地鐵環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、綜合監(jiān)控系統(tǒng)PLC升級(jí)工作的要點(diǎn)分析

劉鵬展

沈陽(yáng)地鐵集團(tuán)有限公司運(yùn)營(yíng)分公司 遼寧 沈陽(yáng) 110141

正文：

PLC在地鐵行業(yè)中應(yīng)用廣泛，小到車(chē)站風(fēng)機(jī)、隧道風(fēng)機(jī)、智能低壓等設(shè)備的控制箱，大到環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）以及集成了其功能的綜合監(jiān)控系統(tǒng)（ISCS）均有應(yīng)用。

PLC在車(chē)站級(jí)BAS/ISCS上的典型應(yīng)用

雖然作為工業(yè)級(jí)產(chǎn)品，PLC其耐用性、穩(wěn)定性較高，但由于7×24小時(shí)工作，電子元器件不可避免的老化、發(fā)生故障，同時(shí)由于接口設(shè)備故障連帶導(dǎo)致PLC損壞的情況也時(shí)有發(fā)生。PLC作為成熟的工業(yè)產(chǎn)品，其壽命周期相對(duì)較長(zhǎng)，但是同樣會(huì)因更新?lián)Q代而停產(chǎn)，而且PLC的停產(chǎn)多在市場(chǎng)穩(wěn)定多年的情況下突然發(fā)生，往往讓用戶有些措手不及。

一旦PLC停產(chǎn)，市場(chǎng)上的庫(kù)存逐漸變少，必然導(dǎo)致產(chǎn)品的價(jià)格上漲，造成維護(hù)成本上升。有鑒于此，一旦PLC廠商發(fā)出停產(chǎn)通告，用戶針對(duì)PLC的升級(jí)工作就顯得迫在眉睫，比如施耐德在2016年正式推出ePAC系列PLC后就在2018年停產(chǎn)了Quantum和Premium系列PLC，而Quantum PLC在地鐵行業(yè)應(yīng)用廣泛。

BAS/ISCS的PLC在每座車(chē)站均有使用，且數(shù)量較大。而且，損壞的PLC維修費(fèi)用過(guò)高，加上PLC停產(chǎn)后備件采購(gòu)價(jià)格上漲的因素，PLC升級(jí)改造工作已成為BAS/ISCS穩(wěn)定運(yùn)行的必要工作。根據(jù)BAS/ISCS的PLC使用特點(diǎn)，PLC升級(jí)改造工作中如下要點(diǎn)須注意：

1 PLC升級(jí)改造的范圍

由于PLC使用壽命相對(duì)較長(zhǎng)，且PLC使用量較大，綜合考慮維護(hù)成本，根據(jù)當(dāng)前PLC故障率確定“部分車(chē)站升級(jí)改造與必要備件采購(gòu)”相結(jié)合的方案比較合適，即升級(jí)改造后置換下來(lái)的PLC與采購(gòu)的PLC共同作為未升級(jí)改造車(chē)站PLC的備件。

此方案的優(yōu)勢(shì)在于經(jīng)濟(jì)性較高： BAS/ISCS的系統(tǒng)壽命預(yù)計(jì)在20年左右，但PLC的使用壽命也相對(duì)較長(zhǎng)，如果PLC全部置換不僅費(fèi)用過(guò)高，且BAS/ISCS壽命周期極有可能在新PLC壽命周期之前到來(lái)，容易造成資源浪費(fèi)。

2 升級(jí)改造PLC品牌、型號(hào)的選擇

在BAS/ISCS中，PLC一般分為上下兩層結(jié)構(gòu)，上層PLC作為系統(tǒng)控制核心并直接與監(jiān)控軟件通信，冗余配置且每套費(fèi)用較高，比如施耐德Quantum系列PLC、西門(mén)子S7-400系列PLC；下層PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)接口設(shè)備的控制及狀態(tài)采集，每套費(fèi)用相對(duì)較低，但是數(shù)量較大，比如施耐德Momentum系列PLC、西門(mén)子S7-200系列PLC。所以為了保證上層PLC與監(jiān)控軟件的兼容性，以及上層PLC與下層PLC之間的兼容性，升級(jí)改造所選擇PLC的品牌、型號(hào)的至關(guān)重要：

3 PLC與監(jiān)控軟件之間的兼容性

BAS/ISCS的PLC的使用并不是孤立的，而是與運(yùn)行在計(jì)算機(jī)上的監(jiān)控軟件協(xié)同使用，實(shí)現(xiàn)調(diào)度、站務(wù)人員對(duì)通風(fēng)、給排水、低壓電等設(shè)備的監(jiān)控，所以升級(jí)改造后的PLC必須與監(jiān)控軟件兼容，否則PLC的升級(jí)改造將失去意義。因?yàn)榧扔械谋O(jiān)控軟件與在用的PLC是同一時(shí)代的產(chǎn)品，其對(duì)升級(jí)改造后的PLC兼容性不一定能保證，比如監(jiān)控軟件Citect 7.0支持施耐德Quantum系列PLC但卻不支持施耐德ePAC系列PLC。

如果升級(jí)改造后PLC與既有監(jiān)控?zé)o法兼容，此時(shí)監(jiān)控軟件也須同步進(jìn)行升級(jí)改造，由于監(jiān)控軟件分為中央級(jí)和車(chē)站級(jí)，此時(shí)涉及如下兩方面問(wèn)題：

（1）車(chē)站級(jí)監(jiān)控軟件的升級(jí)改造

車(chē)站級(jí)監(jiān)控軟件如須升級(jí)改造，其升級(jí)改造對(duì)象可能不僅限于本站的PLC，還有可能涉及到車(chē)站BAS/ISCS的其他系統(tǒng)接口，因?yàn)锽AS/ISCS有些接口功能是通過(guò)車(chē)站監(jiān)控軟件實(shí)現(xiàn)的而非PLC實(shí)現(xiàn)。

（2）中央級(jí)監(jiān)控軟件的升級(jí)改造

一般來(lái)說(shuō)，中央級(jí)監(jiān)控功能軟件為所有車(chē)站監(jiān)控軟件功能的集成，如果中央級(jí)監(jiān)控軟件須升級(jí)改造，其升級(jí)改造的前提也必須是建立在滿足未升級(jí)改造車(chē)站PLC兼容性之上，而且其升級(jí)改造對(duì)象可能不僅限于進(jìn)行升級(jí)改造車(chē)站的PLC，還有可能涉及到既有中央級(jí)BAS/ISCS的其他系統(tǒng)接口。

4 PLC間的兼容性

雖然一般來(lái)說(shuō)，地鐵建設(shè)時(shí)上下層PLC多采用同品牌PLC，但也有可能采用不同品牌的PLC，當(dāng)然其兼容性能夠保證?？墒牵罔F運(yùn)營(yíng)后，PLC停產(chǎn)范圍有可能僅是上層、僅是下層或上下層都停產(chǎn)，此時(shí)上下層PLC兼容性必須考慮。此外，如果當(dāng)前只是上層PLC或下層PLC單獨(dú)停產(chǎn)，則應(yīng)該深入考慮對(duì)應(yīng)的下層PLC或上層PLC的產(chǎn)品壽命周期，以確定是否上層PLC與下層PLC一并進(jìn)行升級(jí)改造，以免日后再次引起升級(jí)改造。

5 BAS/ISCS控制柜/箱的選擇及走線的方案

因?yàn)锽AS/ISCS聯(lián)動(dòng)風(fēng)機(jī)、風(fēng)閥等消防設(shè)備，故PLC升級(jí)改造施工時(shí)間要求盡可能短。由于PLC均安裝在BAS/ISCS控制柜/箱內(nèi)，故全新制作裝有PLC及相應(yīng)部件的BAS/ISCS控制柜/箱，再將制作好的BAS/ISCS控制柜/箱替換既有的BAS/ISCS控制柜/箱可極大程度上節(jié)省BAS/ISCS功能恢復(fù)時(shí)間。

由于地鐵的建設(shè)涉及眾多系統(tǒng)，且各個(gè)系統(tǒng)控制柜/箱的安放空間有限，所以PLC升級(jí)改造后的控制柜/箱絕大多數(shù)情況下都需要在原位安放。

考慮到BAS/ISCS監(jiān)控末端設(shè)備的線纜往往走向分散、距離較長(zhǎng)且有些為隱蔽工程，從施工難度及工期考慮，繼續(xù)使用既有線槽、線管及線纜是最為合理的選擇。PLC的升級(jí)可能導(dǎo)致新增線纜，比如施耐德已停產(chǎn)的Momentum系列PLC之間通信采用MB+總線，可替換成采用Modbus TCP/IP通信的M340系列PLC，這種情況下就增加了傳輸用的光纖，雖然線槽內(nèi)部在建設(shè)期有預(yù)留空間，但是有些區(qū)域線槽因?yàn)槎鄠€(gè)專(zhuān)業(yè)間線槽間相互遮擋或?yàn)殡[蔽工程而不利于線纜重新敷設(shè)，可以考慮在適當(dāng)?shù)膮^(qū)域新增線管滿足新增線纜敷設(shè)的要求。

結(jié)束語(yǔ)：

綜上所述，由于BAS/ISCS自身涉及的接口眾多，監(jiān)控設(shè)備的類(lèi)型、數(shù)量繁雜，所以作為BAS/ISCS核心的PLC升級(jí)改造對(duì)車(chē)站接口設(shè)備運(yùn)行造成了較大的影響，故其升級(jí)改造工作的立項(xiàng)、施工、驗(yàn)收等階段應(yīng)充分考慮成本、工期及對(duì)接口設(shè)備運(yùn)行的影響等因素，保證PLC升級(jí)改造工作順利進(jìn)行。