[#]深圳地铁EMCS系统知识介绍资料

深圳地铁EMCS系统知识介绍••综合维修部机电车间目录•1﹑EMCS概要•2﹑EMCS系统结构•3﹑EMCS系统接口•4﹑EMCS系统功能•5﹑EMCS操作界面的介绍EMCS概述•深圳地铁一期工程车站设备监控系统（EMCS）的设计范围主要包括地铁全线车站及其地下区间、行车调度指挥中心车辆段出入线区间。车辆段不设EMCS。EMCS将对全线车站的通风空调系统设备、给排水设备、自动扶梯、电梯、车站公共区照明、广告照明、车站事故照明电源、屏蔽门、人防密闭隔断门等以及行车调度指挥中心大楼通风空调系统设备、给排水设备、照明、门禁等机电设备进行全面、有效的自动化监控及管理，确保设备处于高效、节能、可靠的最佳运行状态，创造一个舒适的地下环境；并能在火灾等灾害或阻塞事故状态下，更好地协调车站设备的运行，充分发挥各种设备应有的作用，保证乘客的安全和设备的正常运行。•EMCS分中央级、车站级和就地级三级对机电设备进行监控，在中央级、车站级进行系统管理。同时在竹子林车辆段设置综合维修中心的自动化维修车间，行车调度指挥中心设置维护室，对EMCS设备进行维护。典型车站EMCS系统结构图车站局域网Ethernet10/100MFAS车站控制室MCPFlexIO车站监控主站双冗余主控PLC`ControlNet控制网隧道风井风机、射流风机5-8号变频器冗余PLC屏蔽门系统冷水机组电梯扶梯接地铁主干网1-4号变频器FlexI/OSCADA车站隧道通风及空调设备DI/DO，AI/AO车站隧道通风及空调设备DI/DO，AI/AOFlexLogixPLCSwitchSwitch事故电源监视冗余PLC通讯控制器LOGIX5550EMCS系统结构•一、物理结构•深圳地铁EMCS系统结构分监控操作和控制两部分，完成对大多数设备或EMCS子系统的监控任务。监控操作分为两层：OCC和SCR。•OCC：由监控工作站、大屏幕、服务器及其他计算机外围设备构成，其监控操作范围是全线所有的区间及车站EMCS子系统或设备。•SCR：由监控工作站、MCP及计算机外围设备构成，其监控操作范围是某车站及相关区间所有EMCS的子系统或设备。•典型车站EMCS系统的主要控制设备包括主控PLC、MCP盘PLC、就地PLC、车站监控主站、通讯控制器、MCP盘等。各个设备的功能规划如下：EMCS系统结构•1）主控PLC（冗余配置）•是PLC系统控制核心，数据中心，其功能包括：•操作或指令优先级判断（操作源、工况等）；•模式冲突判断并执行；•时间表存储；•时间表控制；•时间同步；•被控设备信息数据汇总并存储；•与管理层交换数据；•与MCP盘PLC交换数据；•焓值计算及回路调节；EMCS系统结构•2）MCP盘PLC•MCP盘控制器，同时作为主控PLC的备份，功能包括：•MCP盘控制；•MCP盘操作记录；•根据接收到的FAS信息，生成火灾模式号码及触发源信息；•操作或指令优先级判断；•时间同步；•被控设备信息数据汇总并存储；•与管理层交换数据；•与主控PLC交换数据（数据转发、操作源信息、操作记录）；•与各就地控制站PLC交换数据；EMCS系统结构•3）就地控制站PLC•现场控制设备，功能包括：•所控设备的状态数据采集；•所控设备的控制输出；•所控设备之间的连锁判断与控制；•所控设备的逻辑控制（故障互备、定时互备等）；•所控设备控制优先判断（手动、模式、时间表、自动等）；EMCS系统结构•与主控PLC交换数据；•与MCP盘PLC交换数据；•和其他就地控制站PLC交换数据；•执行主控MCP盘PLC的控制命令；•大功率设备启动计时；•设备运行时数累计；•设备故障次数累计；•设备报检；•设备更换统计信息清零；EMCS系统结构•4）车站监控主站•车站操作员监控工作站，其功能包括：•采集并显示本车站EMCS系统及其设备状态；•传达操作员向系统发出的指令；•记录操作、事件及趋势信息；•与OCC交换数据；•与主控PLC和MCP盘PLC交换数据；•向主控PLC转发FAS信息；EMCS系统结构•5）通讯控制器•是EMCS系统与其它系统的串行接口控制器，同时作为车站监控主站的IO冗余，其功能包括：•控制与冷水机组、事故电源、屏蔽门系统、电扶梯系统的串行通讯；•车站监控主站的IO、Alarm和Trend冗余；•6）MCP盘•车站的紧急备用控制设备，功能包括：•向车站EMCS系统发出灾害模式控制指令；•显示灾害模式的运行状态；EMCS逻辑结构•2、逻辑结构•EMCS系统的软件逻辑结构如图2所示。•其中OCC和车站的HMI客户端的逻辑地位是相同的，且是互为备用的关系。同理在车站，SCR/OS和车站EMCS通讯控制IO、Alarm和Trend功能的冗余关系，从而保证同车站控制系统实时数据传输的可靠性。EMCS逻辑结构中中央服务器HMI客户端HMI客户端Trend服务器Alarm服务器IO服务器PLC控制系统被控设备Trend服务器Alarm服务器IO服务器车站其他子系统其他车站某车站OCCTrend趋势监控范围•监控系统•EMCS系统的控制范围及相互关系如图大系统小系统TVF系统水系统UPE/OTE系统电扶梯系统区间遂道配线通风照明系统门禁系统屏蔽门系统给排水系统人防门车站空调通风系统隧道通风系统其他系统及设备环控系统EMCAS系统EMCS的通信接口•通信系统接口包括低压配电系统接口；通风空调系统接口；给排水系统接口；自动扶梯、电梯系统接口；防灾报警系统接口；屏蔽门系统接口；人防门系统接口；信号系统接口。给排水冷水机组空调机组各类风阀电梯自动扶梯照明屏蔽门人防门FAS各类风机门禁系统冷却塔冷冻泵冷却泵OCCEMCS系统I/O接口及数据方向串行接口及数据方向网络接口及数据方向EMCS系统与被控对象及其他系统的接口关系如图所示EMCS系统实时性•EMCS系统实时性指标包括下列因素：•◆HMI页面动态点刷新周期；•◆网络延迟；•◆PLC系统处理时间（CPU扫描周期，控制网延迟）；•◆子系统数据更新周期（与数据量、协议和速率有关）；EMCS系统可靠性EMCS系统可靠性设计有以下几方面：◆系统整体结构为分层分布式集散型结构；◆监控层热备双局域网；◆中央服务器冗余配置；◆HMI互为冗余；◆MCP的后备操作功能；•◆UPS电源系统；•◆IO、报警、趋势服务器冗余配置；•◆冗余主控PLC；•◆FAS系统双路径集成；•◆程序设计中防错和纠错措施等；EMCS系统可维护性•EMCS系统可维护性设计有以下几个方面：•◆标准的数据接口和物理接口；•◆标准的设备及线缆；•◆通用的计算机及其外围设备；•◆通用的计算机操作系统；•◆故障诊断和决策支持；•◆用户友好的人机界面体系；•◆PLC无源背板总线，使得所有模块均可带电插拔；•◆PLC的CPU故障处理；•◆PLC系统故障诊断；•◆较完善的备品备件计划。EMCS系统功能•一、监控操作优先级•1、监控操作源优先级•监控操作源有3个：OCC监控工作站、SCR监控工作站、MCP、设备就地控制箱（简称LCP）。优先级原则为：越靠近底层的（即距离设备越近）操作源优先级越高。编号优先级名称操作地点实现方式备注A11LCP就地控制箱手自动转换开关，电气方式A22MCP车控室使能钥匙开关，逻辑判断A33SCR/OS车控室HMI画面切换按钮，逻辑判断A43OCC/OS控制中心系统功能•二、灾害工况控制优先级•火灾工况和阻塞工况统称为灾害工况。结合操作控制源和工况，优先级组合情况如下表。系统灾害工况控制优先级的判断原则：先判断操作源，后判断工况：编号优先级（↑）说明操作地点A11单台设备就地控制就地控制箱A2B12MCP盘火灾模式控制车控室MCP盘A2B23MCP盘阻塞模式控制车控室MCP盘A3B13SCR火灾模式控制车控室监控工作站A3B25SCR阻塞模式控制车控室监控工作站A3B17OCC火灾模式控制OCC监控工作站A3B28OCC阻塞模式控制OCC监控工作站EMCS系统功能•2、系统运行工况优先级•B1：火灾工况；•B2：阻塞工况；•B3：正常工况。•火灾工况优先级最高，正常工况优先级最低。EMCS系统功能•三、正常工况控制优先级•正常工况下对设备的控制有三种方式：手动、时间表和自动。•手动操作在任何时候均有效，即手动操作随时可以打断时间表或自动控制方式。当操作员对某系统中某一设备进行手动操作后，则该系统自动进入手动控制状态，不受时间表和自动控制的限制，并且该系统其余设备均保持控制方式转换前的运行状态。•四、时间表机制•时间表是EMCS系统控制某些工艺系统或设备的一种方式。通常情况下，时间表的定义由环调在OCC统一编辑定义完成，下载至各车站主控PLC，系统允许各车站对本站的时间表做在线局部调整。•时间表分为3类：工作日时间表（周一至周五）、周末（周六、周日）时间表和特殊（节假日或特殊日）时间表。时间表有当前时间表和预置时间表两种。根据上述分类，共有5个时间表，即：•◆当前工作日时间表；•◆当前周末时间表•◆预置工作日时间表•◆预置周末时间表•◆特殊时间表EMCS系统功能•五、功能总貌•1、中央级监控系统•中央级监控系统主要实现对全线的监控和管理，主要实现下列功能：◆用户友好的界面操作及显示体系•◆实时监控操作•◆报警、报警处理及日志◆趋势显示•◆数据整理及报表•◆历史数据查询•◆决策支持•◆在线参数整定•◆系统维护•功能总貌•2、车站级监控系统•车站级监控系统主要实现对车站系统或设备的监控和管理，主要实现下列功能。•◆用户友好的界面操作及显示体系•◆实时监控操作•◆报警、报警处理及日志•◆趋势显示•◆数据处理及报表•◆在线参数整定•◆决策支持功能总貌•3、车站级控制•◆接口与数据采集•◆时间表判断并执行•◆模式判断并执行•◆判断并执行设备遥控指令•◆焓值计算，空调工况判断•◆空调系统调节控制•◆设备启停及联锁控制•◆MCP盘的控制•◆设备参数统计谢谢大家2004年3月16日