深圳地鐵五號(hào)線的MCC方案是一種基于羅克韋爾自動(dòng)化先進(jìn)產(chǎn)品DeviceNet 網(wǎng)絡(luò)的智能控制系統(tǒng)隧庐，通過(guò)一根電纜將控制環(huán)控設(shè)備的MCC開關(guān)柜（ABB MNS3.0開關(guān)柜）與自動(dòng)化系統(tǒng)連接構(gòu)成智能的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)颈冶。

一世蕴、項(xiàng)目簡(jiǎn)介

2011年6月22日氛赞，深圳地鐵五號(hào)線（環(huán)中線）全線開通試運(yùn)營(yíng)。該項(xiàng)目是全國(guó)最大的BT項(xiàng)目塘丝。整條線路貫穿深圳市14條軌道交通或鐵路赔癌，線路全長(zhǎng)約40km，共設(shè)車站27座澜沟，其中高架站2座灾票，地下站25座。路經(jīng)深圳市南山茫虽、寶安刊苍、龍崗、羅湖四個(gè)行政區(qū)濒析。

深圳達(dá)實(shí)智能股份有限公司于2009年開始為深圳地鐵五號(hào)線提供綜合監(jiān)控及MCC系統(tǒng)服務(wù)班缰。服務(wù)的范圍包括車站機(jī)電設(shè)備監(jiān)控和節(jié)能、車輛段機(jī)電設(shè)備監(jiān)控和節(jié)能悼枢、電力監(jiān)控系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)脾拆、綜合監(jiān)控系統(tǒng)馒索、智能環(huán)控柜系統(tǒng)等。綜合監(jiān)控系統(tǒng)深度集成了火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)（FAS）名船、環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）及電力監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）绰上，F(xiàn)AS/BAS/SCADA以子系統(tǒng)的形式納入綜合監(jiān)控系統(tǒng)，同時(shí)與綜合安防系統(tǒng)（ISDS）返乏、乘客資訊系統(tǒng)（PIS）框抽、自動(dòng)售檢票系統(tǒng)（AFC）、通信系統(tǒng)綜合網(wǎng)管子系統(tǒng)香诽、廣播系統(tǒng)（PA）绵扇、屏蔽門系統(tǒng)（PSD）、大屏幕系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)（SIG）仓煌、不間斷電源（UPS）烧已、時(shí)鐘系統(tǒng)（CLK）等系統(tǒng)互聯(lián)。

羅克韋爾自動(dòng)化產(chǎn)品主要應(yīng)用于深圳地鐵五號(hào)線項(xiàng)目的環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）及智能環(huán)控柜（MCC）熔徊。

二烘牌、BAS系統(tǒng)中的應(yīng)用

1、系統(tǒng)介紹

深圳地鐵五號(hào)線（環(huán)中線）全線BAS作為綜合監(jiān)控系統(tǒng)中一個(gè)重要的子系統(tǒng)朽晓，主要通過(guò)智能配電系統(tǒng)（即MCC）或直接監(jiān)控的方式撮点，對(duì)隧道通風(fēng)系統(tǒng)、車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)方仿、車站冷凍水系統(tǒng)固棚、給排水系統(tǒng)、自動(dòng)扶梯兼丰、電梯玻孟、照明系統(tǒng)、人防門/防淹門等機(jī)電系統(tǒng)設(shè)備按設(shè)置功能鳍征、系統(tǒng)運(yùn)行工況和地鐵環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)等要求進(jìn)行監(jiān)測(cè)黍翎、控制和科學(xué)管理，并能配合綜合監(jiān)控系統(tǒng)下的FAS子系統(tǒng)艳丛、PSCADA 子系統(tǒng)等為地鐵線路創(chuàng)造舒適匣掸、安全可靠的乘車環(huán)境。

低壓配電系統(tǒng)在環(huán)控電控室設(shè)置了智能配電系統(tǒng)（MCC）氮双，負(fù)責(zé)對(duì)環(huán)控通風(fēng)碰酝、空調(diào)系統(tǒng)各種風(fēng)機(jī)（含聯(lián)鎖風(fēng)閥）、變頻器戴差、馬達(dá)保護(hù)器等被監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)送爸、手/自動(dòng)控制、故障告警等運(yùn)營(yíng)維護(hù)統(tǒng)計(jì)信息的集中采集暖释，同時(shí)接受BAS系統(tǒng)的控制命令實(shí)現(xiàn)對(duì)被控設(shè)備的開關(guān)控制窗蠕。除冷水機(jī)組自帶機(jī)載控制箱以及部分設(shè)備變頻控制柜外，其它所有環(huán)控設(shè)備配置現(xiàn)場(chǎng)手操箱在摔，MCC系統(tǒng)可完成對(duì)環(huán)控設(shè)備的單控骏疆、組控、序列控制唤吐、邏輯控制潜佑，當(dāng)綜合監(jiān)控系統(tǒng)尚未調(diào)通時(shí)，可以通過(guò)MCC系統(tǒng)完成單控诫幼、組控镐准、序列控制徘敦、邏輯控制。

達(dá)實(shí)公司根據(jù)地下車站的BAS的功能需求页更，以在地下車站兩端各設(shè)置一套冗余的羅克韋爾自動(dòng)化的高端產(chǎn)品ControlLogix PLC硝逐，IBP作為遠(yuǎn)程I/O站點(diǎn)的構(gòu)架組成車站BAS。IBP盤選用的I/O和遠(yuǎn)程I/O均為羅克韋爾自動(dòng)化公司的高端Flex I/O系列輸入輸出模塊锹嫌，同時(shí)在車站控制室內(nèi)設(shè)置BAS維護(hù)工作站對(duì)BAS系統(tǒng)進(jìn)行日常監(jiān)控與維護(hù)足蹋。

為保證馬達(dá)控制中心MCC系統(tǒng)與綜合監(jiān)控系統(tǒng)BAS子系統(tǒng)的兼容性，達(dá)實(shí)公司在MCC系統(tǒng)中亦采用了羅克韋爾自動(dòng)化公司的電機(jī)保護(hù)控制模塊惯悠、網(wǎng)關(guān)PLC ControlLogix系統(tǒng)邻邮、PLC系統(tǒng)Micrologix1500、150-F系列SMC Flex軟啟動(dòng)器克婶、變頻器筒严、人機(jī)界面等產(chǎn)品，確保了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性情萤、完整性和兼容性鸭蛙。

2、系統(tǒng)特點(diǎn)

車站BAS系統(tǒng)采用羅克韋爾自動(dòng)化的Logix平臺(tái)產(chǎn)品筋岛，網(wǎng)絡(luò)選用的是ControlNet總線技術(shù)娶视。Logix控制平臺(tái)是羅克韋爾自動(dòng)化公司設(shè)計(jì)理念最先進(jìn)、功能最強(qiáng)大的控制平臺(tái)睁宰，它吸收了許多最新的技術(shù)和概念肪获，代表了未來(lái)控制系統(tǒng)的發(fā)展方向。通信采用的Ethernet/IP柒傻、ControlNet協(xié)議是完全開放的協(xié)議孝赫，完全滿足IEC61158國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，是國(guó)際公認(rèn)的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議藻清。ControlNet所采用的RG6同軸電纜具有較強(qiáng)的抗電磁干擾能力岗制，可以確保不受軌道交通強(qiáng)電磁干擾環(huán)境的影響。在距離較遠(yuǎn)的區(qū)域诗差，或者在區(qū)間刷男，達(dá)實(shí)公司選用光纖作為通信介質(zhì)的方案，可以徹底擺脫電磁干擾徽探。設(shè)備完全可在地鐵電磁環(huán)境內(nèi)正常工作，滿足國(guó)家相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求准击。

BAS系統(tǒng)與其他子系統(tǒng)的集成采用的通信轉(zhuǎn)接模塊主要選用國(guó)際知名的瑞典HMS公司ANYBUS模塊封豆，它能很好的支持羅克韋爾自動(dòng)化公司的總線傳輸，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議以及非標(biāo)協(xié)議接口和設(shè)備都能實(shí)現(xiàn)很好的實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接胸立。

BAS系統(tǒng)的硬件恢憋、軟件采用工業(yè)級(jí)產(chǎn)品，PLC采用冗余配置，網(wǎng)絡(luò)采用光纖以太網(wǎng)和冗余ControlNet總線等措施充分保證了系統(tǒng)的可靠性鄙荚。所有冗余PLC均采用ControlLogix搭配Flex I/O模塊（各種I/O模塊類型保持統(tǒng)一）莫辨，所有IBP均配置Flex I/O模塊，發(fā)揮了極大的統(tǒng)一性毅访、良好的可維護(hù)性沮榜、通用性，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也支持靈活的擴(kuò)展喻粹。

系統(tǒng)的硬件蟆融、軟件具備故障診斷、在線修改守呜、離線編輯功能型酥。ControlLogix處理器具有很強(qiáng)的可執(zhí)行性和兼容性，對(duì)于系統(tǒng)有著非常強(qiáng)大的診斷查乒、處理和恢復(fù)功能弥喉。并且可以細(xì)致到I/O和現(xiàn)場(chǎng)儀表級(jí)的診斷，可以監(jiān)視到每一個(gè)模塊的運(yùn)行狀態(tài)玛迄，Logix平臺(tái)是真正的全透明結(jié)構(gòu)由境。

通過(guò)羅克韋爾自動(dòng)化獨(dú)有的Produce/Consumer方式，使用ControlNet冗余現(xiàn)場(chǎng)控制總線憔晒。由于系統(tǒng)在PLC主機(jī)藻肄、現(xiàn)場(chǎng)總線等方面全部采用冗余配置，在這些部分任何地方出現(xiàn)單點(diǎn)故障高降，系統(tǒng)仍然可以完全正常運(yùn)轉(zhuǎn)而不會(huì)影響系統(tǒng)的任何數(shù)據(jù)采集和控制輸出朝棉，但是系統(tǒng)會(huì)報(bào)警提示對(duì)有故障的部分進(jìn)行維修。

所有車站級(jí)BAS系統(tǒng)發(fā)出的模式控制要求殷淮，能依靠程序的連鎖保護(hù)沧牧，具備沖突檢測(cè)功能，不會(huì)將此控制要求與其他操作產(chǎn)生沖突两靖》迅常控制信號(hào)能在小于1秒內(nèi)反饋到發(fā)出控制要求的設(shè)備上，同時(shí)控制模式能在1秒內(nèi)啟動(dòng)耍俱。對(duì)于沒有進(jìn)行冗余配備的部分（如IO板卡）尽瑰，單點(diǎn)設(shè)備故障僅對(duì)與該設(shè)備有關(guān)的數(shù)據(jù)采集或控制輸出產(chǎn)生影響，系統(tǒng)中其他部分仍保持正常運(yùn)行馒脏，同時(shí)系統(tǒng)也會(huì)報(bào)警提示進(jìn)行維修奠拢。

BAS系統(tǒng)對(duì)輸出控制回路采用單獨(dú)的中間繼電器進(jìn)行信號(hào)隔離和功率放大，其中所有輸入均具有獨(dú)立光電隔離功能歌淹，具有防塵瘟则、防腐蝕黎炉、防潮、防霉醋拧、防震慷嗜、抗電磁干擾和靜電干擾的能力，保證在地鐵環(huán)境中安全丹壕、可靠地運(yùn)行庆械。

三、MCC中的應(yīng)用

1雀费、系統(tǒng)介紹

深圳地鐵五號(hào)線車站環(huán)控系統(tǒng)干奢，即通風(fēng)空調(diào)及防排煙系統(tǒng)，主要具備兩個(gè)方面的功能：一是日常運(yùn)營(yíng)給乘客和設(shè)備提供舒適及適宜的環(huán)境盏袄；二是事故及災(zāi)害情況下進(jìn)行通風(fēng)忿峻、排煙、排毒辕羽、排熱逛尚，起到生命保障及輔助滅火的作用。系統(tǒng)構(gòu)成由隧道通風(fēng)系統(tǒng)(包括區(qū)間隧道和車站隧道)刁愿、車站公共區(qū)通風(fēng)空調(diào)和防排煙系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱車站大系統(tǒng))街赊、車站管理及設(shè)備用房通風(fēng)空調(diào)和防排煙(簡(jiǎn)稱車站小系統(tǒng))及制冷(水系統(tǒng))系統(tǒng)組成。環(huán)控設(shè)備主要包括冷水機(jī)組宋旭、冷卻水泵娘介、冷凍水泵、冷卻塔枯橱、空調(diào)風(fēng)柜用载、TVF風(fēng)機(jī)、U/O風(fēng)機(jī)粹岁、射流風(fēng)機(jī)披蚕、車站各類送/排風(fēng)機(jī)、風(fēng)閥骂领、防火閥等讹渴。

電機(jī)控制中心(Motor Control Center，MCC)統(tǒng)一管理配電和儀器設(shè)備怒晕，將各種電機(jī)控制單元擒欢、饋電線接頭單元、配電變壓器嚼吞、照明配電盤盒件、聯(lián)鎖繼電器以及計(jì)量設(shè)備裝入一個(gè)整體安裝的機(jī)殼內(nèi)并且由一個(gè)公共的封閉母線供電。在自動(dòng)化系統(tǒng)控制鏈中誊薄，MCC起著重要的承接作用履恩，向下可為各種用電設(shè)備提供動(dòng)力和控制，向上可與自動(dòng)化系統(tǒng)信息互通呢蔫。

深圳地鐵五號(hào)線的MCC方案是一種基于羅克韋爾自動(dòng)化先進(jìn)產(chǎn)品DeviceNet 網(wǎng)絡(luò)的智能控制系統(tǒng)切心，通過(guò)一根電纜將控制環(huán)控設(shè)備的MCC開關(guān)柜（ABB MNS3.0開關(guān)柜）與自動(dòng)化系統(tǒng)連接構(gòu)成智能的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。此智能型MCC系統(tǒng)成功避免了通過(guò)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的硬接線方式容易造成接線復(fù)雜片吊、故障點(diǎn)多绽昏、可靠性低的缺點(diǎn)，將硬件俏脊、軟件和網(wǎng)絡(luò)有機(jī)結(jié)合全谤，容易而又安全的實(shí)現(xiàn)了與自動(dòng)化系統(tǒng)的信息交互傳遞。圖1給出了長(zhǎng)龍站的智能MCC系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖爷贫。

在每個(gè)MCC柜內(nèi),對(duì)環(huán)控設(shè)備的控制都通過(guò)掛在三條DeviceNet總線上的智能小PLC或者智能馬達(dá)保護(hù)設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)认然。

（1）對(duì)于風(fēng)閥,風(fēng)閥的輸入狀態(tài)都接到MicroLogix 1500系列小PLC的輸入模塊上,同時(shí)小PLC的輸出模塊產(chǎn)生控制輸出至風(fēng)閥。此小PLC通過(guò)1761-NET-DNI網(wǎng)關(guān)接入DeviceNet總線惯篇。

（2）對(duì)于小系統(tǒng)馬達(dá),采用E3 Plus接收馬達(dá)的輸入狀態(tài)量,并產(chǎn)生控制輸出至馬達(dá)控制馬達(dá)啟停反俱。E3 Plus本身帶有現(xiàn)場(chǎng)總線接口,可以直接接入現(xiàn)場(chǎng)總線。

（3）對(duì)于功率大于75KW的隧道風(fēng)機(jī),采用SMC Flex系列的軟啟動(dòng)器來(lái)控制馬達(dá)啟停. 軟啟動(dòng)器通過(guò)20-COMM-D直接接入DeviceNet總線辱囤。

（4）對(duì)于空調(diào)風(fēng)柜炸一、回排風(fēng)機(jī)、冷卻冷凍水泵等等,采用PowerFlex70/700系列的變頻器來(lái)控制馬達(dá)啟停與調(diào)速牢介。變頻器通過(guò)20-COMM-D直接接入DeviceNet總線校槐。

（5）在每個(gè)車站兩端環(huán)控室各配置一臺(tái)帶觸摸功能的工控機(jī)（嵌入控制柜），可以通過(guò)HMI監(jiān)控整個(gè)MCC系統(tǒng)的系統(tǒng)活動(dòng)泳厌。

（6）與BAS系統(tǒng)通信通過(guò)在每個(gè)車站兩端環(huán)控室各配置一臺(tái)帶觸摸功能的工控機(jī)（嵌入控制柜）另焕，可以通過(guò)HMI監(jiān)控整個(gè)MCC系統(tǒng)的系統(tǒng)活動(dòng)。

2晚沙、系統(tǒng)特點(diǎn)

(1) MCC 系統(tǒng)本身配置一套獨(dú)立的控制器橙挽，可完成對(duì)設(shè)備的單控、組控喝赎、序列控制冶驴、邏輯控制，當(dāng)BAS尚未調(diào)通或BAS故障時(shí)田炭，可以通過(guò)工控機(jī)完成防排煙控制师抄、緊急通風(fēng)模式控制、單控教硫、組控叨吮、序列控制、邏輯控制等功能瞬矩，系統(tǒng)可靠性得到提高茶鉴。

(2) MCC 系統(tǒng)采用DeviceNet現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)锋玲，減少了控制電纜和投資成本，并由三條現(xiàn)場(chǎng)總線分別連接不同設(shè)備涵叮，這樣的架構(gòu)降低了由于總線故障造成的風(fēng)險(xiǎn)惭蹂。

(3) 羅克韋爾自動(dòng)化先進(jìn)智能控制元件的應(yīng)用，使得MCC系統(tǒng)具有先進(jìn)的控制功能割粮。E3 Plus高度集成了CPU盾碗、I/O模塊、中間繼電器舀瓢、電機(jī)保護(hù)模塊的功能廷雅。SMC Flex系列軟啟動(dòng)器具有7種啟動(dòng)方式，軟起動(dòng)器既能保證隧道風(fēng)機(jī)在14s內(nèi)從啟動(dòng)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速瓣车，而且從正轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn)唆逻、從反轉(zhuǎn)到正轉(zhuǎn)的切換時(shí)間均小于60秒，滿足了地鐵車站消防的特殊要求菠贡。PowerFlex70/700系列變頻器支持矢量控制方式诞茶，不但具有自動(dòng)適配電機(jī)、自動(dòng)調(diào)節(jié)載波頻率君博、自動(dòng)調(diào)節(jié)壓頻比哆幸、自動(dòng)調(diào)節(jié)加減速時(shí)間等功能，更有節(jié)能和降噪的明顯效果慧贩。

(4) MCC系統(tǒng)具備完善的設(shè)備級(jí)診斷功能凫体，智能元件能夠監(jiān)控每臺(tái)電動(dòng)機(jī)的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，并且有預(yù)報(bào)警機(jī)制抡悼。如果電機(jī)脫扣卿俺，智能MCC可指示脫扣的原因：缺相、失速篮烈、過(guò)載或接地故障颜说。DeviceNet網(wǎng)絡(luò)又能夠很方便與ControlNet和EtherNet/IP網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接，將故障信息準(zhǔn)確速遞至BAS系統(tǒng)汰聋，系統(tǒng)具備很高的擴(kuò)展性门粪。

(5) MCC系統(tǒng)維護(hù)非常簡(jiǎn)單高效∨肜В基于DeviceNet現(xiàn)場(chǎng)總線的羅克韋爾自動(dòng)化的馬達(dá)保護(hù)器玄妈、軟啟動(dòng)器、變頻器支持設(shè)備自動(dòng)更換（Auto Device Replacement 髓梅，ADR）功能拟蜻，設(shè)備更換可以即插即用，維護(hù)成本大大降低。

四酝锅、結(jié)束語(yǔ)

羅克韋爾自動(dòng)化系列產(chǎn)品的有效結(jié)合和應(yīng)用诡必，不僅保障了整套系統(tǒng)及項(xiàng)目的穩(wěn)定可靠運(yùn)行，更提高了項(xiàng)目的自動(dòng)化水平搔扁，使深圳地鐵五號(hào)線綜合監(jiān)控BAS及MCC項(xiàng)目達(dá)到了國(guó)內(nèi)高水平標(biāo)準(zhǔn)擒权，確保了深圳地鐵五號(hào)線的順利開通及安全運(yùn)營(yíng)。

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