国产中国妞高清

PLC

轨道交通行业自动化的要求和施耐德自动化的方案策略

  2017年08月15日  

  地铁中自控系统涉及范围非常广范,仅涉及自动控制的领域就多达十几个,在这些领域中,自控系统所处的位置各不相同,有的作为固定产品出现在系统中;有的控制工艺非常成熟稳定,不必根据具体项目进行调整和重新开发;有的有明确的国家标准和法规约束,无法进行灵活改变;也有的系统比较新,没有非常完整详细的规定和工艺,系统的具体结构也比较灵活,这时就需要系统集成单位进行比较多的工程配合,设计,开发,调试工作,比如说设备监控系统就是这样一个系统。

  地铁中设备监控系统的I/O点数一般为10000~30000,其中开关量信号约占90%,模拟量信号为10%。系统接口数量非常多而且复杂,一个一般意义的设备监控系统涉及的对外接口的数量就多达二十个以上,而且工程配合时需要与不同的设备厂家进行技术配合工作。作为领先的自动化产品的供应商。施耐德电气公司的自动化产品具有接口方案灵活多样,兼容性强,网络方案结构灵活等特点能够满足用户不同的要求。具体方案介绍如下:

 

  系统是典型的分层分散计算机工业控制系统。

  通讯主干数据总线使用实际工业标准的100M以太网,安全、可靠、开放性好。所使用的操作系统为 WINDOWS 2000系统,是目前世界最通用的系统环境之一,界面友好,有广泛的用户基础。软件与硬件的兼容性好,使用,培训方便,系统的易用性最佳。

  系统充分采用当今最先进的计算机技术和市场通用产品,使技术和产品可以随着今后计算机技术的发展而发展,能够最好的对新产品兼容,彻底解决了用户的担忧。

  车站控制网分为2层,上层为100兆光纤工业以太网modbus TCP/IP双环网,下层MB+控制总线。主控制器之间采用100兆光纤冗余网连接。远程子控制器与主控制器之间采用MB+连接。

  与车站EMCS主干网连接的外部系统是车站主控系统的FEP、车站IBP盘和FAS系统,内部系统是车站 A端的ECS系统、车站B端的ECS系统、维修工作站、BS系统和PIDS系统。

  EMCS的控制层是MCS,二者的连接是通过FEP前置处理器连接的,PLC组成的以太网可以直接与主控系统通信,而不需要经过规约的二次转换。该方案已经成功应用于广州地铁三号线。

 

  由于地铁车站内设备分散,控制设备范围广,通讯信息量大,因而要求控制系统网络开放、支持远距离通讯,网络可靠性高,同时必须要求网络通讯带宽高。

  上海地铁六号线设备监控系统 采用了施耐德电气公司高性能的Quantum系列和Premium系列产品共同构建了光纤环网的车站级控制系统,整个网络为 100兆光纤工业以太网modbus TCP/IP环网。通过管理型交换机构成自愈式光纤环网,能够实现快速网络自愈功能。整体方案采用的是目前世界最先进的透明就绪的解决方案。

 

  透明就绪

  透明就绪的定义:使用开放的、基于ModbusTCP、因特网技术与Web技术的体系结构,完成现场设备、控制设备与管理系统的无缝集成,使用户可以从任何地方访问所需的实时数据。

  方案策略

  1998年施耐德公司推出了新一代基于TCP/IP以太网的Modbus TCP,目的是满足用户和市场的进一步要求。 ModbusTCP是第一家采用TCP/IP以太网用于工业自动化领域的标准协议,也是至今唯一获得IANA赋予TCP(TCP502 号)端口的自动化通讯协议。

  Modbus TCP的应用层是采用Modbus协议,简单高效;传输层使用TCP协议,并使用TCP502号端口,用户使用方便,连接可靠;网络层采用IP协议,因为因特网就使用这个协议寻址,故ModbusTCP不但可以在局域网使用,还可以在城域网和国际互联网上使用。

  目前的ModbusTCP以太网的速度为10M/100M位/秒,大大提高了数据传输能力。除此之外,施耐德的TCP/IP以太网还为用户提供了更多的服务:I/O 扫描、全局数据、故障设备替换、网络管理、电子邮件报警、时钟同步等功能,为用户带来更多的附加值。

  快速生成树协议

  上海地铁八号线网络系统使用的是快速生成树协议,通过增加多重VLAN功能并消除生成树算法部分遗留问题进而提高了网络性能。快速生成树协议是从生成树协议发展而来,具备生成树的所有功能;同时当网络拓扑结构发生变化时,可以尽可能快的恢复网络的连通性,特点如下:

  ● 通过阻断冗余链路来消除桥接网络中可能存在的路径回环

  ● 当前活动路径发生故障时激活冗余备份链路恢复网络连通性

  ● 发现拓扑改变到恢复连通性的时间可达数毫秒,并且无需传递配置消息

  ● 网络连通性可以在交换两个配置消息的时间内恢复

  ● 边缘端口的状态变化不影响网络连通性,也不会造成回路,所以进入转发状态无需延时

  通过这种先进的协议能够保证通信链路持续畅通。这种自愈型环网极大的提高了通信的可靠性。

  总之,通过施耐德透明就绪的体系结构,既保证了整体方案的安全可靠,同时又实现了“单一网络,多种服务”的功能,用户完全可以按照自己的需要,选择和实现相应的功能,真正做到自主地开发自己的系统,最终降低整个系统的建立、安装、调试和维护的成本。

  该方案在上海地铁的项目中得到了应用。

 

  根据用户的要求,施耐德电气的工程师与系统集成商和利时公司的专家共同设计了这样一套完整而有效的设备监控系统整体解决方案。现场级控制网采用工业控制网,保证系统的可靠性,同时降低通讯成本。

  北京地铁十号线 具有如下特点:

  ● BAS 车站级不单独组建BAS 局域网

  ● BAS系统主要由PLC、RI/O、通信接口转换装置等设备组成。传感器等现场设备通过RI/O或通信接口转换设备接入BAS系统

  ● 现场级控制网采用冗余网络,在车站的A、B 两端环控电控室各设置一套热备冗余PLC装置

  ● 车站冷冻站电控室、区间轴流风机配电室、车站综合控制室IBP 盘处设置PLC单元

  ● RI/O 为非冗余配置,主要设置在环控电控室、照明配电室、暖通空调机房、冷冻站电控室、水泵房等房间内

  ● 在车站的A、B 两端环控电控室、冷冻站电控室、区间轴流风机配电室处设置现场操作平台

  ● BAS 区间设备以光纤连接方式接入现场级控制网络。A、B 两端PLC 之间以光纤连接方式连接

  ● 单一网络能提供多个站点的连接能力,并能根据应用需要,支持灵活的网络结构,可实现网络之间的通讯桥接、隔离和数据交换

  ● 总线传输速率为1Mbps

  ● 除第三方系统通信接口外,现场级控制网内部采用统一的Modbus Plus通信协议

  ● 现场级控制网符合国际标准IEC61158

  ● 实时数据的传递,不需通过编程即可实现,其数据传递时间可根据需要预先指定

  ● 系统采用的是由纯粹的现场总线构成的,现场总线是90年代初期兴起的一种先进工业控制技术。具有如下特点:

  ○ 是一种全数字化、全分散式、全开放、可互操作和开放式互联网络的新一代控制系统

  ○ 是计算机技术,通信技术和控制技术的综合与集成;它将通信线一直延伸到现场设备 ○ 将传统的三层网络结构变成两层网络结构“工作站-现场总线-现场设备”,降低了成本,提高了可靠性,实现了控制管理一体化的结构体系

  ○ 依靠具有检测、控制、通信能力的微处理芯片,数字化设备在现场实现彻底分散控制,并以这些现场分散的测控设备单个点作为网络节点,将这些点以总线形式连接起来,形成一个现场总线控制系统

  ○ 属于最底层的网络系统,是网络集成式全分布控制系统

  ○ 一般采用令牌传递总线访问方式(TOKEN BUS)既可达到通信快速的目的,又可以有较高的性价比

  ○ 硬件经过严格挑选,采用专用芯片(ASIC)和表面安装技术(SMT)

  ○ 有多级安全措施,采用容错技术与冗余技术

  该方案为北京地铁的用户所采用。

最新视频
仙工智能控制器讲解   
安歌科技赋能化纤行业突破发展瓶颈,极大地提升货物存储量,实现仓库无人化   
ABB电机与发电机2022年新品嘉年华
专题报道
《建筑是凝固的音乐》ABB电气系列大片上映
《建筑是凝固的音乐》ABB电气系列大片上映 ABB 网罗了遍布全球的创新建筑案例,通过精心制作的《建筑是凝固的音乐》系列视频,向大家揭秘世界上一些独特建筑及其建筑师的幕后故事,带领大家一起领略那些历久弥新、永不过时的建筑设计和解决方案。
企业通讯
可持续篇第二期:“运筹帷幄 数领未来” ABB新一代智能低压开关柜NeoGear
可持续篇第二期:“运筹帷幄 数领未来” ABB新一代智能低压开关柜NeoGear

世界领先的配电系统解决方案提供商ABB公司于2019年10月18日,发布了一款革命性创新产品NeoGear低压开关柜,N

赋能实现碳中和,共行创新低碳之路
赋能实现碳中和,共行创新低碳之路

ABB作为全球电气与自动化领域的技术领导者, 致力于推动行业数字化转型升级,运用技术专长和行业经验,与合作伙伴一起挖掘数

在线会议

社区