张宝
【摘 要】伴随着国家城市轨道交通行业技术的快速发展,新设备、新技术、新工艺、新材料的大量使用,设备日新月异的变化,所以设备替换及既有设备改造就变得尤为重要.但现地铁BAS系统中AB公司生产的冗余模块1756-RM/A和1756-RM/B已趋于淘汰,市场上已很难采购到,而既有地铁线路中仍在大量使用.该模块由于使用寿命问题故障频发,为确保地铁BAS系统冗余功能平稳、安全运行,同时节约运营成本开支,现对1756-RM2和1756-RM/A冗余模块的主要性能进行对比分析,对硬件升级步骤进行规范,对软件版本升级程序进行详细阐述,对项目实施费用进行了初步预算分析,目前该方案已通过相关审核,并在实验室进行了升级试验工作. 【期刊名称】《甘肃科技纵横》
【年(卷),期】2018(047)001
【总页数】4页(P30-33)
【关键词】地铁;BAS系统;冗余系统;设备改造
【作 者】张宝
【作者单位】西安地下铁道责任有限公司 运营分公司,陕西 西安 710000
【正文语种】中 文
【中图分类】U231+.96aqsh-012
1 概述
地铁环境与设备监控系统的主要功能是对车站的给排水设备、通风空调设备、自动扶梯、电梯、照明、乘客导向等机电设备进行自动化监控和管理,以及对防灾系统、电力照明等系统进行全面的运行管理与控制[5],对与运营有关的机电设备进行实时的监控与管理,并在火灾和阻塞等事故发生时,能够快速地进入相应的运营模式,保障人身安全[1],减少财产损失,改善地铁环境的舒适度,提高地铁自动化运行水平,起到安全、可靠、节能的作用。为了提高环境与设备监控系统的智能化和安全性,在两端环控电控室设置两套PLC控制系统,每套系统配
置2块1756-RM模块以实现冗余PLC系统,保证系统主从切换时间小于100 ms,冗余控制器之间的切换方式采用硬件电路的冗余切换设计原则,保障系统运行,现场级控制网络采用ControlNet双总线系统以提高系统可靠性。
随着地铁科技的高速发展,BAS系统冗余硬件模块1756-RM/A和1756-RM/B已经趋与停产,市场上已难以采购,而车站1756-RM/A冗余模块运行时间已近大修期,已过两年质保期,模块硬件故障又频发,该模块在故障期间车站BAS系统将会丢失控制与监控功能,将导致整个系统瘫痪,影响范围较大,如未及时修复将造成严重后果。为了及时修复故障,累计已消耗完库存备品备件。现模块备件缺失,为了不影响BAS系统的现场使用、后期备件采购及提高生产效率,消除安全隐患,提高系统的整体稳定性,保证地铁二号线运营安全,建议使用可靠性更高、处理能力更好的1756-RM2冗余模块对既有BAS冗余系统进行替换升级改造工作。
2 改造范围和费用估算
二号线一期建成运营车站的BAS系统冗余模块（1756-RM/A）,每个车站计四块冗余模块,17所车站合计共68块模块。考虑既有运行模块（1756-RM/A）暂可以使用,模块安全库存量缺失、模块老化更换,设备停产等情况,现建议采购10块安全可靠性更高的1756-RM2模
块进行硬件升级或做为安全库存,所需确保运营费为420.00元,设备采购费详见表1设备采购费用估算表。
表1 设备采购费用估算表序号 1 2设备名称规格型号 数量 费用合计（元）冗余模块冗余控制模块连接电缆-1M 1756-RM210原产地/供应商美国/罗克韦尔单价（含杂费）（元）18 701.00187 010.00 1756-RMC110美国/罗克韦尔420.004 200.00合计191 210.00
3 冗余系统切换机制
在一对冗余机架的配置里,先开启机架电源的将成为主PLC,随后开启电源的将成为备PLC,备PLC电源在上电后会通过冗余模块及冗余线缆自动进行数据同步。在发生主CPU故障、主机架故障、主CPU电源故障或电源丢失、主机架EN2T模块通信故障、主CPU向外发出切换指令、手动触发切换情况时会进行切换动作,将在最大0 ms内切换到从处理器。当切换发生时,远程I/O上的数据将保持在切换时的最后状态直至在从处理器的控制下重新得到数据。冗余切换中主备以太网模块1756-EN2T网络地址将发生互换,备机ControlNet控制网模块1756-CNBR网络地址自动加1,以完成准备控制网模块切换动作,主、备CPU的切换是完全透明的,无需做任何调整来配合切换。
4 冗余模块升级说明
4.1 硬件替换
PLC冗余系统相对于传统的单PLC控制系统,包括PLC、总线网络、远程I/O从站电源这些冗余的硬件设备外,还多了一些实现冗余功能的设备[2]。地铁环境与设备监控系统AB两端选用Rockwell自动化公司的ControlLogix系列PLC,冗余PLC系统的组成设备包括机架冗余电源模块1756-PA72[3]、以太网模块1756-EN2T、ControlNet网络控制模块1756-CNBR、冗余模块1756-RM/A模块。
在主站PLC机柜上通过两个以太网模块1756-ENBT,向上接入综合监控车站级以太网交换机,实现BAS同车站ISCS主体系统的通讯;通过三块1756-CNBR通讯模块,一块用于与各自端远程RI/O的通信,一块用于与低压设备相关设备的通信,另一块用于与车站IBP盘的通信通过PLC系统对现场设备进行信号采集及控制,还有一块用于和远程控制站通信和从控制器以及车站控制室通信[4]。并设置2块1756-RM模块实现冗余PLC,以保障系统运行,采用ControlNet双总线系统以提高可靠性,原冗余PLC系统通过两块1756-RM/A及一根1756-RMC1冗余线缆来实现双机热备机架PLC系统的冗余通讯,RMC1则提供了一条高速的数据
同步通道,使程序和数据得以及时同步。现将机架上的两块1756-RM1断电拆下后替换上1756-RM2模块,并增加一根1756-RM1（共2根）以完成设备的硬件替换工作,具体硬件安装位置详见图1,硬件替换数量详见表2。
图1 PLC主从机架配置图
表2 单站系统升级改造设备量表型号1756-RM 1756-RMC1数量 数量1 1替换→型号1756-RM2 1756-RMC1 1 2
4.2 固件及软件升级
鼓膜式板框压滤机固件:根据双机热备机架所选硬件,比如（控制器L62、ControlNet模块、EtherNet模块及1756-RM2冗余模块）选择相应的冗余固件包,无相应冗余包时应在罗克韦尔选择相应固件下载后升级,完成后使用ControlFLASH工具对其双机热备一主一备机架所用硬件模块进行设备固件升级。
软件:跟据固件升级后控制处理器的版本选择相应的软件版本。
顾婷婷是什么梗5 产品性能对比
通过对1756-RM2/A与1756-RM/A模块主要参数的比较,模块RM2最大传送长度较RM模块增加了6 KM,速度提高了10倍为1 000 Mbps,通讯通道变为双通道,它的速度更快,距离更远,稳定性更强,具体参数对比详见表3 1756-RM2/A和1756-RM2参数对比表。
表3 1756-RM2/A和1756-RM2参数对比表注:在固件升级的过程中网络通讯会中断,控制程序会停止运行。Attribute Temperature,operating Connector type Cable type Channels Length,max Transmission Wavelength SFP transceiver 1756-RM2/60℃（32...140℉）LC-type（fiber-optic）8.5/125 micron single-mode fiber-optic cable 1（transmit and receive fiber）10 km（10,000 m,10936.13yd）1 000 Mbps 1 310 nm Transceiver Pockwell PN-91972 Connector/cable∶LC duplex connector,1000BASE-LX-compliant 60℃（32...140℉）1756-RM/A or 1756-RM/60℃（32...140℉）70℃（-13...158℉）4 km（4 000 m,4,374.45 yd）Less than or equal to 100 Mbps 1 300 nm--
6 安装升级冗余模块
6.1 使用工具
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