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1  概述

    地鐵具有高速、安全、準(zhǔn)時(shí)、載客量大的特點(diǎn)，是現(xiàn)代城市解決交通擁塞最有效的手段。我國目前已經(jīng)擁有地鐵的城市有北京、天津、上海和廣州。全國現(xiàn)有十余個(gè)地鐵/輕軌項(xiàng)目正在建設(shè)或已經(jīng)批準(zhǔn)建設(shè)。由于地鐵/輕軌項(xiàng)目的技術(shù)復(fù)雜，科技含量高，我國在這一行業(yè)的技術(shù)還很不成熟，以前的項(xiàng)目較多依賴進(jìn)口，使得地鐵建設(shè)的初投資加大，運(yùn)行費(fèi)用提高。

    南京地鐵南北線一期工程南起奧體中心，北至邁皋橋，線路貫穿城市中心區(qū)，全長21.72公里，其中地下線長14.72公里，地上線長7.00公里，全線共設(shè)車站16座，其中高架站5座，地下站11座，車輛段設(shè)在小行?？刂浦行脑O(shè)在珠江路,預(yù)計(jì)到2005年，南京地鐵地鐵一號線將建成投運(yùn)，為南京市民提供快速、便捷的出行條件，也將為美麗的南京帶來新的風(fēng)貌。

    一號線環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，對全線16個(gè)車站的通風(fēng)空調(diào)設(shè)備、給排水設(shè)備、自動(dòng)扶梯、車站公共區(qū)照明、廣告照明、車站事故照明電源等機(jī)電設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化監(jiān)控和管理，電力照明系統(tǒng)、防災(zāi)系統(tǒng)等進(jìn)行全面的運(yùn)行管理與控制，保證地鐵環(huán)境達(dá)到國家有關(guān)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)，并在災(zāi)害發(fā)生時(shí)能夠及時(shí)迅速地進(jìn)入防災(zāi)運(yùn)行方式，保證人員的生命安全和減少財(cái)產(chǎn)損失。

2  地鐵環(huán)境特點(diǎn)

    ⑴  各種機(jī)電、通訊（有線、無線）、信號等設(shè)備發(fā)射、輻射出大量無規(guī)則電磁信號。

    ⑵  采用1500VDC牽引形成畸變電場。

    ⑶  其它不可預(yù)見干擾。

    ⑷   風(fēng)機(jī)等設(shè)備為回、排風(fēng)、排煙（防災(zāi)系統(tǒng)）共用。

    ⑸  控制信號要求極高。

3   選型

    通過對世界上較具實(shí)力的地鐵控制系統(tǒng)方案提供商和系統(tǒng)設(shè)備提供商的實(shí)力考察，特別是針對相應(yīng)產(chǎn)品在大型鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)和交通系統(tǒng)的適應(yīng)性與實(shí)際工程應(yīng)用情況，現(xiàn)場控制級采用了美國羅克韋爾自動(dòng)化公司的自動(dòng)化產(chǎn)品ControlLogix系統(tǒng)及其先進(jìn)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)平臺--NetLinx組成基礎(chǔ)自動(dòng)化級的控制網(wǎng)絡(luò)。

    ⑴   先進(jìn)性原則

    使設(shè)計(jì)的BAS系統(tǒng)能夠最大限度地適應(yīng)今后技術(shù)的發(fā)展變化并滿足地鐵不斷提高的日常運(yùn)營與管理要求。

    ①  整個(gè)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)具有較好的標(biāo)準(zhǔn)性、開放性與互連性，易于擴(kuò)展和未來升級，以便使南京地鐵與快速發(fā)展的自動(dòng)化及信息技術(shù)保持同步；

    ②  采用了先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過智能化的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及網(wǎng)管軟件實(shí)現(xiàn)對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的有效管理與控制，實(shí)時(shí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況，及時(shí)排除網(wǎng)絡(luò)故障，及時(shí)調(diào)整和平衡網(wǎng)上信息流量。

    ⑵   實(shí)用性與經(jīng)濟(jì)性原則

    實(shí)用性就是能夠最大限度地滿足實(shí)際工作要求，是設(shè)備選型與系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中所必須考慮的一種系統(tǒng)性能，它是自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)者對用戶需求的最基本的承諾。在本方案中，控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)備選型、系統(tǒng)配置、人機(jī)操作設(shè)計(jì)，在滿足地鐵日常運(yùn)營、管理功能及可靠性需求的前提下，均采用了性能/價(jià)格比較優(yōu)的產(chǎn)品與裝置系統(tǒng)。

    ⑶  可擴(kuò)展、可維護(hù)性原則

    在基礎(chǔ)自動(dòng)化級的設(shè)備選型中，本方案所選用的現(xiàn)場設(shè)備監(jiān)控I/O模塊，均具有信號隔離、帶電熱拔插功能，從而能夠保證系統(tǒng)維護(hù)的方便與快捷；同時(shí)控制系統(tǒng)均具有完善的自診斷與簡明、準(zhǔn)確的故障指示功能，以進(jìn)一步保證系統(tǒng)故障排除與維護(hù)的及時(shí)性、簡易性。

    各操作站、工程師站及服務(wù)器等均采用統(tǒng)一品牌的硬件及統(tǒng)一的操作系統(tǒng)與監(jiān)控軟件，因此最大程度地減少了整個(gè)系統(tǒng)的備品備件量，同時(shí)在另一個(gè)方面增加了系統(tǒng)的可維護(hù)性。

4  系統(tǒng)構(gòu)成 

    ⑴  網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（如圖1所示）與性能

    南京地鐵一期工程采用的NetLinx網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可分為ControlNet 設(shè)備層、ControlNet控制層、Ethernet以太網(wǎng)信息層三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其中設(shè)備層、控制層ControlNet負(fù)責(zé)與現(xiàn)場A-B變頻器之間的數(shù)據(jù)傳輸、I/O與Logix5550之間提供一條高速通信網(wǎng)路，也提供MB、Profibus DP、DH485等第三方通訊協(xié)議的模塊。Ethernet作為信息層對外數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N開放式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提供給整個(gè)地鐵廣域網(wǎng)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的信息層接口。

    ControlNet網(wǎng)絡(luò)優(yōu)越性能： 

    ?  開放性

    ?  多功能  

    ?  確定性和可重復(fù)性

    ?  靈活性

    ?  強(qiáng)大方便的網(wǎng)絡(luò)組態(tài)，診斷功能及可靠性

    ?   I/O共享

    ?  擴(kuò)展性能

    基于以上優(yōu)點(diǎn)，采用了ControlNet 作為控制層網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高性能要求；車站層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用單環(huán)結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步確保了系統(tǒng)的安全性、可靠性。

    Ethernet網(wǎng)的優(yōu)越性能：   

    ? 通過簡單的連接系統(tǒng)快速啟動(dòng)。

    ? 高可用性。因?yàn)閷ΜF(xiàn)有系統(tǒng)的擴(kuò)展不存在任何問題。

    ?  實(shí)際上沒有限制的通訊性能。如需要，通過切換技術(shù)能提供可伸縮性的性能。

    ? 各種各樣應(yīng)用的聯(lián)網(wǎng)。例如辦公室和生產(chǎn)應(yīng)用的聯(lián)網(wǎng)。

    ? 通過經(jīng)常不斷的擴(kuò)展和開發(fā)因而保護(hù)投資的安全性。

    Ethernet(以太網(wǎng))屬國際標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)已廣泛用于程序維護(hù)、向MIS和MES系統(tǒng)傳遞工廠數(shù)據(jù)、監(jiān)控、連接人機(jī)界面、記錄事件和告警。NetLinx使用以太網(wǎng)工業(yè)協(xié)議(Ethernet/IP)作為其信息網(wǎng)絡(luò)，為上層網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供讀取工廠數(shù)據(jù)的途徑，并提供可編程設(shè)備支持(PDS)。

    ⑵  ControlLogix硬件系統(tǒng)

    ControlLogix結(jié)構(gòu)體系是一個(gè)技術(shù)先進(jìn)的控制平臺，它集成了多個(gè)控制功能：順序控制、運(yùn)動(dòng)控成現(xiàn)場總線模式，對輸入、輸出端子而言，BC3100相當(dāng)制、傳動(dòng)及過程控制等并結(jié)合高速、靈活的通訊和功能強(qiáng)大的輸入輸出。ControlLogix系統(tǒng)在任何尺寸大小上都是模塊化的，用戶可以根據(jù)具體應(yīng)用來選擇合適的內(nèi)存量、控制器個(gè)數(shù)和網(wǎng)絡(luò)類型。這種柔性結(jié)構(gòu)允許用戶在同一個(gè)機(jī)架內(nèi)使用多個(gè)控制器、網(wǎng)絡(luò)及I/O模塊。多控制器功能使您能在多個(gè)控制器之間分配資源和劃分應(yīng)用任務(wù)。

        ControlLogix 無源多主數(shù)據(jù)總線采用了生產(chǎn)者/消費(fèi)者網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，提供了一個(gè)高性能的、確定性的和分布式的方案，系統(tǒng)的瓶頸問題因此而消除。在基本結(jié)構(gòu)中，這種靈活的結(jié)構(gòu)允許無限制地加入多個(gè)處理器、網(wǎng)絡(luò)和I/O。ControlLogix系統(tǒng)通信模塊支持開放式的網(wǎng)絡(luò)，如Ethernet、ControlNet和DeviceNet等。

5  結(jié)語

    綜上所述，羅克韋爾自動(dòng)化公司的產(chǎn)品為南京地鐵一期工程的成功建設(shè)提供了有力保證。