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北京地铁14号线环控系统LK系列冗余可编程控制器应用
黄力宁;邓嫔;聂占文
【摘要】北京地铁14号线环境与设备监控系统采用LK冗余系列可编程控制器为
核心的分布式I/O控制系统,主从控制器分别在车站两端,控制器之间通过双光纤自
愈环相连,并采用Profibus-DP双网冗余作为主干网进行通信.通过对该车站所辖区
间及车站九大系统设备进行模式和时间表控制、对设备用房和公共区的环控参数进
行实时监测以及与火灾报警控制系统主机modbus通信和消防联动,保证地铁乘客
乘车安全和地铁站内的环境适宜.同时,主从端可编程控制器皆采用“一主一备”的
运行模式,两个可编程控制器之间通过底板实现数据的高速同步及主备控制器的切
换,从而实现主系统出现故障时快速切换到备用系统上,保证环境与设备监控系统的
稳定运行,提高系统抗干扰能力.
【期刊名称】《都市快轨交通》
【年(卷),期】2015(028)004
【总页数】4页(P110-113)
【关键词】城市轨道交通;LK系列;环境与设备监控系统;可编程控制器;模式控制;冗
余
【作者】黄力宁;邓嫔;聂占文
【作者单位】北京和利时系统工程有限公司北京100176;北京和利时系统工程有
限公司北京100176;北京和利时系统工程有限公司北京100176
【正文语种】中文
【中图分类】U231.6
北京地铁14号线南起丰台区张郭庄站,北至朝阳区善各庄站,全长47.3km,设
37座车站、2座车辆段和1个停车场[1]。BAS(环境与设备监控系统)是地铁三大
监控系统之一,在地铁监控系统中发挥着至关重要的作用,而BAS的核心控制器
及其组件一直被AB、施耐德、西门子、GE四大厂家所垄断[2]。北京地铁14号
线的BAS是国内首条采用国产大型冗余系列PLC(可编程控制器)作为核心控制器
的地铁环境与设备监控系统,打破了国外PLC在这一行业的垄断地位,提高了国
产PLC控制系统在地铁监控系统中的地位,在降低地铁监控项目投资成本以及提
高核心竞争力等方面具有重大的积极意义。
2.1与国外PLC的比较
和利时LK系列冗余PLC是国内首台大型冗余系列的PLC,具有高效经济的冗余功
能、强大开放的通信能力、不低于国外品牌的稳定性以及经济的配置价格等优势,
已在电力、化工、冶金、交通等二十几个行业成功应用了数千套。
1)高效经济的冗余功能。不同于其他PLC的冗余模块实现冗余,LK采用两个
CPU(中央处理器)单机架硬件冗余设计,冗余切换过程是无扰切换,切换时间小于
50ms;除此之外还包括交直流电源供电冗余、2CPU4网卡的网络冗余。
2)强大开放的通信能力。LK的背板集成多种通信接口,集成了2个支持Modbus
Tcp和冗余Ethernet的端口、2个支持ModbusRTU协议和自由协议的端口以
及2个ProfibusDP(分散外设间高速传输协议)接口。同时,支持跨VLAN(虚拟局
域网)功能,有效解决了IP节点的限制问题[3]。
3)具有强大的不低于国外品牌的稳定性。LK系列PLC通过了CE和UL认证,在
多个重大项目中经历了各种现场恶劣环境的考验,能满足用户的各种复杂需求。
2.2在地铁中应用的优势
在城市轨道交通BAS中,LK系列PLC在地铁工程中的应用,主要有以下优势。
1)快速响应优势:和利时PLC能更快响应用户服务需求,显著提高服务质量,在
地铁监控系统中点数多且系统响应时间要求高的情况下,PLC采用了主频533
MHz的CPU,其运算速度超过同类国外产品,单条指令执行时间仅为13ns,解
决了监控界面设备参数的快速响应问题。
2)定制化优势:由于是本地化的研发、生产、销售和技术支持,LK系列PLC可以
根据用户的特殊需求开发个性化产品。
3)成本优势:成本优势直接转变为产品价格优势。对于冗余500点的系统,与
S7400H相比会低20%,与AB的ControlLogix5000相比便宜30%。
BAS主要控制全线车站及区间的环控,确保其他机电设备安全、高效、协调地运
行,保证地铁车站及区间环境的良好舒适,产生最佳的节能效果,并在突发事件
(如火灾和阻塞)时指挥环控设备转向特定模式,为地铁乘车环境提供安全保证。典
型地下车站BAS网络见图1。
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