对地铁SCADA通讯中断问题的分析

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摘 要：SCADA通讯中断主要由通讯网络故障和设备参数配置错误两个方面造成。该文从通讯网络和设备参数的配置两个方面对地铁scada通讯中断的问题进行了分析和阐述，并根据不同的通讯介质和通讯接口详细介绍了通讯故障产生的原因和排查处理方法。通讯网络故障方面文中根据通讯网络传输介质的不同，主要介绍了光纤网络和铜线网络的通讯原理，影响通道的因素及分析排查的方法。设备参数配置错误方面，主要介绍了数据寻址的原理，以及影响以太网和串口通讯的有关参数的配置及参数对通讯的影响。

关键词：地铁 SCADA 通讯中断 故障分析

中图分类号：TN85 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）09（a）-0051-03

Abstract：SCADA communication interrupt is mainly caused by two aspects： communication network fault and equipment parameter configuration error. This paper analyzes and expounds the problem of the disruption of the SCADA communication from two aspects： communication network and equipment parameters，And according to the different communication medium and communication interface， the cause of the communication failure and the method of troubleshooting are introduced in detail. In the communication network， according to the different communication medium， the communication principle of the optical fiber network and the copper wire network is introduced， and the factors affecting the channel and the method of analyzing the network are introduced. In the aspect of equipment parameter configuration error， the principle of data addressing is mainly introduced， and the influence of the configuration and parameters of the configuration and parameters on the parameters of the Ethernet and serial communication are introduced.

Key Words：Subway；SCADA；Communication Interrupt；Failure Analysis

SCADA系统是数据采集与监视控制系统的简称，是以计算机通讯网络为基础设备，依托调度自动化软件实现的调度监视控制平台。随着技术日渐完善，对调度生产起到的作用也越来越大。目前地铁SCADA系统的作用是向控制中心上传现场设备信息，如果SCADA与智能设备之间不能正常通讯，控制中心将无法对现场设备进行监控，会对安全生产埋下重大隐患。SCADA通讯中断的原因主要有以下两个方面：（1）通讯网络故障。（2）设备参数配置错误。该文将从上述两个方面对SCADA通讯故障进行分析。

1 通讯网络故障原因分析及处理

根据传输介质，目前地铁SCADA主要通讯网络可分为光纤网和铜线网。

1.1 光纤网故障原因分析及处理

光纤通讯的原理是利用光调制器将电信号转换成不同振幅、位相、频率、偏振、波长的光信号，然后利用光的全反射特性使光在光纤内沿直线或曲线传播，最后再利用光解调器将光信号解调成所需的电信息。

光纤通讯网络一般由光调制器、光解调器、光纤和光缆、中继器（光交换机）、耦合器五部分组成。图1是光纤通讯的原理图。

从原理图可以看出变电所光通讯通道采取单向传播方式，如果某一个环节出现问题就会导致通讯故障。通常导致光纤通讯故障的原因有：（1）光纤本身质量问题造成的通讯故障，一方面是光纤内部杂质含量过高引起光传播途中散射增加以及杂质的吸收作用将传输的光能转变为热能导致光功率损失；另一方面光纤内部结构的缺陷导致入射角小于全反射角从而引起散射及反射增加。（2）光纤的弯曲半径过小，在光纤弯曲处，入射角将减小，当光线入射到纤芯包层界面上的入射角小于全反射角时，部分光线将进入包层损失掉。（3）光线在光纤内的传播距离过长而导致光功率衰减。（4）光纤连接及耦合器件损坏或装配不达标导致光纤传输回路不连续，包括光纤对接时错位、接口面倾斜、空隙等，将增加散射损耗，也会使一部分光反射回发送端使光功率减小。（5）单模/多模光纤接口、尾纤接混，因单模/多模材料折射率不同导致光功率反射损失。（6）光电调制解调器或中继器损坏导致通讯故障[1]。

当发生光纤通讯故障时我们通常利用以下方法进行分析处理。（1）如果是线路长度较短的光纤回路，判断回路是否接错，可以使用光照法进行判断，即从一头将可见光射入，看另一头有无光线射出，如果有说明回路畅通，如果没有说明回路有断点或线接错。（2）通过光电调制解调器自环的方式来检测光电调制解调器发送与接收功能是否正常，如不正常应更换光电转换设备。（3）检查单模/多模光纤接口、尾纤有没有接混，如发现混接则立即更换对应尾纤。（4）检查光纤接头、耦合法兰有无磨损裂纹，如有应立即进行更换。（5）检测光调制器发出的光功率是否合格，如不合格应立即更换。