地铁控制中心SCADA系统的升级改造案例

1、工程概况

　　广州地铁二、八号线改造工程将原二号线在江南西至晓港区间拆解成为二号线和八号线的一部分。原二号线供电系统采用集中供电方式，主变电所进线电源110kV，系统环网电压33kV，控制中心SCADA系统采用的是服务器/客户端的方式，采用ALPHA工作站，使用UNIX操作系统，OTN开放式传输网络，主备光纤通信通道，控制中心主站与变电所被控站为点对点传播。二、八号线控制中心SCADA系统改造完毕后，将要接入42个站点，新增加了22个站点，需要对控制中心主机系统硬件进行升级，增加二台主系统服务器、二台八号线操作员工作站、二套复示系统和将原二号线二台系统服务器改造为二、八号线前置机服务器，系统升级和调试时，原二号线控制中心SCADA系统不能停运。

　　2、SCADA系统升级改造技术

　　2.1组建新系统

　　⑴根据新系统硬件设备结构图搭建新系统。

　　⑵在新系统调试阶段，暂不将原二号线后台服务器升级为新系统前置机服务器，新系统前置机功能模块暂时在新系统后台服务器上运行，前置采集系统只连接新前置机屏柜，暂不连接原有前置机屏柜。

　　⑶在新增的二台服务器上安装SCADA数据库、前置应用软件等，在新通道柜内用新通道板接入新增车站的通道。并对原有监控系统主备机的数据库文件图形文件的一致性检查。在晚间二号线停运时间段内，关闭备用服务器上SYBASE数据库服务，将原有系统数据拷贝至新系统后台服务器主机，同时将OPEN2000图形报表文件拷贝到新系统。

　　⑷根据各车站RTU信息点表和一次接线图，在系统后台服务器上完成新增二、八号线各车站的数据库组态和图形生成工作。在后台服务器前置模块上，配置新增车站通道通信参数（包含波特率，停止位，校验方式等）。

　　2.2接入新增车站实时数据

　　控制中心后台服务器与现场各车站RTU联调，检测数据、遥控操作的正确性及相应时间等。调试步骤如下：

　　（1） 将二、八号线新增车站通道接入新前置机屏柜端子排，打开电源，观察终端服务器，通道板通讯灯闪烁状态是否正常。

　　（2） 在控制中心服务器前置机软件模块中，观察通道报文显示状况是否正常，是否有停滞，检测通道误码率是否在正常范围。

　　（3） 手动切换通道切换板上主备通道开关，分别测试主备通道通信状况。

　　（4） 在控制中心服务器调用一次设备接线图，检测遥信量，遥测量正确性；测试数据上送的刷新时间；在车站RTU侧模拟遥信变位，控制中心侧检查告警信息的正确性。

　　（5） 在控制中心服务器测试历史数据采集功能，调用报表工具，曲线工具查看历史采样数据。调用历史告警信息查看。

　　（6） 在控制中心服务器对车站遥信进行遥控操预置作，检测遥信遥控点号的正确性，检测返校时间是否正常。进行遥控执行操作，检测遥信开关动作状态是否正确，相关变位信息是否正常上送。下图为新增车站接入后的系统结构图：                               

　　2.3接入原有数据及遥控调试

　　此项调试工作涉及到原有系统对地铁二号线的监控功能，调试工作时间需安排在地铁二号线晚间停车时间内调试。

　　（1）更换新系统前置机硬件设备。将原有二号线通道板，切换板更换为新通道板，切换板。在新通道板上设置串口通信参数跳线（波特率，停止位等），连接切换箱通讯电缆到新终端服务器相应端口中（端口号应与前置模块库中配置一致，切换板与端口对映）。通电后，检测数据灯是否正常闪烁。

　　（2）在后台服务器前置模块中，配置通道端口参数，厂站参数，启动报文监视界面，监视上行报文是否正常，切换主备通道，检验正确性；

　　（3）在后台服务器上，检查数据库的正确性，遥信，遥测参数配置的正确性；检查历史记录的完整性；打开图形界面上，检查各车站RTU上送遥信量，遥测量的数值的正确性；测试实时数据刷新时间；

　　（4）在后台服务器上，打开图形遥控界面，按照遥控信息点表，依次进行遥控操作，检测现场相关开关是否动作，动作状态是否是所控状态。开关动作后，相关变位、SOE（事件顺序记录）等信息是否正确上送到后台服务器中，并提示相关告警信息。（此项调试需要调试人员在控制中心侧及RTU侧同时配合调试）；

　　（5）调试完毕后，标记通道板上所对应车站号，以便后期新旧系统正确倒切，并将所有硬件设备及系统配置恢复最初运行状态。在原有系统服务器上，检测是否系统已经恢复正常，以免耽误早间正常送电。

　　2.4原有系统向新系统倒切

　　（1）在所有原有二号线各车站调试完毕后，即可在晚间停车时间内，完成新旧系统的倒切工作。倒切过程分为前置机硬件部分的倒切，原有服务器功能的倒切，前置机软件功能模块的倒切，调度员工作站的数据源的倒切；

　　（2）前置机硬件部分的倒切，将原有二号线所有前置机硬件设备更换为新系统设备，正确连接通信电缆，确认硬件连接，端口连接的正确性。

　　（3）原有服务器功能的倒切。原有服务器连接到新系统网络中。安装前置机处理模块。新系统后台服务器前置机功能权限切换到原有后台服务器上。检测相关前置通信配置的正确性。检测实时数据的正确性。

　　（4）调度员工作站的数据源的倒切。原有调度员工作站改变数据源配置，从新控制中心服务器上读取数据，同时更新本地图形，报表等。　　

　　2.5全线程控调试

　　（1）根据二、八号线分拆后的车站分布，设计院设计全线设备开关遥控序列，重新完成新程控卡。检测新置程控卡的正确性。

　　（2）在晚间停车时间内，对新程控卡，进行调试操作。检测程控操作的正确性及合理性。

2.6新系统功能测试

　　主要是验证集成二、八号线的新系统的功能是否达到设计要求，具体测试项目包括：⑴系统硬件外观检查；⑵系统硬件稳定性测试；⑶系统软件功能检查；⑷系统软件稳定性测试。

　　其它测试项目依照设计方案和业主的实际需求而定，总体原则是保证新系统功能和旧系统一致，确保升级后的新系统运行稳定。

　　2.7新系统试运行

　　新系统投切成功后，应试运行一段时间。在试运行过程中，结合对二、八号线的要求，完善不同线路调度员工作站上的图形，报表，打印等配置。

　　3、施工中的注意事项

　　3.1注意防震、防噪、防尘、防潮

　　拆除工作应避免大幅度的动作，尽可能减少电钻，冲击钻等设备的使用，使用较轻量级的工具，避免敲砸，防止较大的震动和噪音，以免造成硬盘磁头永久性损坏以及服务器的非正常关机，造成系统的崩溃现象。做好系统的防尘措施，给机柜、计算机设备加装放护板和防尘罩，每天定时多次进行除尘工作，同时打开空调设备的除湿功能。

　　3.2注意通风散热和防电磁干扰

　　 在施工过程中，应时刻注意机房温度的变化，调节好空调的温度，并做好通风工作，以免温度升高影响设备的正常运行。电动工具的使用会产生电磁感应场，对现有设备运行会产生影响，在使用电动工具时，应远离现有机柜和计算机等电子设备。

　　3.3注意电源和通讯线缆的保护工作

　　在重要电源部位设置醒目标志，采取防护措施，防止施工人员对UPS电源、接线板电源的碰撞，造成系统意外失电。防止由于使用大功率的装修设备短时间内用电负荷骤然增加，造成跳闸现象而影响系统的正常运行。

　　改造过程中涉及到静电地板的改造和线槽的改造工作，施工应仔细小心，避免造成线缆的损坏，并提前做好标识。