Phoenix Contact整体解决方案在鹤大高速公路隧道监控中的应用

、
工程 概述
多 址冲 突 检测 的 原理 来构 筑 的 。事 实上 自动 化业 界对 以 太 网的 开 发 从 来没 有停 止过 ，今天 ，在 各 方 的努 力下 ，自动 化领 域 中基 于
信 息技 术 （Ｔ Ｉ ）的 实时 以 太 网孕育 而 生 了 ，它 已经成 为 目前 该领
本 项 目路 线起 于 通化 市二 密镇 ，经二 密河 、黎 明 、快 大镇 ， 跨蜊 蛄 河 ，在 赤柏 与 已通 车 的快 大茂 至下 排高 速 公路 相接 ，设 赤 柏互 通 ，快 大 茂互 通 至赤 柏 互通 之 问路 线与 陕大茂 至 下排 高速 公 路共 用 ，经 大 都岭 、赶马 河 、大 ＪＩ 达本 项 目终 点 新开 岭 （ Ｉ ，到 吉 辽界 ），与鹤 大 高 速公 路 辽 宁境 内的路 段 顺接 。路 线全 长 ５ ６ ２０ ４
的应 用 分析 ，着 重探 讨 了基 于Ｐｏｉｅ工业 实时 以太 网 的隧道 机 电 ｒｆ ｔ ｎ
制 系统 ，应该 说 从 品牌 和性 能 的一 致 ＿ 生上还 是 比较 适合 的 。但 随 着 科 学技 术 的发 展 ，本 地控 制器 之 间更 多地 采 用以 太 网作 为通 讯 手 段 ，并逐 渐 形成 了 业界 的 一种 共 识 。Ｐ Ｃ 过 以太 网 接 口接 入 Ｌ通 工 业 以太 网交 换 机 ，交 换机 再通 过 光线 环 网将 信息 上传 。这 种 结 构 已经被 认作 隧道监 控 系统 的标 准构 架 。但 就 目前 的应 用 来看 ， 大 多 数 已运 行 的系 统 中 ，其 Ｐ Ｃ 工业 以 太 网交 换机 选 用 的是 不 Ｌ和 同品牌 的产 品 ，此种 选 择在 新 建项 目的 投标 初 期看 不 出有什 么 不 利 之处 ，但在 运 营过 程 中 ，一 旦系 统出 现故 障 ，可 能会 涉及 不 同 厂 商 之 间的沟 通 和协 调 ，极 有 可能 出现 互相 推 卸责 任 的情况 。基 于 这种 考 虑 ，我们希 望 工业 以太 网交 换机和 Ｐ Ｃ Ｌｊ 筮用同一品牌 。
种 网 络 保 护 技 术 ，可 以 消 除 由 于 失 误 或 者 意 外 带 来 的 循 环 连 接 。它 也 提 供 了为 网络 提 供 备 份 连 接 的 可 能 ，构 成 以 太 环 网 的 双 重 保 护 。 菲 尼 克 斯 交 换 机 才 用 一 项 特 殊 的 技 术 ，大 树 支 持 （ ａｇ ｒ ｅ Ｓ ｐ ｏｔ Ｌ ｒ ｅ Ｔｅ ｕ ｐ ｒ），可 以 提 供 一个 Ｒ Ｔ 环形 拓 扑 结 构 ＳＰ 最 多 可 拥 有 ５ 个 设 备 。 见 图 ｌ。 ７ Ｏ
的 能力 。加上 总线 收 发器 具有 高 灵 敏度 ，能检 测低 至２Ｏ Ｙ 电 Ｃｒ 的 ｎ
压 ，故传 输 信 号能 在 千米 以 外 得到 恢 复 。 Ｒ 一 ８ 采 用半 双 工 工 Ｓ４５
作 方 式 ，任何 时候 只 能有 一 点处 于 发送 状 态 ，因此 ，发 送 电路 须 由使能 信号 加 以控制 。
５ 、重 复步 骤 ３Ｅ 直 Ｎ８ ，］ ４ 次移 位执 行 完 。当完 成移 位 后 ，一个 完整 的８ 位字 节将 会被 处理 。
６ 、对报 文 的 下一 个 ８ 字 节 重复 步 骤 ２５ 位 — 。不 断重 复 这 个步 骤直 到所 有 的字节 均被 处 理 。 ７ Ｒ 寄存 器 的最后 的 内容 是Ｃ Ｃ 、Ｃ Ｃ Ｒ 的值 。
（Ｒ Ｃ Ｃ），这 两 个 字节 是 通过 对设 备 地 址 、功 能代 码 和 数据 段 进
行循环冗余校验计算得出的。ｃ Ｃ Ｒ 的生成过程如下 ：
ｌ 、预置 一个 ｌ位 的全 “” （ Ｆ Ｆ 寄 存 器 ，该 寄存 器 称 ６ ｌ Ｆ Ｆ Ｈ）
为Ｃ Ｃ Ｒ 寄存 器 。
２ 、报 文 的 第一 个 字 节 同Ｃ Ｃ 存 器 的低 位 字 节 进行 异 或 ， Ｒ寄
应 能力 要强一 些 ，以 便其 稳定 运行 。
二、隧道监控系统的选型考虑
在 吉林 省 前期建 设 的 高速 公路 中 ，隧桥 比 不 高 ，监 控 系统 也 不 多 ，但 本项 目涉 及 ５ 隧 道 ，故 在 前 期设 计 的 过 程 中 ，我 们 就 座
基 于 以上 三 点考虑 ，再 经 过层 层筛 选 ，最 终我 们选 择了 具有 高 隆 价比的Ｐ ｏ ｍｘＣ ｎａ ｔ 体解 决 方案 。 ｈ ｅ ｏ ｔｃ 整
成 环 以 太 网网 络 中的 “ 播 风 暴 ” 问 题 ，从 某 种 意 义 上 说 是 一 广 于 电子控 制器上 的一种 通用语 言标 准 ，用 来实现控 制器 相互之 间 、
控 制器经 由通讯 介质和 其它 设备之 间的通信 。该协 议描 述了控 制器
如 何请 求访 问其 它设备 ，其 它设备 如何响应 相应 的请求 ，以及 错误
会同相关部 门对隧道机 电监控系统进行了深入的分析与研究。 就 目前中国已建成的高速公路来看 ，其采用的本地控制器主
要 有 两大 系 列产 品 ，欧 系和 日系 ，其 产 品特 点备 有千 秋 ，但 此 次 为 什 么选 择 德 国菲尼 克 斯 的整 体 解决 方案 呢 ？我 们在 选 型 的过程 中主要 考虑 了 以下 几点 ：
监控 系 统 的解 决 应用 方案 ，最后 对 隧道 监 控系 统 未来 的发 展 提 出 了 自 己ｆ 点和 建议 。 观
项 目概况
一
２ 、虽 然 以太 网技术 在 办公 领 域 早 已成 熟 ，并 成 为标 准 的 总 线 系统 ，为市 场 广泛 接受 。但毕 竟 工业 以太 网技 术还 是 基于 码 分
幅总 长 ８ ９ ． ２ ，互 通 式立 体 交叉 ４ ，分 离式 立 体交 叉 ２ ， ０５ ０米 ６ 处 处
网平台的解决方案 。那么，我们是否可以尝试在鹤大项 目通新段
的 隧道 机 电监 控系 统 中采 用 工业 实 时以 太 网技术 ，来实 现以 太 网
“
一
通ｉ２９。 ￣ ９ｈ ＿ ．
本 路 段设 管 理分 局 ｌ ，即通 化 管理 分局 ｆ 成 ｝ 养护 工 处 已建 ；设 区 ｌ ，即 通化 养 护工 区 （ 建成 ） 通化 管 理分 局 同址 建 设 ；设 处 已 ，与 服 务 区ｌ ，即都 岭服 务 区 ；设 收费 站 ３ ，即二 密 、大 川 匝道 收 处 处 费站 及新 开岭 主 线收 费站 ；设 隧道 变 电所８ 。 处
Ｉ Ｌ － ＲＳＴＰ ＭＭＳ／ ＭＣＳ人树 打 支 持 扑
Ｉ
Ｔ一 ２Ｔ－ ４ ８ １Ｔ一 ３Ｔ ｊ 位 ｌ ８ 位 ｌ 个８ ｌ Ｉ ｎ 位 ６ 位 ｌ Ｔ－ ２ Ｔ－ ４ 】 １Ｔ一 ３Ｔ
每个Ｍｏ ｕ ／ Ｕ ｄ ｓＲＴ 数据报文都有两个字节 的循环冗余校验 ｂ
怎样 被检测 及报 告的过 程 。Ｍ ｄ ｕ￣， 通信参 与者 划分 为 “ ｏ ｂ ｓ 议将 主
站” （ Ｓ Ｅ 和 “ ” （ Ｌ Ｖ ＭＡ ＴＲ） 从站 ＳＡ Ｅ），主 站可向从站 发送通信请
求 ，每 个从站 都有 自己的地 址编号 ，从 站用报 文响应 主站发 过来 的
请求 。— 个 起始 位 ｌ 示。 所 Ｉ 地址 ｌ 代码 ｌ 数据 ｌ Ｒ校 Ｉ 设备 功能 Ｃ验 Ｃ 结柬 位
ห้องสมุดไป่ตู้引言
我国 高速 公 路建 设越 来越 多 地涉 及到 隧 道 ，而大 多数 高 速公 路 隧道 都 需要 机 电监 控系 统 监视 和 控制 隧 道 内的 各种 外场 设 备 ， 故 隧道 机 电监 控 系统 的安 全 、稳 定 运行 是 十分 重 要的 。本 文 通过 对Ｐ ｏ ｎｘＣ ｎａ ｔ 体解 决 方案在 鹤 大高 速隧 道机 电监 控系 统 中 ｈ ｅ ｉ ｏ ｔｃ 整
ＩＥ ￥Ｚ Ｑ ＥＥＯ１
图９ ＰＯＩ Ｔ＿ 以太 网数据 帧 Ｒ Ｆ Ｅ＿ 业 Ｎ Ｔ
通讯 所涉 及 的协 议主 要包 括Ｍｏ ｂ ｓ Ｔ 协议 及厂 家 自编 协 ｄ ｕ／ Ｕ Ｒ
议 ，水 泵房Ｐ Ｃ Ｌ 系统 及通风 照 明电力 低压 控制柜 采用 的通 讯协议 为
Ｍｏ ｂ ｓ Ｔ 协议。Ｍ ｄ ｕ￣议 是ｌＴ￣由Ｍ０ ｉ ｎ ｄ ｕ／ Ｕ Ｒ ｏ ｂ ｓ］ ｇＳ ｄＣ 公司制定 的应用 Ｏ 在 此项 目的解 决方 案采 用Ｐ Ｏ ＩＥ Ｒ 技术 。 Ｅ ＦＮ ＴＳ Ｔ ３ 、交 换机 环 网冗 余技 术Ｒ Ｔ （ Ｅ ８ ２ｗ） ＳＰＥＥ０ Ｉ １ 快 速 生 成 树 协 议 （ ａ ｉ ｐａ ｎ ｎ ｅ Ｐ Ｏ ｏ Ｏ ） ｒ Ｐ ｄ ｓ ｎ ｉ ｇ ｔｅ ｔ Ｃ １ ｒ ｒ 为 当 前 构 成 交 换 机 环 网 的 一 个 主 流 技 术 ， 从 生 成 树 协 议 （Ｅ Ｅ ０ ． Ｉ Ｅ ８ ２１ ｄ）发 展 而 来 ，具 有 更 高 的 网 络 愈 合 速 度 及 可 靠 性 。其 最 主 要 的 应 用 是 为 了 避 免 局 域 网 中 的 网 络 环 路 ，解 决 了
责任编辑．张大伟
Ｐ ｏ ｎ ｎａ ｔ ｈ ｅ ｉ Ｃｏ ｔｃ整体解 决方案 ｘ 在鹤 大高速公路 隧道监 控 中的应 用
吉林省交通信息通信 中心 孙 昕 菲尼克斯 （ 中国 ） 投资有 限公司 乔 丛 菲尼克斯 电气 （ 南京 ） 研发 中心工程有 限公司 李继先
ｌ 期 的隧 道监 控系 统多 采用 Ｐ 口 、早 Ｌ 现场 总 线来构 成 整体 控
域 的首 选 ，代表 全 世界 １０ 多家 会 员公 司 的Ｐ 国际组 织 推出 了 基 ２０ Ｉ 于 实 时工 业 以太 网 的Ｐ ＯＦＮＥ 自动 化解 决 方案 。该 技 术为 当 前 Ｒ Ｉ Ｔ 的 自动 化 用户 提供 了 一个 简 单 、可靠 、完整 和高 性 能的 工业 以 太
公里 ，设特大桥 ｌ １４． 、隧道５ （ 座 ３２ 米 ８ 座 左幅总长７ ６ ９９ ，右 ９ ８ １米
网到底 ”这样 一 种全 新的 理念 呢 ？ ３ 、从 吉林 所 处 的北 方 地 区的 气 候来 看 ，四季 分 明 ，昼 夜温