CN201811388U

CN201811388U - 地铁车站通风空调环控集中控制系统

Info

Publication number: CN201811388U
Application number: CN2010205396356U
Authority: CN
Inventors: 贺鹏; 何伟民; 颜毅; 陈维
Original assignee: SICHUAN ZHUOYE TECHNOLOGY ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: SICHUAN ZHUOYE TECHNOLOGY ENGINEERING Co Ltd
Priority date: 2010-09-25
Filing date: 2010-09-25
Publication date: 2011-04-27
Anticipated expiration: 2020-09-25

Abstract

本实用新型公开了一种地铁车站通风空调环控集中控制系统。该控制系统包括采用冗余的以太网通讯的BAS系统和环控系统，所述环控系统包括A端环控系统、B端环控系统，A端环控系统主要由A端PLC、A端液晶触摸显示屏构成，B端环控系统主要由B端PLC、B端液晶触摸显示屏构成，所述A端PLC、A端液晶触摸显示屏、B端PLC、B端液晶触摸显示屏通过以太网通讯接通，A端PLC、B端PLC分别通过现场总线与被控终端进行数据交换。本实用新型所有单设备的状态信息、控制功能、保护功能、参数配置功能及模式的状态信息、控制功能、参数配置功能的PLC程序均设计在环控系统，从而简化了BAS系统PLC程序的结构，减小了编程开发的工作量。

Description

地铁车站通风空调环控集中控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种地铁车站通风空调环控集中控制系统。

背景技术

2003年5月，国家质量监督检验检疫总局和建设部，联合发布了国家标准——《GB 50157-2003地铁设计规范》，标准中正式命名“环境与设备监控系统，Building Automation System(BAS)”，并对其定义为：“对地铁建筑物内的环境与空气条件、通风、给排水、照明、乘客导向、自动扶梯及电梯、屏蔽门、防淹门等建筑设备和系统进行集中监视、控制和管理的系统”。现有技术的BAS系统要对车站的环控系统、低压配电系统、防淹门、常规冷源、冰蓄冷、给排水、电梯、扶梯、动力照明、导向标识、EPS系统、气体消防等系统进行监控。车站分为A、B两端BAS系统、两端环控系统，BAS两端分别设计一套双机热备PLC，环控系统不设计PLC，各端BAS系统对各端环控系统采用现场总线通讯方式与现地I/O、变频器和智能马达保护控制器进行数据交换，其中，大系统空调、大系统排风机、隧道风机采用变频器控制，隧道射流风机采用智能马达保护控制器控制，其它设备的状态量和控制量采用现地I/O方式控制。环控系统所有单设备的状态信息、控制功能、保护功能、参数配置功能及模式的状态信息、控制功能、参数配置功能的PLC程序均设计在BAS系统。

但是，现有的BAS系统存在下述缺陷：1、BAS系统庞大，程序结构复杂，编程难度大，工程量大，在同一个工作平台上开发程序需技术人员多、耗时长、工作效率低。2、设备调试条件要求较高，调试时间周期较长；现场调试条件要求不只是环控柜安装接线通电完成，还需要与BAS系统完成现场总线通讯后方可开展调试工作，现场调试单设备和模式时，会占用BAS系统调试的大量时间，而影响调试其它子系统的调试进度，造成调试时间周期过长。3、系统运行可靠性低，安全性能低；当BAS系统PLC故障或网络故障时，环控设备将无法实现模式控制操作，可能直接威胁到乘客的安全。4、系统维护检修工作难开展，可能导致整个车站环控系统瘫痪；当BAS系统的其它设备需要维护、检修时，将可能对BAS系统停运或网络中断时，将直接导致环控设备不能自动运行。5、系统局部技术升级改造工作难开展，一个庞大的系统涉及到整个车站；当对环控系统的硬件或软件升级，都涉及到BAS系统的硬件接入、软件编程功能的调整，升级工作将很难开展。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种地铁车站通风空调环控集中控制系统，该控制系统所有单设备的状态信息、控制功能、保护功能、参数配置功能及模式的状态信息、控制功能、参数配置功能的PLC程序均设计在环控系统，从而简化了BAS系统PLC程序的结构，减小了编程开发的工作量。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：地铁车站通风空调环控集中控制系统，包括采用冗余的以太网通讯的BAS系统和环控系统，所述环控系统包括A端环控系统、B端环控系统，A端环控系统主要由A端PLC、A端液晶触摸显示屏构成，B端环控系统主要由B端PLC、B端液晶触摸显示屏构成，所述A端PLC、A端液晶触摸显示屏、B端PLC、B端液晶触摸显示屏通过以太网通讯接通，A端PLC、B端PLC分别通过现场总线与被控终端进行数据交换。

所述被控终端包括现地I/O、变频器和智能马达保护控制器。

所述BAS系统包括A端BAS系统和B端BAS系统，A端BAS系统、B端BAS系统均由双机热备PLC构成。

所述A端BAS系统与B端BAS系统之间采用四个工业以太网交换机，组成冗余的环形以太网网络，A端环控系统提供冗余的以太网接口在A端BAS系统接入冗余的环形以太网，B端环控系统提供冗余的以太网接口在B端BAS系统接入冗余的环形以太网。

所述A端PLC、A端液晶触摸显示屏、B端PLC、B端液晶触摸显示屏采用与BAS系统完全独立的以太网实现两端PLC、两端液晶触摸显示屏之间的数据交换，其中，A端PLC、A端液晶触摸显示屏均与A端交换机通过标准网线接通，B端PLC、B端液晶触摸显示屏均与B端交换机通过标准网线接通，且A端交换机、B端交换机通过光纤接通。这里的两端PLC是指A端PLC、B端PLC，两端液晶触摸显示屏是指A端液晶触摸显示屏、B端液晶触摸显示屏。

综上所述，本实用新型的有益效果是：

1、所有单设备的状态信息、控制功能、保护功能、参数配置功能及模式的状态信息、控制功能、参数配置功能的PLC程序均设计在环控系统，从而简化了BAS系统PLC程序的结构，减小了编程开发的工作量；

2、增设了环控集中控制级，操作地点位于两端环控室的HMI，操作对象包括车站所有环控单设备和所有环控模式，即利用两端PLC和两端HMI相互之间的以太网通讯实现在任意环控HMI上的监视和操作整个车站的设备和模式；

3、现场调试时，不论BAS系统的工程进度如何，只要环控柜具备调试条件，可使作环控集控级的HMI对系统网络、所有单设备、所有系统模式调试完成，与BAS系统只需作通讯接口测试即可。这样大大节省了BAS系统对环控系统的调试时间；

4、当BAS系统故障或与BAS通讯中断时，可以在环控HMI上取得控制权限实现对单设备和模式的操作，使系统可以灵活、安全的运行；

5、当需要对车站BAS系统或其它系统检修、升级改造时，环控系统可以将控制极限切换为环控集中控制级的HMI，使环控系统正常安全运行；当需要环控系统检修、升级改造时，BAS系统仍可以管理其它系统的正常安全运行；

6、控制权限从低到高的顺序是：OCC控制中心＜BAS系统＜环控系统＜现场按钮开关；

7、BAS系统设备控制优先级从低到高的顺序是：单控＜模式；

8、环控系统设备控制优先级从低到高的顺序是：HMI单控＜模式＜现场按钮开关。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中附图标记对应的零部件名称为：1、BAS系统；2、A端PLC-A；3、A端PLC-B；4、B端PLC-A；5、B端PLC-B；6、A端交换机-A；7、A端交换机-B；8、B端交换机-A；9、B端交换机-B；10、A端PLC；11、A端液晶触摸显示屏；12、B端PLC；13、B端液晶触摸显示屏；14、A端交换机；15、B端交换机；16、现场总线。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

参见图1所示，本实施例的地铁车站通风空调环控集中控制系统的结构如下：车站分为A、B两端BAS系统、A、B两端环控系统，BAS两端分别设计一套双机热备PLC，两端环控系统分别设计一套单机PLC和一台液晶触摸显示屏(HMI)，两端环控系统PLC直接采用现场总线通讯方式与现地I/O、变频器和智能马达保护控制器进行数据交换，环控系统PLC与BAS系统PLC采用冗余的以太网通讯，环控系统两端PLC与两端HMI之间采用以太网通讯。

其中，BAS系统包括A端BAS系统和B端BAS系统，A端BAS系统、B端BAS系统均由双机热备PLC构成，A端BAS系统与B端BAS系统之间采用四个工业以太网交换机，组成冗余的环形以太网网络，A端环控系统提供冗余的以太网接口在A端BAS系统接入冗余的环形以太网，B端环控系统提供冗余的以太网接口在B端BAS系统接入冗余的环形以太网。环控系统包括A端环控系统、B端环控系统，A端环控系统主要由A端PLC10、A端液晶触摸显示屏11构成，B端环控系统主要由B端PLC12、B端液晶触摸显示屏13构成，所述A端PLC10、A端液晶触摸显示屏11、B端PLC12、B端液晶触摸显示屏13通过以太网通讯接通，A端PLC10、B端PLC12分别通过现场总线16与现地I/O、变频器和智能马达保护控制器等进行数据交换。所述A端PLC10、A端液晶触摸显示屏11、B端PLC12、B端液晶触摸显示屏13采用与BAS系统完全独立的以太网实现两端PLC、两端液晶触摸显示屏之间的数据交换，其中，A端PLC10、A端液晶触摸显示屏11均与A端交换机通过标准网线接通，B端PLC12、B端液晶触摸显示屏13均与B端交换机通过标准网线接通，且A端交换机、B端交换机通过光纤接通具体线路连接关系如图1所示。

PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，基本构成为：a、电源：PLC的电源在整个系统中起着十分重要的作用。如果没有一个良好的、可靠的电源系统是无法正常工作的，因此PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+10％(+15％)范围内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去；b.中央处理单元(CPU)：中央处理单元(CPU)是PLC的控制中枢。它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。当PLC投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。为了进一步提高PLC的可靠性，近年来对大型PLC还采用双CPU构成冗余系统，或采用三CPU的表决式系统。这样，即使某个CPU出现故障，整个系统仍能正常运行。c、存储器：存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。d、输入输出接口电路：1、现场输入接口电路由光耦合电路和微机的输入接口电路，作用是PLC与现场控制的接口界面的输入通道。2、现场输出接口电路由输出数据寄存器、选通电路和中断请求电路集成，作用PLC通过现场输出接口电路向现场的执行部件输出相应的控制信号。e、功能模块：如计数、定位等功能模块f、通信模块：如以太网、RS485、Profibus-DP通讯模块等。

本实用新型通过从硬件上是对控制网络结构的创新，这个创新促使环控系统的软件程序更容易形成标准化，使环控系统从设计、生产、调试环节的灵活性、高效能、稳定性、安全性都是非常高。国内地铁行业的环控系统均未设计独立的PLC控制，成都地铁1号线率先采用分级控制并取得成功。

如上所述，便可较好的实现本实用新型。

Claims

1.地铁车站通风空调环控集中控制系统，其特征在于，包括采用冗余的以太网通讯的BAS系统和环控系统，所述环控系统包括A端环控系统、B端环控系统，A端环控系统主要由A端PLC(10)、A端液晶触摸显示屏(11)构成，B端环控系统主要由B端PLC(12)、B端液晶触摸显示屏(13)构成，所述A端PLC(10)、A端液晶触摸显示屏(11)、B端PLC(12)、B端液晶触摸显示屏(13)通过以太网通讯接通，A端PLC(10)、B端PLC(12)分别通过现场总线(16)与被控终端进行数据交换。

2.根据权利要求1所述的地铁车站通风空调环控集中控制系统，其特征在于，所述被控终端包括现地I/O、变频器和智能马达保护控制器。

3.根据权利要求1所述的地铁车站通风空调环控集中控制系统，其特征在于，所述BAS系统包括A端BAS系统和B端BAS系统，A端BAS系统、B端BAS系统均由双机热备PLC构成。

4.根据权利要求3所述的地铁车站通风空调环控集中控制系统，其特征在于，所述A端BAS系统与B端BAS系统之间采用四个工业以太网交换机，组成冗余的环形以太网网络，A端环控系统提供冗余的以太网接口在A端BAS系统接入冗余的环形以太网，B端环控系统提供冗余的以太网接口在B端BAS系统接入冗余的环形以太网。

5.根据权利要求1所述的地铁车站通风空调环控集中控制系统，其特征在于，所述A端PLC(10)、A端液晶触摸显示屏(11)、B端PLC(12)、B端液晶触摸显示屏(13)采用与BAS系统完全独立的以太网实现两端PLC、两端液晶触摸显示屏之间的数据交换，其中，A端PLC(10)、A端液晶触摸显示屏(11)均与A端交换机通过标准网线接通，B端PLC(12)、B端液晶触摸显示屏(13)均与B端交换机通过标准网线接通，且A端交换机、B端交换机通过光纤接通。