基于PLC 技术的环控系统应用研究

杨少玉 常州市轨道交通发展有限公司运营分公司

一、引言

我国经济水平不断的增长，国内也在大力发展交通技术。由于路面交通的拥挤，修建地铁是必经途径之一。其中不少已投入使用，有效缓解了交通拥堵。地铁以其快捷、安全、舒适、交通量大等优点成为最受欢迎的交通方式。此外，地铁的修建充分利用起了城市地下的空间，这样可以在保障地上环境建筑不变的前提下有效的改善交通状况，所以地铁的修建是非常有必要。在地铁控制系统中，通常都会使用到PLC 技术，这项技术可以自动控制铁路的运输。PLC 主要是控制地铁运行过程中除了各种阀门的遥控还有地铁的配电以及紧急事故的处理。例如系统的开关阀门，列车的风机以及冷水机组的遥控。我国地铁系统中使用的工控信号控制设备，如机组、水泵、冷却塔等，一般都是继电器。能控制这些装置的系统是非常复杂的，所以也体现了技术的先进程度和维修的难度之大，继电器不稳定。在地铁运营过程中，由于这一环节的故障引发的列车事故屡见不鲜。地铁的运行以及地铁的车站都是在地下，是与外界充分隔离的状态，内部除湿和净化内部环境全部依靠系统的气流的流动。所以，在保障地铁安全运营的前提下，系统会为地铁创造良好的地铁环境。地铁环境控制系统是地铁设备监控系统的重要组成部分。本系统采用自动控制技术对系统设备进行监控，才能够充分的利用到系统的优越性。

二、环控系统中的PLC 自动化控制系统

（一）PLC 自控系统在轨道交通电控系统中的优越性

轨道交通电子控制系统是指对车站机械配电、车站事故风机及阀门、公共区域通风设施及阀门、设备用房排风机及阀门等电气设备的实时控制的一种控制系统。中间继电器是我国轨道交通建设初期应用最广泛的信号逻辑控制装置。它的明显缺点是电路比较复杂，维护困难。同时，继电器易老化，使得自动控制系统的一系列工作缺乏必要的可靠性和可维护性。老旧的系统对突发情况无法进行及时的处理，当反馈到的数据发生偏差时，系统也容易做出错误的工作。

PLC 自动控制系统是一种新型的工业自动控制装置。它不仅取代了传统的普通控制系统，而且在抗干扰性能上有了显著的提高。机电一体化水平的提高促进了通信网络功能的不断增强，也促进了其在特殊地理环境中的正常应用。在轨道交通电气控制系统中，PLC 系统可在各环控室独立显示和控制，也可在站控室与PLC 进行显示和控制。该系统主要基于现场总线和以太网技术。

（二）PLC 系统的功能陈述

轨道交通环控室的PLC 系统可以用来接收Fas、BAS 系统直接发送的轨道交通车站现场情况，并且可以用来控制设备的集中运行状态、设备状态和通信方式。设备以开关量状态传输至电气控制室PLC 自动控制系统，并在轨道交通车站车辆控制室PLC 人机界面上显示，使轨道交通控制室的PLC 系统和人机界面同时控制环控室的设备启动。

BAS 系统中风机和风阀的PLC 自动控制系统有自动和手动两种。自动是指BAS系统的风机、风阀发出的开、关指令，一旦PLC 自动控制系统接收到，PLC 系统将根据指令信息执行相关的设备操作流程。手动是指在PLC 自动控制系统中，对风机、风阀设备的开闭进行手动控制，对回风阀、排气阀设备的开闭进行手动控制。

PLC 采用FAS 控制形式。Fas 系统要求PLC 自动控制系统接收并执行Fas 系统的开、关指令，并将其工作状态及时、准确地反馈给Fas 系统。Fas 系统中涉及的PLC 系统设备称为事故风机和组合风阀。风机和风阀设备的所有状态都可以通过信息网络传输到bas 监控系统，但值得注意的是bas 系统只显示信息数据。

轨道交通空调箱及风阀的控制。一般来说，电流、温度、湿度、风压等模拟信号都可能会影响到PLC 自动控制系统的工作状态。PLC 自动控制系统将根据上述信息实时设置风阀的开度和调整风阀的大小，从而PLC 自动控制系统可以根据现场工况或BAS系统发出的报警信号来选择开、关风阀，以适应当前工况。

三、地铁环控制系统优化设计要求

（一）PLC 自动控制系统的优化设计

正常轨道运行的过程中，系统是在自动控制模式下，PLC 控制系统会自动收到BAS中相应设备的开、关控制命令后，风机及相应阀门的状态将根据程序设置的调用进行改变，风机及相应阀门的状态信息可自动传送到PLC 显示器上设备，然后再通过总线把相关的信息传输到BAS 系统上，这样系统的控制就更加的合理化，能够处理绝大部分的应急情况。

（二）空调机组优化设计要求

对于空调机组来说，轨道内的温度信息通过温度传感器提交到BAS 系统中，当BAS 控制系统收到车组的温湿度信息之后，会进行温湿度的分析，然后将相应的控制命令发送给回路控制系统的核心PLC 自动控制系统。回路控制系统可通过相应的通信接口和总线与相应的变频设备连接。根据逆变器的输出频率值，向相应的交流电机供电，改变电机的运行状态。

（三）火灾工况PLC 优化设计要求

在火灾情况下，系统会自动进入应急状态，FAS 系统可以监测到火灾信息，并发出提示。然后火灾信号将相应的状态信息发送给PLC 回路控制系统。PLC 接收到相应的火灾信号后，相应的信号会显示在相应的设备上。

四、结语

轨道交通环境的控制系统通常都是使用PLC 自动控制系统的，PLC 系统随着科技的发展，也在不断的更新换代，随着轨道交通越来越多，很大程度上改善了轨道运行的效率和延长，而且取得了很高的社会效益和经济效益。为了充分发挥系统的优势，研究人员应该根据具体的工程项目，相应的改善自动控制系统的设置。