西门子PLC模块6ES7517-3TP00-0AB0型号规格

1  工程概述

            
六朝古都南京，是我国华东地区重要的经济、文化中心。发展地下轨道交通，既能输送大量客流，缓解日益加剧的交通压力，同时又能很好地保持古都风貌。南京地铁一号线线路全长约16．90km，全线设车站16座，包括地下车站11座，高架及地面车站5座。

智能建筑［1,2］这一诞生不到20年的新生事物，以其高效、安全舒适和便利等优点，势不可挡冲进现代高层建筑。智能建筑在世界上被誉为世纪性建筑，是一个国家综合国力和科技水平的具体体现，智能建筑也将成为21世纪世界建筑发展的主流。

南京地铁一号线BAS系统是将现代科技的计算机及网络技术结合机电设备自动化控制原理，以专门的地铁环境通风空调及防灾处理等理论为基础的自动化控制系统，利用分布式微机监控系统对地铁车站及区间隧道内的空调通风、给排水、照明、电梯、自动扶梯、导向标识等机电设备进行全面的运行管理与控制，在发生火灾或列车阻塞等事故情况时，能够及时迅速地进入防灾运行模式，根据火灾报警系统发送的着火点信息或列车自动控制系统发送的阻塞点信息自动调度送风和排风，进行通风排烟，引导人员疏散，极大地**地铁运营的智能化和安全性。系统以节能为特色，综合考虑列车、客流、车站设备、通风等影响空调通风系统负荷的各种因素，根据地铁热环境变化的规律，对空调通风系统的全年运行方式自动进行调整，不仅可以保障地铁车站机电系统设备的安全可靠运行，创造安全、舒适、高效的乘车环境，而且能降低空调通风系统的运行能耗，减少地铁运营成本。

2  系统结构及监控对象、监控功能

地铁工程建设中，铁路的铺设和设计是整个工程骨架的搭建，而各机电设备自动控制系统的建设则是保证整个地铁系统运行的“神经”。工程主要包括地铁中央控制室OCC中央控制系统、车站MU控制系统、各站通风系统、照明系统和给排水系统、导向标识系统、电梯、自动扶梯等设备自动控制等多项控制系统。   南京地铁一号线BAS系统采用多层网络结构［3］，层是有效的低层，包括装置感应器、执行机构和照明控制系统，使用现场网络连接所有的现场设备。第二层是操作站和分站即具体应用控制器或自动化站／设备)之间的自动化网络。即车站MV系统，第三层是管理层及其广域网络。即中央控制中心(OCC)及地铁公共传输网。

中央控制中心(OCC)为星形网络结构，采用TCP／IP协议。车站为ControlNET光纤环网，实时数据通信。车站与OCC之间的通信依托地铁公共传输网。珠江路地铁控制中心OCC为整个地铁一号线的控制中心，用来对整个地铁一号线16个站的全部机电设备运行状况进行集中监控和管理。

车站MU系统为每个车站站长室监控级，是用来对本车站范围内的机电系统设备运行状况进行监控。南京地铁一号线各车站建筑设备监控系统监控点数均在651～2500之间，为较大型系统，见图1。 

              图1车站BAS系统配置图
   
3  系统监控对象、监控功能
 
通风系统是BAS系统的主要组成部分［4,5］，用来保证地铁车站及隧道内的环境温湿度条件及改善环境对乘客感受舒适度影响。监控对象有：①隧道通风系统：隧道风机，射流风机、组合风阀，并监测隧道的温、湿度。②空调通风系统：制冷机组、空调机组、回排风机、相关风阀，以及新风、送风、回风及公共区的温湿度。③空调水系统：冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、分集水器、冷却塔、水路的电动蝶阀，并检测温度、压力和**等。监控的主要功能有：①机组定时启停控制。根据事先排定的工作时间表定时启停机组，自动统计机组工作时间，提示定时维修。②联锁保护控制。风机启动后，其前后压差过低时，故障报警并联锁停机；风机停止后，新、回风风门、电动调节阀、电磁阀自动关闭；盘管处设温控开关，当温度过低时开启热水阀。③送回风温度控制。自动调节冷水阀开度，保证送回风温度为设定值。④送回风湿度控制。自动控制加湿阀开闭，保证送回风湿度为设定值。⑤过滤器堵塞报警。空气过滤器两端压差过大时报警，提示清扫。⑥冷负荷计算与冷水机组控制。根据冷冻水供、回水温度和供水**值，自动计算建筑空调所需要冷负荷量；根据建筑所需冷负荷及差压旁通阀开度，自动调整冷水机组运行台数。联锁控制，起动时，冷却塔蝶阀开启，冷却水蝶阀开启，开冷却水泵，冷冻水蝶阀开启，开冷冻水泵，开冷水机组；停止时，停冷水机组，关冷冻水泵，关冷冻水蝶阀，关冷却水泵，关冷却水蝶阀，关冷却塔风机。⑦冷冻水差压控制。根据冷冻水供回水压差，自动调节旁通调节阀，保持供水压差恒定。⑧冷却水温度控制。根据冷却水温度，自动控制冷却塔风机的运行方式及启停台数。⑨机组运行参数的自动显示、定时打印及故障记录。
 
照明系统的控制是根据列车运行时间表要求，通过照明回路的开启设定及照明开启、关闭时间的设定对车站及隧道内的照明进行科学的控制，达到节能目的。监控对象有：工作照明、广告照明和节电照明等。监控的主要功能有：工作照明、广告照明和节电照明的启停控制。除了列车运行启停时间对车站及隧道照明的控制，在非高峰运行时段，可停止工作照明部分。
 
给排水系统，由于其设备位置比较分散不便管理，利用该控制系统可代替人工值班，根据站内用水量及各排水点水位状况自动控制设备进行工作。监控对象有：废水、污水及车站其他排水泵，水池、水箱的液位。监控的主要功能有：①水位自动控制。排水水位高于启泵水位时，自动起动排水或排污泵；水位低于停泵水位时自动停泵；水位高于报警水位时起动备用泵；②设备启停控制；③参数检测及报警。
 
导向标识系统提供引领乘客进入车站、乘车和离开车站的信息，紧急疏散时能引导乘客顺利离开危险区域并终离开车站。监控对象为：各类**、单控导向标识牌正常及紧急情况下的运行。监控的主要功能有：①**标识牌的进、出方向显示，启停控制。②单控标识牌的启停控制。
             
电梯、自动扶梯：车站自动扶梯和无机房电梯运行监视和紧急报警。  
 
 4  运行特点
 
BAS系统完成对车站设备的监测与控制，对设备故障进行检测和报警，接受OCC发布的监控指令，执行OCC指定的运行模式。可修改运行参数，自动调整运行工况。车站MU系统受控于OCC，但当公共信息网故障时，车站MV系统可独立运行。
 
地铁列车与大量客流所产生的热量是影响地铁站台与隧道空间的热环境的主要因素，使得地铁温度逐年升高，如不加以控制会形成公害，这是世界性的难题。采用空调设备排热降温，耗资巨大，运行费用高昂，能源浪费严重。南京地铁一号线设计采用蓄冷技术，合理配置了通风设备(风机等)并加以微机控制。以通风系统局部代替空调系统，投资少、效果好，有效地解决了温升难题。BAS系统根据实时负荷的变化，采用变频方式调节风机的通风量，达到显著的节能效果。
 
与地面公共交通相比，地铁通常运营线路更长，设备众多，对运行模式和运行管理有很高的要求；同时，地铁内部与外界通风口少，出入口少，客**大，人员疏散不易，一旦发生火灾，如果不能及时有效地通风排烟并控制火情，将酿成巨大的灾难。因此，智能的环境监控系统应该具备防灾功能。南京地铁一号线的BAS系统在接到火灾报警信号后，可以自动将机电设备的运行状态切换到灾害状态，启动灾害模式；在列车因事故暂时停在隧道无法驶入站台时，系统也可以通过启动紧急状态，确保隧道内空气流通，以保证车厢内有充足的氧气。
     
5  工程软件
 
南京地铁BAS系统采用了一系列**的软件技术，共同确保应用的效果。其中，主要的软件系统有地铁环境模拟预测软件、地铁空调通风系统优化控制软件EnCs、地铁设备运行管理软件EuMs、设备故障诊断软件FaDs、火灾状况分析与排烟处理软件EaSs。
            
地铁环境模拟预测软件通过对地铁环境的模拟分析，了解不同空调通风方案下运行的可能结果，为方案的比选提供依据。用于空调通风的工程设计和可行性分析，也是发展地铁在线优化控制等软件的一个必备工具。
            
地铁空调通风优化控制软件EnCs包括隧道通风系统的优化控制和站内空调系统的优化控制两部分。优化控制的目的是在满足系统环境控制要求的前提下，尽可能地降低风机、水泵和机组的能耗，节省运行费用。

系统概述 
　　选矿的现场一般在山地，地形结构复杂，由于地势及其它的环境原因导致各种资源(水、矿)相对来说比较分散。主控制室与各控制点的距离也比较远。如果采用常规集中控制方式，将现场信号通过电缆连接到集中控制室内的PLC上，由于控制线路过长、现场控制点分布范围广，需要敷设大量的电缆及桥架，而且现场环境恶劣、施工难度非常大。因此，采用了PROFIBUS现场总线技术。主站采用CPU314C-2DP，子站采用北京易控微网公司的SDP1XX系列PROFIBUS DP分布式远程IO模块与CPU315－2DP和EM277＋CPU226，用于现场数据的采集和控制，并借助PROFIBUS（工业现场总线），方便控制网络系统的建立。

系统构成 
　　主控制室用CPU 314C-2DP作为PROFIBUS主站对各分站进行集中控制。
　　SDP从站模块负责现场的压力、温度、**、液位等信号的采集及控制。
　　CP315-2DP控制球磨机
　　EM277+CPU226控制送料带,精选出来的矿通过送料带传送到存货场
　　PROFIBUS DP电缆长度总和为520米,光纤距离为4公里，传输速率为187.5Kbps,采用总线型结构，总线上个站为主站CP314C-2DP，后一个站为SDP100。后一个站的终端电阻为ON，实践证明终端电阻在DP网络当中非常的重要。

实现功能 
实现对现场各分站的实时控制与数据采集，保证数据采集的**与控制的实时性。适应现场的恶劣环境。

系统硬件配置

SDP100　　　　8路DI输入，光电隔离输入24V开关量信号；
　　　　　 　　8路DO输出，触点容量AC250/5A或DC30V/5A；
　　　　　 　　8路AI输入AD分辨率为12位； 
　　　　　 　　供电电源：出厂默认为直流24V隔离电源

SDP104　　　　8路AI输入,AD分辨率为12位；
　　　　　 　　4路AO输出,AD分辨率为12位； 
　　　　　 　　供电电源：出厂默认为直流24V隔离电源

SDP106 　　　 8路隔离三线制PT100输入，－200－650℃范围内分辨力0.1℃,大误差±1.5℃ 
　　　　　 　　供电电源：出厂默认为直流24V隔离电源

SDP112 　　　 8路DI输入，光电隔离输入24V开关量信号；
　　　　　 　　8路DO输出，触点容量AC250/5A或DC30V/5A；
　　　　　 　　8路AI输入,AD分辨率为12位；
　　　　　 　　2路AO输入,DA分辨率为12位； 
　　　　　 　　供电电源：出厂默认为直流24V隔离电源

结论

　　采用PROFIBUS-DP现场总线，通过SDP系列高性能一体化从站，实现了地理分散式的数据采集和监控，极大的降低了系统的布线、施工、维护等综合成本，运行稳定可靠，易于升级和扩展，得到了集成商和用户的高度肯定

　(1)密云取水厂工艺：密云水库调流阀调节**加氯送水至清河净配水厂。其中主要设备为DN1             600调流阀和电动蝶阀各2台，加氯机3套等。

           
　　(2)怀柔取水厂工艺：怀柔水库隔网隔栅拦污加氯取水泵送水至清河净配水厂。其中主要设备为两种调速取水机组共3套，取水机组3套，液压球阀6台，两种加氯机共6套。            

           
　　(3)一期净水主要工艺：配水井加药反应、沉演(机械加速澄清池)砂滤(虹吸)炭滤(             虹吸)加氯清水池出水泵房。其中主要设备为排泥阀60个，气动隔膜阀192个，(一、二期共用一个加药加氯间和一个配水泵房)。

           
　　(4)二期净水主要工艺：配水井加药反应、沉演煤滤炭滤加氯清水池出水泵房。其中主要设备为炭电动调节进水堰14台，刮泥机4台，搅拌机8台，煤、炭滤池各24个(             采用电动执行装置)，反冲风机3套，反冲泵3套；一、二期共用一个加药加氯间和一个配尿泵房，采用加氯机13台，两种加药泵共14套，调速配水机组4套，定速配水机组2套，液压转芯阀5台，加氨机6套等。            

           
　　(5)三期净水主要工艺：配水井加药反应、沉演煤滤炭滤加氯清水池出水泵房。其中主要设备为电动调节堰8台，电动进水堰8台，吸泥机8魇，搅拌机10台，煤、炭滤池各24个(采用气动执行装置)，反冲风机3套，反冲泵3套，加药泵6套，加氯机7套，调速配水机组2套。定速配水机组3套，液压转心阀5台，加氨机5套等。            

           
　　第九水厂运行人员根据供水集团公司中心调度室下发的调度指令，通过设置在各控制室的自控装置，控制有关设备，进行取水、配水、净水等一系列的自动控制、调节、监视操作。            

           
2　自控系统构成及控制原则

           
　　北京第九水厂自动控制系统采用日本横河cenrum、μ XL和CS3000系统；二、三期滤池控制部分采用modicon   PLC控制。整个自动控制系统的监控量为：DI4 300点、DO1 500点、AI1 212点、AO210点、PI30点。本着第九水厂是一个整体的原则，一、二、三期只有一个中心调度室，集中管理、控制全厂的生产运行。

           
　　所有运行设备的控制层次分为两级：现场电器控制盘操作(现场级)、远方计算机监控(中央级)。控制原则为：现场级优先、电器设备的继电保护由现场电器盘自行完成。            

           
2.1密云取水厂

           
　　密云取水厂采用日本横河μ             XL系统，由一个操作站和两个控制单元构成，监控数据通过通讯管理机、电台与净配水厂中心控制室进行双向传输。

           
　　运行人员根据净配水厂中心控制室的水量要求，通过调节2台调流阀控制取水量。夏季进行加氯，以防输水管道内的藻类滋生。同时原水水质，并与密云水局进行数据传输。            

　　图1　净配水厂监控系统结构示意

           
　　2.2怀柔取水厂

           
　　怀柔取水厂采用日本横河CS3000系统，由一个师操作站、一个现场控制站和4个RI/O             组成，监控数据通过通讯管理机、电台与净配水厂中心控制室进行双向传输。

           
　　运行人员根据净配水厂中心控制室的水量要求，通过启/停取水泵(3调3定)控制取水量。夏季进行加氯，以防输水管道内的藻类滋生。同时原水水质，并与怀柔水利局进行数据传输。            

           
2.3净配水厂

           
　　整个净配水厂有操作监视站21个、控制站18个、远程I/O(RI/O)10个，通过HF总线、V net 、 E             net网连接在一起，各监控站均可互相监视、互相控制(由于运行的安全可靠要求，采用分组方式进行监控限制)。净配水厂监控系统结构见图1。            

           
2.3.1预处理

           
　　净配水厂预处理设备基本采用CRT手动控制方式，运行人员根据运行要求在监控站处对调节堰、进水堰、搅拌机、刮泥机等进行调控，同时监视原水水质参数和设备运行状态。