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可編程網關在協同地鐵BAS系統實現節能改造中的實踐

放大字體  縮小字體 發布日期:2019-09-27  來源:北京藍普鋒科技有限公司  瀏覽次數:106
核心提示:引語:地鐵車站通風空調系統是地鐵運營的主要能耗之一。據調查,地鐵車站的通風、空調系統能耗占到總能耗的比例,在北方達到30%,在南方超過50%。

引語:地鐵車站通風空調系統是地鐵運營的主要能耗之一。據調查,地鐵車站的通風、空調系統能耗占到總能耗的比例,在北方達到30%,在南方超過50%。

參與北京某號地鐵線全線節能系統改造,最終實現該條地鐵線每年節電1700余萬度,減少碳排放1.38萬噸。

不同于一般行業的節能系統改造,地鐵車站新增節能系統不能影響現有BAS系統控制模式和網絡結構,給方案帶來了一定的挑戰。

本案例將分享地鐵空調節能系統改造遇到的問題和難點。利用PLC技術,在確保地鐵控制系統的安全穩定,不改變BAS系統的控制優先權限的前提下,采用RPC2400可編程數據網關實現節能系統的最優改造方案。

1.地鐵改造項目的原則:安全至上

改造前,首先要明確地鐵改造的第一原則:就是不能影響地鐵運營的安全性,不能影響系統運行的可靠性,并且保證設備長時間穩定可靠運行。

作為該項目PLC產品和通訊產品的供應商,藍普鋒(RUNPOWER)通過自己的技術實力和以往成功案例取得了地鐵行業合作伙伴的認可和信賴。

2.地鐵節能控制系統都包含哪些?

通風空調系統電氣系統改造,涉及地鐵車站的空調冷機、空調小系統、通風系統、隧道風機。

對現有BAS系統的空調群控系統進行改造,更換和新增傳感器,準確測量溫度、濕度、CO2濃度等參數;通過改造空調冷機冷卻水泵、冷卻塔等,增加變頻控制設備。

增加一套節能控制系統,對改造和新增設備進行采集控制,通過IO接線和RS458通訊,接入節能系統。

3.改造方案的挑戰:地鐵BAS系統權限優先的系統網絡結構

BAS系統即環境與設備監控系統的簡稱,暖通空調設備與其它系統和設備相互間的有序聯動控制和監控由BAS系統來實現。地鐵運行過程中,BAS系統對相關設備有最高級的控制和信息采集權限。

現有BAS系統采用RS485接入方式,網絡協議為“一主多從”結構,多路RS485用于接入風機設備和空調設備,對空調系統實現控制和采集。系統結構圖:

難點一:控制權限優先級

改造后,新增的節能系統需要獲取空調設備的控制和采集權限,實現對設備進行節能控制。因此,新增節能系統與BAS系統出現了控制權限分配問題。同時,原BAS系統為一對一的設備控制方式,與新增系統形成“二主一從”的控制方式,改造前的系統無法支持。

難點二:通訊環境的復雜性

地鐵現場電磁干擾對通訊干擾比較大,新增硬件均需要接入節能系統和BAS系統,要求通訊可靠性高。地鐵站內原有的空調系統和風機系統分別由不同廠家完成,通訊匹配較多。

要解決以上問題,在系統架構、硬件選型、通訊鏈路、控制邏輯等多個方面進行改造,具體如下:

1)通過自動、手動、應急控制等多種模式實現BAS系統的控制優先級別和系統的穩定控制;

2)避免兩主站模式,實現BAS與節能系統的自動切換;

3)利用PLC控制功能,對節能設備進行數據采集、精準控制,實現節能;

4)實現空調系統和通風系統的最優化運行。

改造方案中,選用本體自帶3路串口、1路以太網口的RPC2400可編程網關來解決上述遇到的難點和問題。方案中:

1)通過1路串口與空調送風機(或回風機、新風風機、空調冷水機組控制器、隧道風機等),另1路連接原BAS系統通訊接口,并通過以太網網口連接節能控制系統。

2)RPC2400具有可編程控制器功能,通過對風機、空調系統工作狀態、循環泵頻率等進行采集上傳,實現BAS系統和節能控制系統控制指令自動判斷,對風機、空調進行控制,保證系統穩定可靠。

4.改造后的RS485連接方式:

5.節能系統改造后的系統結構圖

當下,工業互聯已經在工業和制造業深入滲透,數以億萬的設備都需要實現網絡互通,成為物聯網的一員。RPC2400的可編程能力和數據采集、交互能力,非常適合現階段設備改造、工廠車間以及中小型系統的網絡結構改造。RPC2400可以與多個廠家設備進行通訊連接,已經在制造業、空調、樓宇、污水處理、地鐵等領域廣泛使用。

 
關鍵詞: 可編程數據網關 地鐵控制系統 PLC 藍普鋒

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