基于环网冗余以太网技术的某火车站房设备一体化监控系统

摘要：介绍了研华iBAS楼宇自控系统在某火车站房楼宇自控系统的成功应用。系统采用研华提供的整体解决方案，包括上位机软件、网络通讯设备、现场控制器DDC、传感器和阀门执行机构等，实现站房各类机电设备，如通风空调、给排水、照明、电扶梯、应急照明、变配电等设备或系统的监视和控制，达到节省能源、节省人力、提高安全水平和管理水平的目的。
关键字：楼宇自控，组态软件，直接数字控制器，节能，以太网，环网冗余交换机
引言：
 随着铁路运输系统的快速发展和人们生活水平的不断提高，无论是工作人员还是旅客，对工作、生活、安全、交通、休息等环境的要求越来越高。为了满足人们的这些需求，也为了提高铁路企业的生产安全水平和现代化管理水平，实现节能降耗的目标，站房各类机电设备，如通风空调、给排水、照明、电扶梯、应急照明、变配电等设备或系统，应采用先进的计算机技术、控制技术和通信技术，对它们进行自动监视、控制和管理，以达到节省能源、节省人力、提高安全水平和管理水平的目的。
1．系统概述
 本工程为郑州火车站西出口工程（包括郑州西站房、高架候车室、进出站地道）,其中西站房建筑总面积为12000m2，高架候车室建筑总面积为6200m2，进出站地道2500m2。郑州主站房为既有站房, 主站房既有变电所没有配备设备监控系统, 郑州西出口工程新设机电设备监控系统，具有良好的扩充性,具备主站房既有变电所机电设备监控纳入条件。
 
 本系统使用研华提供的整套楼宇自控解决方案，包括上位机软件、通讯网络设备和以太网控制器DDC。
2．系统组成
 本系统由中央监控站、现场控制器、其他监控子系统（如中央空调监控子系统、低压变配电智能监控子系统等）、传感器、执行机构及通信网络组成。
 1）中央监控站
 设于站房综合控制室，由工作站、服务器、管理网络、电子值班系统、打印机及UPS等组成，负责站房内所有机电设备的监视和控制，提供与FAS系统的通信接口，在发生火灾时接收FAS火灾信息执行火灾模式，并预留与上级MIS或监控系统的数据转发接口。
 2）DDC现场控制器
 在机电设备相对集中的现场设置DDC，完成对通风、空调、照明、给排水设备等的监控。
 DDC采用以太网及TCP/IP网络技术，直接接入监控层工业以太网；内嵌Web服务器，无需特定的软件，只需使用通用浏览器（如IE）便可以进行基本监控；扩展灵活方便，通过内部总线即可扩展输入/输出模块。
 3）其他监控子系统
 站房监控子系统包括中央空调监控子系统、低压变配电智能监控系统、应急照明系统及电扶梯智能控制器，这些子系统通过必要的通信适配器接入就近区域工业以太网交换机，纳入BAS中央监控站实现统一监控和调度管理。
 4）现场传感器和执行机构
 现场层包括各种传感器、智能仪器仪表、执行机构等，负责机电设备运行状态的数据采集，包括模拟量、交流量、开关量、脉冲量、数字量等；接收控制器和上级主站的命令，通过开关、阀门（执行器）、调节器等输出控制；许多情况下，现场需要配置手动操作机构，以便现场维护、维修或紧急情况下完成操作任务。
 5）通信网络
 通信网络由管理网和监控网组成，都采用以太网和TCP/IP网络协议，管理网和监控网无缝集成。
3. 网络结构
 通信网络由中央监控站管理网和监控网络，都采用以太网和TCP/IP网络协议，管理网和监控网可以实现无缝集成，具有结构简单、无中间转换、效率高、可靠性高等特点。
 
中央监控站管理网采用双以太网结构。
 监控网络采用综合布线技术，由干线网络和各工作区域网络组成。干线网络采用多模光缆构成具有自愈功能的光纤环形工业以太网，连接中央监控站和分布在现场的工作区域网络。站房机电设备相对集中的区域组成一个区域监控网络，区域网络由工业以太网交换机、通信适配器、UPS、配线架等组成，DDC、监控子系统和智能控制器就近接入；各监控子系统内部可以采用现场总线，如变配电所智能监控系统采用RS-485总线。
4、系统方案描述
 站房机电设备监控系统采用分层、分布式结构，由中央监控站、现场控制器DDC、输入输出设备及相关通信网路组成；其网络架构采用光纤环网冗余网络，为研华工业以太网交换机EKI系列产品的主要特色，现场控制器DDC直接连接到以太网交换机，通过以太网络实现DDC与DDC之间、DDC与上位机软件之间的通讯和互操作功能。配合现场控制器DDC及上位机软件WebAccess，除了实现设备监控的基本要求外，还可以达到节能的效果。
 系统实现对以下子系统设备的集中监视和分散控制：
 1）空调通风系统：包括空调处理机组、新风机、排风机。
 2）给排水系统：包括站房、地道各种污水泵。
 3）照明系统：对候车室、售票大厅、出入口通道、无柱雨棚、景观等照明回路进行监控。
 4）应急照明系统：对应急电源系统（UPS）的各种工况进行监控。
 5）低压变配电系统：对车站低压变配电所监控，配置智能监控仪表。
 6）电扶梯：车站各类电扶梯均配置智能控制器作为其监控设备。
 7）其它：对湿度传感器、温度传感器、电动风阀、电动防火阀、电动防火调节阀及电动卷帘门等进行监控。
5、产品介绍
 本系统采用研华楼宇自控系统整体解决方案，包括：WebAccess上位机软件、EKI系列交换机和BAS-3KDDC控制器。
WebAccess上位机软件介绍：

 WebAccess是研华科技具有自主知识产权、基于IE浏览器内核、B/S结构的组态软件，具有IE浏览器的一切网络特性，包括工程的远程开发、浏览和维护，报警管理，趋势记录，报表打印等功能，具有无限量的免费的客户端。
EKI 系列交换机介绍：

 EKI系列工业级带光纤端口的以太网交换机可以让用户快速有效地扩充通讯网络。应用光纤可防止系统噪声干扰，传输距离也可达到2千米，甚至更高。此外，研华EKI系列产品的顶级工业化设计保证设备运行的可靠性和稳定性。
BAS-3000 以太网控制器介绍：

BAS-3000系列以太网控制器是研华自主研发的基于Ethernet的楼宇自动化专用控制器，提供针对HVAC、冷热源、水处理、变配电等子系统的监视与控制。该控制器采用全以太网的通讯方式，保证现场设备之间数据的快速通讯和数据交换，开放式通讯协议支持BACNet和Modbus协议。同时DDC支持WebServer功能，允许客户在远端通过普通的IE浏览器直接登录现场DDC进行数据浏览。

6、结论
 楼宇自控系统面对的是建筑物内所有的机电设备，设置楼宇自控系统的目的是使所有的机电设备在安全可靠的前提下科学、合理、有序地完成各自工作，并达到节约能源，提高设备使用寿命的目的。该火车站房在使用研华的楼宇自控系统之后，运行非常稳定，为客户节省了大量的能源。

研华自动化 楼宇事业部
研华科技自1983年创立以来，致力于发展和提供高品质/高性能产品和服务。研华自动化作为研华科技第一个业务集团，重点关注四大垂直产业：楼宇自动化、机械自动化、电力能源及智能交通。楼宇自动化作为研华重点深耕之行业，成立研华自动化楼宇事业部，提供先进的技术支持及全球性的售后服务。研华自动化拥有自主研发的以太网楼宇自动化控制器BAS-3000系列DDC，基于TCP/IP技术，将Web作为楼控系统的核心，针对酒店、办公楼、工业厂房、医院、学校及小区提供成熟的系统解决方案，并实现对安防、消防等子系统的系统集成。研华自动化楼宇自控系统将引领楼宇Web新技术，充分打造您的智能型大楼。
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