一種kemcs控制系統(tǒng)軟件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種KEMCS控制系統(tǒng)軟件，該軟件是根據(jù)各個(gè)設(shè)備的控制特點(diǎn)編制相應(yīng)的子程序模塊，再根據(jù)KEMCS控制系統(tǒng)的控制需求調(diào)用相應(yīng)的子程序，從而達(dá)到控制各個(gè)設(shè)備，再輔以滿足冗余設(shè)置的要求而編制的輔助程序塊，達(dá)到完善控制，該軟件主要由PLC通訊規(guī)約軟件、HMI監(jiān)控軟件、HMI監(jiān)控組態(tài)軟件、網(wǎng)絡(luò)通訊軟件、模擬測(cè)試軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)軟件組成，上述各子軟件都設(shè)計(jì)成模塊的方式，通過(guò)CORBA公共對(duì)象請(qǐng)求代理體系結(jié)構(gòu)的中間軟件總線連接、遵循TCP/IP協(xié)議，來(lái)實(shí)現(xiàn)通信，從而使模塊故障分離；本發(fā)明控制軌道交通全線車站及區(qū)間的環(huán)控及其它機(jī)電設(shè)備安全、高效、協(xié)調(diào)的運(yùn)行，保證地鐵車站及區(qū)間環(huán)境的良好舒適。
【專利說(shuō)明】一種KEMCS控制系統(tǒng)軟件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及軟件，尤其涉及一種KEMCS控制系統(tǒng)軟件，該軟件可應(yīng)用于軌道交通、鋼鐵、化工、電力、環(huán)保、水處理、冶金、煤炭等行業(yè)。

【背景技術(shù)】
[0002]軌道交通工程中有關(guān)環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控專業(yè)(簡(jiǎn)稱BAS專業(yè))是一個(gè)十分重要的部分，它是介于終端設(shè)備層和ISCS車站控制層中間的一個(gè)層面，取到負(fù)責(zé)整個(gè)BAS專業(yè)設(shè)備數(shù)據(jù)的采集、指令下發(fā)以及轉(zhuǎn)發(fā)工作。
[0003]BAS專業(yè)需要建立一個(gè)冗余通信接口與綜合監(jiān)控系統(tǒng)連接，主要任務(wù)是:采集車站和隧道內(nèi)的設(shè)備信息并上傳至車站或控制中心(OCC)的工作站、執(zhí)行車站工作站或OCC工作站發(fā)出的動(dòng)作指令或指令序列、實(shí)現(xiàn)車站環(huán)控設(shè)備的自動(dòng)控制起到溫度控制和節(jié)能的作用、實(shí)現(xiàn)風(fēng)路/水路上等關(guān)聯(lián)設(shè)備的連鎖保護(hù)、為重要設(shè)備實(shí)現(xiàn)運(yùn)行計(jì)時(shí)保護(hù)、實(shí)現(xiàn)災(zāi)害模式情況下自動(dòng)聯(lián)動(dòng)、報(bào)警處理等功能，所有這些都決定作為BAS專業(yè)的監(jiān)控系統(tǒng)軟件必須具有十分強(qiáng)大的功能。而現(xiàn)有技術(shù)中，控制系統(tǒng)軟件不能滿足軌道交通工程中BAS專業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)的全部要求。它對(duì)全線所有地下車站、高架站、車輛段、區(qū)間隧道內(nèi)設(shè)置的各種正常運(yùn)營(yíng)保障設(shè)施不能進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控管理，因此，以上所述軟件提供的系統(tǒng)控制安全性能有待解決。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供了一種KEMCS控制系統(tǒng)軟件，該控制軟件確保設(shè)備處于安全、可靠、高效、節(jié)能的最佳運(yùn)行狀態(tài)。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明通過(guò)以下方案來(lái)實(shí)現(xiàn):一種KEMCS控制系統(tǒng)軟件，KEMCS控制系統(tǒng)軟件是根據(jù)各個(gè)設(shè)備的控制特點(diǎn)編制相應(yīng)的子程序模塊，再根據(jù)KEMCS控制系統(tǒng)的控制需求調(diào)用相應(yīng)的子程序，從而達(dá)到控制各個(gè)設(shè)備，再輔以滿足冗余設(shè)置的要求而編制的輔助程序塊，達(dá)到完善控制，該軟件主要由PLC通訊規(guī)約軟件、HMI監(jiān)控軟件、HMI監(jiān)控組態(tài)軟件、網(wǎng)絡(luò)通訊軟件、模擬測(cè)試軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)軟件組成，上述各子軟件都設(shè)計(jì)成模塊的方式，通過(guò)CORBA公共對(duì)象請(qǐng)求代理體系結(jié)構(gòu)的中間軟件總線連接、遵循TCP/IP協(xié)議，來(lái)實(shí)現(xiàn)通信，從而使模塊故障分離；
a、所述PLC通訊規(guī)約軟件借助STEP7來(lái)實(shí)現(xiàn)，不僅可以對(duì)S7系列的PLC進(jìn)行組態(tài)和編程，還能對(duì)工業(yè)以太網(wǎng)、PR0FIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線、MPI現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行組態(tài)和編程以及進(jìn)行診斷，它是符合IEC1131標(biāo)準(zhǔn)的編程軟件包，擁有大量的用于過(guò)程控制的附加功能模塊；
b、所述HMI監(jiān)控軟件采用WinCCFlexible,基于Internet的操作、監(jiān)視和數(shù)據(jù)分析；
C、所述HMI監(jiān)控組態(tài)軟件選用WinCC，基于事件的處理，在線組態(tài)功能，強(qiáng)大的外部設(shè)備連接能力，支持所有類型的ActiveX、0LE，集成C0M/DC0M、0PC軟件技術(shù)，內(nèi)置多種通用流行產(chǎn)品的驅(qū)動(dòng)程序，兼容多種第三方硬件產(chǎn)品；
d、所述網(wǎng)絡(luò)通訊軟件支持S7標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP通信，支持OPC通信、并能進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)瀏覽、網(wǎng)絡(luò)診斷、通訊組態(tài)、軟件驅(qū)動(dòng)和數(shù)據(jù)通訊服務(wù)；
e、所述模擬測(cè)試軟件可以模擬網(wǎng)絡(luò)通訊，邏輯控制以及監(jiān)控畫(huà)面的運(yùn)行；
f、所述數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)軟件采用SQLServer 2005，可從BAS系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)備中讀寫(xiě)過(guò)程數(shù)據(jù)。
[0006]進(jìn)一步的，所述HMI監(jiān)控軟件支持友善的中文界面，世界范圍內(nèi)的在線語(yǔ)言轉(zhuǎn)換，具備完善的權(quán)限保護(hù)功能，對(duì)所使用的畫(huà)面、命令、標(biāo)簽等加以不同的限制，確保所有操作人員只能在其自身權(quán)限內(nèi)操作。
[0007]進(jìn)一步的，KEMCS控制系統(tǒng)軟件在各種控制模式下，對(duì)報(bào)警信息優(yōu)先處理并顯示。
[0008]進(jìn)一步的，所述HMI監(jiān)控組態(tài)軟件內(nèi)嵌完全的VBA。
[0009]進(jìn)一步的，所述網(wǎng)絡(luò)通訊軟件對(duì)于各層網(wǎng)絡(luò)，均可提供現(xiàn)成的通訊驅(qū)動(dòng)軟件，并可在在網(wǎng)絡(luò)層、總線層、MPI層的任何節(jié)點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行接口配置、實(shí)時(shí)透明網(wǎng)絡(luò)瀏覽、編程上傳或下載、在線診斷、數(shù)據(jù)通信等工作。
[0010]進(jìn)一步的，所述通訊驅(qū)動(dòng)軟件所使用的通信協(xié)議至少包括以太網(wǎng)使用S7通信協(xié)議、Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線使用S7通信協(xié)議、MPI接口使用S7通信協(xié)議。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:控制軌道交通全線車站及區(qū)間的環(huán)控及其它機(jī)電設(shè)備安全、高效、協(xié)調(diào)的運(yùn)行，保證地鐵車站及區(qū)間環(huán)境的良好舒適，產(chǎn)生最佳的節(jié)能效果，并在突發(fā)事件(如火災(zāi))時(shí)指揮環(huán)控設(shè)備轉(zhuǎn)向特定模式，為地鐵乘車環(huán)境提供安全保證。KEMCS控制系統(tǒng)控制軟件具有監(jiān)視功能、控制功能、顯示功能、調(diào)節(jié)功能、參數(shù)存儲(chǔ)功能、統(tǒng)計(jì)功能、維護(hù)等功能。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明KEMCS控制系統(tǒng)軟件的主要子軟件的組成。
[0013]圖2為本發(fā)明KEMCS控制系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)圖。
[0014]圖3為本發(fā)明設(shè)備操作執(zhí)行的邏輯圖。
[0015]圖4為本發(fā)明KEMCS控制系統(tǒng)軟件正常模式動(dòng)作流程邏輯圖。
[0016]圖5為本發(fā)明KEMCS控制系統(tǒng)軟件火災(zāi)模式動(dòng)作流程邏輯圖。
[0017]圖6為本發(fā)明KEMCS控制系統(tǒng)軟件阻塞模式動(dòng)作流程邏輯圖。
[0018]圖7為本發(fā)明車站設(shè)備控制權(quán)限邏輯。
[0019]圖8為本發(fā)明模式執(zhí)行和設(shè)備動(dòng)作操作示意圖。
[0020]圖9為本發(fā)明設(shè)備操作執(zhí)行的邏輯圖。
[0021]圖10為本發(fā)明正常模式的動(dòng)作執(zhí)行邏輯圖。
[0022]圖11為本發(fā)明火災(zāi)模式的動(dòng)作執(zhí)行邏輯圖。
[0023]圖12為本發(fā)明阻塞模式動(dòng)作流程邏輯圖。
[0024]圖13為本發(fā)明智能控制算法的具體優(yōu)化算法邏輯圖。

【具體實(shí)施方式】
[0025]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明。
[0026]BAS系統(tǒng)專業(yè)主要監(jiān)控的設(shè)備有:通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備、給排水系統(tǒng)、電梯/自動(dòng)扶梯、照明系統(tǒng)、電動(dòng)二通閥、電保溫、電子凈化裝置、溫濕度傳感器、CO2濃度傳感器等，車站BAS系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行全面、有效地自動(dòng)化監(jiān)控及管理，并與火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)(FAS)和綜合監(jiān)控系統(tǒng)(ISCS)主體系統(tǒng)聯(lián)接，確保設(shè)備處于安全、可靠、高效、節(jié)能的最佳運(yùn)行狀態(tài)，從而提供一個(gè)舒適的乘車環(huán)境，并能在火災(zāi)或阻塞等災(zāi)害事故狀態(tài)下，更好地協(xié)調(diào)車站設(shè)備的運(yùn)行，充分發(fā)揮各種設(shè)備應(yīng)有的作用，保證乘客的安全和設(shè)備的正常運(yùn)行。
[0027]本發(fā)明KEMCS控制系統(tǒng)軟件是一套充分滿足地鐵環(huán)控特點(diǎn)和城市氣候差異的、整合當(dāng)代世界最新技術(shù)的高性能、智能化的BAS控制系統(tǒng)，由中央管理級(jí)、車站監(jiān)控級(jí)、現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)監(jiān)控設(shè)備及相關(guān)通信網(wǎng)絡(luò)共同構(gòu)成實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，充分體現(xiàn)了分散控制、集中管理、資源共享的基本原則，達(dá)到營(yíng)造舒適的環(huán)境、降低能源消耗、節(jié)省人力、提高管理水平的目的，全面滿足地鐵運(yùn)營(yíng)管理的需要。
[0028]KEMCS系統(tǒng)主要分三層組成，中間間隔層、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備層、上位監(jiān)控層。間隔層借助可編程邏輯控制器為載體，通過(guò)一適合各種設(shè)備以及國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)約協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)終端層設(shè)備數(shù)據(jù)的采集和指令下發(fā)，以及各種邏輯功能運(yùn)算；網(wǎng)絡(luò)層主要是實(shí)現(xiàn)間隔層和監(jiān)控層的物理連接以及決定采用何種傳輸協(xié)議；監(jiān)控層作為一個(gè)人機(jī)界面，主要是將間隔層的數(shù)據(jù)按照工藝流程的方式顯示打印，以此方便用戶和現(xiàn)場(chǎng)操作人員對(duì)整個(gè)系統(tǒng)設(shè)備的監(jiān)視和控制。
[0029]以下用具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作具體說(shuō)明。
[0030]實(shí)施例1:
地下車站控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用KEMCS控制系統(tǒng)軟件，并采用分層分布式結(jié)構(gòu)，設(shè)備主要包括車站A、B兩端的控制柜內(nèi)安裝的可編程邏輯控制模塊，還有安裝在環(huán)控電控室控制柜內(nèi)的光電轉(zhuǎn)換器和網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換器以及安裝在車站不同設(shè)備層的遠(yuǎn)程通訊子站。可編程控制器選用冗余S7-400H系列產(chǎn)品，在車站兩端環(huán)控電控室內(nèi)各設(shè)一套冗余的CPU 414-4H通訊控制器。遠(yuǎn)程通訊子站采用ET200M，遠(yuǎn)程站裝在模塊箱內(nèi)，模塊箱安裝在車站不同的設(shè)備層，通過(guò)冗余PR0FIBUS雙總線和冗余通訊接口模塊接入冗余控制器。I/O模塊和通訊模塊采用S7-300系列，模塊安裝在模塊箱內(nèi)的ET200M遠(yuǎn)程I/O站上。
[0031]A端環(huán)控電控室設(shè)置PLC機(jī)柜，機(jī)柜中配置一塊冗余PLC機(jī)架UR2-H，UR2-H分為兩段，分別為RACKO和RACKl。在RACKO和RACKl分別配置了一塊電源、一塊冗余CPU、一塊CP443-5 PR0FIBUS接口模塊、三塊CP443-1以太網(wǎng)通訊模塊。其中四塊CP443-1分別接入屬于不同網(wǎng)段的車站級(jí)綜合監(jiān)控系統(tǒng)交換機(jī)，用于向上和ISCS系統(tǒng)進(jìn)行通訊，將BAS系統(tǒng)所有信息上傳給ISCS，同時(shí)接收ISCS下達(dá)的控制指令，如設(shè)備命令、模式動(dòng)作、時(shí)間表下發(fā)等，從而實(shí)現(xiàn)不同工況下的設(shè)備控制；另外兩塊CP443-1用于和智能低壓通訊，智能低壓將現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)機(jī)設(shè)備等信息上傳給KEMCS系統(tǒng)，同時(shí)接收KEMCS下傳的設(shè)備控制命令。當(dāng)以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn)之間距離超過(guò)80米時(shí)，采用光纜連接。
[0032]B端環(huán)控電控室同樣配置了 PLC機(jī)柜，機(jī)柜中配置一塊冗余PLC機(jī)架UR2-H，UR2_H分為兩段，分別為RACKO和RACKl。在RACKO和RACKl分別配置了一塊電源、一塊冗余CPU、一塊CP443-5 PR0FIBUS接口模塊、一塊CP443-1以太網(wǎng)通訊模塊。CP443-1用于和智能低壓系統(tǒng)進(jìn)行通訊，智能低壓將現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)機(jī)設(shè)備等信息上傳給KEMCS系統(tǒng)，同時(shí)接收KEMCS下傳的設(shè)備控制命令。當(dāng)以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn)之間距離超過(guò)80米時(shí)，采用光纜連接。
[0033]B端冗余PLC控制器通過(guò)Profibus冗余雙總線光纖網(wǎng)接入A端冗余PLC控制器。A端的PLC冗余機(jī)架上ROCKO中的一塊PR0FIBUS接口模塊CP443-5和B端冗余機(jī)架上RACKO中的一塊CP443-5連接，A端的機(jī)架上RACKl中的CP443-5和B端的機(jī)架上RACKl中的CP443-5連接，用于PROFIBUS鏈路連接進(jìn)行通訊，這樣保證了 B端PLC控制器的所有信息可靠的傳送給A端PLC控制器，所有的權(quán)限解析、模式指令均由A端PLC控制器發(fā)出，B端PLC控制器只對(duì)B端的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和設(shè)備級(jí)驅(qū)動(dòng)控制，這樣可以大力提高系統(tǒng)的處理能力、可靠性和功能合理分配等。
[0034]在車站A端設(shè)置一臺(tái)維護(hù)工作站(SIMATIC Rack PC 547C)，完成整個(gè)BAS專業(yè)系統(tǒng)的監(jiān)控。在A端冗余機(jī)架上有兩塊位于不同網(wǎng)段的以太網(wǎng)模塊CP443-1，既與車站級(jí)綜合監(jiān)控交換機(jī)相連又與A端維護(hù)工作站相連。
[0035]B端設(shè)置一臺(tái)維護(hù)終端(SIMATIC MP377 15〃)，只對(duì)B端的BAS專業(yè)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。
[0036]在車站控制室IBP盤(pán)(綜合監(jiān)控系統(tǒng)提供)設(shè)置一套非冗余S7-300型PLC控制器S7 315-2DP及I/O模塊，通過(guò)冗余Profibus總線接入主控制器，同時(shí)配置一套應(yīng)急操作終端SIMATIC MP377 15〃與IBP盤(pán)PLC控制器通過(guò)MPI網(wǎng)絡(luò)通訊，IBP盤(pán)PLC控制器與主控制器相連構(gòu)成車站級(jí)BAS系統(tǒng)。觸摸屏監(jiān)控車站及區(qū)間的火災(zāi)及阻塞模式，IBP盤(pán)上設(shè)置一鑰匙使能開(kāi)關(guān)，當(dāng)鑰匙在“允許”位置時(shí)，觸摸屏操作功能允許，當(dāng)鑰匙在“禁止”位置時(shí)，觸摸屏操作功能被禁止。
[0037]在IBP盤(pán)PLC配置一塊通訊協(xié)議網(wǎng)關(guān)CP341，將FAS主機(jī)信號(hào)通過(guò)冗余現(xiàn)場(chǎng)總線接入主控制器，火災(zāi)模式下，F(xiàn)AS向BAS下發(fā)火災(zāi)模式指令，BAS控制器將按預(yù)定工況轉(zhuǎn)入災(zāi)害模式下啟動(dòng)相關(guān)設(shè)備。
[0038]兩端PLC下設(shè)置Profibus雙總線將各類RI/0、具有智能通信口的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和就地現(xiàn)場(chǎng)小型控制器等設(shè)備統(tǒng)一接入，分別對(duì)車站兩端的機(jī)電設(shè)備(暖通空調(diào)、電扶梯、低壓照明、給排水等正常和火災(zāi)情況下共用設(shè)備)進(jìn)行監(jiān)控管理。在環(huán)控電控室內(nèi)同BAS系統(tǒng)接口的監(jiān)控設(shè)備部分采用硬接線方式，部分采用通訊方式。采用硬接線接口的監(jiān)控設(shè)備接至ET200M遠(yuǎn)程I/O模塊的接線端子外側(cè)上，采用通訊方式接口的設(shè)備接至ET200M遠(yuǎn)程站內(nèi)的串口通訊模塊CP341上，采用MODBUS RS485通訊方式。
[0039]區(qū)間的PLC通過(guò)冗余雙總線，接入相近的車站A端PLC網(wǎng)絡(luò)。
[0040]與其它車站的BAS專業(yè)系統(tǒng)通訊，通過(guò)另外插入A端或B端冗余機(jī)架上的兩塊CP443-1以太網(wǎng)模塊通訊，通訊協(xié)議MODBUS TCP/IP。
[0041]如圖1所示，本發(fā)明KEMCS系統(tǒng)軟件主要由PLC通訊規(guī)約軟件、HMI監(jiān)控軟件、HMI監(jiān)控組態(tài)軟件、網(wǎng)絡(luò)通訊軟件、模擬測(cè)試軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)軟件組成。各子軟件都設(shè)計(jì)成模塊的方式，通過(guò)CORBA (Common Object Request Brokers,公共對(duì)象請(qǐng)求代理體系結(jié)構(gòu))中間軟件總線連接、遵循TCP/IP協(xié)議，來(lái)實(shí)現(xiàn)通信，從而使模塊故障分離。
[0042]1、PLC通訊規(guī)約軟件:
該子軟件借助STEP7來(lái)實(shí)現(xiàn)。STEP7軟件不僅可以對(duì)S7系列的PLC進(jìn)行組態(tài)和編程，還能對(duì)工業(yè)以太網(wǎng)、PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線、MPI現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行組態(tài)和編程以及進(jìn)行診斷。它是符合IEC1131標(biāo)準(zhǔn)的編程軟件包，擁有大量的用于過(guò)程控制的附加功能模塊，包括以下主要功能:
1)離線編程/模擬測(cè)試；
2)在線維護(hù)、編輯； 3)I/O模塊狀態(tài)檢查；
4)處理器/控制器診斷；
5)控制器編程軟件應(yīng)提供多種管理功能和編程語(yǔ)言；
6)編程軟件應(yīng)提供豐富的函數(shù)庫(kù)供順序控制、過(guò)程控制、系統(tǒng)診斷等使用；
7)具有矩陣指令功能；
8)自整定PID功能。
[0043]2、HMI監(jiān)控軟件:
HMI監(jiān)控軟件采用WinCCFlexible。支持Windows操作系統(tǒng)、支持1280X1024分辨率，顏色不少于24/32位真彩。
[0044]HMI監(jiān)控軟件支持友善的中文界面，世界范圍內(nèi)的在線語(yǔ)言轉(zhuǎn)換，具備完善的權(quán)限保護(hù)功能，對(duì)所使用的畫(huà)面、命令、標(biāo)簽等加以不同的限制，確保所有操作人員只能在其自身權(quán)限內(nèi)操作。編程軟件提供多種編程語(yǔ)言，監(jiān)控軟件具有高級(jí)編程接口，可利用VB調(diào)用HMI軟件中的高級(jí)編程對(duì)象。包含變量及通訊管理、圖形組態(tài)、報(bào)表、報(bào)警、權(quán)限管理、歸檔、腳本等功能。同時(shí)能顯示4個(gè)以上趨勢(shì),且至少每2S掃描一次；基于Internet的操作、監(jiān)視和數(shù)據(jù)分析；內(nèi)置大型數(shù)據(jù)庫(kù)，具有數(shù)據(jù)歸檔功能；強(qiáng)大的圖形組態(tài)系統(tǒng)，支持多圖層。
[0045]3、HMI監(jiān)控組態(tài)軟件:
HMI監(jiān)控組態(tài)軟件選用WinCC。具備很高的可靠性和一定的實(shí)時(shí)性；采用多任務(wù)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，使得系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和集成變得十分簡(jiǎn)便，具有良好的可移植性，可擴(kuò)性和聯(lián)網(wǎng)功能。便于功能和系統(tǒng)的擴(kuò)充和升級(jí)，使系統(tǒng)能適應(yīng)功能的增加和規(guī)模的擴(kuò)充要求。具有友好的人機(jī)界面。
[0046]包括以下功能:
1)采用當(dāng)今開(kāi)放的系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，基于對(duì)象設(shè)計(jì)的系統(tǒng)；
2)支持中文顯示，圖形畫(huà)面顯示，具有豐富的圖形庫(kù)；
3)基于事件的處理，在線組態(tài)功能；
4)支持開(kāi)放的、符合ODBC特征的數(shù)據(jù)庫(kù)，并能與編程軟件及其他的專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)軟件共享數(shù)據(jù)庫(kù)；
5)強(qiáng)大的外部設(shè)備連接能力，支持所有類型的ActiveX、OLE(ACTIVEX的前身)，集成C0M/DC0M、OPC等最先進(jìn)現(xiàn)代軟件技術(shù)，內(nèi)置多種通用流行產(chǎn)品的驅(qū)動(dòng)程序，兼容多種第三方硬件產(chǎn)品；
6)支持10M/100M以太網(wǎng)連接；
7)自動(dòng)采集、儲(chǔ)存、顯示歷史數(shù)據(jù)，分析過(guò)程趨勢(shì)；
8)具有趨勢(shì)顯示工具，支持實(shí)時(shí)及歷史趨勢(shì)圖在同一畫(huà)面顯示；
9)具有報(bào)警及信息管理，提供報(bào)警區(qū)域選擇、報(bào)警過(guò)濾等功能；
10)具有實(shí)時(shí)故障滾動(dòng)畫(huà)面，時(shí)間事件及間隔的數(shù)據(jù)抽??；
11)監(jiān)控軟件內(nèi)嵌完全的VBA，而不只是VBA的一個(gè)子集；
12)具備完善的權(quán)限保護(hù)功能，確保所有操作人員只能在其自身權(quán)限內(nèi)操作；
13)數(shù)學(xué)及邏輯運(yùn)算和擴(kuò)展編程功能。
[0047]4、網(wǎng)絡(luò)通訊軟件=WinCC內(nèi)嵌完善、成熟的通訊軟件，支持S7標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP通信，支持OPC通信、并能進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)瀏覽、網(wǎng)絡(luò)診斷、通訊組態(tài)、軟件驅(qū)動(dòng)和數(shù)據(jù)通訊服務(wù)。
[0048]對(duì)于各層網(wǎng)絡(luò)，均可提供現(xiàn)成的通訊驅(qū)動(dòng)軟件(可以通過(guò)以太網(wǎng)使用S7通信協(xié)議，也可以通過(guò)Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線使用S7通信協(xié)議，還可以通過(guò)MPI接口使用S7通信協(xié)議進(jìn)行通信)，利用這個(gè)通信驅(qū)動(dòng)軟件，可在網(wǎng)絡(luò)層、總線層、MPI層的任何節(jié)點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行接口配置、實(shí)時(shí)透明網(wǎng)絡(luò)瀏覽、編程上/下載、在線診斷、數(shù)據(jù)通信等工作，非常方便。
[0049]利用全集成自動(dòng)化系統(tǒng)的解決方案，使用一個(gè)統(tǒng)一的組態(tài)工具軟件，就可以完成對(duì)各層網(wǎng)絡(luò)的組態(tài)，進(jìn)行節(jié)點(diǎn)地址設(shè)定、參數(shù)設(shè)置、設(shè)備調(diào)試、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)規(guī)劃/優(yōu)化等。在WinCC內(nèi)部能提供豐富的診斷工具(如利用IE工具對(duì)工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)的性能監(jiān)控和組態(tài))對(duì)網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)層次進(jìn)行診斷和監(jiān)控，以最優(yōu)化我們的系統(tǒng)。
[0050]WinCC軟件支持OPC、DDE等數(shù)據(jù)傳輸方式，在需要時(shí)還可以提供多種第三方專用的通信驅(qū)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)與其他系統(tǒng)或設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信，并可根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際情況對(duì)控制系統(tǒng)的實(shí)際提供優(yōu)化的通訊服務(wù)。
[0051]5、模擬測(cè)試軟件:STEP7和WinCC flexible都內(nèi)置了功能強(qiáng)大的模擬測(cè)試程序，可以模擬網(wǎng)絡(luò)通訊，邏輯控制以及監(jiān)控畫(huà)面的運(yùn)行。
[0052]6、數(shù)據(jù)庫(kù)軟件:數(shù)據(jù)庫(kù)軟件采用SQL Server 2005。
[0053]SQL Server 2005是Microsoft推出的大型網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng),是創(chuàng)建企業(yè)大型應(yīng)用的最佳核心引擎數(shù)據(jù)庫(kù)之一。SQL Server 2005是一個(gè)具備完全Web支持的數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品，提供了對(duì)可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言(XML)的核心支持以及在Internet上和防火墻外進(jìn)行查詢的能力。
[0054]SQL Server 2005數(shù)據(jù)庫(kù)具有以下特點(diǎn):
1)分布式數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)非常靈活，可任意組建各種規(guī)模的企業(yè)應(yīng)用；
2)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)具有高可靠性和數(shù)據(jù)的完整性；
3)有Nevigator組件，能提供功能強(qiáng)大的企業(yè)級(jí)實(shí)時(shí)信息系統(tǒng)客戶端應(yīng)用工具；
4)支持雙服務(wù)器/客戶機(jī)結(jié)構(gòu)、多服務(wù)器/客戶機(jī)結(jié)構(gòu)，具有靈活的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)可滿足用戶的各種需求；
5)基于Windows操作系統(tǒng)的強(qiáng)大的控制中心軟件，它的設(shè)計(jì)起點(diǎn)很高，具有高速的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和檢索性能；
6)具有強(qiáng)大的報(bào)警管理功能，提供了多種報(bào)警和事件查詢工具，可以非常方便地查詢報(bào)警和事件；
7)可從BAS系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)備中讀寫(xiě)過(guò)程數(shù)據(jù)。
[0055]Microsoft SQL Server 2005 的特性還包括。
[0056]I) Internet 集成:
SQL Server 2005數(shù)據(jù)庫(kù)引擎提供完整的XML支持。它還具有構(gòu)成最大的Web站點(diǎn)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)組件所需的可伸縮性、可用性和安全功能。SQL Server 2005程序設(shè)計(jì)模型與Windows DNA構(gòu)架集成,用以開(kāi)發(fā)Web應(yīng)用程序,并且SQL Server 2005支持EnglishQuery和Microsoft搜索服務(wù)等功能,在Web應(yīng)用程序中包含了用戶友好的查詢和強(qiáng)大的搜索功能。
[0057]2)可伸縮性和可用性:
同一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)引擎可以在不同的平臺(tái)上使用，從運(yùn)行Microsoft Windows? 98的便攜式電腦，到運(yùn)行Microsoft Windows 2000數(shù)據(jù)中心版的大型多處理器服務(wù)器。SQLServer 2005企業(yè)版支持聯(lián)合服務(wù)器、索引視圖和大型內(nèi)存支持等功能，使其得以升級(jí)到最大Web站點(diǎn)所需的性能級(jí)別。
[0058]3)企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)功能:
SQL Server 2005關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)引擎支持當(dāng)今苛刻的數(shù)據(jù)處理環(huán)境所需的功能。數(shù)據(jù)庫(kù)引擎充分保護(hù)數(shù)據(jù)完整性，同時(shí)將管理上千個(gè)并發(fā)修改數(shù)據(jù)庫(kù)的用戶的開(kāi)銷減到最小。SQLServer 2005分布式查詢使您得以引用來(lái)自不同數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)，就好象這些數(shù)據(jù)是SQLServer 2005數(shù)據(jù)庫(kù)的一部分，同時(shí)分布式事務(wù)支持充分保護(hù)任何分布式數(shù)據(jù)更新的完整性。復(fù)制同樣使您得以維護(hù)多個(gè)數(shù)據(jù)復(fù)本，同時(shí)確保單獨(dú)的數(shù)據(jù)復(fù)本保持同步?？蓪⒁唤M數(shù)據(jù)復(fù)制到多個(gè)移動(dòng)的脫接用戶，使這些用戶自主地工作，然后將他們所做的修改合并回發(fā)布服務(wù)器。
[0059]4)易于安裝、部署和使用:
SQL Server 2005中包括一系列管理和開(kāi)發(fā)工具，這些工具可改進(jìn)在多個(gè)站點(diǎn)上安裝、部署、管理和使用SQL Server的過(guò)程。SQL Server 2005還支持基于標(biāo)準(zhǔn)的、與Windows DNA集成的程序設(shè)計(jì)模型,使SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的使用成為生成強(qiáng)大的可伸縮系統(tǒng)的無(wú)縫部分。這些功能使您得以快速交付SQL Server應(yīng)用程序，使客戶只需最少的安裝和管理開(kāi)銷即可實(shí)現(xiàn)這些應(yīng)用程序。
[0060]5)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù):
SQL Server 2005中包括析取和分析匯總數(shù)據(jù)以進(jìn)行聯(lián)機(jī)分析處理(OLAP)的工具。SQL Server中還包括一些工具,可用來(lái)直觀地設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)并通過(guò)English Query來(lái)分析數(shù)據(jù)。
[0061]如圖2所示的KEMCS控制系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)圖，本部分的功能由ISCS主體系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，車站ISCS直接與車站的KEMCS系統(tǒng)相連，OCC ISCS通過(guò)車站ISCS實(shí)現(xiàn)與KEMCS系統(tǒng)的連接。車站ISCS服務(wù)器通過(guò)Modbus TCP/IP協(xié)議實(shí)現(xiàn)冗余通訊，車站ISCS服務(wù)器作為客戶端輪詢KEMCS系統(tǒng)數(shù)據(jù)，其通訊數(shù)據(jù)格式及其冗余方式按照ISCS主體系統(tǒng)要求完成。
[0062]車站ISCS和OCC ISCS都包括服務(wù)器、操作員工作站(HMI)等設(shè)備，服務(wù)器運(yùn)行實(shí)現(xiàn)ISCS BAS系統(tǒng)功能的后臺(tái)程序、操作員工作站實(shí)現(xiàn)“人機(jī)對(duì)話”功能。在ISCS主體系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，運(yùn)行人員對(duì)KEMCS子系統(tǒng)的所有操作功能都通過(guò)本部分實(shí)現(xiàn)。
[0063]BAS專業(yè)的維護(hù)工作站的功能分為HMI功能、B端觸摸屏的組態(tài)功能、IBP盤(pán)觸摸屏的組態(tài)功能。B端觸摸屏的組態(tài)功能、IBP盤(pán)觸摸屏的組態(tài)功能為應(yīng)用安裝在工作站上的WinCCFlexible軟件打開(kāi)二次開(kāi)發(fā)后的觸摸屏軟件進(jìn)行修改、維護(hù)，此功能運(yùn)行時(shí)，其他功能軟件退出；HMI軟件是利用WinCCFlexible進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)后的軟件，其運(yùn)行在Windows操作系統(tǒng)下的WinCCFlexible軟件平臺(tái)上，此功能運(yùn)行時(shí)，其他功能軟件退出。在正常情況下BAS專業(yè)的維護(hù)工作站運(yùn)行HMI功能，操作人員不得在進(jìn)行以上維護(hù)功能的情況下退出HMI軟件。
[0064]HMI的功能可以概括為以下內(nèi)容:獲得/退出控制權(quán)限、全站設(shè)備的點(diǎn)動(dòng)控制、全站的設(shè)備的模式控制(不包括區(qū)間模式)、全站設(shè)備的狀態(tài)查看(包括接入本站的區(qū)間設(shè)備)、全站的模式執(zhí)行對(duì)比表、重要參數(shù)的數(shù)據(jù)曲線，重要參數(shù)包括進(jìn)風(fēng)溫濕度、站廳站臺(tái)溫濕度、回風(fēng)溫濕度。獲得/退出控制權(quán)限功能是靠HMI修改主PLC程序中的權(quán)限狀態(tài)位來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0065]觸摸屏只有HMI功能，其內(nèi)容也與維護(hù)工作站不同，具體為:獲得/退出控制權(quán)限、B端設(shè)備的點(diǎn)動(dòng)控制、B端設(shè)備的狀態(tài)查看(包括接入本站的本端區(qū)間設(shè)備)、重要參數(shù)的數(shù)據(jù)曲線，重要參數(shù)包括本端的進(jìn)風(fēng)溫濕度、站廳站臺(tái)溫濕度、回風(fēng)溫濕度。獲得/退出控制權(quán)限功能是靠HMI修改主PLC程序中的權(quán)限狀態(tài)位來(lái)實(shí)現(xiàn)，權(quán)限狀態(tài)的連接的主PLC程序中的點(diǎn)與維護(hù)工作站上連的為同一點(diǎn)。
[0066]本發(fā)明KEMCS控制系統(tǒng)軟件模式執(zhí)行和設(shè)備動(dòng)作操作。
[0067]1、如圖3所示，模式執(zhí)行過(guò)程，從模式指令來(lái)源發(fā)來(lái)的模式控制指令先會(huì)被送到主控制器中，控制器經(jīng)過(guò)邏輯計(jì)算，判斷此指令是否為權(quán)限允許的指令。如果指令來(lái)源和系統(tǒng)當(dāng)前的權(quán)限狀態(tài)相符合，主控制器進(jìn)入系統(tǒng)當(dāng)前工況判斷，符合條件的指令進(jìn)入模式分解過(guò)程，將模式規(guī)定的設(shè)備需要進(jìn)行的動(dòng)作指令一一計(jì)算出，然后通過(guò)通訊下發(fā)到低壓設(shè)備智能控制系統(tǒng)、遠(yuǎn)程I/O等，由低壓設(shè)備智能控制系統(tǒng)和遠(yuǎn)程I/O對(duì)設(shè)備的控制回路進(jìn)行控制。
[0068]主控制器將設(shè)備的動(dòng)作指令發(fā)出的同時(shí)，啟動(dòng)定時(shí)器對(duì)模式執(zhí)行時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)并輪詢低壓設(shè)備智能控制系統(tǒng)等相關(guān)接口方的設(shè)備狀態(tài)。在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)對(duì)此模式所需動(dòng)作的設(shè)備的規(guī)定狀態(tài)與設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)進(jìn)行對(duì)比，如果在規(guī)定時(shí)間內(nèi)此模式所要求的設(shè)備均已到此模式要求的狀態(tài)，則返回模式執(zhí)行成功信號(hào)，反之返回模式執(zhí)行失敗信號(hào)。模式的執(zhí)行成功或失敗信號(hào)均在HMI顯示或報(bào)警。
[0069]2、如圖4所示，正常模式執(zhí)行:正常模式的指令來(lái)源有:KEMCS-HMI點(diǎn)動(dòng)、車站ISCS點(diǎn)動(dòng)、OCC ISCS點(diǎn)動(dòng)、時(shí)間表解析發(fā)出的模式指令。正常模式的狀態(tài)分為:未啟動(dòng)、執(zhí)行中、執(zhí)行成功和執(zhí)行失敗。未啟動(dòng)表示該模式未被觸發(fā)執(zhí)行；執(zhí)行中表示該模式已開(kāi)始啟動(dòng)，但其執(zhí)行時(shí)間還未結(jié)束(設(shè)備按模式要求動(dòng)作中)；模式執(zhí)行時(shí)間結(jié)束后，根據(jù)該模式中設(shè)備狀態(tài)是否符合模式要求，判斷模式的執(zhí)行結(jié)果為成功或失敗。
[0070]3、如圖5所示,火災(zāi)模式執(zhí)行,火災(zāi)模式的指令來(lái)源分為:FAS火災(zāi)報(bào)警指令、IBP盤(pán)按鈕指令、KEMCS- HMI點(diǎn)動(dòng)、車站ISCS點(diǎn)動(dòng)、OCC ISCS點(diǎn)動(dòng)(僅限于隧道火災(zāi))?；馂?zāi)模式的狀態(tài)標(biāo)志為:未啟動(dòng)、執(zhí)行中、執(zhí)行成功和執(zhí)行失敗。未啟動(dòng)表不該模式未被觸發(fā)執(zhí)行；執(zhí)行中表示該模式已開(kāi)始啟動(dòng)，但其執(zhí)行時(shí)間還未結(jié)束(設(shè)備按模式要求動(dòng)作中)；模式執(zhí)行時(shí)間結(jié)束后，根據(jù)該模式中設(shè)備狀態(tài)是否符合模式要求，判斷模式的執(zhí)行結(jié)果為成功或失敗。
[0071]火災(zāi)模式的執(zhí)行優(yōu)先級(jí)別最高，火災(zāi)模式可以自由搶占正在執(zhí)行的正常模式，而正常模式指令不能搶占火災(zāi)模式的執(zhí)行。所以在火災(zāi)消除以后，系統(tǒng)必須進(jìn)行“火災(zāi)復(fù)位后”才能轉(zhuǎn)入正常模式。
[0072]4、如圖6所示的阻塞模式執(zhí)行，阻塞模式的指令來(lái)源為:0CC ISCS點(diǎn)動(dòng)/聯(lián)動(dòng)、IBP盤(pán)觸摸屏點(diǎn)動(dòng)，在任何狀態(tài)下阻塞模式的啟動(dòng)和解除都需有OCC運(yùn)營(yíng)人員參與。阻塞模式解除后區(qū)間隧道模式進(jìn)入正常工況模式。阻塞模式的狀態(tài)標(biāo)志為:未啟動(dòng)、執(zhí)行中、執(zhí)行成功和執(zhí)行失敗。未啟動(dòng)表示該模式未被觸發(fā)執(zhí)行；執(zhí)行中表示該模式已開(kāi)始啟動(dòng)，但其執(zhí)行時(shí)間還未結(jié)束(設(shè)備按模式要求動(dòng)作中)；模式執(zhí)行時(shí)間結(jié)束后，根據(jù)該模式中設(shè)備狀態(tài)是否符合模式要求，判斷模式的執(zhí)行結(jié)果為成功或失敗。
[0073]阻塞模式屬于災(zāi)害模式的一種，執(zhí)行優(yōu)先級(jí)別較正常模式高，較火災(zāi)模式為低。即:系統(tǒng)在正常工況下運(yùn)行時(shí)，接收阻塞模式指令系統(tǒng)就進(jìn)入阻塞工況，接收到火災(zāi)模式指令系統(tǒng)就進(jìn)入火災(zāi)工況；系統(tǒng)在阻塞工況運(yùn)行時(shí)，接收到正常模式指令系統(tǒng)將丟棄其收到的模式指令而繼續(xù)按原阻塞工況運(yùn)行，但接收到火災(zāi)模式指令時(shí)系統(tǒng)即進(jìn)入火災(zāi)工況；系統(tǒng)在火災(zāi)工況下運(yùn)行時(shí)，無(wú)論接收到的是正常模式指令還是阻塞模式指令，系統(tǒng)都將丟棄其收到的模式指令而不予執(zhí)行，繼續(xù)按原火災(zāi)工況運(yùn)行。
[0074]本發(fā)明KEMCS控制系統(tǒng)軟件還涉及暖通空調(diào)通風(fēng)和照明節(jié)能的控制，暖通空調(diào)通風(fēng)和照明節(jié)能子系統(tǒng)也是作為KEMCS控制系統(tǒng)的一個(gè)模塊子系統(tǒng)。
[0075]根據(jù)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能需要，需引入綜合監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)中每日天氣預(yù)報(bào)相關(guān)參數(shù)——Tmax，Tmin及天氣情況參數(shù)(晴、云、雨、雪、風(fēng)、沙等)，并由KEMCS主控制器變成來(lái)實(shí)現(xiàn)下述擬合公式:
Tout = A*Tmax + B*Tmin (經(jīng)驗(yàn)公式)
其中，Tmax為天氣預(yù)報(bào)日最高氣溫(整型量)，Tmin為天氣預(yù)報(bào)日最低氣溫(整型量)；Tout為擬合計(jì)算的室外氣溫(實(shí)型量，精確到小數(shù)點(diǎn)后I位)。A、B分別為擬合參數(shù)(實(shí)型量，要求2位有效數(shù)字)，初定值為A=0。65, B=O0 35。A與B在KEMCS-HMI界面設(shè)為“運(yùn)營(yíng)權(quán)限可調(diào)輸入?yún)?shù)”，可以根據(jù)需求來(lái)調(diào)整。
[0076]所述KEMCS控制系統(tǒng)的軟件按功能可以分為4個(gè)部分，第I部分為ISCS工作站的KEMCS監(jiān)控系統(tǒng)軟件、第2部分為BAS專業(yè)系統(tǒng)維護(hù)工作站和觸摸屏上的HMI軟件、第3部分為PLC通訊規(guī)約軟件、第4部分為IBP盤(pán)PLC和觸摸屏軟件，各部分之間通過(guò)通訊實(shí)現(xiàn)聯(lián)通共同完成BAS專業(yè)系統(tǒng)的所有監(jiān)控功能。
[0077]第I部分在ISCS工作站上的KEMCS監(jiān)控系統(tǒng)軟件又分成了車站工作站、OCC工作站兩部分；第2部分的BAS專業(yè)維護(hù)工作站在每個(gè)車站都設(shè)置，安裝于BAS專業(yè)的PLC機(jī)柜內(nèi)，觸摸屏僅存在于地下車站的B端，維護(hù)工作站和觸摸屏的權(quán)限不同且功能上也有區(qū)別；第3部分PLC軟件分為A端PLC軟件(在高架站、車輛段稱為PLC軟件，以下簡(jiǎn)稱主PLC軟件)、B端PLC軟件(僅在地下車站有，高架車站無(wú)此軟件)，主PLC軟件的功能為全站的邏輯運(yùn)算和本端的設(shè)備驅(qū)動(dòng)功能、B端PLC軟件負(fù)責(zé)與主PLC的通訊以及本端設(shè)備的驅(qū)動(dòng)功能；第4部分由IBP PLC軟件和觸摸屏HMI軟件構(gòu)成。
[0078]UISCS工作站的KEMCS系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì):本部分的功能由ISCS主體系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，車站ISCS直接與本車站的KEMCS系統(tǒng)相連，OCC ISCS通過(guò)車站ISCS實(shí)現(xiàn)與KEMCS系統(tǒng)的連接。車站ISCS服務(wù)器通過(guò)Modbus TCP/IP協(xié)議實(shí)現(xiàn)冗余通訊，車站ISCS服務(wù)器作為客戶端輪詢KEMCS系統(tǒng)數(shù)據(jù)，其通訊數(shù)據(jù)格式及其冗余方式按照ISCS主體系統(tǒng)要求完成。
[0079]車站ISCS和OCC ISCS都包括服務(wù)器、操作員工作站(HMI)等設(shè)備，服務(wù)器運(yùn)行實(shí)現(xiàn)ISCS BAS系統(tǒng)功能的后臺(tái)程序、操作員工作站實(shí)現(xiàn)“人機(jī)對(duì)話”功能。在ISCS主體系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，運(yùn)行人員對(duì)KEMCS子系統(tǒng)的所有操作功能都通過(guò)本部分實(shí)現(xiàn)。
[0080]2,KEMCS系統(tǒng)維護(hù)工作站和觸摸屏上的HMI軟件設(shè)計(jì)，第2部分的軟件在地下車站由BAS專業(yè)維護(hù)工作站和B端的觸摸屏上實(shí)現(xiàn)，在高架車站只有BAS專業(yè)維護(hù)工作站沒(méi)有B端的觸摸屏。第2部分的權(quán)限在“就地與ISCS之間”，當(dāng)其獲得權(quán)限的時(shí)候:ISCS的所有工作站不能對(duì)本站的設(shè)備、模式、參數(shù)設(shè)置進(jìn)行操作，只能在BAS專業(yè)的維護(hù)工作站或B端的觸摸屏上進(jìn)行操作。
[0081]BAS專業(yè)的維護(hù)工作站的功能分為HMI功能、B端觸摸屏的組態(tài)功能、IBP盤(pán)觸摸屏的組態(tài)功能。B端觸摸屏的組態(tài)功能、IBP盤(pán)觸摸屏的組態(tài)功能為應(yīng)用安裝在工作站上的WinCCFlexible軟件打開(kāi)二次開(kāi)發(fā)后的觸摸屏軟件進(jìn)行修改、維護(hù)，此功能運(yùn)行時(shí)，其他功能軟件退出；HMI軟件是利用WinCCFlexible進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)后的軟件，其運(yùn)行在Windows操作系統(tǒng)下的WinCCFlexible軟件平臺(tái)上，此功能運(yùn)行時(shí)，其他功能軟件退出。在正常情況下BAS專業(yè)的維護(hù)工作站運(yùn)行HMI功能，操作人員不得在進(jìn)行以上維護(hù)功能的情況下退出HMI軟件。
[0082]HMI的功能可以概括為以下內(nèi)容:獲得/退出控制權(quán)限、全站設(shè)備的點(diǎn)動(dòng)控制、全站的設(shè)備的模式控制(不包括區(qū)間模式)、全站設(shè)備的狀態(tài)查看(包括接入本站的區(qū)間設(shè)備)、全站的模式執(zhí)行對(duì)比表、重要參數(shù)的數(shù)據(jù)曲線，重要參數(shù)包括進(jìn)風(fēng)溫濕度、站廳站臺(tái)溫濕度、回風(fēng)溫濕度。獲得/退出控制權(quán)限功能是靠HMI修改主PLC程序中的權(quán)限狀態(tài)位來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0083]觸摸屏只有HMI功能，其內(nèi)容也與維護(hù)工作站不同，具體為:獲得/退出控制權(quán)限、B端設(shè)備的點(diǎn)動(dòng)控制、B端設(shè)備的狀態(tài)查看(包括接入本站的本端區(qū)間設(shè)備)、重要參數(shù)的數(shù)據(jù)曲線，重要參數(shù)包括本端的進(jìn)風(fēng)溫濕度、站廳站臺(tái)溫濕度、回風(fēng)溫濕度。獲得/退出控制權(quán)限功能是靠HMI修改主PLC程序中的權(quán)限狀態(tài)位來(lái)實(shí)現(xiàn)，權(quán)限狀態(tài)的連接的主PLC程序中的點(diǎn)與維護(hù)工作站上連的為同一點(diǎn)。
[0084]3、A、B端PLC通訊軟件設(shè)計(jì):主PLC與B端PLC的關(guān)系(用于地下車站)，考慮到軌道交通地下站的占地尺寸比較大，而且有很長(zhǎng)的隧道部分存在，因此在地下車站的兩端分別設(shè)置一套某公司的冗余系列的可編程邏輯控制器作為通訊數(shù)據(jù)采集和指令下發(fā)的載體，通過(guò)在其上面編寫(xiě)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)車站BAS專業(yè)設(shè)備的監(jiān)控。通常我們將靠近車控室一端比較近的稱為主控制器，而另一端側(cè)稱為B端控制器。
[0085]考慮到只有主控制器需要和車站級(jí)的KEMCS監(jiān)控層系統(tǒng)連接，因此主控制器與B端控制器在硬件選擇上僅僅是以太網(wǎng)模塊數(shù)量上不同，主控制器在每個(gè)機(jī)架上比B端控制器多增加了 2塊以太網(wǎng)通訊模塊，用于實(shí)現(xiàn)與車站級(jí)別的KEMCS監(jiān)控層的冗余通訊。但是兩者的功能卻有很大的不同，主控制器中需要采集全站所有設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)用于模式判斷、所有來(lái)自HMI或FAS的指令均是先傳到主控制器中進(jìn)行邏輯判斷和指令分解、模式分解，通過(guò)邏輯判斷和指令分解的指令或是通過(guò)模式分解得出的指令按照所控設(shè)備的位置決定在主控制器執(zhí)行或是將指令傳遞到B端控制器執(zhí)行。B端控制器不具備直接接受HMI或FAS控制指令的功能。為了平衡A、B兩端控制器的功能分配，不至于在某一端的控制器中任務(wù)量過(guò)大，B端的控制器需要完成主控制器與B端控制器通訊的功能，將B端設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)、運(yùn)行參數(shù)等數(shù)據(jù)送到主控制器中、將主控制器中的B端設(shè)備的控制指令取到B端的控制器中，進(jìn)而執(zhí)行設(shè)備控制。
[0086]主控制器的功能:主控制器的功能可以分成四個(gè)部分，一為與ISCS通訊功能，配合完成冗余通訊功能和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存轉(zhuǎn)發(fā)；二為車站邏輯運(yùn)算，完成來(lái)自ISCS、FAS、KEMCS HMI的指令判斷、指令分解和模式分解；三為本端車站設(shè)備的設(shè)備驅(qū)動(dòng)功能、智能調(diào)節(jié)功能；四為車站內(nèi)部中央空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等節(jié)能控制。
[0087]與ISCS通訊功能:主控制器在運(yùn)行時(shí)將持續(xù)對(duì)特定的內(nèi)存位置掃描，從而來(lái)判斷是否是有新的時(shí)間表或指令發(fā)到了主控制器中。當(dāng)判斷有新的時(shí)間表發(fā)到了主控制器后，主控制器會(huì)將時(shí)間表復(fù)制到正在執(zhí)行的時(shí)間表存儲(chǔ)區(qū)(當(dāng)符合權(quán)限條件時(shí)，時(shí)間表馬上執(zhí)行)，同時(shí)清空ISCS發(fā)來(lái)的時(shí)間表內(nèi)存區(qū)域，將正在執(zhí)行的時(shí)間表復(fù)制到與ISCS通訊用的當(dāng)前正在執(zhí)行的時(shí)間表內(nèi)存區(qū)，以備主體系統(tǒng)進(jìn)行當(dāng)前時(shí)間表查詢。當(dāng)判斷有新的指令發(fā)到主控制器中時(shí)，主控制器將控制指令取出放到程序中進(jìn)行邏輯運(yùn)算同時(shí)將指令內(nèi)存位置的數(shù)據(jù)清零。主控制器將整理車站內(nèi)各設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)、系統(tǒng)信息，存儲(chǔ)到與ISCS通訊的固定內(nèi)存位置處，響應(yīng)ISCS的控制指令，將數(shù)據(jù)打包送到ISCS通訊端口。
[0088]主控制器與ISCS系統(tǒng)之間采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的M0DBUS-TCP/IP通訊協(xié)議，根據(jù)數(shù)據(jù)采集的關(guān)系，主控制器作為服務(wù)器，為ISCS系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)源。作為KEMCS系統(tǒng)的一部分，我們需要在以西門(mén)子控制器為載體上開(kāi)發(fā)適合的M0DBUS-TCP/IP通訊協(xié)議，并完成數(shù)據(jù)的打包，轉(zhuǎn)發(fā)給車站級(jí)別的ICSC系統(tǒng)。
[0089]車站邏輯運(yùn)算:車站邏輯運(yùn)算是主控制器的核心程序，其功能是使控制器按照設(shè)計(jì)要求對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制，使BAS專業(yè)系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備按照工藝要求執(zhí)行相應(yīng)的設(shè)備控制命令。
[0090]車站邏輯運(yùn)算分為:KEMCS-HMI下達(dá)的設(shè)備點(diǎn)動(dòng)指令、模式指令、時(shí)間表指令，F(xiàn)AS系統(tǒng)發(fā)來(lái)的火災(zāi)報(bào)警信號(hào)、車站內(nèi)風(fēng)機(jī)風(fēng)閥聯(lián)鎖邏輯、模式間或模式與設(shè)備間的聯(lián)動(dòng)功能(參照環(huán)控設(shè)計(jì)圖紙執(zhí)行)等，主控制器要對(duì)這些指令進(jìn)行分析、分解，符合要求的指令即被下發(fā)到設(shè)備的驅(qū)動(dòng)控制模塊上，不符合要求的指令即被丟棄。
[0091]本端車站設(shè)備的設(shè)備驅(qū)動(dòng)功能、智能調(diào)節(jié)功能，在地下車站的A端王控制器中，A端主控制器下所連接的RI/0箱中所監(jiān)控設(shè)備的設(shè)備驅(qū)動(dòng)控制均歸屬到A端的控制器中，不再和B端控制器有任何關(guān)聯(lián)或通訊。設(shè)備驅(qū)動(dòng)的功能在A端完成，指令下發(fā)到設(shè)備驅(qū)動(dòng)模塊中，再?gòu)尿?qū)動(dòng)模塊中分析判斷出具體的指令立即下發(fā)到RI/0控制箱相應(yīng)的I/O模塊上，連接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備動(dòng)作。
[0092]環(huán)控設(shè)備的智能調(diào)節(jié)功能，所涉及到的參數(shù)、設(shè)備調(diào)節(jié)等均在本端的控制器中完成。如果需要參考的運(yùn)行參數(shù)在B端監(jiān)控，需要先將這些參數(shù)通過(guò)PROFIBUS通訊采集到A端的控制器中，通過(guò)分析運(yùn)算調(diào)節(jié)相應(yīng)的設(shè)備。此功能主要以設(shè)備在其端為主。
[0093]控制器在處理與本端環(huán)控電控柜的數(shù)據(jù)通訊時(shí)，同樣采用的M0DBUS-TCP/IP協(xié)議，但是控制器是作為客服端來(lái)出來(lái)數(shù)據(jù)，KEMCS控制系統(tǒng)需要根據(jù)不同的環(huán)控柜廠家來(lái)開(kāi)發(fā)適應(yīng)他們的傳輸協(xié)議規(guī)約文件。KEMCS控制系統(tǒng)在有關(guān)通訊規(guī)約的部分設(shè)計(jì)成模塊化的方式，將通訊規(guī)約文件經(jīng)過(guò)編譯后產(chǎn)生的DLL文件拷貝到KEMCS安裝文件目錄下即可。
[0094]中央空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等節(jié)能控制，考慮到軌道交通工程中大部分車站以及行車線路都是在地下完成，因此暖通空調(diào)通風(fēng)以及照明系統(tǒng)是除列車牽引之外的另一個(gè)用電負(fù)荷比較大的區(qū)域。目前很多新建的地鐵線都將這部分的節(jié)能作為一個(gè)亮點(diǎn)來(lái)推廣。
[0095]B端控制的功能:B端控制器的功能分為二部分:一為與A端控制器通訊功能,二為B端車站設(shè)備的設(shè)備驅(qū)動(dòng)功能、智能調(diào)節(jié)功能。
[0096]與A端控制器通訊功能:在A、B兩端均有控制器時(shí)，需要實(shí)現(xiàn)A、B兩端控制器的通訊，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)完整車站的環(huán)境設(shè)備監(jiān)控功能。此部分功能在B端控制器完成，在A端控制器中只保留相應(yīng)存儲(chǔ)區(qū)域。將B端控制器所監(jiān)控設(shè)備的狀態(tài)、參數(shù)等打包發(fā)送給A端控制器，同時(shí)接收A端控制器所下發(fā)的設(shè)備控制指令。
[0097]B端車站設(shè)備的設(shè)備驅(qū)動(dòng)功能、智能調(diào)節(jié)功能:此部分同A端控制器的本端車站設(shè)備的設(shè)備驅(qū)動(dòng)功能、智能調(diào)節(jié)功能，不再贅述。
[0098]4、IBP PLC軟件和觸摸屏HMI軟件設(shè)計(jì)--第4部分是IBP PLC軟件和觸摸屏HMI軟件。在車站控制室內(nèi)設(shè)置的IBP盤(pán)不同于傳統(tǒng)的IBP盤(pán)，用一臺(tái)西門(mén)子的觸摸屏代替了傳統(tǒng)的模式按鈕、指示燈，但保留一個(gè)觸摸屏使能操作鑰匙開(kāi)關(guān)，相當(dāng)于傳統(tǒng)的IBP盤(pán)允許/禁止功能，當(dāng)此鑰匙開(kāi)關(guān)在“允許”位置時(shí)，觸摸屏功能可以使用，運(yùn)營(yíng)人員可在觸摸屏上點(diǎn)動(dòng)相應(yīng)的設(shè)備和模式；當(dāng)此鑰匙開(kāi)關(guān)在“禁止”位置時(shí)，觸摸屏功能禁止，點(diǎn)動(dòng)屏幕上任何設(shè)備均不響應(yīng)任何操作。
[0099]在IBP盤(pán)內(nèi)還安裝有PLC控制器、I/O模塊、通訊模塊等。在IBP盤(pán)PLC上配置有通訊模塊，用于實(shí)現(xiàn)車站FAS專業(yè)設(shè)備與BAS專業(yè)設(shè)備之間的通訊，F(xiàn)AS的火災(zāi)報(bào)警信息和復(fù)位信息通過(guò)通訊發(fā)送到IBP盤(pán)PLC中。PLC控制器通過(guò)PROFIBUS通訊同主PLC控制器連接，將IBP盤(pán)面上的“允許/禁止”開(kāi)關(guān)狀態(tài)、觸摸屏上的模式點(diǎn)動(dòng)指令、FAS的火災(zāi)報(bào)警及FAS火災(zāi)復(fù)位信息傳送給主PLC，由主PLC進(jìn)行權(quán)限、邏輯分析后，決定進(jìn)一步執(zhí)行或是將指令丟棄；同是IBP盤(pán)PLC還需將觸摸屏上的所具備點(diǎn)動(dòng)的模式的執(zhí)行信息從主PLC取回，并在屏上顯示。IBP盤(pán)上觸摸屏同IBP PLC相連，將車站BAS系統(tǒng)的相關(guān)中信息顯示在觸摸屏畫(huà)面上，以供緊急狀況下運(yùn)營(yíng)人員備用。
[0100]KEMCS控制系統(tǒng)在解決FAS專業(yè)設(shè)備和BAS專業(yè)設(shè)備之間的通訊問(wèn)題，也是采用了通訊規(guī)約的傳輸模式，以此帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。同理，KEMCS控制系統(tǒng)軟件也采用了模塊化的方式將該部分的通訊規(guī)約程序模塊內(nèi)置其中，以達(dá)到方便的調(diào)用功能。
[0101]5、權(quán)限解析:
權(quán)限解析設(shè)計(jì)方案:通過(guò)KEMCS系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制指令來(lái)源有OCCISCS、車站ISCS、KEMCS-HM1、IBP盤(pán)HM1、FAS火災(zāi)報(bào)警、模式指令解析(含時(shí)間表指令)，以上這些來(lái)源可以分為中央級(jí)和車站級(jí)指令，對(duì)于大多數(shù)設(shè)備來(lái)說(shuō)都還具有現(xiàn)場(chǎng)控制箱，實(shí)現(xiàn)最底層的就地控制功能，所以對(duì)于一個(gè)設(shè)備來(lái)說(shuō)其控制層面可以分為中央級(jí)、車站級(jí)和就地級(jí)三級(jí)。其中就地級(jí)控制為最底層，優(yōu)先級(jí)別最高且每個(gè)設(shè)備具有I個(gè)；車站級(jí)控制的優(yōu)先級(jí)別次之每個(gè)車站I個(gè)；中央級(jí)控制的優(yōu)先級(jí)別最低也是每個(gè)車站I個(gè)；每個(gè)層面之間的控制權(quán)限切換只能是從優(yōu)先級(jí)高的向優(yōu)先級(jí)低的切換而不能由優(yōu)先級(jí)低的來(lái)奪取優(yōu)先級(jí)高的權(quán)限。
[0102]綜合以上，BAS系統(tǒng)的設(shè)備控制權(quán)限可以按以下區(qū)分結(jié)合以上思路:
(1)就地/遠(yuǎn)控；
(2)IBP盤(pán)允許/禁止；
(3)FAS 指令；
(4)KEMCS -HMI 允許 / 禁止；
(5)車站ISCS允許/禁止；
(6)OCC ISCS 允許。
[0103]車站設(shè)備控制權(quán)限邏輯，設(shè)計(jì)方案如圖7所示，該權(quán)限邏輯具體說(shuō)明如下。
[0104]I)、豎線左側(cè)為設(shè)備級(jí)權(quán)限，每個(gè)受控設(shè)備一個(gè)；豎線右側(cè)為車站級(jí)權(quán)限，一個(gè)車站只有一個(gè)。
[0105]2)、自左向右，優(yōu)先級(jí)別越來(lái)越小。當(dāng)權(quán)限開(kāi)關(guān)向上開(kāi)的時(shí)候，系統(tǒng)將屏蔽掉其右側(cè)發(fā)過(guò)來(lái)的控制指令；當(dāng)權(quán)限開(kāi)關(guān)向下開(kāi)的時(shí)候表示系統(tǒng)接受其右側(cè)發(fā)來(lái)的控制指令。
[0106]3)、只有左側(cè)的權(quán)限開(kāi)關(guān)向下開(kāi)時(shí)，其右側(cè)的權(quán)限才能獲得。模式控制指令須自右向左通過(guò)權(quán)限“②”后才能通過(guò)主控制器的邏輯驗(yàn)算得到執(zhí)行、設(shè)備控制指令須自右向左通過(guò)權(quán)限“①”后才能通過(guò)主PLC的邏輯驗(yàn)算得到執(zhí)行。
[0107]4)、權(quán)限“①”為設(shè)備級(jí)權(quán)限，權(quán)限允許與否通過(guò)設(shè)在設(shè)備控制箱上的“就地/遠(yuǎn)程”轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)來(lái)設(shè)定，只有當(dāng)設(shè)備的權(quán)限狀態(tài)在“遠(yuǎn)程”時(shí)，設(shè)備才可以接受BAS的控制器發(fā)出的控制指令，在設(shè)備的權(quán)限狀態(tài)在“就地”時(shí)，BAS的控制器不能發(fā)出設(shè)備控制指令，設(shè)備亦不執(zhí)行BAS的控制器發(fā)出的指令。
[0108]5)、權(quán)限“②”為車站級(jí)權(quán)限，此權(quán)限是通過(guò)設(shè)在車控室IBP盤(pán)面上的“IBP盤(pán)允許/禁止”鑰匙開(kāi)關(guān)來(lái)設(shè)定，IBP盤(pán)控制器將這些權(quán)限狀態(tài)通過(guò)通訊傳送到主控制器中；當(dāng)主控制器接收到的IBP盤(pán)權(quán)限狀態(tài)為“允許”時(shí)，在所有工況下所有來(lái)自其右側(cè)的信號(hào)源的指令信號(hào)都會(huì)丟棄而不會(huì)執(zhí)行；當(dāng)主控制器接收到的IBP盤(pán)權(quán)限狀態(tài)為“禁止”時(shí)，在所有工況下所有來(lái)自其右側(cè)的信號(hào)源的指令信號(hào)都會(huì)被執(zhí)行。
[0109]6)、權(quán)限“③”為車站級(jí)權(quán)限，此權(quán)限只有在非火災(zāi)情況下收到FAS發(fā)來(lái)的第I個(gè)火災(zāi)報(bào)警時(shí)，權(quán)限開(kāi)關(guān)才向上開(kāi)并且FAS指令接收后權(quán)限開(kāi)關(guān)即向下開(kāi)無(wú)須人工干預(yù)。當(dāng)權(quán)限“②”向下開(kāi):此權(quán)限開(kāi)關(guān)在向上開(kāi)時(shí)，BAS執(zhí)行FAS發(fā)來(lái)的火災(zāi)報(bào)警信號(hào)所對(duì)應(yīng)的火災(zāi)模式；此權(quán)限開(kāi)關(guān)在向下開(kāi)時(shí)具有如下條件其右側(cè)的指令才能執(zhí)行:在火災(zāi)工況下，只有火災(zāi)模式和設(shè)備單操指令可以通過(guò)；在阻塞工況下，只接收OCC HMI下發(fā)的阻塞模式指令，即權(quán)限“④”、權(quán)限“⑤”均向下開(kāi)；在正常工況下，其右側(cè)的所有控制指令都可以通過(guò)。
[0110]7)、權(quán)限“④”為車站級(jí)權(quán)限，此權(quán)限開(kāi)關(guān)在權(quán)限“②”權(quán)限“③”都向下開(kāi)時(shí)可以通過(guò)BAS維護(hù)工作站的HMI或BAS B端的維護(hù)終端HMI上的權(quán)限開(kāi)關(guān)按鈕進(jìn)行權(quán)限獲得或釋放，即開(kāi)關(guān)向上開(kāi)或向下開(kāi)。在權(quán)限“②”權(quán)限“③”都向下開(kāi)的情況下:此權(quán)限向上開(kāi)時(shí)，主PLC只接受BAS HMI上發(fā)出的控制指令；此權(quán)限開(kāi)關(guān)向下開(kāi)時(shí)，主PLC只接收來(lái)自其右側(cè)的指令，HMI操作無(wú)效。
[0111]8)、權(quán)限“⑤”為車站級(jí)權(quán)限，此權(quán)限開(kāi)關(guān)在權(quán)限“②”、權(quán)限“③”、權(quán)限“④”都向下開(kāi)時(shí)可以通過(guò)ISCS工作站上的權(quán)限操作按鈕來(lái)獲得或釋放，即向上開(kāi)或向下開(kāi)，向上開(kāi)為權(quán)限“⑤”、向下開(kāi)即為權(quán)限“⑥”。當(dāng)權(quán)限“②”、權(quán)限“③”、權(quán)限“④”都向下開(kāi):此權(quán)限向上開(kāi)時(shí)，主PLC只接收車站ISCS發(fā)出的控制指令；當(dāng)此權(quán)限向下開(kāi)時(shí)，主PLC只接收OCC ISCS發(fā)出的控制指令。
[0112]9)、權(quán)限“④”與權(quán)限“⑤”或權(quán)限“⑥”之間的權(quán)限切換需要發(fā)起需獲得權(quán)限方請(qǐng)求、已有權(quán)限方確認(rèn)的方式的實(shí)現(xiàn)。
[0113]10)、權(quán)限“⑤”、權(quán)限“⑥”之間的權(quán)限關(guān)系由ISCS主體系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)定，BAS專業(yè)設(shè)備按其規(guī)定執(zhí)行。
[0114]權(quán)限狀態(tài)數(shù)據(jù)流:設(shè)備級(jí)權(quán)限通過(guò)R I/O或通訊接口獲得，R I/O或通訊處理器取得設(shè)備權(quán)限狀態(tài)后通過(guò)進(jìn)行數(shù)據(jù)打包后通訊傳遞給車站主控制器。IBP盤(pán)“允許/禁止”權(quán)限通過(guò)硬線與BAS專業(yè)的IBP PLC相連，F(xiàn)AS火災(zāi)報(bào)警通過(guò)通訊接口接入到IBP PLC, IBPPLC通過(guò)通訊將以上兩者的權(quán)限狀態(tài)信息打包后傳遞給車站主控制器。BAS的HMI通過(guò)通訊連接到主控制器上，操作員可以通過(guò)HMI直接對(duì)主控制器中的ΗΜΓ‘允許/禁止”狀態(tài)“bit”進(jìn)行置位、復(fù)位。車站和OCC的綜合監(jiān)控工作站的控制指令先傳遞到車站實(shí)時(shí)服務(wù)器，車站實(shí)時(shí)服務(wù)器直接和車站主控制器通過(guò)以太網(wǎng)相連，通訊協(xié)議為Modbus TCP/IP，ISCS可以通過(guò)通訊對(duì)主控制器中的“車站ISCS/OCC ISCS”狀態(tài)進(jìn)行置位、復(fù)位。各種權(quán)限到達(dá)主控制器后，主控制器進(jìn)行綜合判斷，決定系統(tǒng)當(dāng)前權(quán)限狀態(tài)，并反饋到車站綜合監(jiān)控工作站上用于監(jiān)視。這時(shí)主控制器收到設(shè)備或模式的控制指令后，通過(guò)權(quán)限判斷，符合權(quán)限的指令將被執(zhí)行，不符合權(quán)限的指令將被丟棄(即指令將不被執(zhí)行，系統(tǒng)會(huì)將指令復(fù)位，對(duì)設(shè)備和模式?jīng)]有任何影響)。
[0115]6、模式執(zhí)行和設(shè)備動(dòng)作操作:模式執(zhí)行過(guò)程，從模式指令來(lái)源發(fā)來(lái)的模式控制指令先會(huì)被送到主控制器中，控制器經(jīng)過(guò)邏輯計(jì)算，判斷此指令是否為權(quán)限允許的指令。如果指令來(lái)源和系統(tǒng)當(dāng)前的權(quán)限狀態(tài)相符合，主控制器進(jìn)入系統(tǒng)當(dāng)前工況判斷，符合條件的指令進(jìn)入模式分解過(guò)程，將模式規(guī)定的設(shè)備需要進(jìn)行的動(dòng)作指令一一計(jì)算出，然后通過(guò)通訊下發(fā)到低壓設(shè)備智能控制系統(tǒng)、遠(yuǎn)程I/O等，由低壓設(shè)備智能控制系統(tǒng)和遠(yuǎn)程I/O對(duì)設(shè)備的控制回路進(jìn)行控制。主控制器將設(shè)備的動(dòng)作指令發(fā)出的同時(shí)，啟動(dòng)定時(shí)器對(duì)模式執(zhí)行時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)并輪詢低壓設(shè)備智能控制系統(tǒng)等相關(guān)接口方的設(shè)備狀態(tài)。在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)對(duì)此模式所需動(dòng)作的設(shè)備的規(guī)定狀態(tài)與設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)進(jìn)行對(duì)比，如果在規(guī)定時(shí)間內(nèi)此模式所要求的設(shè)備均已到此模式要求的狀態(tài)，則返回模式執(zhí)行成功信號(hào)，反之返回模式執(zhí)行失敗信號(hào)。模式的執(zhí)行成功或失敗信號(hào)均在HMI顯示或報(bào)警。
[0116]模式執(zhí)行的邏輯圖如圖8所示，設(shè)備動(dòng)作操作的執(zhí)行過(guò)程:設(shè)備的動(dòng)作操作的指令來(lái)源可以分為兩種形式，一是由模式操作指令解析得出的設(shè)備動(dòng)作指令；另一個(gè)是由HMI進(jìn)行設(shè)備點(diǎn)動(dòng)而發(fā)出的設(shè)備動(dòng)作指令。對(duì)于前者來(lái)說(shuō)，主控制器得出設(shè)備動(dòng)作指令后會(huì)直接將其通訊到相關(guān)執(zhí)行方，進(jìn)行設(shè)備控制。對(duì)于后者來(lái)說(shuō)，將遵從以下步驟進(jìn)行處理:從設(shè)備操作指令來(lái)源發(fā)來(lái)的設(shè)備控制指令先會(huì)被送到主控制器中，控制器經(jīng)過(guò)邏輯計(jì)算，判斷此指令是否為權(quán)限允許的指令。如果指令來(lái)源和系統(tǒng)當(dāng)前的權(quán)限狀態(tài)相符合則把相應(yīng)的動(dòng)作指令通過(guò)通訊下發(fā)到低壓設(shè)備智能控制系統(tǒng)、遠(yuǎn)程I/O等，由低壓設(shè)備智能控制系統(tǒng)和遠(yuǎn)程I/O對(duì)設(shè)備的控制回路進(jìn)行控制。主控制器發(fā)出的控制指令為脈沖形式，脈沖長(zhǎng)度通訊方式為10-20秒、硬接線方式脈沖長(zhǎng)度為1-2秒，對(duì)于雙向風(fēng)機(jī)等特殊設(shè)備控制信號(hào)的脈沖時(shí)間長(zhǎng)度可以在綜合監(jiān)控工作站上進(jìn)行設(shè)置。
[0117]無(wú)論以上哪種設(shè)備操作形式，在主控制器將設(shè)備的動(dòng)作指令發(fā)出的同時(shí)，啟動(dòng)定時(shí)器對(duì)設(shè)備動(dòng)作的執(zhí)行時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)并輪詢低壓設(shè)備智能控制系統(tǒng)等相關(guān)接口方的設(shè)備狀態(tài)。在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)對(duì)此操作所希望的設(shè)備的狀態(tài)與設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)進(jìn)行對(duì)比，如果在規(guī)定時(shí)間內(nèi)此設(shè)備的狀態(tài)不能達(dá)到操作所希望的設(shè)備狀態(tài)，則返回設(shè)備“超時(shí)”報(bào)警。設(shè)備的“超時(shí)”報(bào)警在HMI顯示并添加到設(shè)備報(bào)警欄中。
[0118]設(shè)備操作執(zhí)行的邏輯圖如圖9所示。正常模式執(zhí)行:正常模式的指令來(lái)源有:KEMCS-HMI點(diǎn)動(dòng)、車站ISCS點(diǎn)動(dòng)、OCC ISCS點(diǎn)動(dòng)、時(shí)間表解析發(fā)出的模式指令。正常模式的執(zhí)行流程如圖10所示，正常模式的狀態(tài)分為:未啟動(dòng)、執(zhí)行中、執(zhí)行成功和執(zhí)行失敗。未啟動(dòng)表示該模式未被觸發(fā)執(zhí)行；執(zhí)行中表示該模式已開(kāi)始啟動(dòng)，但其執(zhí)行時(shí)間還未結(jié)束(設(shè)備按模式要求動(dòng)作中)；模式執(zhí)行時(shí)間結(jié)束后，根據(jù)該模式中設(shè)備狀態(tài)是否符合模式要求，判斷模式的執(zhí)行結(jié)果為成功或失敗。
[0119]火災(zāi)模式執(zhí)行:火災(zāi)模式的指令來(lái)源分為:FAS火災(zāi)報(bào)警指令、IBP盤(pán)按鈕指令、KEMCS- HMI點(diǎn)動(dòng)、車站ISCS點(diǎn)動(dòng)、OCC ISCS點(diǎn)動(dòng)(僅限于隧道火災(zāi))?；馂?zāi)模式的執(zhí)行過(guò)程如圖11所示。火災(zāi)模式的狀態(tài)標(biāo)志為:未啟動(dòng)、執(zhí)行中、執(zhí)行成功和執(zhí)行失敗。未啟動(dòng)表示該模式未被觸發(fā)執(zhí)行；執(zhí)行中表示該模式已開(kāi)始啟動(dòng)，但其執(zhí)行時(shí)間還未結(jié)束(設(shè)備按模式要求動(dòng)作中)；模式執(zhí)行時(shí)間結(jié)束后，根據(jù)該模式中設(shè)備狀態(tài)是否符合模式要求，判斷模式的執(zhí)行結(jié)果為成功或失敗?；馂?zāi)模式的執(zhí)行優(yōu)先級(jí)別最高，火災(zāi)模式可以自由搶占正在執(zhí)行的正常模式，而正常模式指令不能搶占火災(zāi)模式的執(zhí)行。所以在火災(zāi)消除以后，系統(tǒng)必須進(jìn)行“火災(zāi)復(fù)位后”才能轉(zhuǎn)入正常模式。
[0120]阻塞模式執(zhí)行:阻塞模式的指令來(lái)源為:0CC ISCS點(diǎn)動(dòng)/聯(lián)動(dòng)、IBP盤(pán)觸摸屏點(diǎn)動(dòng)，在任何狀態(tài)下阻塞模式的啟動(dòng)和解除都需有OCC運(yùn)營(yíng)人員參與。阻塞模式解除后區(qū)間隧道模式進(jìn)入正常工況模式。
[0121]阻塞模式的執(zhí)行流程如圖12所示:阻塞模式的狀態(tài)標(biāo)志為未啟動(dòng)、執(zhí)行中、執(zhí)行成功和執(zhí)行失敗。未啟動(dòng)表示該模式未被觸發(fā)執(zhí)行；執(zhí)行中表示該模式已開(kāi)始啟動(dòng)，但其執(zhí)行時(shí)間還未結(jié)束(設(shè)備按模式要求動(dòng)作中)；模式執(zhí)行時(shí)間結(jié)束后，根據(jù)該模式中設(shè)備狀態(tài)是否符合模式要求，判斷模式的執(zhí)行結(jié)果為成功或失敗。阻塞模式屬于災(zāi)害模式的一種，執(zhí)行優(yōu)先級(jí)別較正常模式高，較火災(zāi)模式為低。即:系統(tǒng)在正常工況下運(yùn)行時(shí)，接收阻塞模式指令系統(tǒng)就進(jìn)入阻塞工況，接收到火災(zāi)模式指令系統(tǒng)就進(jìn)入火災(zāi)工況；系統(tǒng)在阻塞工況運(yùn)行時(shí)，接收到正常模式指令系統(tǒng)將丟棄其收到的模式指令而繼續(xù)按原阻塞工況運(yùn)行，但接收到火災(zāi)模式指令時(shí)系統(tǒng)即進(jìn)入火災(zāi)工況；系統(tǒng)在火災(zāi)工況下運(yùn)行時(shí)，無(wú)論接收到的是正常模式指令還是阻塞模式指令，系統(tǒng)都將丟棄其收到的模式指令而不予執(zhí)行，繼續(xù)按原火災(zāi)工況運(yùn)行。
[0122]7、通風(fēng)空調(diào)節(jié)能控制:暖通空調(diào)通風(fēng)和照明節(jié)能子系統(tǒng)也是作為KEMCS控制系統(tǒng)的一個(gè)模塊子系統(tǒng)。暖通空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)硬件設(shè)備由冷源系統(tǒng)的集中控制柜和空調(diào)末端分布控制柜組成，主要核心設(shè)備是某公司的DDC控制器，控制器配置有滿足系統(tǒng)要求的輸入輸出1點(diǎn)能力，其中模擬量輸入能采集標(biāo)準(zhǔn)的電壓(0-10V)、電流(4-20ma)和電阻信號(hào)(Ptl00/Ptl000/NTC/Nil000)，模擬量輸出能提供標(biāo)準(zhǔn)的電壓(0-10V)、電流(4-20ma)信號(hào)，DDC的開(kāi)關(guān)量輸入輸出能采集和提供無(wú)源觸點(diǎn)信號(hào)。DDC控制器具備基本的PID連續(xù)控制功能和邏輯控制功能外，本發(fā)明經(jīng)過(guò)多年的努力成功為軌道交通行業(yè)專門(mén)開(kāi)發(fā)了一套用于新風(fēng)控制的焓值在線計(jì)算模塊、中央空調(diào)基本智能關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)和模糊尋優(yōu)控制算法模塊的控制系統(tǒng)軟件內(nèi)置在KEMCS中；開(kāi)發(fā)中央空調(diào)整體和分系統(tǒng)能源在線統(tǒng)計(jì)、分析功能模塊，以及控制器內(nèi)智能數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)在線模塊。監(jiān)控軟件支持C/S、B/S結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展，可與其它BA或IBMS系統(tǒng)連接通訊，支持TCP/IP和OPC協(xié)議。這也成為升級(jí)版后的KEMCS控制系統(tǒng)軟件的最大亮點(diǎn)。KEMCS控制系統(tǒng)的空調(diào)通風(fēng)節(jié)能子模塊是以暖通空調(diào)工藝技術(shù)為基礎(chǔ)，綜合自動(dòng)化技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)研究開(kāi)發(fā)的中央空調(diào)綜合節(jié)能控制系統(tǒng)，具體涉及以下關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用和創(chuàng)新。
[0123]自動(dòng)化控制理論及技術(shù)是本項(xiàng)目的基礎(chǔ)和核心，古典自動(dòng)化控制理論中的PID(比例、積分、微分)控制算法為控制器中控制系統(tǒng)單回路控制的基礎(chǔ)算法，PID控制的穩(wěn)定、快速、準(zhǔn)確和魯棒性，以及配置簡(jiǎn)單使用快捷的特點(diǎn)，一直作為控制器控制算法設(shè)計(jì)的首選?，F(xiàn)代控制理論中以綜合性能指標(biāo)最佳為控制目標(biāo)的最優(yōu)控制是本項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)綜合節(jié)能的技術(shù)基礎(chǔ)，鑒于中央空調(diào)系統(tǒng)為復(fù)雜多變量的特點(diǎn)，系統(tǒng)優(yōu)化控制設(shè)計(jì)中創(chuàng)新的引入專家數(shù)據(jù)庫(kù)作為優(yōu)化控制實(shí)施的第一步，遞推式的最小二乘、分段線性和模糊策略是優(yōu)化控制的具體實(shí)現(xiàn)方法，以最佳控制結(jié)果為目標(biāo)，在線維護(hù)專家數(shù)據(jù)庫(kù)，使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能優(yōu)化控制。
[0124]作為一套綜合節(jié)能的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)涉及系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)。以匯編和C為基礎(chǔ)語(yǔ)言開(kāi)發(fā)了適合西門(mén)子控制器底層基礎(chǔ)軟件，基于WINDOWS操作系統(tǒng)的FBD軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，是Visual C++語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的軟件產(chǎn)品。本項(xiàng)目最重要的實(shí)時(shí)監(jiān)控和能耗統(tǒng)計(jì)分析程序，為Microsoft Visual Stud1。Net和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)開(kāi)發(fā)的應(yīng)用軟件,軟件支持C/S和B/S架構(gòu)。
[0125]暖通空調(diào)通風(fēng)整體綜合節(jié)能實(shí)施最大的挑戰(zhàn)在于，整個(gè)系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的多變量系統(tǒng):面對(duì)如此復(fù)雜的多變量系統(tǒng)，目前沒(méi)有發(fā)現(xiàn)類似的研發(fā)和成功案例。針對(duì)軌道交通工程中暖通空調(diào)的運(yùn)行特點(diǎn)，KEMCS系統(tǒng)設(shè)計(jì)一種全新的智能控制算法，以專家智能數(shù)據(jù)庫(kù)為核心，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)優(yōu)化控制。
[0126]智能數(shù)據(jù)庫(kù)字段設(shè)計(jì)內(nèi)容如下:預(yù)裝數(shù)據(jù)庫(kù)最少20條記錄，該數(shù)據(jù)庫(kù)可在線維護(hù)。具體優(yōu)化算法邏輯如圖13所示:加權(quán)匹配準(zhǔn)則和分段模糊線性策略是該算法實(shí)現(xiàn)的核心，目前該算法的以成功運(yùn)用在北京軌道交通9號(hào)線節(jié)能示范站上進(jìn)行試運(yùn)行。另外在KEMCS系統(tǒng)節(jié)能控制子模塊系統(tǒng)中，我們充分考慮了外界的天氣因素的影響，并根據(jù)長(zhǎng)時(shí)間的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試總結(jié)出一些非常針對(duì)性的計(jì)算公式。
[0127]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其它相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種KEMCS控制系統(tǒng)軟件，其特征在于=KEMCS控制系統(tǒng)軟件是根據(jù)各個(gè)設(shè)備的控制特點(diǎn)編制相應(yīng)的子程序模塊，再根據(jù)KEMCS控制系統(tǒng)的控制需求調(diào)用相應(yīng)的子程序，從而達(dá)到控制各個(gè)設(shè)備，再輔以滿足冗余設(shè)置的要求而編制的輔助程序塊，達(dá)到完善控制，該軟件主要由PLC通訊規(guī)約軟件、HMI監(jiān)控軟件、HMI監(jiān)控組態(tài)軟件、網(wǎng)絡(luò)通訊軟件、模擬測(cè)試軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)軟件組成，上述各子軟件都設(shè)計(jì)成模塊的方式，通過(guò)CORBA公共對(duì)象請(qǐng)求代理體系結(jié)構(gòu)的中間軟件總線連接、遵循TCP/IP協(xié)議，來(lái)實(shí)現(xiàn)通信，從而使模塊故障分離； a、所述PLC通訊規(guī)約軟件借助STEP7來(lái)實(shí)現(xiàn)，不僅可以對(duì)S7系列的PLC進(jìn)行組態(tài)和編程，還能對(duì)工業(yè)以太網(wǎng)、PR0FIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線、MPI現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行組態(tài)和編程以及進(jìn)行診斷，它是符合IEC1131標(biāo)準(zhǔn)的編程軟件包，擁有大量的用于過(guò)程控制的附加功能模塊； b、所述HMI監(jiān)控軟件采用WinCCFlexible,基于Internet的操作、監(jiān)視和數(shù)據(jù)分析； C、所述HMI監(jiān)控組態(tài)軟件選用WinCC，基于事件的處理，在線組態(tài)功能，強(qiáng)大的外部設(shè)備連接能力，支持所有類型的ActiveX、0LE，集成C0M/DC0M、0PC軟件技術(shù)，內(nèi)置多種通用流行產(chǎn)品的驅(qū)動(dòng)程序，兼容多種第三方硬件產(chǎn)品； d、所述網(wǎng)絡(luò)通訊軟件支持S7標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP通信，支持OPC通信、并能進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)瀏覽、網(wǎng)絡(luò)診斷、通訊組態(tài)、軟件驅(qū)動(dòng)和數(shù)據(jù)通訊服務(wù)； e、所述模擬測(cè)試軟件可以模擬網(wǎng)絡(luò)通訊，邏輯控制以及監(jiān)控畫(huà)面的運(yùn)行； f、所述數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)軟件采用SQLServer 2005，可從BAS系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)備中讀寫(xiě)過(guò)程數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種KEMCS控制系統(tǒng)軟件，其特征在于:所述HMI監(jiān)控軟件支持友善的中文界面，世界范圍內(nèi)的在線語(yǔ)言轉(zhuǎn)換，具備完善的權(quán)限保護(hù)功能，對(duì)所使用的畫(huà)面、命令、標(biāo)簽等加以不同的限制，確保所有操作人員只能在其自身權(quán)限內(nèi)操作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種KEMCS控制系統(tǒng)軟件，其特征在于=KEMCS控制系統(tǒng)軟件在各種控制模式下，對(duì)報(bào)警信息優(yōu)先處理并顯示。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種KEMCS控制系統(tǒng)軟件，其特征在于:所述HMI監(jiān)控組態(tài)軟件內(nèi)嵌完全的VBA。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種KEMCS控制系統(tǒng)軟件，其特征在于:所述網(wǎng)絡(luò)通訊軟件對(duì)于各層網(wǎng)絡(luò)，均可提供現(xiàn)成的通訊驅(qū)動(dòng)軟件，并可在在網(wǎng)絡(luò)層、總線層、MPI層的任何節(jié)點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行接口配置、實(shí)時(shí)透明網(wǎng)絡(luò)瀏覽、編程上傳或下載、在線診斷、數(shù)據(jù)通信等工作。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種KEMCS控制系統(tǒng)軟件，其特征在于:所述通訊驅(qū)動(dòng)軟件所使用的通信協(xié)議至少包括以太網(wǎng)使用S7通信協(xié)議、Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線使用S7通信協(xié)議、MPI接口使用S7通信協(xié)議。
【文檔編號(hào)】G06F9/44GK104423954SQ201310399648
【公開(kāi)日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2013年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月4日
【發(fā)明者】郭建軍, 賀小齊 申請(qǐng)人:深圳市康必達(dá)智能科技有限公司