轨道交通机电设备监控系统结构优化

摘要：地铁线路建成之后，因为机电设备监控系统各功能结构比较复杂、测试实践不足、各专业协调难，常常很难按时开通。即使线路已经开通运营，依然还有一些功能必须要持续进行测试、验收。经研究表明，造成这一问题的原因是传统机电设备监控系统结构使用了分层分布式总线网控制方式，可以通过对其结构的优化解决如上问题。

关键词：轨道交通；机电设备；监控系统；结构优化

1传统的机电设备监控系统结构

传统的机电设备监控系统采用了分层分布式网络结构，主要由PLC、传感器、维护终端构成。监控的主要对象有车站隧道通风系统、车站设备管理系统、空调水系统等设备。在轨道交通两端电控室各设置一套PLC设备，距车站控制室较近的PLC是主控制器，另一端则是从控制器。在车站应急操作盘处设一套PLC，应急操作终端和主控制与其连接，形成车站级机电监控系统。两端PLC下接入智能通信、小型控制等各种设备，对车站两端的各机电设备进行监控，比如空调、低压照明等。车站监控系统主控制器、火灾报警系统在协议转化器下相接。在火灾模式下，火灾报警系统会向车站机电监控系统发出指令，这时，车站机电监控系统会按照预定模式启动有关设备[2]。

2机电设备监控系统结构调整的可行性

2.1结构调整方案

轨道交通控制设备同工业系统控制方式相同，都是从集中向分散控制方向转变，是底层设备从被控到智能化发展的过程。很多年前，AC400V开关柜等都是在变电所直接接入硬线，让自动屏所需安装的各种设备建立连锁关系。现在每个开关都安装了智能保护与监控装置，各装置都是通过逻辑电路控制的方式，让连锁关系保持安全状态。将一台前置处理单元安装到自动化屏上，采用通信方式，使其与开关柜建立联系，只要配置一台64点的DI/O测控单元就可以实现与不能通过智能单元进行连接的设备进行连接。通过这样的方式，可靠性更强，也降低了自动化系统的调试压力，而轨道交通系统同变电所自动化系统结构一样，都能够将机电监控设备集中控制变成各系统分散控制，因此，完善结构调整后机电监控系统尤为重要[3]。不难从结构调整后的机电监控系统看出，每个与机电设备监控系统接口的智能控制器，都可以接收来自于机电监控中心发来的指令，并按照指令要求来执行，还可以采集设备自身工作状态，并将其信息传输给机电监控中心控制器；智能控制器可以控制自身设备，并与其他设备配合，完成相应的连锁动作，从而对本类设备进行集中控制等。机电设备监控系统借助可靠的现场总线、以太网等收集底层设备信息，并通过监控系统的FEP进行信息解码、转换，再经过监控系统协议将转换后的信息传输到综合监控系统。

2.2结构调整对系统功能的影响

2.2.1监控功能

监控系统对底层设备运行状态进行监控。经过调整后的监控系统结构，只是对动作的执行方向进行了改变，也就是从监控系统内改成向外系统发送指令，具体来说，就是借助底层控制器完成指令，接口界面都在FEP外侧，接口非常清晰，便于维护管理。

2.2.2调节功能

轨道监控系统可以依据所检测出的车站环境参数来判断车辆所处的空调季工况，并结合检测参数，采取有效的控制措施，对空调冷水系统调节阀、风机转速等信息进行有效调节。经过调整后的监控系统结构监控的对象发生了变化，从设备向系统转变，其调节功能由设备级控制器来完成，多个系统相互配合才能实现调节功能。

2.2.3模式控制功能

模式控制是机电监控系统特有的一种控制模式，也就是将某系统若干个设备预先设置好的控制逻辑，集中进行控制，比如风系统新风、夏季模式、冬季模式等多个模式。而采用了新结构之后，机电监控系统只负责传输必须执行的模式信号，各设备的实际控制则由各专业控制器来完成。

2.2.4防灾辅助功能

机电监控系统在地下站的一个比较重要的功能是，在车站处在火灾状况时辅助排烟。原先结构是在机电监控系统接收到火灾报警信号时，启动相应的防火、排烟风机，此种群控方式也属于模式控制。经过调整之后，机电监控系统能够通过FEP收到火灾报警系统发出的信号，并执行防火、防烟模式。

3机电设备监控系统结构优化的建议与意义

虽然，传统的机电监控系统已经广泛运用于各大城市的轨道交通中，但是也存在一些不足。经过调整后的机电监控系统使用了单体成套设备集成控制系统分布结构，要达到这一结构要求，必须在招投标前制订出相应的解决方案，让节点设备投标人全面了解该种结构的意图，并与控制设备集成商建立良好合作关系；而集成商也应该从机电监控系统全集成角度出发，实施统一接口、设计标准等，从而更好地完成这一结构的优化设想。分散控制最大的作用是能够实现底层设备风机、水系统等的智能化。原有的机电监控系统接口的专业能够独立构成控制系统，各自进行调试。在现场正式实施时，机电监控系统与各接口的控制相互进行接口调试，相关动作、信息都能够在控制器上模拟出来，对现场安全的设备依赖性不大，这样能缓解机电监控系统的调试压力。

4结束语

现如今，轨道交通机电监控系统使用的都是进口、高端的PLC控制器，成本高，且一直处在国外厂商垄断之下。其根本原因是机电监控系统采用了集中控制模式，现场存在很多的I/O模块，各模块要实现有效通信，对现场总线的稳定性要求非常高。而现在运用最多的是西门子公司所生产的现场总线，而将许多国产设备抵制在门外。而经过机电监控系统机构调整后，现场总线使用物理通信成为了可能，从而能够有效推动各类国产设备的使用，提高了轨道交通系统设备国产化水平，减少了设备购买成本。

参考文献：

［1］靳孝峰，王艳.关于轨道交通机电设备工程中监理工作的分析研究［J］.中小企业管理与科技（下旬刊），2015，2（16）：129-135.

［2］李广弟，朱月秀，王秀山.建立与创新设备监理是促进质量发展的制度保障——城市轨道交通设备监理的探索实践［J］.装备制造术，2016，20（8）：321-326.

［3］徐惠民，安德宁.关于轨道交通机电设备监控系统结构优化问题的探讨［J］.城市轨道交通研究，2017，10（25）：108-116.

［4］赵金华，朱瑞生.浅析可编程逻辑控制器在上海轨道交通6号线设备监控系统中的应用［J］.城市轨道交通研究，2016，13（2）：336-349.

作者：邓嘉 单位：南京工业职业技术学院