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基于工控网络的地铁BAS控制网络系统的研析

2019-11-15 20:07:36来源:励志吧0次阅读

地铁环境设备监控系统,英文缩写BAS(又名EMCS),负责控制全线车站及区间的环境和其它机电设备安全、高效、协调运行,保证地铁车站及区间环境的良好舒适和最佳节能效果;在突发事件(如火灾)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。目前,国内新建地铁项目虽具体情况各异,但BAS控制网络系统总体方案都基本相同,均采用了基于工业控制网络(加)的解决方案。本文结合近年新建成运行的地铁项目,对其BAS控制网络系统进行了综合研究分析。

1 基本要求

根据《地铁设计规范》、《智能建筑设计标准》等国家标准及地铁BAS实际情况,BAS的控制网络系统在遵循 分散控制、集中管理、资源共享 基本原则的基础上,应满足以下要求。

1)可靠性:系统工作稳定可靠,所用设备先进成熟,能适应7天24小时不间断工作要求,系统平均无故障时间大于10000小时;采用冗余技术,系统处于热备状态,具备故障自愈能力,能在网络设备、网络连接器、控制设备和通信线路同时发生单点故障情况下正常工作,故障恢复时间控制在300ms内;环境适应性强,能在高温、粉尘、强电磁和潮湿等恶劣条件下稳定工作。

2)安全性:系统应具备较强防灾能力,应考虑火灾、水淹、地震、雷击和停车事故等灾害可能,并以防火灾为主;系统能够防止系统外部人员入侵以及内部人员的非法操作和误操作。

3)实时性:作为商业运营系统,应具备很强的灵敏反应能力,在任何情况下,均必须保证信号的实时、准确传输和处理。

4)开放性:具备开放平台特性,网络体系结构与应用系统相独立;采用通用数据通信协议标准,支持多厂商,支持多种终端设备和数据库系统应用;具备与其它网络、应用系统无缝集成能力。

5)可管理性:网络系统应便于管理、配置和调整,配有人性化管理接口;在网络系统出现故障时,能提供有效手段,准确、及时定位故障,并提醒管理人员,系统平均修复时间不大于0.5小时。

6)可扩展性:充分考虑目前业务需求和今后较长时间内业务发展需要,系统应能方便地升级;在采用更新技术同时,保证原有设备大部能继续使用,保护投资。

2 系统分析

2.1系统构成

地铁BAS系统采用分布式计算机系统管理,由中央管理级、车站监控级、现场控制级和相关通信网络组成。与之对应,BAS网络系统采用分布式网络结构,由主干网(通信传输网)、中央级和车站级局域网及现场总线组成。中央级局域网通过主干网与车站级局域网相连,车站级局域网中的车站主控制器与远程控制器、远程I/O模块通过现场总线连接。

2.2网络拓扑

主干网和局域网均采用工业以太网,但组网方式有所区别:主干网以单模光纤为传输介质,采用双环网冗余方式,构成千兆工业以太网;对应双环主干网,中央级和车站级局域网均布有两套星型工业以太网,各终端均以链路冗余方式接入主干网。现场控制级,车站级局域网的主控制器(或计算机)与现场设备通过现场总线相连,现场总线的选型根据各地铁线路具体情况而定。有些较长的线路,在管理上,中央级和车站级之间还设有车辆段作为中间控制级,车辆段局域网的组网方式和接入方法与中央级一致。

中央级局域网终端设置在地铁运营控制中心(OCC),配备工业控制计算机作为操作站,操作站宜采取冗余配置,另外还可根据实际情况增配维护工作站和数据服务器。车站级局域网终端设置在车站控制室,配备工业控制计算机作为操作站,现场设备的主控制器也配置在该局域网,主控制器一般选用PLC,根据具体情况采用冗余配备。车辆段局域网终端设置在车辆段控制室,配置情况与中央级相似。

2.3网络设备特点

系统的网络交换设备采用工业以太网骨干交换机。作为在高性能、高可靠性系统中使用的骨干网络设备,为满足要求,其除具备普通交换机功能外,还须有如下加强特征:采用高性能交换引擎和宽带宽背板,保证网络实时通信能力;支持冗余环网拓扑结构和相应协议;采用合金褶皱结构外壳,屏蔽电磁干扰,抗振动冲击,散热快,耐灰尘、潮湿;宽温设计,对寒冷或酷热的工作环境有良好适应能力;提供导轨、壁挂及任意平面等安装模式,便于在特定现场环境安装;冗余双DC电源输入,并提供故障报警输出,有效保障与减少故障还原时间。

   

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