA）、闭路电视系统（CCTV）、时钟系统（CLK）、乘客信息系统（PIS）、不间断电源（UPS）、通信专业集中告警设备（ALM）门禁系统（ACS）。

二、常用网络设备

1、交换机：

交换机就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备，如服务器、工作站、集线器、路由器、网络打印机等网络设备。

2、光电转换器：

光电转换器是将光信号转换为电信号的一种设备，它可以将外部的光纤信号转换后通过电接口（RJ-45）输出到计算机或者相应的网络设备上。

3、光纤熔接盒：

光纤熔接盒是将4芯的铠装光缆通过熔接后变成4根光纤尾纤，接入到光纤转换器中。

4芯光纤构成网络A和网络B。

每个网络用2根光纤，1根接收数据、1根发送数据。

4、局域网：

局域网络（LocalAreaNetwork）是一种在小的区域范围内是各种计算机和数据通信设备互连在一起的计算机通信网络。

5、以太网（Ethernet）：

以太网是局域网中最常用的通信协议标准。

它使用同轴电缆、双绞线、光纤等作为传输介质，采用载波多路访问和冲突检测（CSMA／CD）机制，数据传输速率可以达到10Mps以上。

6、光纤：

一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导工具。

一种传输光能的波导介质，一般由纤芯和包层组成。

7、双绞线：

两根金属线依距离周期性扭绞组成的电信传输线。

10、网线。

8、RS485/RS232

三、网络构建：

昌平线ISCS采用主备、冗余、分层、分布式C/S结构，采用TCP/IP协议，并采用行之有效的故障隔离和抗干扰措施。

ISCS系统采用分层分布式结构，三级网络：

中央级、车站级、现场级。

中央级：

综合监控系统面向全线；

车站级：

综合监控系统面向本车站；

现场级：

子系统主要进行现场数据采集和就地控制。

（一）、中央级

1、停车场ISCS结构（定泗路停车场）

（1）停车场管理系统

以太网交换机：

2套赫思曼MACH4002-48G-L3E

核心层服务器：

2套SUN实时兼历史SeverSPARCEnterpriseM5000

前端处理器：

4套MOXADA-682-Linux

磁盘阵列：

1套SUNStorageTek6540

操作工作站：

SUNUltra24WorkStation总调/行调/环调/电调/维调，共计5套；

（2）设备管理系统

以太网交换机：

2套赫思曼MS4128-L3E

核心层服务器：

2套SUN实时SeverSPARCEnterpriseM5000

磁盘阵列：

1套SUNStorageTek6540

操作工作站：

SUNUltra24WorkStation4套

（3）培训管理系统

以太网交换机：

2套赫思曼MS4128-L3E

核心层服务器：

1套SUN实时兼历史SeverSPARCEnterpriseT5240

操作工作站：

SUNUltra24WorkStation4套；

仿真模拟器：

SUNUltra24WorkStation1套；

（4）网络管理系统

以太网交换机：

2套赫思曼MS4128-L3E

核心层服务器：

1套SUN实时兼历史SeverSPARCEnterpriseT5240

操作工作站：

SUNUltra24WorkStation3套；

2、中心ISCS系统结构（小营二期）

以太网交换机：

2套赫思曼MACH4002-48G-L3E

核心层服务器：

2套SUN实时SeverSPARCEnterpriseM5000

2套SUN历史SeverSPARCEnterpriseM5000

前端处理器（FEP）：

2套MOXADA-682-Linux

磁盘阵列：

1套SUNStorageTek6540

操作工作站：

SUNUltra24WorkStation总调/行调/环调/电调/维调，共计8套。

3、车辆段ISCS系统结构

以太网交换机：

2套赫思曼MS4128-L3E

核心层服务器：

2套SUN实时兼历史SeverSPARCEnterpriseT5240

前端处理器：

2套MOXADA-682-Linux

操作工作站：

SUNUltra24WorkStation2套

（二）、车站级

以太网交换机：

2套赫思曼MS4128-L3E

核心层服务器：

2套SUN实时SPARCEnterpriseT5240

前端处理器：

2套MOXADA-682-Linux

操作工作站：

2套SUNUltra24WorkStation

车站级ISCS系统共有3面设备柜，分别为：

ISCS柜、交换机柜、负荷柜。

1、ISCS柜（见CAD）

2、交换机柜（见CAD）

3、负荷柜（见CAD）

4、ISCS接口规约

子专业

规约类型

PSCADA

IEC104

BAS

MODBUS

PA

MODBUS

PSD

MODBUS

CCTV

MODBUS

FAS

ISO1745

ALM

UDP

UPS

MODBUS、SNMP

ACS

MODBUS

CLK

时钟规约

ATS

MODBUS

PIS

MODBUS

（三）、现场级：

昌平线ISCS系统共有12个子系统，每个子系统主要进行现场数据采集、监视和控制。

子专业中BAS、PSCADA两个专业直接接入车站交换机；除BAS、PSCADA两个专业外的其他部分（8个）专业接入车站级的FEP，通过FEP转换数据规约，接入车站级交换机。

昌平线ISCS系统12个子系统：

安全门系统（PSD）、列车监控系统（ATS）、电力监控系统（PSCADA）、环境与设备监控系统（BAS）、火灾自动报警系统（FAS）、广播系统（PA）、闭路电视系统（CCTV）、时钟系统（CLK）、乘客信息系统（PIS）、不间断电源（UPS）、通信专业集中告警设备（ALM）。

ACS？

四、PSCADA电力监控系统

PSCADA即：

电力监控系统，是综合监控系统中的一个现场级子专业，负责监控地铁变电站内设备的计算机系统。

整个系统面向变电所通盘考虑，通过微机保护装置与一次开关设备、CT/PT等设备接口，实现对变电所设备的控制、监视、测量、继电保护及数据管理、远程通信等综合自动化管理，以保证供电系统的安全可靠运行。

PSCADA系统将变电站内设备分为：

10kV、750V、400V、牵引配电变压器温控器、整流器监控单元、交直流电源智能采集装置、排流柜杂散电流采集装置、再生制动能量消耗装置。

电力监控系统可以实现所内电压、电流、功率、电度量和开关量等信息的采集，通过光纤、屏蔽双绞线、网线等连接到自动化屏内，并进行数据处理和传输；由现场级自动化屏将信息送往车站综合监控系统，同时接收车站级和控制中心级的控制命令，实现变电所电力监控系统的集成。

根据PSCADA系统的需要，昌平线自动化系统分为：

区间所接入的牵引降压混合变电所及区间牵引混合变电所，无区间所接入的牵引降压混合变电所，停车场、车辆段牵引混合变电站。

（一）、自动化屏（上位机）

1、概述：

在变电所自动化屏内配置一体化监控计算机，实现对所内设备工作情况的监视工作。

正常情况下，电力设备的监视和控制由控制中心综合监控系统完成，在维修或紧急情况下，控制中心下放工作权限给变电所监控计算机实现所级监控功能。

在现场级监控计算机上可进行本所电力设备的监控及相邻站设备工作信息的监视。

2、柜体

（1）、通信处理装置（1n、2n）：

DK3510E

（2）、监控处理机（4n）：

PC677B

电脑一体机（遥控工作站）：

SIEMENS（SIMATICPANELPC）TOUCH机

（3）、综合测控装置（3n）：

DK3571B

电铁综合测控装置

（4）、按键：

复归（FALP复位按钮）——黄色

试验（SA试验按钮）——红色

手把：

（QH音响切换）投入——退出

（5）、键盘、鼠标

3、后柜面：

ABB两极空气开关（9个）

由左到右

（1）、散热风扇电源9ZK

（2）、交流插座8ZK

（3）、24V电源四7ZK

（4）、24V电源三6ZK

（5）、24V电源二5ZK

（6）、24V电源一4ZK

（7）、综合测控装置3ZK

（8）、通讯控制器（备）2ZK

（9）、通讯控制器（主）1ZK

3、自动化屏设备

（1）、通信处理装置：

DK3510E

通信处理装置是变电所综合自动化系统的信息中心，它通过不同的通信介质和通信规约，对变电所内各种设备的信息进行采集处理，形成标准的信息并通过数据通道传送到变电所监控计算机和综合监控系统。

北京地铁昌平线采用天津凯发公司生产的冗余的DK3510E通讯控制处理器，具有可靠性高、处理能力强、实时响应快的特点。

采用两台通信处理装置，主备完全相同，采用热备冗余的方式运行。

（2）、监控处理机（4n）：

PC677B

也称：

一体化机或遥控工作站，型号为IEMENS（SIMATICPANELPC）TOUCH机，屏幕为触摸屏，无需鼠标键盘，可直接操作。

（3）、电铁综合测控装置：

DK3571B

采用天津凯发公司开发研制的DK3571B系列通用测控装置。

测控装置设计采用模块化的设计思想，配置十分灵活，各种模件在插槽总数一定的约束下可任意组合。

DK3571B测控装置在电气上由各种模件构成，模件之间通过背板相连，CPU与各种I/O模件通过装置背板上的实现数据交换，。

通过选配不同的模件实现完备的交直流测量、开关量采集、脉冲计数、控制（包括同期）、与智能设备及上位机通信等功能。

（4）、交换机（5n、6n）：

自动化内交换机两套，该交换机实现与车站/车辆段/停车场综合监控系统的连接，连接设备包括车站/车辆段/停车场综合监控系统交换机、主备通信处理装置和便携式维护计算机。

赫斯曼HIRSCHMANN：

RS30

Ø电源

电源接线方式和指示灯：

直流供电接线交流供电接线

直流供电：

正极连接1、6接线柱，负极连接3、4接线柱。

交流供电：

连接1、3、4、6。

P-电源LED：

绿色－供电正常

黄色－单路电源供电

熄灭－电压过低

Standby-耦合状态LED：

绿色－耦合冗余状态

熄灭－非耦合冗余状态

RM-冗余状态LED:

绿色－环网管理生效，环网无断点

黄色－环网管理生效，环网断开

熄灭－环网管理关闭

闪烁－错误的环网配置

FAULT-故障LED:

红色－信号触点有输出

熄灭－信号触点无输出

Ø网线接口

LS-连接状态LED:

熄灭－无有效物理连接

绿色－当前端口有一个有效物理连接

慢闪－端口处于冗余状态

快闪－端口被禁闭

DA-数据状态LED:

熄灭－无数据传输

黄色－正在进行数据传输

（5）、电源模块（DY）：

为柜内2台光纤交换机（1、2）、光电转换器、音响回路、遥控出口回路（3）、监控主机（4）

电源模块型号：

赫斯曼摩莎MOXA：

3种

输入

输出

电压

电流

电压

电流

频率

DR-75-24

100-240VAC

2.0A

24VDC

3.2A

50-60Hz

DR-