北京地鐵五號線(xiàn)多通信協(xié)議設備集成解決方案

1． 項目綜述

北京地鐵五號線(xiàn)的“環(huán)境與設備監控系統（簡(jiǎn)稱(chēng)BAS）”由25個(gè)站級子系統組成，包括：

? 16個(gè)地下車(chē)站站級子系統

? 7個(gè)地面車(chē)站站級子系統

? 宋家莊停車(chē)場(chǎng)的站級子系統

? 太平莊車(chē)輛段的站級子系統

站級子系統的主要功能是要完成車(chē)站、停車(chē)場(chǎng)、及車(chē)輛段主要設備的全面、有效地自動(dòng)化監控及管理；及時(shí)、準確的將監視數據上傳給綜合監控系統（簡(jiǎn)稱(chēng)ISCS）；同時(shí)能夠接收ISCS所下達的模式控制、單點(diǎn)控制等控制指令；確保設備處于安全、可靠、高效、節能的最佳運行狀態(tài)；從而提供一個(gè)舒適的乘車(chē)環(huán)境。并能在火災或阻塞等災害狀態(tài)下，更好地協(xié)調車(chē)站設備的運行，充分發(fā)揮各種設備應有的作用，保證乘客的安全和設備的正常運行。

2．BAS系統及網(wǎng)絡(luò )結構

站級BAS子系統通信網(wǎng)絡(luò )規范全部采用國際IEC61158-3（即：中國國家標準GB/T20540-2006）PROFIBUS 標準。這是目前國際國內普遍采用的一種現場(chǎng)總線(xiàn)標準。具有高速、可靠、應用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)。目前在歐洲、及我國已有許多地鐵BAS系統采用PROFIBUS通信網(wǎng)絡(luò )成功的案例。見(jiàn)下圖：北京地鐵五號線(xiàn)站級BAS通信網(wǎng)絡(luò )結構圖。

BAS子系統PROFIBUS網(wǎng)絡(luò )結構采用冗余雙環(huán)網(wǎng)，即使雙環(huán)網(wǎng)上出現兩處故障點(diǎn)，系統仍然能夠正常工作。系統利用Y-LINK設備將雙總線(xiàn)結構轉換為單總線(xiàn)以實(shí)現對單總線(xiàn)接口設備聯(lián)接的。

3．總線(xiàn)橋實(shí)現多種協(xié)議設備與PROFIBUS總線(xiàn)的連接

站級BAS子系統監控設備種類(lèi)很多，供貨廠(chǎng)家不一、涉及多個(gè)行業(yè)。這些設備包括：暖通空調系統、給排水系統、低壓配電與動(dòng)力照明系統、電梯系統、安全門(mén)系統、車(chē)站事故

北京地鐵五號線(xiàn)站級BAS通信網(wǎng)絡(luò )結構圖

照明電源系統等。要求上述設備全部具備PROFIBUS通信標準接口，對上述設備供應商來(lái)說(shuō)難度較大，并不現實(shí)。采用PROFIBUS總線(xiàn)橋實(shí)現多種協(xié)議設備連接到PROFIBUS總線(xiàn)是一種常用的方法。在北京地鐵5#線(xiàn)項目之前，南京地鐵1#線(xiàn)項目就使用鼎實(shí)科技的總線(xiàn)橋連接顯示設備到PROFIBUS系統，收到很好效果。

4．PROFIBUS總線(xiàn)橋技術(shù)與產(chǎn)品

北京鼎實(shí)創(chuàng )新科技有限公司為此提出并開(kāi)發(fā)了總線(xiàn)橋系列產(chǎn)品。“總線(xiàn)橋”就是現場(chǎng)總線(xiàn)協(xié)議轉換網(wǎng)關(guān)。PROFIBUS總線(xiàn)橋就是將具有RS-232/485、CAN及MODBUS等通信協(xié)議接口設備連接到PROFIBUS總線(xiàn)上，使該設備成為PROFIBUS總線(xiàn)上的一個(gè)從站。目前可提供的PROFIBUS總線(xiàn)橋產(chǎn)品包括：

? PROFIBUS<=>MODBUS；

? PROFIBUS<=>RS232/485 (自由協(xié)議)；

? PROFIBUS<=>CAN (自由協(xié)議)；

? PROFIBUS<=>CANOpen；

? PROFIBUS<=>DeviceNet；

? PROFIBUS<=>Ethernet (TCP/IP)；

北京鼎實(shí)科技還為該項目中使用“企業(yè)自由協(xié)議” 的設備提供 “總線(xiàn)橋定制”服務(wù)。定制協(xié)議轉換總線(xiàn)橋可以將各種企業(yè)自由協(xié)議設備更方便、快捷地連接到PROFIBUS總線(xiàn)上。在該項目中，應急電源EPS、振動(dòng)監控系統、西門(mén)子CS11消防系統(FAS)就使用了鼎實(shí)科技定制的PROFIBUS總線(xiàn)橋產(chǎn)品。

5．PROFIBUS總線(xiàn)橋產(chǎn)品在5#BAS上的應用

5.1 實(shí)現功能

BAS系統通過(guò)使用北京鼎實(shí)科技的多協(xié)議轉換總線(xiàn)橋將具有不同協(xié)議、不同廠(chǎng)家的第三方設備連接到PROFIBUS現場(chǎng)總線(xiàn)系統中。主要協(xié)議設備有：

? MODBUS協(xié)議設備，包括：HMI、冷卻水機組、電梯系統。

? RS/232/485企業(yè)自由協(xié)議設備，包括：應急電源EPS、振動(dòng)檢測儀、FAS消防系統。

5.2 應用總線(xiàn)橋設備的優(yōu)點(diǎn)

① 應用簡(jiǎn)單：用戶(hù)不用了解PROFIBUS和第三方設備技術(shù)細節，用戶(hù)只需參考總線(xiàn)橋手冊及提供的應用實(shí)例，根據要求完成配置，不需要復雜編程，即可在短時(shí)間內實(shí)現連接通信。

② 透明通信：用戶(hù)可以依照PROFIBUS通信數據區和第三方設備通信數據區的映射關(guān)系，實(shí)現PROFIBUS到第三方設備之間的數據透明通信。

③ 數據完整，實(shí)時(shí)傳輸：對到第三方設備上傳的參數無(wú)丟失，并實(shí)時(shí)傳輸給PROFBUS-DP。保證數據的完整性。

6．結束語(yǔ)

多種總線(xiàn)協(xié)議標準共存、各種企業(yè)自由協(xié)議設備長(cháng)期存在，這兩個(gè)問(wèn)題不只是北京地鐵5#線(xiàn)BAS系統遇到的特例，而是整個(gè)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò )領(lǐng)域將長(cháng)期面臨的現實(shí)。北京地鐵5#線(xiàn)BAS系統使用總線(xiàn)橋將各種MODBUS協(xié)議、及基于RS-232/485的企業(yè)自由協(xié)議設備連接到PROFIBUS總線(xiàn)系統，取得很好效果，值得在地鐵環(huán)境與設備監控系統推廣應用。