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城市軌道交通IBP盤設備概述

2020-04-09 01:43:06吳志強
經(jīng)濟技術協(xié)作信息 2020年7期
關鍵詞:線槽盤面發(fā)熱量

◎吳志強

IBP盤是一種人機接口裝置,設置在每個車站的車站控制室,當車站ISCS故障,造成無法通過ISCS進行監(jiān)控操作時,作為車站ISCS的后備操作手段,在緊急情況下使用的按鍵式模擬監(jiān)控盤,以支持車站的關鍵監(jiān)視和控制功能。既然IBP功能如此重要,所以IBP盤使我們調試的重點。

IBP 為PSCADA、ATS、BAS、AFC、FAS、ACS、PSD、QM、CCTV 等系統(tǒng)的設備提供一個統(tǒng)一的硬件安裝平臺,我們都通過IBP對相應的系統(tǒng)進行控制,包括調試也是在IBP上進行的。

我們在車站綜合控制室安裝的IBP盤,它由IBP面板、PLC、人機界面終端、監(jiān)控工作臺、消防聯(lián)動控制盤及我們所說的消防聯(lián)動控制盤構成。當出現(xiàn)車站值班操作員在車站設備服務器或者人機界面出現(xiàn)故障時,我們可以通過IBP盤對本車站進行應急管理,或在緊急情況下直接操作IBP盤,采用人工介入方式進行運行模式操作和某些設備的遠程單動操作。發(fā)出的控制信號輸入IBP盤PLC再由PLC發(fā)出聯(lián)動控制指令和某些設備的遠程控制指令。另外,PLC通過通信接口和FAS報警控制器連接,接收FAS報警控制器直接傳來的火災模式指令,并將火災模式信息轉送到現(xiàn)場冗余PLC和BAS工作站。

IBP盤上設置緊急控制按鈕,狀態(tài)指示燈等,對重要設備進行應急監(jiān)控。其控制級別高于各系統(tǒng)操作站。

車站火災專用消防設備的后備控制由FAS消防聯(lián)動控制盤完成。聯(lián)動盤采用分體結構,嵌入IBP盤中。FAS專業(yè)將向賣方提供消防聯(lián)動控制盤的尺寸和安裝要求,盤面布置及顏色需與IBP盤面相互協(xié)調統(tǒng)一。

車站后備操作系統(tǒng)主要功能:車站后備操作系統(tǒng)由IBP面板和PLC系統(tǒng)組成。主要功能是實現(xiàn)車站綜合控制室BAS監(jiān)控管理系統(tǒng)的緊急后備操作。適用于當車站BAS及其它工作站操作失靈等緊急情況下的工作模式控制和電梯/扶梯、AFC閘機、PSD等設備的簡單開/關控制。通過IBP盤的系統(tǒng)選擇開關可進行BAS或IBP的控制方式轉換。

由于IBP盤應在BAS工作站失靈時可以對設備進行有限度的操作,因此IBP盤應采用與BAS工作站不同的控制途徑對設備的監(jiān)控。

在IBP盤的面板上嵌入工業(yè)級人機界面終端,工業(yè)級人機界面終端廣泛應用于工業(yè)現(xiàn)場,具有可靠性高、維護簡單、操作擴展能力強的優(yōu)點,可替代傳統(tǒng)操作臺,實現(xiàn)現(xiàn)場設備操作及顯示可編程。

IBP盤上的人機界面終端與車站工作站構成熱備,當工作站故障時,人機界面終端可替代工作站完成車站級的操作和設備狀態(tài)顯示。

模塊化的設計:IBP盤需采用4塊盤體及落地柜體單元式拼接組成,單體生產(chǎn)、包裝和運輸,進入車站控制室后可方便的組裝,可降低對車站控制室建筑的要求。

IBP盤體的前部安裝馬賽克盤面,盤面由馬賽克拼塊呈積木形式拼接而成,表面 安 裝 PSCADA、ATS、BAS、AFC、FAS、PSD、ACS、CCTV、QM 等系統(tǒng)專業(yè)的后備操作按鈕、狀態(tài)指示燈、蜂鳴器等電氣元件,并雕刻必要的工藝圖和文字說明。

落地柜的內部可安裝主機和BAS的IBP專用PLC等設備,同時安裝走線槽和端子排,要求落地柜體內可安裝立式或臥式的操作終端。

操 作 臺 上 面 放 置 ISCS、ATS、PIS、FAS、ACS、AFC、CCTV 等專業(yè)的顯示器以及PA和CCTV后備操作設備等,CLK時鐘將嵌入在IBP盤面內。

因IBP盤的操作大多發(fā)生在事故狀態(tài)下,操作人員心情較為緊張。因此,各系統(tǒng)操作風格盡量統(tǒng)一。以便操作人員能夠在緊急情況下從容操作,減少操作失誤。統(tǒng)一操控風格包括以下方面:

1.盤面布置。盤面按不同的被監(jiān)控系統(tǒng)劃分區(qū)域。各區(qū)域功能相對獨立。

設置IBP盤綜合區(qū),綜合區(qū)包括車站模式控制區(qū)及盤面共用區(qū)。盤面公用區(qū)設置全盤試燈按鈕、蜂鳴器、蜂鳴器消音按鈕、蜂鳴器使能開關等。各系統(tǒng)區(qū)域不設單獨的試燈按鈕。

2.兩步操作。為防止誤動作,對IBP盤的操作均需進行2個步驟才能生效。首先需要操作各系統(tǒng)區(qū)域使能鑰匙開關,使本系統(tǒng)區(qū)域使能;再按動/旋轉相應的功能按鈕/鑰匙開關。

在使能開關無效的情況下,按動/旋轉相應的功能按鈕/鑰匙開關無效。

當使能開關從有效旋轉到無效位置時,已經(jīng)發(fā)出的控制指令也將被取消,IBP盤將回復到無效狀態(tài)。

3. 指示燈原則。IBP盤上的指示燈(含帶燈按鈕自帶的燈),不受各個使能開關的狀態(tài)影響,始終實時表示相應的狀態(tài)。

4.信號類型。IBP盤向相關系統(tǒng)或設備發(fā)出的指令信號為脈沖型信號,并采用反饋復位,即:信號脈沖將維持在有效電平,直到IBP收到相關指令已執(zhí)行完成的反饋信號為止。

IBP盤柜內部結構,設置PLC安裝背板、工作站主機固定安裝板,線槽、接線端子、電源插座、接地排、防塵蓋板等配件,柜內布線整齊美觀。

IBP柜體外布線采用地板下線槽敷設方式。在IBP柜底側開孔,線纜經(jīng)由孔洞進入IBP柜內。柜內布線采用阻燃線槽,采用端子接線方式。達到以下標準:

1.電氣設備有足夠的電氣間隙及爬電距離以保證設備安全可靠的工作;

2.電氣元件及其組裝板的安裝結構為正面拆裝;

3.強弱電端子分開布置,端子標示序號,端子排便于更換且接線方便;

4.線槽平整、無扭曲變形,內壁光滑、無毛刺,線槽接口平直、嚴密,槽蓋齊全、平整、無翹角。

5.各電氣設備的安裝嚴格符合產(chǎn)品使用說明書的規(guī)定。

IBP盤及工作臺下的機柜內部有多臺計算機主機,由于柜體相對封閉,且主機的發(fā)熱量較大,需要仔細考慮散熱情況。

計算機主機均為普通PC機或工控計算機,實際能耗按150W/臺計算,全部轉化為發(fā)熱量。

AFC緊急按鈕盒,功率未知,發(fā)熱量暫按50W計算

IBP盤PLC控制器,能耗<30W

因此,IBP盤及工作臺內發(fā)熱量總數(shù)為:

根據(jù)IBP盤及工作臺的初步設計,整個工作臺及IBP盤可分為IBP盤面和工作臺兩大部分。盤面后部和工作臺后下部為設備放置空間,主要的設備放置在工作臺后下方的機柜內(以下簡稱機柜)。

其中,IBP盤面在上方,后部空間較小。IBP盤PLC將安裝在盤面后,發(fā)熱量約30W。

9臺計算機主機(以下簡稱主機)及緊急按鈕盒等其他設備均安放在機柜下方。整個工作臺包括4個獨立的機柜空間,因此每個機柜放置2臺主機。其他設備分散放置在幾個機柜內,則每個機柜空間最大發(fā)熱量為:2×150+50=350W。

機柜具有一定的高度,且主要發(fā)熱設備放置在下方,因此機柜的上部空間成為一個“煙囪”利用煙囪效應,可以形成自然通風的氣流,達到通風散熱的作用。

機柜后下方設置進氣柵格,上方設置排氣柵格。室內空氣經(jīng)進氣柵格進入機柜,由主機自帶的風扇吸入,冷卻主機后,熱氣流由主機后部排出,在機柜內部空間自然上升,經(jīng)排氣柵格排出。

PLC發(fā)熱量小,且安裝空間相對較大,因此無需考慮散熱問題。下面主要對機柜內的散熱情況進行討論。

因機柜內空氣溫度較高,密度較小,從而熱空氣上升,形成自然通風的氣流。空氣流動的動力來自熱空氣產(chǎn)生的壓力,稱為熱壓。

當空氣以一定速度流動時,進氣、排氣口等會產(chǎn)生阻力。如果熱壓大于在最小風速下的氣流阻力,則可以保證通風量滿足散熱要求。

綜上所述,軌道交通建設將是一個非常有發(fā)展的工程建設,其BAS系統(tǒng)的潛力巨大,隨著軌道交通的發(fā)展,對BAS系統(tǒng)的研究也將進一步深入與提高。

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