智能控制技術在地鐵行業中的應用

智能控制技術在地鐵行業中的應用

1）變電所智能低壓系統

低壓智能系統主要實現變電所低壓斷路器運行狀態的監視，實現進線、母聯、三級負荷總開關的監控；完成變電所備用電源的自動投切，即實現進線、母聯、三級負荷總開關間的互鎖；實現對智能斷路器遙控、遙測、遙信等功能。智能表及電能管理系統的設置對加強地鐵能耗的監測并制定節能策略具有重要意義。

2）電氣火災監測系統

（1）車站采用剩余電流式、測溫式電氣火災探測器探測電氣火災的報警系統。

（2）在0.4kV低壓開關室低壓饋出回路，設置電氣火災探測器。

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

（4）監控主機采用壁掛式安裝在0.4kV開關柜室，可連接64×4路監控探測器；能夠對監控探測器進行參數設置；能夠對監控探測器的漏電報警電流設定值30mA~500mA連續可調。

3）電能管理系統

（1）電能計量自動抄表系統主要由前端采集子系統、通信子系統和中心處理子系統三部分組成。

（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控系統），能對進出線回路進行數據采集和數據管理，并完成數據分類匯總和打包以及報表的自動生成，子站預留通信輸出接口。在0.4kV開關柜室設置本站電能管理主機（一臺監控電腦及一套觸摸查詢系統），主機預留接口將數據上傳到綜合監控系統，主機可完成本站數據的匯總、報表生成、上傳等功能。

4）環控電控系統

環控電控智能系統主要實現對通風空調等設備的監視、測量、控制和保護；實現對智能模塊的參數設定、復位等；通風空調設備通常設就地控制、環控電控室控制、上位監控系統（BAS）控制三級控制，實現三級控制轉換及運行狀態顯示。

（1）環控設備控制方式與信號

環控設備采用智能環控系統，由柜內智能元件、現場總線、通信管理機等設備組成，并與BAS系統控制器連接。

對于三相電動機回路，如各類風機、空調器、空調水系統的各類水泵，智能元件分為：變頻器、電機保護控制模塊。對于單相電機回路，如電動風閥、電動蝶閥，智能元件采用不具備保護功能的小型PLC或智能I/O。主要實現對通風空調設備（主要包括各類風機、空調器、電動風閥、電動蝶閥、冷水機組的冷凍水泵、冷卻水泵及冷卻塔風機）的測量、控制及保護等功能。

環控設備采用三級控制方式，即車控室控制，環控電控室控制和現場就地控制。監視信號包括設備狀態信號和事故信號。與消防有關的電機過載故障只動作于信號不動作于跳閘，消防風機可在車控室按照模式執行手動控制。

（2）環控設備控制系統方案

如圖1所示，在車站A端（小里程端）、B端（大里程端）環控電控室各設置一面控制柜，控制柜內安裝一套PLC、人機界面（HMI）和網關。網關用于PLC和現場總線之間的協議轉換以及現場總線接口的擴展，人機界面用于整個車站環控設備的當地顯示和控制。PLC通過雙工業以太網接口負責與BAS系統的通信連接，將接收到的模式指令解釋后下發到相應的環控柜。A端、B端PLC的CPU通過數據同步接口構成一套冗余系統，但是各自獨立控制自己的遠程智能I/O站和智能馬達控制器以及變頻器。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負責接收BAS系統通過工業以太網下達的控制指令，通過冗余CPU的數據同步接口傳遞給備用PLC。如果主控PLC的BAS系統通訊出現故障，系統將自動切換到備用PLC接收BAS系統的模式控制指令并通過冗余CPU的數據同步接口傳遞給主控PLC，同時將故障上報BAS系統。環控設備控制系統方案如圖1所示。

圖1環控設備控制系統方案

5）智能照明控制系統

車站公共區照明采用智能照明控制系統，根據車站一天中早晚客流變化設定調光曲線，由智能照明監控軟件按照不同時間區段，將公共區照明回路組合成多種場景模式。并通過照明監控軟件實行對照明回路進行實時監控，起到節能的功效。