基于施耐德PLC的地铁BAS控制系统.docx

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1、基于施耐德PLC的地铁BAS控制系统王乃旭导语：城市轨道交通系统中BAS系统控制着现场的众多设备，施耐德PLC以其优越的性能在地铁环境中得到广泛应用。1引言随着社会进步、城市规模不断扩大、人口密度迅速增加，交通拥堵日趋严重已成为制约城市经济开展的一大障碍。由于城市轨道交通具有运量大、平安正点、快捷舒适及污染小等特点，建立以城市轨道交通为主的城市交通系统是解决城市交通拥堵问题的重要途径。近几年国内的城市轨道交通建立正在快速开展，为了进步运输效率、保证行车平安及旅客舒适度等，必须建立一个知足调度运营的自动化监控系统。由于中机电设备种类繁多，且分布在沿线车站和区间中，很多地方在车辆运行时人员根本无法

2、到达。而这些设备的正常运行又是轨道交通正常运行的根本保障。BAS系统可以对各自独立的设备系统进展全面、有效的监控和治理，创造一个平安、舒适的地下旅行环境，尤其是在火灾等灾难情况下或者阻塞事故状况下，及时根据不同运行工况更好地协调车站设备的运行，施行抢险救灾，充分发挥各种设备公道有效的作用，以确保乘客生命平安和设备的正常运行，正越来越引起人们重视。bas环控(环境控制)系统的产生，正是知足了人们对上述设备监控的功能需求。2BSA系统主要特点轨道交通是一类特殊的建筑，是由多个车站通过隧道连接成的一个整体。轨道交通系统大局部位于地下，是一个相对封闭的场所。内部空间较大，但与外界连通的开口相对较少，在

3、车站和隧道内有大量的人流和车流。而且流量在不断地变化。从环控的角度具有以下特点： (1)受阳光，雨雪等外界气象条件的影响较小。 (2)有显著的内热源。包括各设备系统散热、列车牵引、刹车系统散热，列车空调散热，人员散热等，是影响隧道及站台的热环境的主要因素。因此，南京轨道交通环境的主要问题是过热，而不是过冷，部分范围内设备散热量相当大，导致空调制冷效果受较大影响。 (3)由于客流量的变化，内热源的强度也随之变化。其中既有以天，星期，年为周期的周期性变化，也有不规那么的变动。 (4)由于被厚土层覆盖，围护构造的蓄热量很大，热惰性明显。因此，热环境要经历一个长期的变化经过才能到达稳定。 (5)列车在

4、隧道内的高速运动会引起“活塞风。活塞风的风量很大。在无屏蔽门系统，活塞风是车站透风换气的主要动力之一。但活塞风带来的负面影响也是明显的，由于活塞风将大量隧道空气及室外空气带人车站，车站空调负荷将比拟大。 (6)轨道交通内部的空间和发热量大，为了维持其热环境，环控系统的风机、制冷机、空调机容量大，由此引起设备初投资大和运行后能消耗用高等众多问题。在轨道交通运营初期，环控系统能耗甚至超过轨道交通建筑物总能耗的30，严重影响轨道交通的运营经济陛。因此，节能是轨道交通环控系统必须重点考虑的问题。 (7)轨道交通的各种发热量及活塞风量与客流量、车流量直接相关，始终处于变化之中。环控系统的运行也会对出入口

5、的风量造成影响，因此，轨道交通的实际热负荷很难准确预测。 (8)由于轨道交通内部空间相对封闭，隧道内就更为狭窄。对于谋些单线隧道，列车与隧道间隙很小，人员难以通过。而目轨道交通客流量大，顶峰时车内都相当拥挤，因此轨道交通一旦发生阻塞或者火灾，人员难以疏散，必须在设计时对隧道透风事故予以充分的考虑。既要保证风向在不同地域的火灾时有利于人员疏散，又要保证排烟效果。轨道交通环境的这些特点，使得轨道交通的环境控制不同于常规的建筑。其中既有有利的因素，也有不利条件。因此，在轨道交通环控系统的设计和运行中，要针对轨道交通的特点，在知足设备及人员对环境要求的根底上，采用公道的系统设计并进展科学的运行控制，实

6、现最小的初期投资和最低的运行费用。3BAS系统的网络架构由于城市轨道交通BAS系统的重要性，需要实现控制中心远程控制与现地控制相结合，智能化、自动化程度较高，进步了轨道交通运营的平安性与舒适性，其系统构造如图1所示。主要包括由控制中心OCC环控工作站，车辆段维修中心及车站停车场站级BAS系统，各个系统间通过光纤传输链路相连，组成总线形或者环形信息传输网络，站级BAS系统向OCC控制中心工作站实时传送故障自检、设备状态信息及运行信息，并接收执行相应控制命令。信息传送速率通常为2Mbps，通过RS485接口与主机相连，BAS系统通过代计算机技术、PLC自动控制技术、软件技术实现对车站各类机电设备的

7、智能化控制。站级BAS系统构造如图1所示，BAS冗余主控制器通过RS485接口与其他设备相连，通讯协议为多点接口标准通讯协议，接收BAS系统控制指令的同时向BAS系统传输设备运行状态信息。图1网络构造4系统设备在车站两端环控电控室内分别设冗余plc控制器及带控制器的i/o，集中监控车站被控机电系统各设备(包括区间射流风机、区间隧道风机、排热风机、回/排风机、空调新风机、组合式空调机组及相关风阀等)的运行状态和故障信号，接收车站的操纵命令，并上传数据。两端的冗余处理器分别放置在车站两端的环控电控室内的plc机柜中。处理器带i/o模块，与环控电控室内被监控设备的硬线接口，在每端的plc柜中设置mo

8、dbus通讯端口，完成与环控电控室内的被监控设备的通讯接口。每端的主控制器上设置两块块以太网卡，向上接入车站级100m以太网，实现数据的可靠上传与下发。主控冗余plc之间通过光纤进展通讯，以实现主控冗余plc之间的冗余切换功能。在车站控制室各设置一个ibp紧急后备盘，对于应急、备份和直接的操纵要求，设置在ibp盘上，由相关人员根据详细情况及相应的操纵规程进展处置。当车站各专业系统的设备发生故障时或者紧急情况下，可通过ibp实现车站的关键控制功能。ibp在每个车站控制室为以下控制操纵提供紧急操纵功能。ibp为操纵值班员提供常用设备的备用操纵手段，保障设备的正常运转。就地级设备控制由就地级控制箱、

9、ri/o模块等设备组成，通过现场总线与车站的plc连接，实现对现场信号的收集、信号的转换和控制信号的输出。通过plc专用通讯模件，与具有智能通讯接口的各个现场设备通过现场总线，实现数据的通讯。通讯协议为modbus或者profibus现场总线。通过plc专用通讯模件，实现不同通讯要求的转换，保证通讯数据的实时收集和平安传输。实现单台机电设备的就地控制，知足设备的现场调试和现场控制的要求。可对现场设备的状态进展数据收集、并将信号转换输送到上位控制系统，同时，执行控制器的控制命令，完成现场设备与控制系统的连接。5编程软件及逻辑施耐德PLC采用UnityPro为编程软件，集成软件包支持的PLC编程语

10、言非常丰富。PLC的数据类型：直接寻址数据实例在PLC存储器或者应用专用模块中具有预定义的位置，该位置对用户是已知的。1内部变量地址：1%M0%Mxxx-中间变量bit2%MW0%MWxxx-中间变量word)2输入/输出模块地址：1%I网络号机架号.槽位号.通道号-开关量输入模块2%Q网络号机架号.槽位号.通道号-开关量输出模块3%IW网络号机架号.槽位号.通道号-模拟量输入模块4%QW网络号机架号.槽位号.通道号-模拟量输出模块内部变量包括：设备状态、点控命令、模控命令、输出命令、设备启动保护时间。内部变量可以采用数据构造的形式打包。设备状态内部变量tempDIState，数据类型：16维

11、的bool数组，用来缓存设备的bool型状态。模拟量类型的中间变量采用独立的变量名称，或采用word型数组。点控命令内部变量：tempJogCmd，数据类型：16维的bool数组，用来将点控命令解析为单个bool量，方便注释和程序浏览，也可以直接引用输入参数，只是用输入参数时注释不太方便。模控命令内部变量：tempModeCmd，数据类型：16维bool数组，用来对模控命令进展综合处理。设备控制命令保持变量：tempCtrlCmd，数据类型：16维bool数组，用来对点控命令进展保持。报警信息内部变量：tempAlarm，数据类型：16维bool数组，用来存储设备的报警信息，包括点控动作超时、模控动作超时。控制命令输出：tempDOOut，数据类型16维bool数组，用来缓存设备的控制逻辑输出，然后将其赋值给对应的变量，再通过网络传给分布式IO和串口设备。形式控制规那么：形式号由两局部组成：系统编号+形式类型流水号，其中系统编号定义如下：6完毕语采用功能强大的PLC作为城市轨道交通BAS系统进展组网是一种可取的解决方案，进步了对环境及机电设备监控的有效性和平安性，进步了工作效率，有模块拓展功能，可以与时俱进，今后一定会在城市轨道交通其他领域发挥更大的作用。