(9) 管理資料并定期打印報(bào)表；
(10) 與主時(shí)鐘接口，保證bas系統(tǒng)時(shí)鐘同步。
3 環(huán)控系統(tǒng)需求分析
3.1 典型環(huán)控項(xiàng)目簡(jiǎn)介
以南京軌道交通二號(hào)線(xiàn)一期工程為例，南京軌道交通二號(hào)線(xiàn)一期工程的環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱(chēng)bas或環(huán)控)包括0cc控制中心、維修中心及19個(gè)車(chē)站的站級(jí)bas。其中l(wèi)7個(gè)地下站、1個(gè)地面車(chē)站、1座高架車(chē)站。該系統(tǒng)對(duì)南京軌道交通二號(hào)線(xiàn)一期工程19個(gè)車(chē)站的車(chē)站設(shè)備進(jìn)行全面、有效地進(jìn)行自動(dòng)化監(jiān)控及管理，確保設(shè)備處于安全、可靠、高效、節(jié)能的最佳運(yùn)行狀態(tài)，從而給乘客提供一個(gè)舒適的乘車(chē)環(huán)境，并能在火災(zāi)或阻塞等災(zāi)害狀態(tài)下，更好地協(xié)調(diào)車(chē)站設(shè)備的運(yùn)行，充分發(fā)揮各種設(shè)備應(yīng)有的作用，保證乘客的安全和設(shè)備的正常運(yùn)行。設(shè)置bas系統(tǒng)的目的、是以現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、軟件技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)站各類(lèi)機(jī)電設(shè)備的智能化控制，使得系統(tǒng)更安全、可靠、節(jié)省人力、物力、降低運(yùn)營(yíng)成本。bas應(yīng)本著技術(shù)先進(jìn)，投資合理，功能完善，組網(wǎng)靈活，運(yùn)營(yíng)管理方便和節(jié)能降耗的原則進(jìn)行實(shí)施。
南京軌道交通二號(hào)線(xiàn)的bas系統(tǒng)組成中央級(jí)和車(chē)站級(jí)的兩級(jí)管理體系，實(shí)現(xiàn)控制中心、車(chē)站、就地的三級(jí)控制功能。全線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由19個(gè)車(chē)站及維修中心、occ控制中心組成。具體由設(shè)置在occ中央控制室bas設(shè)備、各車(chē)站綜控室的bas設(shè)備、配電室、變電所等地的bas設(shè)備、現(xiàn)場(chǎng)bas設(shè)備組成。車(chē)站級(jí)的bas信息通過(guò)軌道交通通信系統(tǒng)的全線(xiàn)雙冗余的骨干網(wǎng)傳輸至occ中央控制室，實(shí)現(xiàn)中央級(jí)功能。bas系統(tǒng)監(jiān)視全線(xiàn)各類(lèi)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)人防門(mén)的控制工藝要求，對(duì)各隧道區(qū)間的水位報(bào)警，監(jiān)視人防門(mén)的狀態(tài)。
3.2 網(wǎng)絡(luò)通用需求分析
bas設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)主要由中央級(jí)、車(chē)站級(jí)和就地級(jí)的設(shè)備構(gòu)成。bas中央系統(tǒng)位于行車(chē)調(diào)度指揮中心occ(operation control center)內(nèi)，具有良好和靈活的人機(jī)界面。由雙機(jī)熱備的操作員工作站、冗余服務(wù)器及一些外圍設(shè)備組成。工作人員可監(jiān)視全線(xiàn)各車(chē)站的通風(fēng)空調(diào)、給排水、電扶梯、照明、屏蔽門(mén)、人防隔斷門(mén)、fas系統(tǒng)、ats系統(tǒng)、occ控制中心大樓設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，以及火災(zāi)等災(zāi)害情況或阻塞事故狀態(tài)，并及時(shí)控制和處理。
在車(chē)站綜合控制室內(nèi)，由車(chē)站局域網(wǎng)構(gòu)成。局域網(wǎng)內(nèi)設(shè)有控制器、主要監(jiān)控隧道及車(chē)站的通風(fēng)系統(tǒng)、空調(diào)大系統(tǒng)、小系統(tǒng)、冷水系統(tǒng)、事故照明、給排水系統(tǒng)、人防密閉隔斷門(mén)等，監(jiān)測(cè)公共區(qū)、設(shè)備區(qū)等地點(diǎn)的溫度，并配置與屏蔽門(mén)、照明系統(tǒng)、自動(dòng)扶梯、fas系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口，同時(shí)在車(chē)站控制室設(shè)置緊急后備盤(pán)ibp(integrated backup panel)。
bas車(chē)站局域網(wǎng)采用冗余工業(yè)以太網(wǎng)，通信速率為100m的物理接口。車(chē)站級(jí)局域網(wǎng)通過(guò)光口連接到通信系統(tǒng)所提供的接口上，實(shí)現(xiàn)車(chē)站級(jí)局域網(wǎng)與bas廣域網(wǎng)的連接。
對(duì)于車(chē)站的服務(wù)器、工作站及其網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)不是本文探討的重點(diǎn)，其具體需求和選型在這里就不加多以詳述，下面，我們來(lái)分析車(chē)站級(jí)的冗余plc、ibp盤(pán)的plc及其遠(yuǎn)程i/o的具體需求描述。但總的要求就是所有的硬件設(shè)備要求具有防塵、防腐蝕、防潮、防霉、防震、抗電磁干擾和靜電干擾的能力，保證在軌道交通環(huán)境中安全、可靠地運(yùn)行。
3.3 主控plc需求
在南京軌道交通二號(hào)線(xiàn)環(huán)控系統(tǒng)中，在車(chē)站兩端環(huán)控電控室內(nèi)分別設(shè)冗余plc控制器及帶控制器的i/o，集中監(jiān)控車(chē)站被控機(jī)電系統(tǒng)各設(shè)備(包括區(qū)間射流風(fēng)機(jī)、區(qū)間隧道風(fēng)機(jī)、排熱風(fēng)機(jī)、回/排風(fēng)機(jī)、空調(diào)新風(fēng)機(jī)、組合式空調(diào)機(jī)組及相關(guān)風(fēng)閥等)的運(yùn)行狀態(tài)和故障信號(hào)，接收車(chē)站的操作命令，并上傳數(shù)據(jù)。兩端的冗余處理器分別放置在車(chē)站兩端的環(huán)控電控室內(nèi)的plc機(jī)柜中。處理器帶i/o模塊，與環(huán)控電控室內(nèi)被監(jiān)控設(shè)備的硬線(xiàn)接口，在每端的plc柜中設(shè)置modbus通訊端口，完成與環(huán)控電控室內(nèi)的被監(jiān)控設(shè)備的通訊接口。每端的主控制器上設(shè)置兩塊塊以太網(wǎng)卡，向上接入車(chē)站級(jí)100m以太網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可靠上傳與下發(fā)。主控冗余plc之間通過(guò)光纖進(jìn)行通信，以實(shí)現(xiàn)主控冗余plc之間的冗余切換功能。
3.4 ibp盤(pán)的plc需求
在南京軌道交通二號(hào)線(xiàn)環(huán)控系統(tǒng)中，在車(chē)站控制室各設(shè)置一個(gè)ibp緊急后備盤(pán)，對(duì)于應(yīng)急、備份和直接的操作要求，設(shè)置在ibp盤(pán)上，由相關(guān)人員根據(jù)具體情況及相應(yīng)的操作規(guī)程進(jìn)行處置。當(dāng)車(chē)站各專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)的設(shè)備發(fā)生故障時(shí)或緊急情況下，可通過(guò)ibp實(shí)現(xiàn)車(chē)站的關(guān)鍵控制功能。ibp在每個(gè)車(chē)站控制室為以下控制操作提供緊急操作功能。ibp為操作值班員提供常用設(shè)備的備用操作手段，保障設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
ibp作為排水泵、隧道通風(fēng)系統(tǒng)、車(chē)站大系統(tǒng)、小系統(tǒng)在火災(zāi)模式或列車(chē)阻塞模式等的運(yùn)行控制的緊急后備操作盤(pán)。當(dāng)車(chē)控室工作站(由主控系統(tǒng)配置)出現(xiàn)故障時(shí)，可以通過(guò)綜合后備盤(pán)ibp，手動(dòng)緊急控制通風(fēng)排煙設(shè)備按災(zāi)害模式運(yùn)行。此外,ibp還根據(jù)ats、pa、pscada、afc、psd、fas等專(zhuān)業(yè)的要求提供的報(bào)警音響器件、控制按鈕以及指示燈等元器件。
ibp盤(pán)的plc要求必需完成上述所提到的功能，并可以實(shí)現(xiàn)與車(chē)站的冗余網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互聯(lián)。
3.5 就地級(jí)i/o的需求
在南京軌道交通二號(hào)線(xiàn)環(huán)控系統(tǒng)中，就地級(jí)設(shè)備控制由就地級(jí)控制箱、ri/o模塊等設(shè)備組成，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)與車(chē)站的plc連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的采集、信號(hào)的轉(zhuǎn)換和控制信號(hào)的輸出。通過(guò)plc專(zhuān)用通訊模件，與具有智能通信接口的各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的通訊。通訊協(xié)議為modbus或profibus現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)。通過(guò)plc專(zhuān)用通訊模件，實(shí)現(xiàn)不同通信要求的轉(zhuǎn)換，保證通信數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和安全傳輸。
實(shí)現(xiàn)單臺(tái)機(jī)電設(shè)備的就地控制，滿(mǎn)足設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和現(xiàn)場(chǎng)控制的要求?？蓪?duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、并將信號(hào)轉(zhuǎn)換輸送到上位控制系統(tǒng)，同時(shí)，執(zhí)行控制器的控制命令，完成現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與控制系統(tǒng)的連接。
具有智能通信接口的各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)和控制器相連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的通訊與數(shù)據(jù)交換。采用各個(gè)通信接口模塊，用以實(shí)現(xiàn)不同通信信號(hào)的數(shù)據(jù)交換要求，保證現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和安全傳輸。實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)離主控制系統(tǒng)的末端設(shè)備的信息采集和監(jiān)督控制。
4 modicon plc的具體解決方案
4.1 施耐德plc簡(jiǎn)介
施耐德電氣公司不僅是公認(rèn)得可編程邏輯控制器plc的發(fā)明者，同時(shí)也是plc熱備系統(tǒng)技術(shù)發(fā)明的擁有者。quantum通用自動(dòng)化系統(tǒng)是專(zhuān)門(mén)面向過(guò)程控制而設(shè)計(jì)的通用的自動(dòng)化系統(tǒng)平臺(tái),適用于軌道交通，電力，化工，建材等各行各業(yè)的工業(yè)控制和自動(dòng)化領(lǐng)域中。quantum繼承和發(fā)展了施耐德自動(dòng)化modicon產(chǎn)品一貫的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，并且融入了當(dāng)今最新的it技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，具有結(jié)構(gòu)靈活、功能強(qiáng)勁、使用簡(jiǎn)便、性?xún)r(jià)比高、集成度高、兼容性好,廣泛的開(kāi)放性等眾多特點(diǎn)。
quantum系統(tǒng)已在國(guó)內(nèi)外諸多行業(yè)中得到了非常廣泛和成熟的應(yīng)用，并在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)過(guò)了長(zhǎng)期、穩(wěn)定運(yùn)行，受到了廣大用戶(hù)的信任和稱(chēng)贊。quantum系統(tǒng)具有配置簡(jiǎn)單、接線(xiàn)方便、易于維護(hù)、隔離性好，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，抗腐蝕強(qiáng)，適應(yīng)極其惡劣的工業(yè)環(huán)境。并且quantum所有部件均可帶電熱插拔，并且平均無(wú)故障時(shí)間均大于200000小時(shí)。
quantum 自動(dòng)化平臺(tái)提供多種形式的解決方案。單機(jī)架控制系統(tǒng)最大448個(gè)i/o點(diǎn)，多站點(diǎn)控制系統(tǒng)可配置網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能，最大64000個(gè)i/o點(diǎn)。在通訊選件的支持下具有至工廠級(jí)和現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)ethernet、modbus plus，profibus-dp，interbus等的連接性能。
使用unity pro軟件的雙機(jī)熱備系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)主備機(jī)之間平穩(wěn)、無(wú)縫的切換。切換對(duì)于過(guò)程而言是透明的，系統(tǒng)對(duì)過(guò)程的監(jiān)控不會(huì)中斷，并且不會(huì)因?yàn)榘l(fā)生硬件故障而受到不利影響。quantum 模塊的i/o站點(diǎn)在unity pro 軟件編程環(huán)境中進(jìn)行配置，使用unity pro 的雙機(jī)熱備系統(tǒng)因此能夠減少停機(jī)時(shí)間，從而提高生產(chǎn)效率。
4.2 plc模件選型
我們根據(jù)根據(jù)在南京軌道交通二號(hào)線(xiàn)環(huán)控系統(tǒng)的要求，通過(guò)調(diào)研，根據(jù)南京軌道交通二號(hào)線(xiàn)的實(shí)際設(shè)計(jì)方案，選用了施耐德公司推出的modicon quantum 系列plc作為南京軌道交通二號(hào)線(xiàn)環(huán)控bas系統(tǒng)的plc組網(wǎng)方案。
4.3 主控plc選型
4.4 ibp盤(pán)的plc選型
根據(jù)南京軌道交通二號(hào)線(xiàn)環(huán)控系統(tǒng)對(duì)ibp盤(pán)的plc的要求。
4.5 就地級(jí)i/o的選型
根據(jù)南京軌道交通二號(hào)線(xiàn)環(huán)控系統(tǒng)對(duì)就地級(jí)i/o的要求。
通過(guò)采用上述的modicon系列模件的選型，完成了南京軌道交通二號(hào)線(xiàn)環(huán)控bas系統(tǒng)的組網(wǎng)方案，并且該方案已經(jīng)在具體的項(xiàng)目中被加以采用。
5 結(jié)束語(yǔ)
南京軌道交通二號(hào)線(xiàn)的環(huán)控bas系統(tǒng)，在總結(jié)國(guó)際國(guó)內(nèi)先進(jìn)軌道交通技術(shù)和南瑞以往軌道線(xiàn)路經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)和優(yōu)化，采用了施耐德公司推出的modicon quantum系列plc作為bas系統(tǒng)的組網(wǎng)方案，實(shí)現(xiàn)了信息的共享和對(duì)軌道交通環(huán)控設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控。由于施耐德公司推出的modicon quantum 系列plc具有數(shù)據(jù)傳輸速度快、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、可靠性高，易用性高等以上優(yōu)點(diǎn)，該modicon quantum系列plc產(chǎn)品的已經(jīng)在在北京地鐵10號(hào)線(xiàn)環(huán)控bas系統(tǒng)、上海地鐵6、8號(hào)線(xiàn)環(huán)控bas系統(tǒng)、廣州地鐵3號(hào)線(xiàn)環(huán)控bas系統(tǒng)等軌道交通線(xiàn)路均采用了modicon quantum 系列plc產(chǎn)品，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行狀況十分良好。由于modicon quantum 系列plc以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、服務(wù)、管理的最優(yōu)化組合，最大限度地發(fā)揮設(shè)備的效能，減少硬件設(shè)備、管理人員數(shù)量，從而降低成本，可以預(yù)見(jiàn)，施耐德modicon quantum 系列plc必將在軌道交通環(huán)控系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。
：鞏經(jīng)理
：13915946763
：南京塞姆泵業(yè)有限公司
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