2010年,施耐德電氣在北京先后中標(biāo)了三條地鐵線BAS控制系統(tǒng),解決方案基本相同,為雙總線方案,其中北京地鐵十號(hào)線方案最具代表性;同時(shí)在沈陽地鐵方面,續(xù)沈陽地鐵一號(hào)線,施耐德再次中標(biāo)沈陽地鐵二號(hào)線,其方案為全光纖以太網(wǎng)“透明就緒”方案。以下簡(jiǎn)單介紹這兩種方案。
一、北京地鐵10號(hào)線環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱BAS)方案介紹
1、工程簡(jiǎn)介
北京地鐵10號(hào)線在三環(huán)外、四環(huán)內(nèi)環(huán)形一周,呈矩形。由一期、二期組成,一期全長32.9公里,已于2008年7月19日開通試運(yùn)營。二期工程、線路全長 32.49km,全部為地下線;共設(shè)地下車站24座。有望在2012年通車。10號(hào)線二期工程對(duì)補(bǔ)充和完善10號(hào)線在線網(wǎng)中的骨干作用,支持CBD的擴(kuò)大和發(fā)展,緩解三環(huán)的地面交通壓力,促進(jìn)沿線城市土地的升級(jí)改造以及亦莊經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)的發(fā)展,推動(dòng)市區(qū)東南、西部公交一體化進(jìn)程,方便沿線居民的出行具有重要的作用和現(xiàn)實(shí)意義。
施耐德電氣續(xù)2005年中標(biāo)10號(hào)線1期設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)(BAS)系統(tǒng)后,于2009 年9月再次一舉拿下10號(hào)線2期BAS系統(tǒng),至此整條10號(hào)線全部采用了施耐德自動(dòng)化產(chǎn)品和解決方案。10號(hào)線一期BAS系統(tǒng)與10號(hào)線二期BAS系統(tǒng)均由施耐德聯(lián)盟集成商北京和利時(shí)系統(tǒng)工程股份有限公司負(fù)責(zé)系統(tǒng)集成與工程實(shí)施,綜合監(jiān)控系統(tǒng)部分由法國泰雷絲公司負(fù)責(zé)軟件開發(fā)。
2、BAS系統(tǒng)組成
地鐵10號(hào)線一期為業(yè)內(nèi)傳統(tǒng)的Quantum+Momentum + Modbus Plus雙總線技術(shù)方案,為了保證整條地鐵系統(tǒng)的穩(wěn)定性和連續(xù)性,10號(hào)線二期的總體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)仍然保留了一期的架構(gòu)模式,同時(shí)又根據(jù)施耐德最新發(fā)布的新產(chǎn)品和新技術(shù),對(duì)投標(biāo)方案進(jìn)行了優(yōu)化,決定采用Unity + M340 + Modbus Plus雙總線技術(shù)方案。
在本方案中,BAS系統(tǒng)的A端、B端冗余控制器采用施耐德電氣公司的可靠性、穩(wěn)定性、安全性最高、性能最高的Unity 系列冗余PLC產(chǎn)品——Unity Quantum 140CPU67160,在地下車站兩端環(huán)控電控室內(nèi)各設(shè)一套冗余的 PLC控制器,以靠近車站綜合控制室端的PLC為主控制器,另外一端的PLC 為從控制器。在車站控制室IBP盤內(nèi),設(shè)置一套M340 控制器與主控制器相連構(gòu)成車站級(jí)BAS系統(tǒng)。
兩端PLC下設(shè)置雙總線將各類RI/O、具有智能通信口的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和就地現(xiàn)場(chǎng)小型控制器等設(shè)備統(tǒng)一接入,分別對(duì)車站兩端的機(jī)電設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控管理。
車站BAS主控制器與車站FAS存在接口,火災(zāi)模式下,F(xiàn)AS向BAS下發(fā)火災(zāi)模式指令,BAS控制器將按預(yù)定工況轉(zhuǎn)入災(zāi)害模式下啟動(dòng)相關(guān)設(shè)備。
控制系統(tǒng)中A端控制器、B端控制器之間采用Modbus Plus冗余光纖環(huán)網(wǎng)進(jìn)行連接,完成A端控制器、B端控制器之間的數(shù)據(jù)交換功能。
在車站及車站所轄區(qū)間的環(huán)控機(jī)房、照明配電室、車站各類水泵房或水泵附近、區(qū)間水泵房、區(qū)間變電所近等地方設(shè)置遠(yuǎn)程M340 I/O模塊箱,監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。主從控制器通過冗余現(xiàn)場(chǎng)總線連接遠(yuǎn)程I/O模塊箱?,F(xiàn)場(chǎng)級(jí)IO采用M340系列 PLC實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備信號(hào)的采集和傳輸功能, M340配置有各種類型的DI/ DO/AI/AO 模塊,可接入各種硬線信號(hào),還可以通過M340提供的各種通訊模塊的RS 485通訊接口,接入外部設(shè)備的通訊信號(hào)。大大方便了就地設(shè)備的通訊接口就近接入。
由于使用了帶BMXP342020處理器模塊的遠(yuǎn)程I/O,這樣,即便在A端、B端控制器與現(xiàn)場(chǎng)級(jí)IO設(shè)備的通訊中斷時(shí),現(xiàn)場(chǎng)級(jí)IO設(shè)備還可以獨(dú)立完成設(shè)備自鎖保護(hù),不至于造成現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備失控或事故進(jìn)一步擴(kuò)大等現(xiàn)象發(fā)生。保證了整個(gè)BAS系統(tǒng)的可靠性和安全性,在設(shè)備房、公共區(qū)、風(fēng)管、水管等地方設(shè)置不同溫濕度、溫度、壓力、壓差、二氧化碳濃度等傳感器,在空調(diào)器出水管設(shè)置二通調(diào)節(jié)閥(由給排水專業(yè)提供)等設(shè)備采集環(huán)境等參數(shù)以及控制閥門開度等。主、從控制器通過冗余現(xiàn)場(chǎng)總線與環(huán)控電控室環(huán)控機(jī)房變頻器、冷水機(jī)房冷水機(jī)組群控系統(tǒng)、EPS等連接,實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)設(shè)備的監(jiān)控。
考慮到FAS主機(jī)通訊協(xié)議不確定,對(duì)于復(fù)雜的接口,設(shè)置一個(gè)施耐德通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換器網(wǎng)關(guān)BM85,將 FAS主機(jī)信號(hào)通過冗余現(xiàn)場(chǎng)總線接入主控制器。對(duì)于絕大部分的外部接口都可以通過設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)會(huì),限制在MODBUS協(xié)議、工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議、字符通訊協(xié)議等范圍內(nèi),所以基本都可以利用M340 CPU BMXP342020上的串口,或通過M340 串口模塊BMXNOM0200實(shí)現(xiàn)與第三方設(shè)備的接口通訊。
Quantum 通過Modbus Tcp通訊口與綜合監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)連接。通過模塊隔離了綜合監(jiān)控系統(tǒng)信息流與車站的控制層數(shù)據(jù)流,保證了數(shù)據(jù)的可靠性,BAS系統(tǒng)PLC接受綜合監(jiān)控系統(tǒng)指令,并反饋設(shè)備監(jiān)視信息。智能IMCC部分,IMCC通過網(wǎng)關(guān)協(xié)議轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成Modbus Tcp協(xié)議連接到主PLC模塊上,或者轉(zhuǎn)換為 Modbus Plus 協(xié)議掛在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)雙總線上。
3、優(yōu)點(diǎn)