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關鍵詞:南京地鐵、西延線、BAS、給排水、PLC、工作站
中圖分類號: S276 文獻標識碼: A 文章編號:
1.引言
環境與設備監控系統,簡稱BAS(Building Automatic System),是車站機電設備的智能綜合管理系統,結合網絡技術、計算機技術、通訊技術、自動控制技術,實現對車站通風空調系統、低壓照明系統、給排水系統、乘客導向系統以及自動電扶梯系統進行監控,達到“安全、可靠、節能”的設計目標。
以往,給排水專業如需了解分布在全線各車站的設備狀況,必須在每個車站控室內的BAS界面上進行查詢,而所查詢到的也只不過是設備的即時信息,無法得到設備的歷史狀態信息,給專業故障分析、設備管理帶來很大難度;同時,“西延線及沿線結構整治”項目的實施,需要給排水專業提供西延線三個車站的結構滲漏水情況。結合兩者,需要在西延線5個泵房內安裝流量計檢測水流,同時可以利用BAS專業的網絡及開發軟件,在新街口給排水工班加裝一臺水量監測工作站,并在工作站上編寫能夠檢測水流量和統計水泵運轉情況的軟件。
2.南京地鐵一號線BAS系統簡介
南京地鐵車站機電設備自動運行管理的核心系統——BAS系統,可以實現對車站機電設備進行點動控制、自由模式控制以及時間表控制,保證車站正常的運營需要;并能在火災或阻塞等災害狀態下,更好地協調車站設備的運行,充分發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。
2.1 BAS系統軟硬件簡介
南京地鐵一號線BAS系統控制器采用美國Rockwell Automation(AB公司)的ControlLogix(1756)系列控制器和I/O模塊,以及1794系列遠程I/O模塊。上位軟件(人機界面編程軟件)采用RSView32,下位軟件(PLC編程軟件)采用Logix5000。相比于常見品牌的自動化產品,Rockwell產品不僅功能強大,故障率低,而且編程組態也更加靈活方便。
1)上位軟件介紹
為保證整個BAS數據傳輸的正確性和兼容性,監控組態軟件選用與PLC同一廠家的AB RSVIEW 32人機界面軟件,該監控軟件具有廣泛的實踐應用成功案例經驗,并且有地鐵BAS的成功案例。
RSVIEW 32人機界面軟件可有效地監視并控制機器和過程,是一種易用的,可集成的,基于組件的MMI系統,具有監控軟件所需的全部特性和功能。RSVIEW 32基于Windows平臺設計,并且把ActiveX控制嵌入畫面的HMI軟件包。RSVIEW 32不僅具有對自動化設備和過程進行有效監視和控制的所有特點和功能,而且極大增強其設計的開放性、互通性、易維護和易組態性。
2)下位軟件介紹
為方便用戶開發控制程序,Rockwell Software公司提供了功能強大的RSLogix5000編程軟件。其具有相當友好的界面,并可通過網絡進行遠程編程。開發人員還可對程序離線仿真。由于其運行環境為Win NT/Win 2000,學習使用方便,并可結合中文描述。RSLogix5000滿足多人同時對系統中各控制器進行程序編制以及調試工作,即同時使用程序編輯軟件,而系統投運后,只需個別維護人員使用這些軟件。
使用單一的RsLogix5000 Professional編程軟件包,可以完成順序控制、過程控制、傳動控制、運動控制。RsLogix5000 Professional提供了易于使用、符合IEC1131-3標準的界面,基于標簽符號的編程方式,支持結構、數組等復雜的數據類型,功能強大的、滿足各種應用需求的指令集。
3.項目實施介紹
3.1 項目功能分析
根據分析該項目改造應由3個部分組成,分別是全線給排水設備監視軟件、西延線水量監測軟件和全線水泵運轉統計軟件。
給排水設備監視軟件給專業人員提供界面友好的可視化設備監視平臺,可以讓給排水專業人員在班組內就可以對全線相關設備的實時狀態進行監視。
西延線水量監測軟件主要針對“西延線及沿線結構整治”項目而編寫,可以對西沿線主要水泵的瞬時流量、歷史流量進行統計匯總查詢,實時監控和累積西延線三站的結構滲漏水量情況,進一步分析漏水量與結構變化之間的關系。同時系統既可以根據日期定期生成相關報表,也可以根據用戶輸入的查詢時間段生成報表,根據需要靈活查詢,為治理西延線結構沉降提供有力依據。
全線水泵運轉統計軟件可以查詢全線每一臺潛水泵的運轉記錄,結合水泵的揚水量可以分析潛水泵的使用工況,便于專業人員更好的進行相關設備管理和故障分析;在設備信息查詢上,系統支持多條件聯合查詢,即可以選擇車站、起始日期、設備編號中的任何1-3個組合進行查詢,并支持將查詢結果以Excel表格的方式進行輸出;在每年的汛期,可以通過對防汛重點部位的相關數據分析,可以了解全線防汛狀態。
項目實施方案
經過分析,該項目編程可以依托新建工作站上的監控軟件RSView32對相關的數據進行定期的記錄,存放于ACCESS數據庫中,水量監測軟件與水泵運行狀態查詢軟件負責對該數據庫中的相關數據進行整理加工,并將最終的數據輸出成Excel報表,供相關人員使用。具體實施步驟如下:
1)硬件方面,需要在給排水工班加裝一臺操作員工作站,將網線從信號設備房引至工作站;同時在西沿線的主要水路上加裝流量計,并將數據信號線從現場引入至BAS專業的主控PLC柜內。
2)軟件的編制中的重要工作:
a)數據的采集方案及記錄周期:該項目中需要對全線水泵的運轉狀態以及水流量進行監視,分析所用監控軟件的特點,相關的數據記錄格式采用ACCESS數據庫格式,建立好ODBC數據源連接,由上位監控軟件RSView32直接將相關數據寫入;在寫入周期上,對于傳感器數值的記錄,為避免周期過短導致硬盤容量開銷過大,經過討論決定以10S為周期,在水泵數據的記錄上以水泵開關變量的變化為觸發條件進行記錄。
b)數據的加工處理:由于傳感器數據以10S為周期,所以在計算上以每次采集變量值作為10S內的平均值加以計算,通過對數值的累加,從而計算出任意給定時間段內的總流量。
c)第三方軟件同數據庫的連接:水量監測軟件與水泵運行狀態查詢軟件運用Visual Basic 6.0軟件作為開發平臺,程序中采用ADO(ActiveX Data Object)代碼編程,動態建立ODBC數據源和相關的訪問連接,通過建立ADO對象實例對數據庫的數據進行訪問加工。
d) Excel報表生成:程序中加工完成的數據,需要將其輸出至Excel文件中,編程上為了實現該操作,需要對Excel應用程序的Application、Workbook和Worksheet對象進行引用,在程序中動態對該對象的成員函數進行操作,將相關數據寫入。
4.項目開發意義
通過該項目的開發,使得專業人員的技術能力以及設備管理能力得到了大幅的提升,主要體現在以下幾個方面
1)眾所周知,應急搶修的速度直接決定了車站整體的服務質量,通過該工作站的建立開發,當出現緊急故障時,給排水專業人員可以第一時間得到現場的故障信息,可以迅速發出正確指令指導車站先行進行故障處置;同時隨著經驗的不斷累計,在準備工具和備件方面也具有參考作用,搶修時間也會大幅下降。
2)系統對給排水系統的報警可以進行記錄,按照一定格式存儲于數據庫內,并且能夠根據要求生成電子表格,有利于專業開展相關的專業設備管理和技術分析,對于大量的歷史故障記錄,可以從中進行篩選,作為專業人員培訓的寶貴資料,對于專業維護人員的梯隊建立發展大有裨益。
3)系統開發的過程可以提高BAS專業人員對系統的認知程度,而且在技術上目前具備自主開發的能力,在保證使用及系統功能的前提下,大大降低系統的資金投入的同時,最大程度的優化生產,提高服務質量。