引語：地鐵車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)是地鐵運(yùn)營的主要能耗之一。據(jù)調(diào)查，地鐵車站的通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)能耗占到總能耗的比例，在北方達(dá)到30%，在南方超過50%。
●藍(lán)普鋒參與北京某號地鐵線全線節(jié)能系統(tǒng)改造，最終實(shí)現(xiàn)該條地鐵線每年節(jié)電1700余萬度，減少碳排放1.38萬噸。
●不同于一般行業(yè)的節(jié)能系統(tǒng)改造，地鐵車站新增節(jié)能系統(tǒng)不能影響現(xiàn)有BAS系統(tǒng)控制模式和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，給方案帶來了一定的挑戰(zhàn)。
本案例將分享地鐵空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)改造遇到的問題和難點(diǎn)。利用PLC技術(shù)，在確保地鐵控制系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，不改變BAS系統(tǒng)的控制優(yōu)先權(quán)限的前提下，采用RPC2400可編程數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)節(jié)能系統(tǒng)的最優(yōu)改造方案。
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1.地鐵改造項(xiàng)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(yùn)營的安全性，不能影響系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，并且保證設(shè)備長時(shí)間穩(wěn)定可靠運(yùn)行。
作為該項(xiàng)目PLC產(chǎn)品和通訊產(chǎn)品的供應(yīng)商，國產(chǎn)品牌藍(lán)普鋒（RUNPOWER）通過自己的技術(shù)實(shí)力和以往成功案例取得了地鐵行業(yè)合作伙伴的認(rèn)可和信賴。
2.地鐵節(jié)能控制系統(tǒng)都包含哪些？
通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)電氣系統(tǒng)改造，涉及地鐵車站的空調(diào)冷機(jī)、空調(diào)小系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、隧道風(fēng)機(jī)。
●對現(xiàn)有BAS系統(tǒng)的空調(diào)群控系統(tǒng)進(jìn)行改造，更換和新增傳感器，準(zhǔn)確測量溫度、濕度、CO2濃度等參數(shù)；通過改造空調(diào)冷機(jī)冷卻水泵、冷卻塔等，增加變頻控制設(shè)備。
●增加一套節(jié)能控制系統(tǒng)，對改造和新增設(shè)備進(jìn)行采集控制，通過IO接線和RS458通訊，接入節(jié)能系統(tǒng)。
3.改造方案的挑戰(zhàn)：地鐵BAS系統(tǒng)權(quán)限優(yōu)先的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
BAS系統(tǒng)即環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的簡稱，暖通空調(diào)設(shè)備與其它系統(tǒng)和設(shè)備相互間的有序聯(lián)動控制和監(jiān)控由BAS系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。地鐵運(yùn)行過程中，BAS系統(tǒng)對相關(guān)設(shè)備有最高級的控制和信息采集權(quán)限。
現(xiàn)有BAS系統(tǒng)采用RS485接入方式,網(wǎng)絡(luò)協(xié)議為“一主多從”結(jié)構(gòu)，多路RS485用于接入風(fēng)機(jī)設(shè)備和空調(diào)設(shè)備，對空調(diào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)控制和采集。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖：
●難點(diǎn)一：控制權(quán)限優(yōu)先級
改造后，新增的節(jié)能系統(tǒng)需要獲取空調(diào)設(shè)備的控制和采集權(quán)限，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備進(jìn)行節(jié)能控制。因此，新增節(jié)能系統(tǒng)與BAS系統(tǒng)出現(xiàn)了控制權(quán)限分配問題。同時(shí)，原BAS系統(tǒng)為一對一的設(shè)備控制方式，與新增系統(tǒng)形成“二主一從”的控制方式，改造前的系統(tǒng)無法支持。
●難點(diǎn)二：通訊環(huán)境的復(fù)雜性
地鐵現(xiàn)場電磁干擾對通訊干擾比較大，新增硬件均需要接入節(jié)能系統(tǒng)和BAS系統(tǒng)，要求通訊可靠性高。地鐵站內(nèi)原有的空調(diào)系統(tǒng)和風(fēng)機(jī)系統(tǒng)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(tǒng)架構(gòu)、硬件選型、通訊鏈路、控制邏輯等多個(gè)方面進(jìn)行改造，具體如下：
1)通過自動、手動、應(yīng)急控制等多種模式實(shí)現(xiàn)BAS系統(tǒng)的控制優(yōu)先級別和系統(tǒng)的穩(wěn)定控制；
2)避免兩主站模式，實(shí)現(xiàn)BAS與節(jié)能系統(tǒng)的自動切換；
3)利用PLC控制功能，對節(jié)能設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、精準(zhǔn)控制，實(shí)現(xiàn)節(jié)能；
4)實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)和通風(fēng)系統(tǒng)的最優(yōu)化運(yùn)行。
改造方案中，選用本體自帶3路串口、1路以太網(wǎng)口的RPC2400可編程網(wǎng)關(guān)來解決上述遇到的難點(diǎn)和問題。方案中：
1)通過1路串口與空調(diào)送風(fēng)機(jī)（或回風(fēng)機(jī)、新風(fēng)風(fēng)機(jī)、空調(diào)冷水機(jī)組控制器、隧道風(fēng)機(jī)等），另1路連接原BAS系統(tǒng)通訊接口，并通過以太網(wǎng)網(wǎng)口連接節(jié)能控制系統(tǒng)。
2)RPC2400具有可編程控制器功能，通過對風(fēng)機(jī)、空調(diào)系統(tǒng)工作狀態(tài)、循環(huán)泵頻率等進(jìn)行采集上傳，實(shí)現(xiàn)BAS系統(tǒng)和節(jié)能控制系統(tǒng)控制指令自動判斷，對風(fēng)機(jī)、空調(diào)進(jìn)行控制，保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。
4.改造后的RS485連接方式：
5.節(jié)能系統(tǒng)改造后的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
當(dāng)下，工業(yè)互聯(lián)已經(jīng)在工業(yè)和制造業(yè)深入滲透，數(shù)以億萬的設(shè)備都需要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互通，成為物聯(lián)網(wǎng)的一員。RPC2400的可編程能力和數(shù)據(jù)采集、交互能力，非常適合現(xiàn)階段設(shè)備改造、工廠車間以及中小型系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)改造。RPC2400可以與多個(gè)廠家設(shè)備進(jìn)行通訊連接，已經(jīng)在制造業(yè)、空調(diào)、樓宇、污水處理、地鐵等領(lǐng)域廣泛使用。
