大庆西门子代理商BAS和FAS系统的集成　　现代城市中，地铁是人流为密集的公共场所，其单向每小时可运送4万至6万人次。在地铁发展的100多年时间里，每几年亚洲国家就有一次重大的意外发生。在这钢筋水泥的迷宫中，机电设备复杂、繁多，而且位置分散，其可靠运行是地铁安全运营的前提条件。况且能源作为地铁经营中的重要成本，节能问题直接影响到地铁经营的效果。把这些机电设备纳入统一的BAS系统进行智能化的管理，是保障其可靠、绿色的有效的方法。　　BAS系统（Building Automation System），即“环境与设备监控系统”，主要是调节车站的环境参数，为乘客提供一个安全舒适的乘车环境，同时，满足紧急状态下的报警、防灾等的控制需求，是车站自动化系统中的重要组成部分和核心控制部分。BAS系统主要是监控车站环境下的照明设备、通风空调设备、给排水设备、自动电扶梯设备、防烟防火设备等，并使这些设备自动协调运行。由于地铁系统规模一般非常的大，采用成熟且可靠的技术可以减少整个系统的风险，提高总体安全性，因此重庆地铁2、3号线中西门子产品作为控制核心，掌控重庆地铁的BAS“方程式”。并且，重庆单轨尝试将FAS（防灾报警系统）和BAS两系统在车站级通过WinCC进行集成，创造性的利用成熟技术，在系统整合方面进行创新。这样便于信息的传递和共享，增加系统的实用性，更加满足运营的需求。　　例如，重庆轻轨2号线采用西门子公司的PLC-WinCC系统对地下站环控系统进行监控，实现对车站的给排水设备、应急电源、屏蔽门系统等进行监视控制。车站级BAS系统，在两端各配置了1套西门子的冗余PLC 414H作为车站BAS系统的控制器，选用了ET200M远程I/O作为BAS系统的现场设备，冗余PLC通过Profibus双总线与ET200M实现连接。冗余PLC实现车站BAS的总体控制、模式控制。在每个车站另外配置了若干个从控制器，选用的PLC是西门子的S7 313C，主要监控小系统设备和其它如冷水机组、事故照明、普通照明等设备。图3：重庆地铁OCC控制中心系统与BAS系统架构　　地铁线路BAS系统以车站作为基本单位的，即每个车站构成一个相对独立的控制系统用于监控本车站的相关机电设备，车站BAS主要完成对站内机电设备的点动控制、设备联动连锁控制、系统级控制、时间表控制等功能。同时，车站BAS系统自身具有实时监视、操作和报警记录、定期归档和报表等基本功能。此外，站级BAS系统通过全线骨干网络实现与控制中心（OCC，Operate Control Center）的数据交换，上传相关监控数据，同时接受控制中心下发的控制指令、时间表、控制全线。防灾报警系统（FAS）按中央级与车站级2级监控管理。该系统在全线车站级（含18个车站、控制中心大楼、车辆段）设置。FAS系统除承担火灾报警任务外，还对自动扶梯运行及故障状态进行监视，对照明系统（高架站）8个回路的开、关进行控制和监视。图4：重庆地铁BAS系统监视画面　　车站BAS系统的控制方式主要包括正常运行状态下的电动控制、时间表控制，两种控制方式彼此独立，优先级不同。通常情况下系统按照时间表模式自动运行，当发生火灾时，BAS系统自动切换到对应的火灾模式运行，相应的火灾模式根据FAS发来的相关火灾信息进行自动控制。西门子的工程师们在深入全面的了解地铁内各种机电设备如何工作的前提下，通过自动化系统对这些设备进行科学高效的监控管理，成为了确保地铁安全的关键因素。在发生火灾事故或列车阻塞时，地铁的智能化的环境监控系统能够及时地获取事故信息，并且指挥机电设备做出迅速的反应，根据着火点位置或列车阻塞位置自动调度，进行通风排烟，引导人员疏散，极大地提高地铁运营的智能化和安全性。　　集成之后的BAS与FAS系统满足了更高的要求，实现系统间的联动以提高地铁运营的安全性，改进了系统之间的协调，提高了应急处理能力，避免发生不必要的操作错误，降低了劳动强度。考虑到设备种类繁多，BAS系统采用标准的、开放的Profibus通讯协议，既易于工程化实施，又便于维护。整个系统选用统一的、优化的和无比“扎实”的西门子硬件平台，维修及维护成本显著降低。重庆地铁BAS系统真正做到了集中管理、集中维护、方便扩充，达到了地铁的运行管理控制决策水平和事故应变能力得以提升这个梦寐以求的高度。图5：重庆地铁BAS系统中的西门子产品信息SIMATIC ET 200 为所有应用提供解决方案SIMATIC ET 200 有丰富的分布式 I/O 系统可供选用，既可以用在控制柜中，也可以直接用在不带控制柜的机器上，还可在危险区域中使用域。模块化的设计让您能够轻松、快速地调整和扩展 ET200 系统。已集成的附加模块可以降低成本，同时拓宽了应用范围。您可以从多种不同的组合方案中进行选择：数字量和模拟量输入/输出、带 CPU 的智能模块、安全系统、电机启动器、气动装置、变频器以及各种不同的技术模块（例如，计数、定位等）。通过 PROFIBUS 和 PROFINET 进行的通信、统一的工程组态、透明诊断功能以及 SIMATIC 控制器和 HMI 单元的接口，都证明全集成自动化具有*无的集成功能。PROFINET 是自动化领域中的开放式、跨供应商工业以太网标准 (IEC 61158/61784)。PROFINET 基于工业以太网，可实现现场设备（IO 设备）和控制器（IO 控制器）之间直接通信，能够用于运动控制应用的同步驱动控制解决方案。PROFINET 基于符合 IEEE 802.3 标准的标准以太网技术，可将现场层的任何设备连接管理层。这样，PROFINET 可实现系统范围内的通信、工厂范围内的工程组态，并将 Web 服务器或 FTP 等 IT 标准技术一直应用到现场层。可以方便地集成经过反复检验的现场总线系统（如 PROFIBUS 或 AS-Interface），无需对现有设备进行任何改动。PROFIBUS 是工业现场级的 (IEC 61158/61784)。它是经认可的在加工制造和过程工业两种领域均可进行通讯的现场总线。PROFIBUS 用于将现场设备（如分布式 I/O 设备或驱动器）连接到自动化系统（如 SIMATIC S7、SIMOTION、SINUMERIK 或 PC 机）。PROFIBUS 是标准化的现场总线，符合 IEC 61158 规范，是功能强、开放式、坚固耐用、响应时间短的现场总线系统。PROFIBUS 有多种规格，可用于各种应用环境。PROFIBUS DP（分布式 I/O）PROFIBUS DP 用于连接分布式现场设备（如SIMATIC ET 200）或响应时间的驱动器。PROFIBUS DP 用在传感器/执行器分布在机器或厂房内的情况（如，现场级别）。AS 接口AS-Interface 符合 (IEC 62026/EN 50295)，可代替电缆束，只需一条双股线即可极其经济可靠地将传感器和执行器连接起来。这条双股线还用于为各个工作站提供电力。这使 AS-Interface 成为 PROFIBUS DP 现场总线的理想伙伴。IO-link通过通信标准 IO-link，可将传感器和分断装置智能连接到控制层。IO-link 促进了控制柜和现场层中了所有部件的集成，实现直至**终过程仪表的较大集成度和无缝通信。西门子的 IO-link 解决方案可确保任何生产系统实现较高精度和经济实用性。IO-link 已*集成在全集成自动化 (TIA) 中，具有众多优点。借助于开放式标准，可以将来自不同厂商的设备联网简易接线促进了安装过程接线工作量减少，节省了安装时间与成本工程组态功能促进了组态与调试高速诊断可确保缩短工厂停产时间，实现较高工厂可用性较高的过程透明度可实现能源管理 液体混合装置控制的模拟 一、 实验目的熟练使用置位和复位等各条基本指令，通过对工程实例的模拟，熟练地掌握PLC的编程和程序调试。二、液体混合装置控制的模拟实验面板图：图6-9-1所示                          液体混合装置控制面板上图下框中的V1、V2、V3、M分别接主机的输出点Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3；起、停按钮SB1、SB2分别接主机的输入点I0.0、I0.1；液面传感器SL1、SL2、SL3分别接主机的输入点I0.2、I0.3、I0.4。上图中，液面传感器利用钮子开关来模拟，启动、停止用动合按钮来实现，液体A阀门、液体B阀门、混合液阀门的打开与关闭以及搅动电机的运行与停转用发光二极管的点亮与熄灭来模拟。三、控制要求    由实验面板图可知：本装置为两种液体混合装置，SL1、SL2、SL3为液面传感器，液体A、B阀门与混合液阀门由电磁阀YV1、YV2、YV3控制，M为搅动电机，控制要求如下：    初始状态:装置投入运行时，液体A、B阀门关闭，混合液阀门打开20秒将容器放空后关闭。    启动操作:按下启动按钮SB1，装置就开始按下列约定的规律操作：    液体A阀门打开，液体A流入容器。当液面到达SL2时，SL2接通，关闭液体A阀门，打开液体B阀门。液面到达SL1时，关闭液体B阀门，搅动电机开始搅动。搅动电机工作6秒后停止搅动，混合液体阀门打开，开始放出混合液体。当液面下降到SL3时，SL3由接通变为断开，再过2秒后，容器放空，混合液阀门关闭，开始下一周期。停止操作:按下停止按钮SB2后，在当前的混合液操作处理完毕后，才停止操作（停在初始状态上）。四、编制梯形图并写出程序参考程序 表6-9-1所示步序指   令步序0LD     I0.017LD     M10.01EU18S      M20.0, 12=      M10.0    启动脉冲19LD     M20.03LD     I0.120A      T38421O      M10.05=      M10.1    停止脉冲22S      Q0.0, 1  液体A阀打开6LD     I0.223LD     M10.3724S      Q0.1, 1  液体B阀打开8=      M10.2259LD     I0.326O      M10.11027R      Q0.0, 1  液体A阀关闭11=      M10.328LD     M10.212LDN    I0.429S      Q0.3, 1  搅动电机工作13AN     M11.13014=      M11.0311532R      Q0.1, 1  液体B阀关闭16=      M11.133LD     T37步序3446=      M11.535R      Q0.3, 147LD     M11.436LD     Q0.348S      Q0.2, 1  混合液阀打开37TON    T37, +60  延时6S49LD     T3838LDN    Q0.35039=      M12.051R      Q0.2, 1  混合液阀关闭40LDN    Q0.352LD     M11.241A      M12.053S      M20.1, 142AN     M11.55443=      M11.455R      M20.1, 14456LD     M20.14557 TON    T38, +20  延时2S五、程序设计及工作过程分析    启动操作：按下启动按钮SB1，I0.0的动合触点闭合，M10.0产生启动脉冲，M10.0的动合触点闭合，使Q0.0保持接通，液体A电磁阀YV1打开，液体A流入容器。当液面上升到SL3时，虽然I0.4动合触点接通，但没有引起输出动作。当液面上升到SL2位置时，SL2接通，I0.3的动合触点接通，M10.3产生脉冲，M10.3的动合触点接通一个扫描周期，复位指令R  Q0.0使Q0.0线圈断开，YV1电磁阀关闭，液体A停止流入；与此同时，M10.3的动合触点接通一个扫描周期，保持操作指令S  Q0.1使Q0.1线圈接通，液体B电磁阀YV2打开，液体B流入。当液面上升到SL1时，SL1接通，M10.2产生脉冲，M10.2动合触点闭合，使Q0.1线圈断开，YV2关闭，液体B停止注入，M10.2动合触点闭合，Q0.3线圈接通，搅匀电机工作，开始搅动。搅动电机工作时，Q0.3的动合触点闭合，启动定时器T37，过了6秒，T37动合触点闭合，Q0.3线圈断开，电机停止搅动。当搅匀电机由接通变为断开时，使M11.2产生一个扫描周期的脉冲，M11.2的动合触点闭合，Q0.2线圈接通，混合液电磁阀YV3打开，开始放混合液。液面下降到SL3，液面传感器SL3由接通变为断开，使M11.0动合触点接通一个扫描周期，M20.1线圈接通，T1开始工作，2秒后混合液流完，T1动合触点闭合，Q0.2线圈断开，电磁阀YV3关闭。同时T1的动合触点闭合，Q0.0线圈接通，YV1打开，液体A流入，开始下一循环。停止操作：按下停止按钮SB2，I0.1的动合触点接通，M10.1产生停止脉冲，使M20.0线圈复位断开，M20.0动合触点断开，在当前的混合操作处理完毕后，使Q0.0不能再接通，即停止操作。参考梯形图如下所示：                             图6-9-2六、实验设备1、THSMS-A型、THSMS-B型实验装置或THSMS-1型、THSMS-2型实验箱一台2、安装了STEP7-Micro/WIN32编程软件的计算机一台3、PC/PPI编程电缆一根4、锁紧导线若干