軌道交通機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化

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摘要：地鐵線路建成之后，因為機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)各功能結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、測試實踐不足、各專業(yè)協(xié)調(diào)難，常常很難按時開通。即使線路已經(jīng)開通運營，依然還有一些功能必須要持續(xù)進(jìn)行測試、驗收。經(jīng)研究表明，造成這一問題的原因是傳統(tǒng)機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)使用了分層分布式總線網(wǎng)控制方式，可以通過對其結(jié)構(gòu)的優(yōu)化解決如上問題。

關(guān)鍵詞：軌道交通；機(jī)電設(shè)備；監(jiān)控系統(tǒng)；結(jié)構(gòu)優(yōu)化

1傳統(tǒng)的機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

傳統(tǒng)的機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)采用了分層分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，主要由PLC、傳感器、維護(hù)終端構(gòu)成。監(jiān)控的主要對象有車站隧道通風(fēng)系統(tǒng)、車站設(shè)備管理系統(tǒng)、空調(diào)水系統(tǒng)等設(shè)備。在軌道交通兩端電控室各設(shè)置一套PLC設(shè)備，距車站控制室較近的PLC是主控制器，另一端則是從控制器。在車站應(yīng)急操作盤處設(shè)一套PLC，應(yīng)急操作終端和主控制與其連接，形成車站級機(jī)電監(jiān)控系統(tǒng)。兩端PLC下接入智能通信、小型控制等各種設(shè)備，對車站兩端的各機(jī)電設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，比如空調(diào)、低壓照明等。車站監(jiān)控系統(tǒng)主控制器、火災(zāi)報警系統(tǒng)在協(xié)議轉(zhuǎn)化器下相接。在火災(zāi)模式下，火災(zāi)報警系統(tǒng)會向車站機(jī)電監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出指令，這時，車站機(jī)電監(jiān)控系統(tǒng)會按照預(yù)定模式啟動有關(guān)設(shè)備[2]。

2機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)調(diào)整的可行性

2.1結(jié)構(gòu)調(diào)整方案

軌道交通控制設(shè)備同工業(yè)系統(tǒng)控制方式相同，都是從集中向分散控制方向轉(zhuǎn)變，是底層設(shè)備從被控到智能化發(fā)展的過程。很多年前，AC400V開關(guān)柜等都是在變電所直接接入硬線，讓自動屏所需安裝的各種設(shè)備建立連鎖關(guān)系?，F(xiàn)在每個開關(guān)都安裝了智能保護(hù)與監(jiān)控裝置，各裝置都是通過邏輯電路控制的方式，讓連鎖關(guān)系保持安全狀態(tài)。將一臺前置處理單元安裝到自動化屏上，采用通信方式，使其與開關(guān)柜建立聯(lián)系，只要配置一臺64點的DI/O測控單元就可以實現(xiàn)與不能通過智能單元進(jìn)行連接的設(shè)備進(jìn)行連接。通過這樣的方式，可靠性更強(qiáng)，也降低了自動化系統(tǒng)的調(diào)試壓力，而軌道交通系統(tǒng)同變電所自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一樣，都能夠?qū)C(jī)電監(jiān)控設(shè)備集中控制變成各系統(tǒng)分散控制，因此，完善結(jié)構(gòu)調(diào)整后機(jī)電監(jiān)控系統(tǒng)尤為重要[3]。不難從結(jié)構(gòu)調(diào)整后的機(jī)電監(jiān)控系統(tǒng)看出，每個與機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)接口的智能控制器，都可以接收來自于機(jī)電監(jiān)控中心發(fā)來的指令，并按照指令要求來執(zhí)行，還可以采集設(shè)備自身工作狀態(tài)，并將其信息傳輸給機(jī)電監(jiān)控中心控制器；智能控制器可以控制自身設(shè)備，并與其他設(shè)備配合，完成相應(yīng)的連鎖動作，從而對本類設(shè)備進(jìn)行集中控制等。機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)借助可靠的現(xiàn)場總線、以太網(wǎng)等收集底層設(shè)備信息，并通過監(jiān)控系統(tǒng)的FEP進(jìn)行信息解碼、轉(zhuǎn)換，再經(jīng)過監(jiān)控系統(tǒng)協(xié)議將轉(zhuǎn)換后的信息傳輸?shù)骄C合監(jiān)控系統(tǒng)。

2.2結(jié)構(gòu)調(diào)整對系統(tǒng)功能的影響

2.2.1監(jiān)控功能

監(jiān)控系統(tǒng)對底層設(shè)備運行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。經(jīng)過調(diào)整后的監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，只是對動作的執(zhí)行方向進(jìn)行了改變，也就是從監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)改成向外系統(tǒng)發(fā)送指令，具體來說，就是借助底層控制器完成指令，接口界面都在FEP外側(cè)，接口非常清晰，便于維護(hù)管理。

2.2.2調(diào)節(jié)功能

軌道監(jiān)控系統(tǒng)可以依據(jù)所檢測出的車站環(huán)境參數(shù)來判斷車輛所處的空調(diào)季工況，并結(jié)合檢測參數(shù)，采取有效的控制措施，對空調(diào)冷水系統(tǒng)調(diào)節(jié)閥、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速等信息進(jìn)行有效調(diào)節(jié)。經(jīng)過調(diào)整后的監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)監(jiān)控的對象發(fā)生了變化，從設(shè)備向系統(tǒng)轉(zhuǎn)變，其調(diào)節(jié)功能由設(shè)備級控制器來完成，多個系統(tǒng)相互配合才能實現(xiàn)調(diào)節(jié)功能。

2.2.3模式控制功能

模式控制是機(jī)電監(jiān)控系統(tǒng)特有的一種控制模式，也就是將某系統(tǒng)若干個設(shè)備預(yù)先設(shè)置好的控制邏輯，集中進(jìn)行控制，比如風(fēng)系統(tǒng)新風(fēng)、夏季模式、冬季模式等多個模式。而采用了新結(jié)構(gòu)之后，機(jī)電監(jiān)控系統(tǒng)只負(fù)責(zé)傳輸必須執(zhí)行的模式信號，各設(shè)備的實際控制則由各專業(yè)控制器來完成。

2.2.4防災(zāi)輔助功能

機(jī)電監(jiān)控系統(tǒng)在地下站的一個比較重要的功能是，在車站處在火災(zāi)狀況時輔助排煙。原先結(jié)構(gòu)是在機(jī)電監(jiān)控系統(tǒng)接收到火災(zāi)報警信號時，啟動相應(yīng)的防火、排煙風(fēng)機(jī)，此種群控方式也屬于模式控制。經(jīng)過調(diào)整之后，機(jī)電監(jiān)控系統(tǒng)能夠通過FEP收到火災(zāi)報警系統(tǒng)發(fā)出的信號，并執(zhí)行防火、防煙模式。

3機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的建議與意義

雖然，傳統(tǒng)的機(jī)電監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)廣泛運用于各大城市的軌道交通中，但是也存在一些不足。經(jīng)過調(diào)整后的機(jī)電監(jiān)控系統(tǒng)使用了單體成套設(shè)備集成控制系統(tǒng)分布結(jié)構(gòu)，要達(dá)到這一結(jié)構(gòu)要求，必須在招投標(biāo)前制訂出相應(yīng)的解決方案，讓節(jié)點設(shè)備投標(biāo)人全面了解該種結(jié)構(gòu)的意圖，并與控制設(shè)備集成商建立良好合作關(guān)系；而集成商也應(yīng)該從機(jī)電監(jiān)控系統(tǒng)全集成角度出發(fā)，實施統(tǒng)一接口、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)等，從而更好地完成這一結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)想。分散控制最大的作用是能夠?qū)崿F(xiàn)底層設(shè)備風(fēng)機(jī)、水系統(tǒng)等的智能化。原有的機(jī)電監(jiān)控系統(tǒng)接口的專業(yè)能夠獨立構(gòu)成控制系統(tǒng)，各自進(jìn)行調(diào)試。在現(xiàn)場正式實施時，機(jī)電監(jiān)控系統(tǒng)與各接口的控制相互進(jìn)行接口調(diào)試，相關(guān)動作、信息都能夠在控制器上模擬出來，對現(xiàn)場安全的設(shè)備依賴性不大，這樣能緩解機(jī)電監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)試壓力。

4結(jié)束語

現(xiàn)如今，軌道交通機(jī)電監(jiān)控系統(tǒng)使用的都是進(jìn)口、高端的PLC控制器，成本高，且一直處在國外廠商壟斷之下。其根本原因是機(jī)電監(jiān)控系統(tǒng)采用了集中控制模式，現(xiàn)場存在很多的I/O模塊，各模塊要實現(xiàn)有效通信，對現(xiàn)場總線的穩(wěn)定性要求非常高。而現(xiàn)在運用最多的是西門子公司所生產(chǎn)的現(xiàn)場總線，而將許多國產(chǎn)設(shè)備抵制在門外。而經(jīng)過機(jī)電監(jiān)控系統(tǒng)機(jī)構(gòu)調(diào)整后，現(xiàn)場總線使用物理通信成為了可能，從而能夠有效推動各類國產(chǎn)設(shè)備的使用，提高了軌道交通系統(tǒng)設(shè)備國產(chǎn)化水平，減少了設(shè)備購買成本。

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作者：鄧嘉 單位：南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院