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(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)是該消隱改造工程的重要組成部分。該系統(tǒng)為已成熟運營多年的城市中心地鐵線路增加監(jiān)控功能, 至2009年四月車站級已實現(xiàn)全線所有車站主要設備控制運行，在OCC中心級平臺實現(xiàn)全線設備的監(jiān)視和控制指令及模式下發(fā)，并實現(xiàn)向TCC級傳輸相關數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)的實施對全線車站的通風空調(diào)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、自動扶梯系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等車站設備進行了自動化監(jiān)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(qū)間。BAS對本車站及所轄區(qū)間通風空調(diào)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)、低壓配電與動力照明系統(tǒng)等車站設備進行全面、有效的自動化監(jiān)控及管理，并進行程序自動、實時、定時監(jiān)視設備運行狀態(tài)，控制設備的開啟和關閉，檢測環(huán)境參數(shù)，調(diào)控環(huán)境舒適度及節(jié)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(tǒng)處于安全、可靠、高效、節(jié)能的最佳運行狀態(tài)，從而提供一個舒適的乘車環(huán)境，并能在列車阻塞事故狀態(tài)下，更好地協(xié)調(diào)設備運行，充分發(fā)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(tǒng)解決方案與實施
    

1. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
     系統(tǒng)設中央級、車站級和本地級三級監(jiān)控方式, BAS自身不組建獨立的專用網(wǎng)絡，車站級的BAS信息通過地鐵通信系統(tǒng)的全線雙冗余的骨干網(wǎng)傳輸至OCC中央控制室，實現(xiàn)中央級功能。全線網(wǎng)絡系統(tǒng)由18個車站及相應區(qū)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(xiàn)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(shù)據(jù)服務器作為數(shù)據(jù)采集的接口軟件，通過其內(nèi)置的橋連接驅(qū)動程序建立與各車站控制系統(tǒng)運行的Proficy HMI/SCADA–CIMPLICITY之間的連接，通過其豐富的驅(qū)動程序建立與中心各控制系統(tǒng)及PLC之間的連接, 采集第一手的運行數(shù)據(jù)，其實時過程數(shù)據(jù)庫將提供給實時監(jiān)控畫面提供數(shù)據(jù)，同時將作為中心級歷史數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)源。采用Cimplicity SQL作為歷史數(shù)據(jù)庫平臺，將實時數(shù)據(jù)服務器的數(shù)據(jù)方便的集中管理。     

 3. 車站級設備監(jiān)控
     采用PACSystems RX3i簡單冗余控制器通過Genius現(xiàn)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(shù)字或模擬量, 通過遠程IO模塊和現(xiàn)場總線交由PLC控制, 這一類數(shù)據(jù)的信息量相對極少, 每個節(jié)點通常為幾十字節(jié), 按10個節(jié)點每個節(jié)點100字節(jié)計算, 76.8Kbps 的總線速率可以實現(xiàn)輸入輸出 30ms左右的刷新率。采用使用調(diào)頻信號方式抗干擾能力極強的Genius總線, Genius 總線為對等網(wǎng)絡邏輯結(jié)構(gòu), 具無擾切換的冗余功能，該系統(tǒng)采用單總線方式。使用LD語言應用程序?qū)崿F(xiàn)應用需求, 掃描時間約在30ms左右。

    對于以RS485通信方式實現(xiàn)的VRV空調(diào), 變頻器, 冷水機組等的控制, 每個節(jié)點有幾十至幾百個字節(jié)的數(shù)據(jù)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(xiàn)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(xié)議, PLC側(cè)提供標準的MODBUS RTU接口, 也提供可自由編程的通信口實現(xiàn)對設備的數(shù)據(jù)采集和控制。PLC側(cè)發(fā)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(xiàn)數(shù)據(jù)采集和控制。該工程統(tǒng)一定義通訊物理接口為RS485, 協(xié)議采用標準的MODBUS RTU協(xié)議。為保證數(shù)據(jù)刷新的實時, BAS提供單獨的設備通道, 數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞讲徊捎靡蕴W(wǎng)轉(zhuǎn)串口網(wǎng)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(wǎng)物理接口內(nèi)運行多個串口通信造成阻塞, 這種以太網(wǎng)轉(zhuǎn)串口網(wǎng)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(nèi)存后再使用100M以太網(wǎng), 發(fā)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(wǎng)平臺, 軟件協(xié)議上使用基于廣播模式的 UDP方式的EGD(以太網(wǎng)全局數(shù)據(jù)),在EGD的通訊過程中，網(wǎng)上的主站 (叫做生產(chǎn)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(nèi)存。各站間每次數(shù)據(jù)共享的過程就是一個數(shù)據(jù)交換的過程。這種分組的廣播方式充分使用了以太網(wǎng)的帶寬, 避免了TCP握手方式造成的數(shù)據(jù)實時性的缺失, 另一個優(yōu)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(jié)點, 因為任意節(jié)點都已經(jīng)通過EGD(以太網(wǎng)全局數(shù)據(jù)共享)技術(shù)獲得了所有節(jié)點的數(shù)據(jù)。  
      

實施結(jié)果
    國安電氣公司使用GE產(chǎn)品，按工期、高質(zhì)量的成功實施著環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)工程。作為5萬點的大型監(jiān)控項目，車站監(jiān)控站或OCC中心發(fā)指令到設備實際響應的時間均不到1秒。目前環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)運行正常穩(wěn)定。

關于GE智能平臺
    GE智能平臺是一個提供高新技術(shù)的企業(yè)，它為世界各地的用戶提供用于自動化控制和嵌入式領域的軟硬件產(chǎn)品、服務以及專業(yè)技術(shù)。我們?yōu)橛脩籼峁┮粋€獨特的、靈活的、超可靠的技術(shù)基礎，使得他們在包括能源、水處理、消費品、國防以及通訊等領域，獲得持續(xù)的競爭優(yōu)勢。GE智能平臺總部設在美國弗吉尼亞州的夏洛茨維爾，是GE企業(yè)解決方案業(yè)務集團的一員。需獲取更多詳情，請訪問www.ge-ip.com。

關于GE企業(yè)解決方案
    GE企業(yè)解決方案通過提供集成的解決方案幫助客戶提升生產(chǎn)力和收益，這些解決方案涵蓋了傳感器和無損檢測、安防和生命安全技術(shù)、電力系統(tǒng)保護和控制以及工廠自動化和Embedded計算系統(tǒng)。企業(yè)解決方案的高科技、高增長的業(yè)務包括傳感與檢測技術(shù)，安防，數(shù)字能源和智能平臺。世界各地60多個國家的17000多名員工為客戶解決各種問題。