專利名稱：地鐵車站通風空調環(huán)控集中控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
地鐵車站通風空調環(huán)控集中控制系統(tǒng)技術領域[0001]本實用新型涉及一種地鐵車站通風空調環(huán)控集中控制系統(tǒng)。
技術背景[0002]2003年5月，國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局和建設部，聯(lián)合發(fā)布了國家標準—— 《GB 50157-2003地鐵設計規(guī)范》，標準中正式命名“環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)，BuildingAutomation System(BAS)”,并對其定義為“對地鐵建筑物內的環(huán)境與空氣條件、通 風、給排水、照明、乘客導向、自動扶梯及電梯、屏蔽門、防淹門等建筑設備和系統(tǒng)進 行集中監(jiān)視、控制和管理的系統(tǒng)”?，F(xiàn)有技術的BAS系統(tǒng)要對車站的環(huán)控系統(tǒng)、低壓配 電系統(tǒng)、防淹門、常規(guī)冷源、冰蓄冷、給排水、電梯、扶梯、動力照明、導向標識、EPS 系統(tǒng)、氣體消防等系統(tǒng)進行監(jiān)控。車站分為A、B兩端BAS系統(tǒng)、兩端環(huán)控系統(tǒng)，BAS 兩端分別設計一套雙機熱備PLC，環(huán)控系統(tǒng)不設計PLC，各端BAS系統(tǒng)對各端環(huán)控系統(tǒng) 采用現(xiàn)場總線通訊方式與現(xiàn)地I/O、變頻器和智能馬達保護控制器進行數(shù)據(jù)交換，其中， 大系統(tǒng)空調、大系統(tǒng)排風機、隧道風機采用變頻器控制，隧道射流風機采用智能馬達保 護控制器控制，其它設備的狀態(tài)量和控制量采用現(xiàn)地I/O方式控制。環(huán)控系統(tǒng)所有單設 備的狀態(tài)信息、控制功能、保護功能、參數(shù)配置功能及模式的狀態(tài)信息、控制功能、參 數(shù)配置功能的PLC程序均設計在BAS系統(tǒng)。[0003]但是，現(xiàn)有的BAS系統(tǒng)存在下述缺陷1、BAS系統(tǒng)龐大，程序結構復雜，編 程難度大，工程量大，在同一個工作平臺上開發(fā)程序需技術人員多、耗時長、工作效率 低。2、設備調試條件要求較高，調試時間周期較長；現(xiàn)場調試條件要求不只是環(huán)控柜 安裝接線通電完成，還需要與BAS系統(tǒng)完成現(xiàn)場總線通訊后方可開展調試工作，現(xiàn)場調 試單設備和模式時，會占用BAS系統(tǒng)調試的大量時間，而影響調試其它子系統(tǒng)的調試進 度，造成調試時間周期過長。3、系統(tǒng)運行可靠性低，安全性能低；當BAS系統(tǒng)PLC故 障或網絡故障時，環(huán)控設備將無法實現(xiàn)模式控制操作，可能直接威脅到乘客的安全。4、 系統(tǒng)維護檢修工作難開展，可能導致整個車站環(huán)控系統(tǒng)癱瘓；當BAS系統(tǒng)的其它設備需 要維護、檢修時，將可能對BAS系統(tǒng)停運或網絡中斷時，將直接導致環(huán)控設備不能自動 運行。5、系統(tǒng)局部技術升級改造工作難開展，一個龐大的系統(tǒng)涉及到整個車站；當對環(huán) 控系統(tǒng)的硬件或軟件升級，都涉及到BAS系統(tǒng)的硬件接入、軟件編程功能的調整，升級 工作將很難開展。實用新型內容[0004]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種地鐵車站通風空調環(huán)控集中控制系 統(tǒng)，該控制系統(tǒng)所有單設備的狀態(tài)信息、控制功能、保護功能、參數(shù)配置功能及模式的 狀態(tài)信息、控制功能、參數(shù)配置功能的PLC程序均設計在環(huán)控系統(tǒng)，從而簡化了 BAS系 統(tǒng)PLC程序的結構，減小了編程開發(fā)的工作量。[0005]本實用新型解決上述問題所采用的技術方案是地鐵車站通風空調環(huán)控集中控制系統(tǒng)，包括采用冗余的以太網通訊的BAS系統(tǒng)和環(huán)控系統(tǒng)，所述環(huán)控系統(tǒng)包括A端環(huán) 控系統(tǒng)、B端環(huán)控系統(tǒng)，A端環(huán)控系統(tǒng)主要由A端PLC、A端液晶觸摸顯示屏構成，B 端環(huán)控系統(tǒng)主要由B端PLC、B端液晶觸摸顯示屏構成，所述A端PLC、A端液晶觸摸 顯示屏、B端PLC、B端液晶觸摸顯示屏通過以太網通訊接通，A端PLC、B端PLC分 別通過現(xiàn)場總線與被控終端進行數(shù)據(jù)交換。[0006]所述被控終端包括現(xiàn)地I/O、變頻器和智能馬達保護控制器。[0007]所述BAS系統(tǒng)包括A端BAS系統(tǒng)和B端BAS系統(tǒng)，A端BAS系統(tǒng)、B端BAS系統(tǒng)均由雙機熱備PLC構成。[0008]所述A端BAS系統(tǒng)與B端BAS系統(tǒng)之間采用四個工業(yè)以太網交換機，組成冗 余的環(huán)形以太網網絡，A端環(huán)控系統(tǒng)提供冗余的以太網接口在A端BAS系統(tǒng)接入冗余的 環(huán)形以太網，B端環(huán)控系統(tǒng)提供冗余的以太網接口在B端BAS系統(tǒng)接入冗余的環(huán)形以太 網。[0009]所述A端PLC、A端液晶觸摸顯示屏、B端PLC、B端液晶觸摸顯示屏采用 與BAS系統(tǒng)完全獨立的以太網實現(xiàn)兩端PLC、兩端液晶觸摸顯示屏之間的數(shù)據(jù)交換，其 中，A端PLC、A端液晶觸摸顯示屏均與A端交換機通過標準網線接通，B端PLC、B 端液晶觸摸顯示屏均與B端交換機通過標準網線接通，且A端交換機、B端交換機通過 光纖接通。這里的兩端PLC是指A端PLC、B端PLC，兩端液晶觸摸顯示屏是指A端 液晶觸摸顯示屏、B端液晶觸摸顯示屏。[0010]綜上所述，本實用新型的有益效果是[0011]1、所有單設備的狀態(tài)信息、控制功能、保護功能、參數(shù)配置功能及模式的狀態(tài) 信息、控制功能、參數(shù)配置功能的PLC程序均設計在環(huán)控系統(tǒng)，從而簡化了 BAS系統(tǒng) PLC程序的結構，減小了編程開發(fā)的工作量；[0012]2、增設了環(huán)控集中控制級，操作地點位于兩端環(huán)控室的HMI，操作對象包括車 站所有環(huán)控單設備和所有環(huán)控模式，即利用兩端PLC和兩端HMI相互之間的以太網通訊 實現(xiàn)在任意環(huán)控HMI上的監(jiān)視和操作整個車站的設備和模式；[0013]3、現(xiàn)場調試時，不論BAS系統(tǒng)的工程進度如何，只要環(huán)控柜具備調試條件，可 使作環(huán)控集控級的HMI對系統(tǒng)網絡、所有單設備、所有系統(tǒng)模式調試完成，與BAS系統(tǒng) 只需作通訊接口測試即可。這樣大大節(jié)省了 BAS系統(tǒng)對環(huán)控系統(tǒng)的調試時間；[0014]4、當BAS系統(tǒng)故障或與BAS通訊中斷時，可以在環(huán)控HMI上取得控制權限實 現(xiàn)對單設備和模式的操作，使系統(tǒng)可以靈活、安全的運行；[0015]5、當需要對車站BAS系統(tǒng)或其它系統(tǒng)檢修、升級改造時，環(huán)控系統(tǒng)可以將控制 極限切換為環(huán)控集中控制級的HMI，使環(huán)控系統(tǒng)正常安全運行；當需要環(huán)控系統(tǒng)檢修、 升級改造時，BAS系統(tǒng)仍可以管理其它系統(tǒng)的正常安全運行；[0016]6、控制權限從低到高的順序是OCC控制中心< BAS系統(tǒng)<環(huán)控系統(tǒng)<現(xiàn)場 按鈕開關；[0017]7、BAS系統(tǒng)設備控制優(yōu)先級從低到高的順序是單控<模式；[0018]8、環(huán)控系統(tǒng)設備控制優(yōu)先級從低到高的順序是HMI單控<模式<現(xiàn)場按鈕開關。


[0019]圖1是本實用新型的結構示意圖。[0020]圖中附圖標記對應的零部件名稱為1、BAS系統(tǒng)；2、A端PLC-A ； 3、A端 PLC-B ； 4、B μ PLC-A ； 5、B Μ PLC-B ； 6、A 端交換機-A ； 7、A 端交換機-B ； 8、B端交換機-A; 9、B端交換機-B; 10、A端PLC; 11、A端液晶觸摸顯示屏；12、 B端PLC; 13、B端液晶觸摸顯示屏；14、A端交換機；15、B端交換機；16、現(xiàn)場總線。
具體實施方式
[0021]下面結合實施例及附圖，對本實用新型作進一步的詳細說明，但本實用新型的 實施方式不限于此。[0022]參見圖1所示，本實施例的地鐵車站通風空調環(huán)控集中控制系統(tǒng)的結構如下 車站分為A、B兩端BAS系統(tǒng)、A、B兩端環(huán)控系統(tǒng)，BAS兩端分別設計一套雙機熱備 PLC,兩端環(huán)控系統(tǒng)分別設計一套單機PLC和一臺液晶觸摸顯示屏(HMI)，兩端環(huán)控系 統(tǒng)PLC直接采用現(xiàn)場總線通訊方式與現(xiàn)地I/O、變頻器和智能馬達保護控制器進行數(shù)據(jù) 交換，環(huán)控系統(tǒng)PLC與BAS系統(tǒng)PLC采用冗余的以太網通訊，環(huán)控系統(tǒng)兩端PLC與兩 端HMI之間采用以太網通訊。[0023]其中，BAS系統(tǒng)包括A端BAS系統(tǒng)和B端BAS系統(tǒng)，A端BAS系統(tǒng)、B端BAS系統(tǒng)均由雙機熱備PLC構成，A端BAS系統(tǒng)與B端BAS系統(tǒng)之間采用四個工業(yè)以 太網交換機，組成冗余的環(huán)形以太網網絡，A端環(huán)控系統(tǒng)提供冗余的以太網接口在A端 BAS系統(tǒng)接入冗余的環(huán)形以太網，B端環(huán)控系統(tǒng)提供冗余的以太網接口在B端BAS系統(tǒng) 接入冗余的環(huán)形以太網。環(huán)控系統(tǒng)包括A端環(huán)控系統(tǒng)、B端環(huán)控系統(tǒng)，A端環(huán)控系統(tǒng)主 要由A端PLC10、A端液晶觸摸顯示屏11構成，B端環(huán)控系統(tǒng)主要由B端PLC12、B端 液晶觸摸顯示屏13構成，所述A端PLC10、A端液晶觸摸顯示屏11、B端PLC12、B端 液晶觸摸顯示屏13通過以太網通訊接通，A端PLC10、B端PLC12分別通過現(xiàn)場總線16 與現(xiàn)地I/O、變頻器和智能馬達保護控制器等進行數(shù)據(jù)交換。所述A端PLC10、A端液 晶觸摸顯示屏11、B端PLC12、B端液晶觸摸顯示屏13采用與BAS系統(tǒng)完全獨立的以 太網實現(xiàn)兩端PLC、兩端液晶觸摸顯示屏之間的數(shù)據(jù)交換，其中，A端PLC10、A端液 晶觸摸顯示屏11均與A端交換機通過標準網線接通，B端PLC12、B端液晶觸摸顯示屏 13均與B端交換機通過標準網線接通，且A端交換機、B端交換機通過光纖接通具體線 路連接關系如圖1所示。[0024]PLC實質是一種專用于工業(yè)控制的計算機，其硬件結構基本上與微型計算機相 同，基本構成為a、電源PLC的電源在整個系統(tǒng)中起著十分重要的作用。如果沒有一 個良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無法正常工作的，因此PLC的制造商對電源的設計和制造 也十分重視。一般交流電壓波動在+10% (+15%)范圍內，可以不采取其它措施而將PLC 直接連接到交流電網上去；b.中央處理單元(CPU)中央處理單元(CPU)是PLC的控 制中樞。它按照PLC系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)； 檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯誤。當 PLC投入運行時，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O映象區(qū)，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經過命令解釋后按指令的規(guī) 定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運算的結果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內。等所有的用戶程序執(zhí)行 完畢之后，最后將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內的數(shù)據(jù)傳送到相應的輸出裝 置，如此循環(huán)運行，直到停止運行。為了進一步提高PLC的可靠性，近年來對大型PLC 還采用雙CPU構成冗余系統(tǒng)，或采用三CPU的表決式系統(tǒng)。這樣，即使某個CPU出現(xiàn) 故障，整個系統(tǒng)仍能正常運行。C、存儲器存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲 器。存放應用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。d、輸入輸出接口電路1、現(xiàn)場輸入 接口電路由光耦合電路和微機的輸入接口電路，作用是PLC與現(xiàn)場控制的接口界面的輸 入通道。2、現(xiàn)場輸出接口電路由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請求電路集成，作用 PLC通過現(xiàn)場輸出接口電路向現(xiàn)場的執(zhí)行部件輸出相應的控制信號。e、功能模塊如計 數(shù)、定位等功能模塊f、通信模塊如以太網、RS485、Profibus-DP通訊模塊等。[0025]本實用新型通過從硬件上是對控制網絡結構的創(chuàng)新，這個創(chuàng)新促使環(huán)控系統(tǒng)的 軟件程序更容易形成標準化，使環(huán)控系統(tǒng)從設計、生產、調試環(huán)節(jié)的靈活性、高效能、 穩(wěn)定性、安全性都是非常高。國內地鐵行業(yè)的環(huán)控系統(tǒng)均未設計獨立的PLC控制，成都 地鐵1號線率先采用分級控制并取得成功。[0026]如上所述，便可較好的實現(xiàn)本實用新型。
權利要求1.地鐵車站通風空調環(huán)控集中控制系統(tǒng)，其特征在于，包括采用冗余的以太網通訊 的BAS系統(tǒng)和環(huán)控系統(tǒng)，所述環(huán)控系統(tǒng)包括A端環(huán)控系統(tǒng)、B端環(huán)控系統(tǒng)，A端環(huán)控 系統(tǒng)主要由A端PLC(IO)、A端液晶觸摸顯示屏(11)構成，B端環(huán)控系統(tǒng)主要由B端 PLC (12), B端液晶觸摸顯示屏(13)構成，所述A端PLC(IO)、A端液晶觸摸顯示屏 (11)、B端PLC(12)、B端液晶觸摸顯示屏(13)通過以太網通訊接通，A端PLC(IO)、 B端PLC(12)分別通過現(xiàn)場總線(16)與被控終端進行數(shù)據(jù)交換。
2.根據(jù)權利要求1所述的地鐵車站通風空調環(huán)控集中控制系統(tǒng)，其特征在于，所述被 控終端包括現(xiàn)地I/O、變頻器和智能馬達保護控制器。
3.根據(jù)權利要求1所述的地鐵車站通風空調環(huán)控集中控制系統(tǒng)，其特征在于，所述 BAS系統(tǒng)包括A端BAS系統(tǒng)和B端BAS系統(tǒng)，A端BAS系統(tǒng)、B端BAS系統(tǒng)均由雙 機熱備PLC構成。
4.根據(jù)權利要求3所述的地鐵車站通風空調環(huán)控集中控制系統(tǒng)，其特征在于，所述A 端BAS系統(tǒng)與B端BAS系統(tǒng)之間采用四個工業(yè)以太網交換機，組成冗余的環(huán)形以太網網 絡，A端環(huán)控系統(tǒng)提供冗余的以太網接口在A端BAS系統(tǒng)接入冗余的環(huán)形以太網，B端 環(huán)控系統(tǒng)提供冗余的以太網接口在B端BAS系統(tǒng)接入冗余的環(huán)形以太網。
5.根據(jù)權利要求1所述的地鐵車站通風空調環(huán)控集中控制系統(tǒng)，其特征在于，所述A 端PLC(IO)、A端液晶觸摸顯示屏(11)、B端PLC(12)、B端液晶觸摸顯示屏(13)采 用與BAS系統(tǒng)完全獨立的以太網實現(xiàn)兩端PLC、兩端液晶觸摸顯示屏之間的數(shù)據(jù)交換， 其中，A端PLC(IO)、A端液晶觸摸顯示屏(11)均與A端交換機通過標準網線接通，B 端PLC(U)、B端液晶觸摸顯示屏(1 均與B端交換機通過標準網線接通，且A端交換 機、B端交換機通過光纖接通。
專利摘要本實用新型公開了一種地鐵車站通風空調環(huán)控集中控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)包括采用冗余的以太網通訊的BAS系統(tǒng)和環(huán)控系統(tǒng)，所述環(huán)控系統(tǒng)包括A端環(huán)控系統(tǒng)、B端環(huán)控系統(tǒng)，A端環(huán)控系統(tǒng)主要由A端PLC、A端液晶觸摸顯示屏構成，B端環(huán)控系統(tǒng)主要由B端PLC、B端液晶觸摸顯示屏構成，所述A端PLC、A端液晶觸摸顯示屏、B端PLC、B端液晶觸摸顯示屏通過以太網通訊接通，A端PLC、B端PLC分別通過現(xiàn)場總線與被控終端進行數(shù)據(jù)交換。本實用新型所有單設備的狀態(tài)信息、控制功能、保護功能、參數(shù)配置功能及模式的狀態(tài)信息、控制功能、參數(shù)配置功能的PLC程序均設計在環(huán)控系統(tǒng)，從而簡化了BAS系統(tǒng)PLC程序的結構，減小了編程開發(fā)的工作量。
文檔編號F24F11/00GK201811388SQ20102053963
公開日2011年4月27日 申請日期2010年9月25日 優(yōu)先權日2010年9月25日
發(fā)明者何偉民, 賀鵬, 陳維, 顏毅 申請人:四川卓越科技工程有限責任公司