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GE智能設備（上海）有限公司 陳新宇
地鐵具有高速、安全、準時、載客量大的特點，是現代城市解決交通阻塞最有效的手段。上海軌道交通9號線一期工程途經鬆江、閔行和徐彙三個區，是一條市域快速鐵路，工程自鬆江新城站至宜山路站，全程約31km。到2008年，上海軌道交通9號線一期工程建成後，將為上海西南鬆江、閔行和徐彙地區的市民提供快速、便捷的出行條件，也將為上海整個軌道交通係統延伸做出貢獻。
應用背景
FAS設備聯動係統是對地鐵車站、區間隧道、主變電所、車輛段、控製中心等與地鐵運營有關建築和設施的火災、行xing車che及ji人ren為wei事shi故gu等deng災zai害hai進jin行xing可ke靠kao監jian視shi及ji報bao警jing並bing可ke靠kao地di控kong製zhi所suo有you防fang災zai設she備bei，以yi使shi地di鐵tie能neng正zheng常chang有you序xu的de運yun營ying，避bi免mian或huo降jiang低di災zai害hai情qing況kuang下xia造zao成cheng的de人ren員yuan和he財cai物wu損sun失shi。
客戶需求
FAS設she備bei聯lian動dong係xi統tong實shi現xian中zhong央yang控kong製zhi室shi防fang災zai指zhi揮hui中zhong心xin對dui地di鐵tie全quan線xian設she備bei聯lian動dong部bu分fen的de集ji中zhong監jian控kong管guan理li。防fang災zai指zhi揮hui中zhong心xin是shi全quan線xian消xiao防fang指zhi揮hui中zhong心xin，火huo災zai時shi作zuo為wei車che站zhan運yun營ying管guan理li的de車che站zhan綜zong合he控kong製zhi室shi和he控kong製zhi中zhong心xin大da樓lou的de大da樓lou綜zong合he控kong製zhi室shi兼jian作zuo消xiao防fang控kong製zhi室shi。
FAS設備聯動係統的主要監控對象有：隧道風機、排熱風機、排煙風機、電動防火閥、自動扶梯、應急照明等。
解決方案
上海軌道交通9號線一期工程FAS聯動控製係統，對全線車站及區間隧道的通風風機、風閥、自動扶梯、垂直電梯、車站事故照明電源等機電設備進行自動化監控和管理，此外，還與BAS係統、信號ATS係統、通信傳輸係統、中央母鍾係統等係統間設有數據接口，傳輸信息。因此甲方要求采用可靠性高、技術先進、網絡組成生命力強、擴展方便、智能化程度高、便於調試、維護和管理、布線簡便的設備。
根據上海軌道交通9號線一期工程FAS聯動控製係統的技術特點，選用GE公司的90-30係列PLC產品作為本方案的聯動控製設備，GE公司的VersaMax係列作為RI/O和I/O模塊。
產品的優點是：
·已在美國、韓國、香港、上海、廣州等多個輕軌/地鐵項目中應用，並經受了多年以上實際運行的考驗。
·已有一批在輕軌/地(di)鐵(tie)中(zhong)經(jing)過(guo)實(shi)際(ji)運(yun)行(xing)考(kao)驗(yan)的(de)軟(ruan)件(jian)模(mo)式(shi)，這(zhe)些(xie)軟(ruan)件(jian)模(mo)式(shi)可(ke)略(lve)做(zuo)修(xiu)改(gai)後(hou)用(yong)於(yu)本(ben)項(xiang)目(mu)，眾(zhong)所(suo)周(zhou)知(zhi)軟(ruan)件(jian)的(de)成(cheng)熟(shu)程(cheng)度(du)是(shi)保(bao)證(zheng)係(xi)統(tong)運(yun)行(xing)的(de)一(yi)個(ge)非(fei)常(chang)關(guan)鍵(jian)的(de)因(yin)素(su)。
·硬件係統經過了多年實際運行，是一個非常成熟可靠的係統。
監控軟件在係統中起著極為重要的作用，考慮軟件的各項功能和使用方便，同時考慮其開放性和對Internet應用的支持（這是未來發展的方向，相信整個地鐵係統也會很快實現信息化的）。選擇GE 的Proficy HMI/SCADA–CIMPLICITY作為車站及控製中心的工業級監控軟件。曆史數據庫選擇流行的商用數據庫軟件SQL Server軟件。
通訊網絡是整個FAS聯動係統的動脈，控製中心采用冗餘標準工業以太網（TCP/IP協議），把控製中心的所有FAS係統設備連接起來，通過通信轉換接口連接到通信係統所提供的接口，實現控製中心局域網與FAS係統廣域網的連接，通信速率不小於10Mps，采用10/100M自適應方式。
在控製中心構成CAT 5+冗餘10/100M以太網，在各車站組成10/100M光(guang)纖(xian)冗(rong)餘(yu)以(yi)太(tai)環(huan)網(wang)，局(ju)域(yu)網(wang)為(wei)交(jiao)換(huan)以(yi)太(tai)網(wang)拓(tuo)樸(pu)。由(you)於(yu)交(jiao)換(huan)以(yi)太(tai)網(wang)可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)動(dong)態(tai)路(lu)由(you)，極(ji)大(da)限(xian)度(du)地(di)解(jie)決(jue)了(le)局(ju)域(yu)網(wang)絡(luo)中(zhong)的(de)通(tong)信(xin)衝(chong)突(tu)問(wen)題(ti)，提(ti)高(gao)了(le)網(wang)絡(luo)利(li)用(yong)率(lv)。交(jiao)換(huan)方(fang)式(shi)將(jiang)網(wang)絡(luo)的(de)不(bu)同(tong)部(bu)分(fen)隔(ge)離(li)成(cheng)為(wei)子(zi)網(wang)，各(ge)子(zi)網(wang)隻(zhi)需(xu)支(zhi)持(chi)連(lian)到(dao)子(zi)網(wang)上(shang)的(de)各(ge)工(gong)作(zuo)站(zhan)之(zhi)間(jian)的(de)通(tong)信(xin)，這(zhe)樣(yang)通(tong)過(guo)交(jiao)換(huan)可(ke)以(yi)極(ji)大(da)地(di)減(jian)輕(qing)廣(guang)域(yu)網(wang)上(shang)的(de)通(tong)信(xin)量(liang)，把(ba)珍(zhen)貴(gui)的(de)廣(guang)域(yu)網(wang)帶(dai)寬(kuan)解(jie)放(fang)出(chu)來(lai)。通(tong)過(guo)交(jiao)換(huan)機(ji)和(he)網(wang)管(guan)軟(ruan)件(jian)，整(zheng)個(ge)FAS聯動部分可以設置成一個相對獨立的虛擬專網（VPN），這樣在通信中可以減少約30%的路由節點，降低了網絡延遲和提高了帶寬利用率。
1.係統基本功能
上海軌道交通9號線一期工程FAS係(xi)統(tong)設(she)置(zhi)防(fang)災(zai)報(bao)警(jing)及(ji)聯(lian)動(dong)控(kong)製(zhi)兩(liang)個(ge)部(bu)份(fen)，其(qi)任(ren)務(wu)是(shi)建(jian)立(li)一(yi)個(ge)智(zhi)能(neng)的(de)防(fang)災(zai)及(ji)自(zi)動(dong)化(hua)監(jian)控(kong)體(ti)係(xi)，係(xi)統(tong)以(yi)計(ji)算(suan)機(ji)控(kong)製(zhi)及(ji)信(xin)息(xi)傳(chuan)輸(shu)網(wang)絡(luo)為(wei)基(ji)礎(chu)，進(jin)行(xing)信(xin)息(xi)的(de)采(cai)集(ji)、存儲、傳遞、處理，實現先進的自動化管理。
FAS聯動控製實行兩級管理、三級控製的方式。在控製中心大樓設聯動控製係統防災指揮中心（為主控製級），在車站、車輛段、控製中心大樓等處設防災控製室（為分控製級），均能對其所管轄範圍獨立地進行監控管理。
中央級監控係統（聯動控製主機係統）由控製中心局域網絡構成，網絡內包括互為備用冗餘服務器、冗餘工作站維護計算機、通信轉換接口、打印機、模擬屏、UPS等設備。中央級監控係統局域網絡通過網絡交換機與各車站、OCC大樓及車輛段聯動控製分機連接，接收各聯動分機設備狀態數據及發出指令。
在控製中心大樓內設置聯動控製分機，負責整個建築物內的聯動控製功能的實現。控製中心大樓內防災報警分機通過RS-232 與聯動控製分機連接；該聯動控製分機與中央控製室防災指揮中心聯動控製主機相連。
在沿線各車站設置一套聯動控製分機。負責所管轄範圍內的聯動控製功能的實現。沿線各車站內的防災報警分機通過RS-232與聯動控製分機連接；聯動控製分機通過2Mbps信道與中央控製室防災指揮中心聯動控製主機相連。
兩主變電所內分別設遠程RI/O， 負責主變電所聯動控製功能的實現。RI/O與相近的車站聯動控製分機相連。
岔道井內分別設聯動控製器， 負責岔道井內聯動控製功能。岔道井內的聯動控製器通過相鄰車站聯動控製分機傳送及接收有關設備狀態及控製指定數據。
在車輛段設置聯動控製分機，負責整個車輛段內所有建築物的聯動控製功能的實現。車輛段內的防災報警分機通過RS-232與聯動控製分機連接；聯動控製分機通過2Mbps信道與中央控製室防災指揮中心聯動控製主機相連。
當發生火災時，FAS聯動控製部分接受防災報警分機的模式指令啟動預定的工況模式，進行相應的消防聯動工作。
2.係統構成
2.1.控製中心設備聯動係統構成
中央級監控係統由控製中心局域網絡構成，網絡內包括互為備用冗餘服務器、冗餘工作站維護計算機、通信轉換接口、打印機、模擬屏、UPS等設備。
兩套性能相同的專業服務器對整個整個網絡的數據進行處理，並作為網絡內其它計算機的共享資源。係統正常工作時，主、備服務器中，一台主用，另一台備用。控製命令僅通過主服務器發出。主、備服務器均能接收來自車站的各種上行數據。
下圖簡要說明係統的冗餘功能：
數據點、報警、用戶登錄數據
2.2.車站設備聯動係統的構成
在(zai)車(che)控(kong)室(shi)內(nei)設(she)置(zhi)一(yi)套(tao)工(gong)控(kong)機(ji)級(ji)別(bie)的(de)圖(tu)形(xing)工(gong)作(zuo)站(zhan)，作(zuo)為(wei)畫(hua)麵(mian)顯(xian)示(shi)和(he)人(ren)機(ji)對(dui)話(hua)設(she)備(bei)。車(che)站(zhan)圖(tu)形(xing)工(gong)作(zuo)站(zhan)是(shi)車(che)站(zhan)級(ji)的(de)主(zhu)要(yao)監(jian)控(kong)設(she)備(bei)，它(ta)負(fu)責(ze)一(yi)切(qie)正(zheng)常(chang)及(ji)事(shi)故(gu)情(qing)況(kuang)下(xia)，對(dui)車(che)站(zhan)各(ge)係(xi)統(tong)設(she)備(bei)的(de)監(jian)視(shi)、管理、控(kong)製(zhi)指(zhi)令(ling)的(de)發(fa)出(chu)。圖(tu)形(xing)工(gong)作(zuo)站(zhan)通(tong)過(guo)車(che)站(zhan)光(guang)端(duan)交(jiao)換(huan)機(ji)電(dian)口(kou)與(yu)聯(lian)動(dong)控(kong)製(zhi)部(bu)份(fen)的(de)局(ju)域(yu)網(wang)連(lian)接(jie)起(qi)來(lai)，構(gou)成(cheng)站(zhan)內(nei)級(ji)以(yi)太(tai)網(wang)網(wang)絡(luo)，同(tong)時(shi)接(jie)收(shou)或(huo)處(chu)理(li)由(you)現(xian)場(chang)控(kong)製(zhi)器(qi)上(shang)傳(chuan)的(de)設(she)備(bei)狀(zhuang)態(tai)或(huo)資(zi)料(liao)。
在車控室內設置IBP控製盤，IBP盤利用硬線直接控製消防專用設備。
在車控室內設置1套GE 係列90-30 PLC構(gou)成(cheng)的(de)冗(rong)餘(yu)聯(lian)動(dong)控(kong)製(zhi)分(fen)機(ji)，接(jie)受(shou)火(huo)災(zai)報(bao)警(jing)係(xi)統(tong)的(de)實(shi)時(shi)信(xin)息(xi)和(he)采(cai)集(ji)現(xian)場(chang)防(fang)災(zai)相(xiang)關(guan)設(she)備(bei)的(de)運(yun)行(xing)狀(zhuang)態(tai)。同(tong)時(shi)接(jie)受(shou)圖(tu)形(xing)工(gong)作(zuo)站(zhan)和(he)中(zhong)央(yang)控(kong)製(zhi)室(shi)防(fang)災(zai)指(zhi)揮(hui)中(zhong)心(xin)的(de)控(kong)製(zhi)命(ming)令(ling)。該(gai)聯(lian)動(dong)控(kong)製(zhi)分(fen)機(ji)通(tong)過(guo)RS-232與火災報警分機連接。在火災情況下，接受到火災報警分機的火災報警信息後，實施火災狀態下的火災搶險模式控製；並通過2Mbps信道向中央控製室防災指揮中心傳送聯動設備的運行信息。該聯動控製分機可通過MODBUS標準通訊協議與BAS係統控製主機相連，接受BAS係統指令，實現正常工況下BAS係統對環控與消防兼用設備的控製， 並向BAS係統傳回環控與消防兼用設備的狀態。
在左右環控室內分別設置2套GE 係列 90-30 PLC構成的冗餘聯動控製器，監控車站內隧道通風係統設備、車站公共區通風空調設備，車站設備用房通風空調係統設備、車站導向設備、防火閥等設備。同時將數據上傳至車控室內聯動控製分機。如圖：
2.3.係統運作模式
1）監視模式
在正常情況下，聯動控製分機/控製器均處於監視狀態，GCC顯示相關工點(控製中心大樓、車站、車輛段、主變電所等地方)各聯動控製對象狀態。
2）報警模式
a.自動確認模式
liandongkongzhifenjijianshifanghuofadongzuozhuangtai，bingzaixianjianshifangzaibaojingzhujifachudehuozaibaojinghemoshizhiling，yidanjiancedaohuozaibaojinghemoshizhiling，liandongkongzhixitonglijizhuanrumiehuokangzaigongkuang，tongshijiangxinxishangchuanzhifangzaizhihuizhongxin。
b.人工確認模式
liandongkongzhifenjiyekejieshoujingguomimaquerenderengonghuozaibaojingmoshikongzhi，yidanjiancedaorengongquerendehuozaibaojinghemoshizhiling，liandongkongzhixitonglijizhuanrumiehuokangzaigongkuang，bingjiangxinxishangchuanzhifangzaizhihuizhongxin。
c.消防聯動模式
FASxitongfangzaibaojingbufenshixianhuozaitancejibaojinggongneng，bingjiangxinxishangchuanzhifangzaizhihuizhongxin。fangzaibaojingfenjiantancedehuozaiqingkuangjuedinghuozaimoshijitongzhiliandongkongzhibufen。FAS係(xi)統(tong)聯(lian)動(dong)控(kong)製(zhi)部(bu)分(fen)係(xi)統(tong)按(an)火(huo)災(zai)模(mo)式(shi)實(shi)現(xian)控(kong)製(zhi)及(ji)監(jian)視(shi)著(zhe)火(huo)區(qu)域(yu)防(fang)火(huo)閥(fa)動(dong)作(zuo)狀(zhuang)態(tai)，控(kong)製(zhi)防(fang)排(pai)煙(yan)風(feng)機(ji)等(deng)消(xiao)防(fang)設(she)備(bei)的(de)聯(lian)動(dong)控(kong)製(zhi)的(de)功(gong)能(neng)並(bing)接(jie)收(shou)其(qi)反(fan)饋(kui)信(xin)號(hao)。
d.控製僅先權
如同一控製指命因不同控製級而有衝突不能妥協時， 控製優先權順序為：就地控製(最高)、IBP控製、車控室控製、中央控製室防災指揮中心；隧權道通風係統控製優先權順序：就地控製(最高)、IBP控製、中央控製室防災指揮中心、車控室控製。如較低控製指令因較高控製級而不能實現或中斷時，須向較低控製級報告反映。另外，車控室控製中， 手動控製比模式控製優先。
實施結果
係統從2008投運以來，係統穩定可靠，各項指標優於設計要求。很好的滿足了地鐵運營公司的運營要求。
關於GE智能平台
GE智能平台是一個提供高新技術的企業，它為世界各地的用戶提供用於自動化控製和嵌入式領域的軟硬件產品、服務以及專業技術。我們為用戶提供一個獨特的、靈活的、超可靠的技術基礎，使得他們在包括能源、水處理、消費品、國防以及通訊等領域，獲得持續的競爭優勢。GE智能平台總部設在美國弗吉尼亞州的夏洛茨維爾，是GE企業解決方案業務集團的一員。需獲取更多詳情，請訪問www.ge-ip.com。
關於GE企業解決方案
GE企業解決方案通過提供集成的解決方案幫助客戶提升生產力和收益，這些解決方案涵蓋了傳感器和無損檢測、安防和生命安全技術、電力係統保護和控製以及工廠自動化和Embedded計算係統。企業解決方案的高科技、高增長的業務包括傳感與檢測技術，安防，數字能源和智能平台。世界各地60多個國家的17000多名員工為客戶解決各種問題。
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