XX地铁项目环控系统应用案例

• 关键词：GE,智能平台,地铁,环境监控系统
• 作者：胡朝晖

应用背景
　　1号线一、二期工程为城市东西骨干交通线。线路共18个站，全部为地下线。目前，项目正在实施中。

解决方案
环境监控系统概述
　　机电设备监控系统( 以下简称EMCS) 又称环境监控系统, 是建筑自动化系统( Building Automatic System, 简称BAS) 的一部分, 车站机电设备监控系统设计范围包括:通风、空调设备、制冷系统; 给排水系统; 车站照明系统( 工作照明、节电照明、广告照明、应急照明) ;自动扶梯、垂直电梯; # 乘客导向系统。
　　本系统主要是将现场的变频器、软启动器、微机电动机包含装置、电源切换装置及各种现场阀各自通过不同的总线汇集到一个集中的控制器当中；再由综合监控ISCS发布监控指令进行控制。实际上，监控PLC起到一个智能通讯控制器的作用。
系统结构概述
　　环控电控柜内主要零部件为电源切换装置、塑壳断路器、微机电动机保护监控装置、监控主机（PLC）、触摸屏、IO站、软起动器、变频器、接触器、快速熔断器、电流互感器、数字仪表及智能接口模块、智能元件等。
　　环控电控柜采用智能开关柜和基于智能开关柜的监控管理系统。采用先进的计算机技术，通过分布于开关柜内的各种通信智能单元实现现场设备的数据采集，远程监控和通信管理。
　　各站两端环控电控室内各设置一套监控PLC 控制系统，各系统中有一面PLC 主控柜和若干面电机（包含风机、电动风阀、空调器等，下同）控制柜。主控柜内安装一套监控PLC，触摸屏、电机控制柜中设IO站、变频器、软启动器、智能电机保护器以及接触器、继电器等电机启/停控制和保护器件。
　　监控管理系统主要的硬件设备平台——监控主机（PLC）和软件应用平台组成。
　　监控主机（PLC）由GE Rx3i系列产品组成，包括7槽机架，24V接入电源模块，CPU模块，以太网模块，Genius总线控制器模块，DeviceNet主模块及串行通讯模块。监控PLC通过安装在其机架上的Modbus主通讯模块与变频器、电源切换装置实现通讯；通过安装在主机架上的Genius总线控制器与GE智能平台  VersaMaxIO站实现通讯，VersaMaxIO站的IO模块上接入各个二位阀及三位阀的IO硬接线；通过安装在主机架上的DeviceNet主模块与智能电机保护器实现通讯，采集相关的设备信息。
　　每端各设一个6寸单色触摸屏，通过串口与监控PLC连接，采集相关的设备信息，并对其进行控制。
　　监控PLC通过安装在主机架上的以太网模块与BAS进行数据交换。BAS为Modbus TCP Client，监控PLC作为Modbus TCP Server。

系统结构图

控制对象
　　区间隧道风机、变频送、排风机、公共区通风机（兼排烟）、各类小系统风机、各类风阀、冷冻泵及相应的阀门。
系统优势
　　控制系统的主要硬件设备具有先进性、开放性和可靠性。保证所提供的硬件设备全部为合格、成熟、可靠的正规、定型产品。保证所提供的产品，在二十年内不被淘汰或可以用同类型产品代替，且不需要改变其它相关设备的硬件和软件，并保证设备的兼容性。
　　GE 智能平台自动化的 PACSystems系列控制器2004年曾荣获三项国际公认权威业界出版物颁发的创新大奖。PACSystems RX3i拥有一个单一的控制引擎和一个统一的编程环境，能够在多种硬件平台方便地应用，并提供控制选择的真正融合。这个全新的PACSystems RX3i 控制器以更简洁、低成本的组合提供了高水平的自动化功能。
　　PACSystems轻便的控制引擎能在多个不同的平台都有出色的表现，使用户都能从众多应用选择方案中找到最适合他们需要的控制系统硬件。PAC系统具有当前PLC和DCS系统中最快的处理速度CPU和最大的用户内存，奔腾1GHz的CPU配合集成的数字协处理器，保证用户在运行多个过程处理程序时，程序运行周期可控制在10ms的以内。20M的大用户内存，最多可到512个，每个128K的子程序，满足用户编写更加复杂和完善的用户程序。自动分配符号变量这一特性允许用户在不指定基准地址的情况下创建变量（与典型的高级语言中变量类似）。外部设备，如HMI，可以通过变量名访问CPU中的符号变量，而无需把点数据库从控制器拷贝到HMI。用户可以将手动分配变量改变为自动分配变量，反之亦然，从而更大程度地方便用户完成系统及方便维护。PAC系统具有无比的开放性：开放式PCI背板总线；可连接到各种被广泛接受的通讯网络:以太网,GENIUS网, Profibus 和DeviceNet，Modbus，CanBus等等；附加的通讯选择包括RS-232和RS-485口等，并可由Web 服务器可访问用户定义的网页。由一个轻便的单控制引擎支持，并且对多种应用使用同一种开发工具，PAC确保了真正的控制汇集点以及工厂底层操作和业务系统的集成，而不仅仅是一个缺乏无缝连接的全异部件的集成，系统中所有模块都可带电插拔，并通过权威安全认证，包括:UL、CSA、CE认证，无需跳线或DIP开关设定，可以做到任意模块任意插槽。

实施结果
产品优点
　　PACSystems 控制器，代表了所有控制的真正集中。具有以下的优点：
　　超越集成，通过通讯把不同的控制部分连接起来，有过程控制、运动控制和离散控制等部分构成。
　　单个的轻便机制，多目标，标准的嵌入式体系结构，通用的操作系统。
　　一个开发工具，一个工程环境，所有的编程、配置、诊断提供了通用的工程开发环境。
　　从内到外，基于标准的系统，各种现场总线和先进快速的以太网。
　　可无缝的连接和扩展，保护用户的投资和知识产权。
　　将新技术方便地集成到已经安装好的系统中
　　减少用户对于短期或者长期系统升级的顾虑
　　系统实现所有在线监测数据和所有对象控制、显示、记录、报警。在系统配置中，CPU、电源、通讯网络、智能I/O均留有充足的裕量，并充分考虑了系统今后的扩容和升级。
系统优点
　　GE智能平台产品的先进性，开放性，实时性，可靠性，可维护性将系统有机地结合成一个整体。