广州地铁一号线SCADA系统增加轨电位远控功能技术改造.pdf

广州地铁一号线SCADASCADA系统增加轨电位远系统增加轨电位远

控功能技术改造

作者：杨晓春

来源：《科技风》2024年第07期

摘要：广州地铁线网范围内SCADA或主控系统上，基本无设置远控分合轨电位功能。在

屏蔽门打火或钢轨打火时，需要变电人员到设备房手动合上轨电位限制装置，影响了故障处置

的效率。本文结合广州地铁一号线西门子S5系列的PLC技术、SINAUT技术、牵引供电技

术，对SCADA系统的逻辑控制功能进行改造，实现在一号线OCC调度平台增加远控轨电位

分合的功能。

关键词：SCADAS5-95S5-115RTU

1广州地铁一号线SCADA系统概况

广州地铁一号线SCADA系统组网方式见图1，子站点通过若干间隔层PLC控制器S5-

95U，中间层传输控制器S5-115，传输单元，传输单元RTU设备进行组网。每个控制器负责单台设备的

控制、信号传输功能，例如变电所内的交流33kVGIS33kVGIS设备、直流1500V1500V进线、直流1500V1500V馈

线断路器、直流负极柜断路器均由本柜配置的S5-95设备进行控制和信号传输，而交流400V400V

设备、接触网电动隔离开关的控制、测量、电度、信息数据采集功能则由S5-115完成控制和

信号传输工作。

广州地铁一号线SCADA系统采用屏蔽双绞线和RS-485RS-485作为物理传输介质，并以

PROFIBUSDP和SINAUT8FW两种协议传输。通过两种协议传输。通过S5-95U和S5-115的通讯模块，实现不同

PLC单元间的信息传递。

2数据结构及其交换方式

S5系列PLC程序包含5类块（block）：组织块OB、功能块FB、数据块DB、程序块

PB、顺序块SB。

组织块（OBblock）：对程序内所有的程序块进行调用和管理；负责在PLC扫描程序的时

候，顺序执行组织块内的程序语句。

功能块（FBblockFBblock）：功能块里面的逻辑语句包含有特定的功能，反映I/O点和逻辑语句

间的输入输出关系。而功能块在反映逻辑语句的时候，将输入量和逻辑关系分离，其输入数据

是以参数的形式表示，而输入量存储于数据库中，这样方便于功能块的赋值和调用。

数据块（DBblock）：用于存放各种数据，供程序块和功能块调用。

程序块（PBblock）：为用户编写的各种逻辑关系，反映设计者的功能需求，联系不同数

字量及模拟量的I/O点。

顺序块（SBblock）：主要用在过程控制方面，广州地铁一号线供电自动化系统中没有使

用。

站级SCADA系统的数据处理主要包含两大部分完成：一部分由各开关柜的S5-95US5-95U完

成，另一部分由S5-115U完成。数据在RTU与S5-115U、S5-115U与S5--95中各块的数据转

换传递关系见图2。

以S5-115中的控制命令值Q35.0、Q35.1，见图3，其在电气图纸中是作为902开关分合

的控制信号。见图4，在S5-115U中的地址为：第4字节，第0-1位，即4.0-4.1，协议为

PROFIBUS；在RTU中的地址：第9字节，第0-1位，即9.0和9.1，协议为SINAUT8FW。数

据类型为：命令。

根据图2，数据下行，即上位机传递来的指令基本数据传递流程如下：

同理，数据上行，即S5-115中的400V400V低压开关901、902位置状态信息值I13.0至13.1

上送至上位机的流程如下：

3轨电位增加分合功能改造的技术方案

通过前面的分析可知数据在RTU和S5-115之间的数据传递关系。对于加装轨电位远控分

合功能可类比400V400V开关在控制逻辑实现方式，实现方案如下：

3.1远控命令下送修改

见图8，在S5-115的PB30程序块中Segment21语句A3和A4增加远控输出点Q35.4、

Q35.5（轨电位远控分合命令）。

3.2位置信号上传修改

见图9，在S5-115中PB30程序块中PB30程序块中Segmen