智能控制技術(shù)在地鐵行業(yè)中的應(yīng)用

1）變電所智能低壓系統(tǒng)

低壓智能系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)變電所低壓斷路器運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視，實(shí)現(xiàn)進(jìn)線、母聯(lián)、三級負(fù)荷總開關(guān)的監(jiān)控；完成變電所備用電源的自動(dòng)投切，即實(shí)現(xiàn)進(jìn)線、母聯(lián)、三級負(fù)荷總開關(guān)間的互鎖；實(shí)現(xiàn)對智能斷路器遙控、遙測、遙信等功能。智能表及電能管理系統(tǒng)的設(shè)置對加強(qiáng)地鐵能耗的監(jiān)測并制定節(jié)能策略具有重要意義。

2）電氣火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)

（1）車站采用剩余電流式、測溫式電氣火災(zāi)探測器探測電氣火災(zāi)的報(bào)警系統(tǒng)。

（2）在0.4kV低壓開關(guān)室低壓饋出回路，設(shè)置電氣火災(zāi)探測器。

（3）電氣火災(zāi)探測器的漏電電流30mA~500mA能夠連續(xù)可調(diào)，監(jiān)控精度為0.5級；能夠可靠地采用數(shù)字信號傳輸；需要配置外置溫度探測器3組；溫度報(bào)警55℃~140℃連續(xù)可調(diào)，檢測溫度1級。

（4）監(jiān)控主機(jī)采用壁掛式安裝在0.4kV開關(guān)柜室，可連接64×4路監(jiān)控探測器；能夠?qū)ΡO(jiān)控探測器進(jìn)行參數(shù)設(shè)置；能夠?qū)ΡO(jiān)控探測器的漏電報(bào)警電流設(shè)定值30mA~500mA連續(xù)可調(diào)。

3）電能管理系統(tǒng)

（1）電能計(jì)量自動(dòng)抄表系統(tǒng)主要由前端采集子系統(tǒng)、通信子系統(tǒng)和中心處理子系統(tǒng)三部分組成。

（2）在變電所配置車站級電能管理子站（一臺PLC通訊管理采集器以及一套觸摸查詢監(jiān)控系統(tǒng)），能對進(jìn)出線回路進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)管理，并完成數(shù)據(jù)分類匯總和打包以及報(bào)表的自動(dòng)生成，子站預(yù)留通信輸出接口。在0.4kV開關(guān)柜室設(shè)置本站電能管理主機(jī)（一臺監(jiān)控電腦及一套觸摸查詢系統(tǒng)），主機(jī)預(yù)留接口將數(shù)據(jù)上傳到綜合監(jiān)控系統(tǒng)，主機(jī)可完成本站數(shù)據(jù)的匯總、報(bào)表生成、上傳等功能。

4）環(huán)控電控系統(tǒng)

環(huán)控電控智能系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對通風(fēng)空調(diào)等設(shè)備的監(jiān)視、測量、控制和保護(hù)；實(shí)現(xiàn)對智能模塊的參數(shù)設(shè)定、復(fù)位等；通風(fēng)空調(diào)設(shè)備通常設(shè)就地控制、環(huán)控電控室控制、上位監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）控制三級控制，實(shí)現(xiàn)三級控制轉(zhuǎn)換及運(yùn)行狀態(tài)顯示。

（1）環(huán)控設(shè)備控制方式與信號

環(huán)控設(shè)備采用智能環(huán)控系統(tǒng)，由柜內(nèi)智能元件、現(xiàn)場總線、通信管理機(jī)等設(shè)備組成，并與BAS系統(tǒng)控制器連接。

對于三相電動(dòng)機(jī)回路，如各類風(fēng)機(jī)、空調(diào)器、空調(diào)水系統(tǒng)的各類水泵，智能元件分為：變頻器、電機(jī)保護(hù)控制模塊。對于單相電機(jī)回路，如電動(dòng)風(fēng)閥、電動(dòng)蝶閥，智能元件采用不具備保護(hù)功能的小型PLC或智能I/O。主要實(shí)現(xiàn)對通風(fēng)空調(diào)設(shè)備（主要包括各類風(fēng)機(jī)、空調(diào)器、電動(dòng)風(fēng)閥、電動(dòng)蝶閥、冷水機(jī)組的冷凍水泵、冷卻水泵及冷卻塔風(fēng)機(jī)）的測量、控制及保護(hù)等功能。

環(huán)控設(shè)備采用三級控制方式，即車控室控制，環(huán)控電控室控制和現(xiàn)場就地控制。監(jiān)視信號包括設(shè)備狀態(tài)信號和事故信號。與消防有關(guān)的電機(jī)過載故障只動(dòng)作于信號不動(dòng)作于跳閘，消防風(fēng)機(jī)可在車控室按照模式執(zhí)行手動(dòng)控制。

（2）環(huán)控設(shè)備控制系統(tǒng)方案

如圖1所示，在車站A端（小里程端）、B端（大里程端）環(huán)控電控室各設(shè)置一面控制柜，控制柜內(nèi)安裝一套PLC、人機(jī)界面（HMI）和網(wǎng)關(guān)。網(wǎng)關(guān)用于PLC和現(xiàn)場總線之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換以及現(xiàn)場總線接口的擴(kuò)展，人機(jī)界面用于整個(gè)車站環(huán)控設(shè)備的當(dāng)?shù)仫@示和控制。PLC通過雙工業(yè)以太網(wǎng)接口負(fù)責(zé)與BAS系統(tǒng)的通信連接，將接收到的模式指令解釋后下發(fā)到相應(yīng)的環(huán)控柜。A端、B端PLC的CPU通過數(shù)據(jù)同步接口構(gòu)成一套冗余系統(tǒng)，但是各自獨(dú)立控制自己的遠(yuǎn)程智能I/O站和智能馬達(dá)控制器以及變頻器。正常工作情況下，由操作員指定A端或者B端的PLC為主控PLC，另外一端的PLC為備用PLC，主控PLC負(fù)責(zé)接收BAS系統(tǒng)通過工業(yè)以太網(wǎng)下達(dá)的控制指令，通過冗余CPU的數(shù)據(jù)同步接口傳遞給備用PLC。如果主控PLC的BAS系統(tǒng)通訊出現(xiàn)故障，系統(tǒng)將自動(dòng)切換到備用PLC接收BAS系統(tǒng)的模式控制指令并通過冗余CPU的數(shù)據(jù)同步接口傳遞給主控PLC，同時(shí)將故障上報(bào)BAS系統(tǒng)。環(huán)控設(shè)備控制系統(tǒng)方案如圖1所示。

圖1環(huán)控設(shè)備控制系統(tǒng)方案

5）智能照明控制系統(tǒng)

車站公共區(qū)照明采用智能照明控制系統(tǒng)，根據(jù)車站一天中早晚客流變化設(shè)定調(diào)光曲線，由智能照明監(jiān)控軟件按照不同時(shí)間區(qū)段，將公共區(qū)照明回路組合成多種場景模式。并通過照明監(jiān)控軟件實(shí)行對照明回路進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，起到節(jié)能的功效。