北京地鐵2號線車輛設備消隱改造工程計劃于2011年完成,其中環境與設備監控系統是該消隱改造工程的重要組成部分。該系統為已成熟運營多年的城市中心地鐵線路增加監控功能, 至2009年四月車站級已實現全線所有車站主要設備控制運行，在OCC中心級平臺實現全線設備的監視和控制指令及模式下發，并實現向TCC級傳輸相關數據。該系統的實施對全線車站的通風空調系統、給排水系統、自動扶梯系統、照明系統等車站設備進行了自動化監控及管理。
      地鐵2號線共有18個車站。其中包括：復興門上層站阜成門站、車公莊站、西直門站、積水潭站、鼓樓大街站、安定門站、雍和宮站、東直門站、東四十條站、朝陽門站、建國門上層站、北京站站、崇文門站、前門站、和平門站、宣武門站、長椿街站及相應區間。BAS對本車站及所轄區間通風空調系統、給排水系統、電梯系統、低壓配電與動力照明系統等車站設備進行全面、有效的自動化監控及管理，并進行程序自動、實時、定時監視設備運行狀態，控制設備的開啟和關閉，檢測環境參數，調控環境舒適度及節能管理。 采集、處理有關信息，進行歷史資料檔案和設備維修管理，確保系統處于安全、可靠、高效、節能的最佳運行狀態，從而提供一個舒適的乘車環境，并能在列車阻塞事故狀態下，更好地協調設備運行，充分發揮各種設備應有的作用，保證乘客的安全和設備的正常運行。
   

系統解決方案與實施
    

1. 系統結構
     系統設中央級、車站級和本地級三級監控方式, BAS自身不組建獨立的專用網絡，車站級的BAS信息通過地鐵通信系統的全線雙冗余的骨干網傳輸至OCC中央控制室，實現中央級功能。全線網絡系統由18個車站及相應區間、控制中心等組成。具體由設置在OCC中央控制室BAS設備、各車站綜控室的BAS設備、配電室、變電所等地的BAS設備、現場BAS設備組成。     

2. 中央級全線管理
     采用冗余的Proficy HMI/SCADA–CIMPLICITY實時數據服務器作為數據采集的接口軟件，通過其內置的橋連接驅動程序建立與各車站控制系統運行的Proficy HMI/SCADA–CIMPLICITY之間的連接，通過其豐富的驅動程序建立與中心各控制系統及PLC之間的連接, 采集第一手的運行數據，其實時過程數據庫將提供給實時監控畫面提供數據，同時將作為中心級歷史數據庫的數據源。采用Cimplicity SQL作為歷史數據庫平臺，將實時數據服務器的數據方便的集中管理。     

 3. 車站級設備監控
     采用PACSystems RX3i簡單冗余控制器通過Genius現場總線配置VersaMax遠程I/O, 單獨設置通信控制器PLC和IBP控制PLC。
    對于直接接線的數字或模擬量, 通過遠程IO模塊和現場總線交由PLC控制, 這一類數據的信息量相對極少, 每個節點通常為幾十字節, 按10個節點每個節點100字節計算, 76.8Kbps 的總線速率可以實現輸入輸出 30ms左右的刷新率。采用使用調頻信號方式抗干擾能力極強的Genius總線, Genius 總線為對等網絡邏輯結構, 具無擾切換的冗余功能，該系統采用單總線方式。使用LD語言應用程序實現應用需求, 掃描時間約在30ms左右。

    對于以RS485通信方式實現的VRV空調, 變頻器, 冷水機組等的控制, 每個節點有幾十至幾百個字節的數據量, 目前這些設備的接口通常不支持PLC廠家用于控制遠程IO的現場總線方式例如GENIUS, CONTROL NET, DP, ETHERNET,MB PLUS等等, 但支持點對點的通信方式, 例如標準的MODBUS RTU或設備廠家定義的軟件協議, PLC側提供標準的MODBUS RTU接口, 也提供可自由編程的通信口實現對設備的數據采集和控制。PLC側發送通信請求和控制到RTU從站或不提供標準RTU從站模式的設備,實現數據采集和控制。該工程統一定義通訊物理接口為RS485, 協議采用標準的MODBUS RTU協議。為保證數據刷新的實時, BAS提供單獨的設備通道, 數據傳輸的方式不采用以太網轉串口網關的方式, 避免串口本身波特率的限制造成上位機或PLC在以太網物理接口內運行多個串口通信造成阻塞, 這種以太網轉串口網關的方式很難保證通信控制的實時性。我們選擇通信控制器PLC先

    控制所有串口接口設備, 映射至CPU的內存后再使用100M以太網, 發送至主控PLC或直接交由上位機處理。通信控制器PLC和A端B端PLC以及IBP PLC之間的以太網平臺, 軟件協議上使用基于廣播模式的 UDP方式的EGD(以太網全局數據),在EGD的通訊過程中，網上的主站 (叫做生產者)周期性的同其它的一個或更多的從站（叫做消費者）共享其內存。各站間每次數據共享的過程就是一個數據交換的過程。這種分組的廣播方式充分使用了以太網的帶寬, 避免了TCP握手方式造成的數據實時性的缺失, 另一個優點是可以使得任意PLC, IBP控制器, 通訊控制器均可作為車站或中心級平臺訪問的節點, 因為任意節點都已經通過EGD(以太網全局數據共享)技術獲得了所有節點的數據。  
      

實施結果
    國安電氣公司使用GE產品，按工期、高質量的成功實施著環境與設備監控系統工程。作為5萬點的大型監控項目，車站監控站或OCC中心發指令到設備實際響應的時間均不到1秒。目前環境與設備監控系統運行正常穩定。

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