基于PLC 技術(shù)的環(huán)控系統(tǒng)應(yīng)用研究

楊少玉 常州市軌道交通發(fā)展有限公司運(yùn)營(yíng)分公司

一、引言

我國經(jīng)濟(jì)水平不斷的增長(zhǎng)，國內(nèi)也在大力發(fā)展交通技術(shù)。由于路面交通的擁擠，修建地鐵是必經(jīng)途徑之一。其中不少已投入使用，有效緩解了交通擁堵。地鐵以其快捷、安全、舒適、交通量大等優(yōu)點(diǎn)成為最受歡迎的交通方式。此外，地鐵的修建充分利用起了城市地下的空間，這樣可以在保障地上環(huán)境建筑不變的前提下有效的改善交通狀況，所以地鐵的修建是非常有必要。在地鐵控制系統(tǒng)中，通常都會(huì)使用到PLC 技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)可以自動(dòng)控制鐵路的運(yùn)輸。PLC 主要是控制地鐵運(yùn)行過程中除了各種閥門的遙控還有地鐵的配電以及緊急事故的處理。例如系統(tǒng)的開關(guān)閥門，列車的風(fēng)機(jī)以及冷水機(jī)組的遙控。我國地鐵系統(tǒng)中使用的工控信號(hào)控制設(shè)備，如機(jī)組、水泵、冷卻塔等，一般都是繼電器。能控制這些裝置的系統(tǒng)是非常復(fù)雜的，所以也體現(xiàn)了技術(shù)的先進(jìn)程度和維修的難度之大，繼電器不穩(wěn)定。在地鐵運(yùn)營(yíng)過程中，由于這一環(huán)節(jié)的故障引發(fā)的列車事故屢見不鮮。地鐵的運(yùn)行以及地鐵的車站都是在地下，是與外界充分隔離的狀態(tài)，內(nèi)部除濕和凈化內(nèi)部環(huán)境全部依靠系統(tǒng)的氣流的流動(dòng)。所以，在保障地鐵安全運(yùn)營(yíng)的前提下，系統(tǒng)會(huì)為地鐵創(chuàng)造良好的地鐵環(huán)境。地鐵環(huán)境控制系統(tǒng)是地鐵設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分。本系統(tǒng)采用自動(dòng)控制技術(shù)對(duì)系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，才能夠充分的利用到系統(tǒng)的優(yōu)越性。

二、環(huán)控系統(tǒng)中的PLC 自動(dòng)化控制系統(tǒng)

（一）PLC 自控系統(tǒng)在軌道交通電控系統(tǒng)中的優(yōu)越性

軌道交通電子控制系統(tǒng)是指對(duì)車站機(jī)械配電、車站事故風(fēng)機(jī)及閥門、公共區(qū)域通風(fēng)設(shè)施及閥門、設(shè)備用房排風(fēng)機(jī)及閥門等電氣設(shè)備的實(shí)時(shí)控制的一種控制系統(tǒng)。中間繼電器是我國軌道交通建設(shè)初期應(yīng)用最廣泛的信號(hào)邏輯控制裝置。它的明顯缺點(diǎn)是電路比較復(fù)雜，維護(hù)困難。同時(shí)，繼電器易老化，使得自動(dòng)控制系統(tǒng)的一系列工作缺乏必要的可靠性和可維護(hù)性。老舊的系統(tǒng)對(duì)突發(fā)情況無法進(jìn)行及時(shí)的處理，當(dāng)反饋到的數(shù)據(jù)發(fā)生偏差時(shí)，系統(tǒng)也容易做出錯(cuò)誤的工作。

PLC 自動(dòng)控制系統(tǒng)是一種新型的工業(yè)自動(dòng)控制裝置。它不僅取代了傳統(tǒng)的普通控制系統(tǒng)，而且在抗干擾性能上有了顯著的提高。機(jī)電一體化水平的提高促進(jìn)了通信網(wǎng)絡(luò)功能的不斷增強(qiáng)，也促進(jìn)了其在特殊地理環(huán)境中的正常應(yīng)用。在軌道交通電氣控制系統(tǒng)中，PLC 系統(tǒng)可在各環(huán)控室獨(dú)立顯示和控制，也可在站控室與PLC 進(jìn)行顯示和控制。該系統(tǒng)主要基于現(xiàn)場(chǎng)總線和以太網(wǎng)技術(shù)。

（二）PLC 系統(tǒng)的功能陳述

軌道交通環(huán)控室的PLC 系統(tǒng)可以用來接收Fas、BAS 系統(tǒng)直接發(fā)送的軌道交通車站現(xiàn)場(chǎng)情況，并且可以用來控制設(shè)備的集中運(yùn)行狀態(tài)、設(shè)備狀態(tài)和通信方式。設(shè)備以開關(guān)量狀態(tài)傳輸至電氣控制室PLC 自動(dòng)控制系統(tǒng)，并在軌道交通車站車輛控制室PLC 人機(jī)界面上顯示，使軌道交通控制室的PLC 系統(tǒng)和人機(jī)界面同時(shí)控制環(huán)控室的設(shè)備啟動(dòng)。

BAS 系統(tǒng)中風(fēng)機(jī)和風(fēng)閥的PLC 自動(dòng)控制系統(tǒng)有自動(dòng)和手動(dòng)兩種。自動(dòng)是指BAS系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)、風(fēng)閥發(fā)出的開、關(guān)指令，一旦PLC 自動(dòng)控制系統(tǒng)接收到，PLC 系統(tǒng)將根據(jù)指令信息執(zhí)行相關(guān)的設(shè)備操作流程。手動(dòng)是指在PLC 自動(dòng)控制系統(tǒng)中，對(duì)風(fēng)機(jī)、風(fēng)閥設(shè)備的開閉進(jìn)行手動(dòng)控制，對(duì)回風(fēng)閥、排氣閥設(shè)備的開閉進(jìn)行手動(dòng)控制。

PLC 采用FAS 控制形式。Fas 系統(tǒng)要求PLC 自動(dòng)控制系統(tǒng)接收并執(zhí)行Fas 系統(tǒng)的開、關(guān)指令，并將其工作狀態(tài)及時(shí)、準(zhǔn)確地反饋給Fas 系統(tǒng)。Fas 系統(tǒng)中涉及的PLC 系統(tǒng)設(shè)備稱為事故風(fēng)機(jī)和組合風(fēng)閥。風(fēng)機(jī)和風(fēng)閥設(shè)備的所有狀態(tài)都可以通過信息網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)絙as 監(jiān)控系統(tǒng)，但值得注意的是bas 系統(tǒng)只顯示信息數(shù)據(jù)。

軌道交通空調(diào)箱及風(fēng)閥的控制。一般來說，電流、溫度、濕度、風(fēng)壓等模擬信號(hào)都可能會(huì)影響到PLC 自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)。PLC 自動(dòng)控制系統(tǒng)將根據(jù)上述信息實(shí)時(shí)設(shè)置風(fēng)閥的開度和調(diào)整風(fēng)閥的大小，從而PLC 自動(dòng)控制系統(tǒng)可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工況或BAS系統(tǒng)發(fā)出的報(bào)警信號(hào)來選擇開、關(guān)風(fēng)閥，以適應(yīng)當(dāng)前工況。

三、地鐵環(huán)控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)要求

（一）PLC 自動(dòng)控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

正常軌道運(yùn)行的過程中，系統(tǒng)是在自動(dòng)控制模式下，PLC 控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)收到BAS中相應(yīng)設(shè)備的開、關(guān)控制命令后，風(fēng)機(jī)及相應(yīng)閥門的狀態(tài)將根據(jù)程序設(shè)置的調(diào)用進(jìn)行改變，風(fēng)機(jī)及相應(yīng)閥門的狀態(tài)信息可自動(dòng)傳送到PLC 顯示器上設(shè)備，然后再通過總線把相關(guān)的信息傳輸?shù)紹AS 系統(tǒng)上，這樣系統(tǒng)的控制就更加的合理化，能夠處理絕大部分的應(yīng)急情況。

（二）空調(diào)機(jī)組優(yōu)化設(shè)計(jì)要求

對(duì)于空調(diào)機(jī)組來說，軌道內(nèi)的溫度信息通過溫度傳感器提交到BAS 系統(tǒng)中，當(dāng)BAS 控制系統(tǒng)收到車組的溫濕度信息之后，會(huì)進(jìn)行溫濕度的分析，然后將相應(yīng)的控制命令發(fā)送給回路控制系統(tǒng)的核心PLC 自動(dòng)控制系統(tǒng)。回路控制系統(tǒng)可通過相應(yīng)的通信接口和總線與相應(yīng)的變頻設(shè)備連接。根據(jù)逆變器的輸出頻率值，向相應(yīng)的交流電機(jī)供電，改變電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。

（三）火災(zāi)工況PLC 優(yōu)化設(shè)計(jì)要求

在火災(zāi)情況下，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)入應(yīng)急狀態(tài)，F(xiàn)AS 系統(tǒng)可以監(jiān)測(cè)到火災(zāi)信息，并發(fā)出提示。然后火災(zāi)信號(hào)將相應(yīng)的狀態(tài)信息發(fā)送給PLC 回路控制系統(tǒng)。PLC 接收到相應(yīng)的火災(zāi)信號(hào)后，相應(yīng)的信號(hào)會(huì)顯示在相應(yīng)的設(shè)備上。

四、結(jié)語

軌道交通環(huán)境的控制系統(tǒng)通常都是使用PLC 自動(dòng)控制系統(tǒng)的，PLC 系統(tǒng)隨著科技的發(fā)展，也在不斷的更新?lián)Q代，隨著軌道交通越來越多，很大程度上改善了軌道運(yùn)行的效率和延長(zhǎng)，而且取得了很高的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。為了充分發(fā)揮系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，研究人員應(yīng)該根據(jù)具體的工程項(xiàng)目，相應(yīng)的改善自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)置。