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引語:地鐵車站通風空調係統是地鐵運營的主要能耗之一。據調查,地鐵車站的通風、空調係統能耗占到總能耗的比例,在北方達到30%,在南方超過50%。
藍普鋒參與北京某號地鐵線全線節能係統改造,最終實現該條地鐵線每年節電1700餘萬度,減少碳排放1.38萬噸。
不同於一般行業的節能係統改造,地鐵車站新增節能係統不能影響現有BAS係統控製模式和網絡結構,給方案帶來了一定的挑戰。
本案例將分享地鐵空調節能係統改造遇到的問題和難點。利用PLC技術,在確保地鐵控製係統的安全穩定,不改變BAS係統的控製優先權限的前提下,采用RPC2400可編程數據網關實現節能係統的最優改造方案。

• 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,不能影響係統運行的可靠性,並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,國產品牌藍普鋒(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夥伴的認可和信賴。
• 地鐵節能控製係統都包含哪些?
通風空調係統電氣係統改造,涉及地鐵車站的空調冷機、空調小係統、通風係統、隧道風機。
• 改造方案的挑戰:地鐵BAS係統權限優先的係統網絡結構
BAS係統即環境與設備監控係統的簡稱,暖通空調設備與其它係統和設備相互間的有序聯動控製和監控由BAS係統來實現。地鐵運行過程中,BAS係統對相關設備有最高級的控製和信息采集權限。
現有BAS係統采用RS485接入方式,網絡協議為“一主多從”結構,多路RS485用於接入風機設備和空調設備,對空調係統實現控製和采集。係統結構圖:

難點一:控製權限優先級
改造後,新增的節能係統需要獲取空調設備的控製和采集權限,實現對設備進行節能控製。因此,新增節能係統與BAS係統出現了控製權限分配問題。同時,原BAS係統為一對一的設備控製方式,與新增係統形成“二主一從”的控製方式,改造前的係統無法支持。
難點二:通訊環境的複雜性
地鐵現場電磁幹擾對通訊幹擾比較大,新增硬件均需要接入節能係統和BAS係統,要求通訊可靠性高。地鐵站內原有的空調係統和風機係統分別由不同廠家完成,通訊匹配較多。
要解決以上問題,在係統架構、硬件選型、通訊鏈路、控製邏輯等多個方麵進行改造,具體如下:
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通過自動、手動、應急控製等多種模式實現BAS係統的控製優先級別和係統的穩定控製;
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避免兩主站模式,實現BAS與節能係統的自動切換;
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利用PLC控製功能,對節能設備進行數據采集、精準控製,實現節能;
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實現空調係統和通風係統的最優化運行。
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:
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通過1路串口與空調送風機(或回風機、新風風機、空調冷水機組控製器、隧道風機等),另1路連接原BAS係統通訊接口,並通過以太網網口連接節能控製係統。
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RPC2400具有可編程控製器功能,通過對風機、空調係統工作狀態、循環泵頻率等進行采集上傳,實現BAS係統和節能控製係統控製指令自動判斷,對風機、空調進行控製,保證係統穩定可靠。
改造後的RS485連接方式:

節能係統改造後的係統結構圖

當下,工業互聯已經在工業和製造業深入滲透,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係統的網絡結構改造。RPC2400可以與多個廠家設備進行通訊連接,已經在製造業、空調、樓宇、汙水處理、地鐵等領域廣泛使用。
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