和谐机车用自动化设备接口规范

1和谐型机车管理信息系统自动化设备接口规范1、引言和谐型大功率交流传动机车是具有世界先进水平的货运机车，已经大批量在繁忙干线应用，为了提高和谐型机车使用、维护水平，提高利用率，必须通过信息化手段对和谐型机车加以管理，建立全路范围的部级、局级、检修基地、运用维修段和谐型机车四级一体的管理信息系统。和谐型机车管理信息系统要遵循《铁路机务信息化规划》，在系统架构、基础编码、数据交换规范等方面要统一设计和规划，以实现最大范围的信息共享和全路机务信息化的可持续发展。和谐型机车检修基地和运用维修段是和谐型机车检修作业和运用整备的重要场所，配备了大量对机车进行检测、测试、试验和维修作业的设备。为提高检测、测试、试验和维修数据准确性、及时性实现共享。为实现和谐型机车管理信息系统与检修基地、运用维修段自动化设备有效集成、信息共享，部运输局组织编制了《和谐型机车管理信息系统自动化设备接口规范》，以确保设备接口与信息系统数据自动交换，实现关键设备与信息系统网络连通，信息共享。本规范明确了自动化设备的分类，制定了接口的软硬件要求，规定了接口开发涉及的相关编码，用于指导各种自动化设备的信息化接2口技术条件的制定。1.1名词术语1）自动化设备：指在检修基地和运用维修段内，用于探伤、检测、实验及涉及安全的关键设备、用于检修的主要设备，以及其他由设备使用单位特别提出的，必须接入信息系统的设备。自动化设备必须具备数据自动采集接口条件，与信息系统实现网络连通，并通过接口与信息系统自动交换数据的各种检测、测试和维修作业的设备。2）上位管理机：设备中配置的，对设备各组件进行控制或管理的计算机。3）接口计算机：具有以太网接口、直接接入信息系统，与信息系统进行数据交换的计算机。4）上传/下传：数据从设备传递至信息系统的数据传输为数据上传；数据从信息系统传递至设备的数据传输为下传。5）WebService：一种基于XML的数据传输方式，具有平台无关的特点。6）XML：可扩展标记语言（eXtensibleMarkupLanguage）,是一种基于标注的、与平台无关的数据格式描述语言。7）接口方法：在信息系统应用服务器上以WebService形式发布的数据接口中，暴露给自动化设备接口程序调用的、可完成接口数据交换的操作称为接口方法。8）“一卡通”权限认证：对于需要“一卡通”授权应用的设备，并具备“一卡通”识别功能，在用户刷卡操作时通过信息系统进3行权限认证。2、自动化设备的种类和谐型机车检修基地和运用维修段的自动化设备根据功能和用途可以分为以下三类：1）检测/测试/实验设备在检修作业和运用整备的过程中，信息系统需要这类设备获取被测机车、配件或装置的检测/测试/实验数据，以用于机车、配件或装置的技术状态分析和故障诊断。检测/测试/实验设备产生的数据反映了机车或配件的性能和质量，它是和谐型机车检修基地和运用维修段最重要的自动化设备。2）维修工装设备用于各种部件专项维修的专修设备，以及用于整备作业的整备作业设备，在作业的过程中，信息系统需要从这类设备获取维修/作业进度及任务量数据，以动态掌握维修/作业进度，进行维修/作业进度任务量统计。维修工装设备从信息系统服务器下载作业工单，了解作业任务和作业内容，通过关闭作业工单反映作业步骤和作业进度。3）辅助设备这类设备主要为安全生产作业相关的设备正常运转提供工作条件保障，在生产过程中，信息系统需要获取这类设备工作状态的自检数据，以监视其是否稳定运行。设备工作状态自检功能是自动化设备必须具备的基本功能，信息系统通过分析设备上传的状态数据，可以确定检修基地或运用维修段4可用的设备资源，从而制定或调整生产计划。3、自动化设备接口的硬件要求和谐型机车检修基地和运用维修段的自动化设备与信息系统互连，原则上要求采用RJ45接口或FC接口以及802.11g无线网卡。即具备以上接口并支持TCP/IP通信协议的自动化设备可直接接入信息系统，实现信息交互。对于不具备RJ45接口或FC接口以及802.11g无线网卡的自动化设备必须经过相关改造才能与信息系统互连。3.1采用LANWORK、CAN等现场总线的自动化设备或流水生产线对于采用LANWORK、CAN等现场总线的自动化设备或流水生产线应增设系统上位管理机。上位管理机是PC架构的通用计算机，配置以太网卡和现场总线卡。上位管理机通过现场总线卡及相关通信协议与采用现场总线的自动化设备或流水生产线交换数据；通过以太网卡及TCP/IP通信协议与信息系统交换数据。上位管理机起到通信网关的作用，实现通信协议和数据格式的转换。拓扑结构如图3.1所示：检检检检检检检检检检检LANWORK检CAN检检检检检检检检检检检检检检检检检检检检检检检检RJ45检检检检检检检检检检检检检检检检检检检检检检检检检检检TCP/IP图3.1现场总线自动化设备或流水生产线接入方案3.2采用串行接口的自动化设备和谐型机车检修基地和运用维修段存在大量的便携式测量设备，5他们通常采用RS232、RS485、RS422、USB等串行接口与其他设备交换数据。由于这类设备不具备RJ45接口或FC接口以及802.11g无线网卡，不能遵循TCP/IP协议与信息系统直接交换数据，因此应增设接口计算机。接口计算机是PC架构的通用计算机，配置以太网卡和相关串行接口卡。采用串行接口的自动化设备将采集的数据传送到接口计算机，然后由接口计算机负责数据格式的转换，并通过以太网卡及TCP/IP通信协议与信息系统交换数据。拓扑结构如图3.2所示：检检检检检检检检检检检检检检检检检检检检检检检检检检检检检检检检检检检RSZ32/RS485/RS422/USB检检检检TCP/IP检检检检检RJ45图3.2串行接口设备接入方案4、自动化设备接口的软件要求和谐型机车管理信息系统是部级、局级、检修基地、运用维修段四级一体的信息系统。为了实现和谐型机车质量数据全路范围的共享，机车制造商、自动化设备生产商必须遵循相同的对象编码规则、对象性能参数字典和对象故障字典。对象编码规则由铁道部运输局制定，对象的性能参数字典和故障字典由铁道部运输局编制、发布和维护。机车制造商在交付和谐型机车时，机车技术履历中的配件编号必须符合颁布的对象编码规则。和谐型机车检修基地和运用维修段新购配件入库时，必须按照颁布的对象编码规则对配件进行编号。自动化6设备生产商必须依据对象编码规则、对象性能参数字典和对象故障字典开发自动化设备接口软件，以便信息系统对上传的被测机车、配件或装置的质量状况数据和设备状态监测数据进行自动识别和处理。自动化设备为分析被测机车、配件或装置的质量状况而采集的过程数据，可以按自动化设备生产商的数据格式打包发送给信息系统，由信息系统存放到数据服务器中，以便实现数据的备份。5、接口交换数据5.1接口交换数据的基本内容按照数据传输方向，设备与信息系统的数据交换接口划分为上传接口和下传接口，相应的接口交换数据的基本内容见表5.1。表5.1接口数据基本内容传输方向数据内容数据交换时机主要应用目的上传检测/测试/试验数据对于实时在线联网设备，在作业结束后立即传；对于即时在线联网设备，在与信息系统网络联通时立即上传最近的检测结果。实现检测、测试、试验、作业数据的采集设备状态监测数据自设备启动时起定时上传，其周期根据设备要求具体确定；状态发生改变时立即上传；对于实时在线联网设备，正常状态信息的上传时机需根据设备的状态变化频度确定。实现设备在线监测和运行状态管理，提供设备故障实时报警和设备性能动态管理。下传作业工单设备开启时，设备接口程序向信息系统查询；设备运行期间，设备接口程序定时向信息系统查询。自动接收作业安排，完善设备自身功能，如轮对踏面检测装置和洗车机需通过信息系统获得作业安排，以区分正常作业过车和非作业转线过车。系统命令设备启动时，设备接口程序向信息系统查询当前系统命令。设备接口程序向信息系统查询起、停、自检等设备运行系统命令。“一卡通”权限认证对于实现“一卡通”授权应用的设备，在用户刷卡操作时通过信息系统进行实现检修基地各种设备或系统间智能卡使7权限认证。用的通用化。针对不同类型的设备，上述通过接口交换的数据内容的数据项有所不同，本规范中给出了针对不同类型数据内容所应包含的数据的基本内容和格式。其他需要补充的数据项，由各设备使用单位、设备供应商以及信息系统研发单位商议确定。5.2上传数据接口内容及格式检测/测试/试验接口内容1）基本信息：接口版本信息，自动化设备编码，数据生成时间。2）人员信息：作业人员工号。3）检测/测试/试验对象描述信息：对象编码，检测/测试/试验开始时间，检测/测试/试验结束时间。4）检测/测试/试验主要参数：参数编码、参数值、与标准值的差值或对比结果。5）检测/测试/试验结论：参数编码、参数值。格式：DetectDataDataType01/DataType!--表示检测/测试/试验数据--Edition1.00/DataType!--表示接口版本号1.0--MaterielCode10000000000001/MaterielCode!--检测/测试对象编码--DetectorCode00011000000001/DetectorCode!--自动化设备编码--WorkerCode00022000000001/WorkerCode!—人员工号--DetectorDateYYYY/MM/DDHH:MM/DetectorCode!--数据生成时间--BeginDateYYYY/MM/DDHH:MM/BeginDate!--检测/测试/试验开始时间--EndDateYYYY/MM/DDHH:MM/EndDate!--检测/测试/试验结束时间--Result10000001/Result!--结论10000001表示正常，参考参数字典--Parameters!--参数代码参考参数字典--ParameterCode=’100000001’Difference=120/Parameter!--参数代码、参数值、与标准值的差值或对比结果--ParameterCode=’100000002’Difference=140/ParameterParameterCode=’100000003’Difference=20500/Parameter8ParameterCode=…………/Parameter/Parameters/DetectData设备状态监测数据接口内容1）基本信息：接口版本信息，自动化设备编码，监测时间。2）设备状态自检信息：设备状态编码格式：DetectDataDataType02/DataType!--设备状态监测数据--Edition1.00/DataType!--表示接口版本号1.0--DetectorCode00011000000001/DetectorCode!--自动化设备编码--DetectorDate2010/1/1910:10/DetectorDate!--监测时间--ParametersParameterCode=’100000001’/Parameter!--设备状态编码--ParameterCode=’100000002’/ParameterParameterCode=’100000003’/ParameterParameterCode=…………/Parameter/Parameters/DetectData5.3下传数据接口内容及格式作业工单数据接口数据如需下传作业工单的设备，通过向信息系统发送请求获得作业工单数据，返回XML格式的工单数据。1）请求：接口版本信息，自动化设备编码2）返回：返回工单的XML格式的工单数据格式：请求RequestDataDataTyp