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1  概述

    地鐵具有高速、安全、準時、載客量大的特點，是現代城市解決交通擁塞最有效的手段。我國目前已經擁有地鐵的城市有北京、天津、上海和廣州。全國現有十余個地鐵/輕軌項目正在建設或已經批準建設。由于地鐵/輕軌項目的技術復雜，科技含量高，我國在這一行業的技術還很不成熟，以前的項目較多依賴進口，使得地鐵建設的初投資加大，運行費用提高。

    南京地鐵南北線一期工程南起奧體中心，北至邁皋橋，線路貫穿城市中心區，全長21.72公里，其中地下線長14.72公里，地上線長7.00公里，全線共設車站16座，其中高架站5座，地下站11座，車輛段設在小行。控制中心設在珠江路,預計到2005年，南京地鐵地鐵一號線將建成投運，為南京市民提供快速、便捷的出行條件，也將為美麗的南京帶來新的風貌。

    一號線環境監控系統，對全線16個車站的通風空調設備、給排水設備、自動扶梯、車站公共區照明、廣告照明、車站事故照明電源等機電設備進行自動化監控和管理，電力照明系統、防災系統等進行全面的運行管理與控制，保證地鐵環境達到國家有關規定和標準，并在災害發生時能夠及時迅速地進入防災運行方式，保證人員的生命安全和減少財產損失。

2  地鐵環境特點

    ⑴  各種機電、通訊（有線、無線）、信號等設備發射、輻射出大量無規則電磁信號。

    ⑵  采用1500VDC牽引形成畸變電場。

    ⑶  其它不可預見干擾。

    ⑷   風機等設備為回、排風、排煙（防災系統）共用。

    ⑸  控制信號要求極高。

3   選型

    通過對世界上較具實力的地鐵控制系統方案提供商和系統設備提供商的實力考察，特別是針對相應產品在大型鐵路運輸系統和交通系統的適應性與實際工程應用情況，現場控制級采用了美國羅克韋爾自動化公司的自動化產品ControlLogix系統及其先進工業網絡平臺--NetLinx組成基礎自動化級的控制網絡。

    ⑴   先進性原則

    使設計的BAS系統能夠最大限度地適應今后技術的發展變化并滿足地鐵不斷提高的日常運營與管理要求。

    ①  整個控制系統的結構具有較好的標準性、開放性與互連性，易于擴展和未來升級，以便使南京地鐵與快速發展的自動化及信息技術保持同步；

    ②  采用了先進的網絡技術，通過智能化的網絡設備及網管軟件實現對計算機網絡系統的有效管理與控制，實時監控網絡運行情況，及時排除網絡故障，及時調整和平衡網上信息流量。

    ⑵   實用性與經濟性原則

    實用性就是能夠最大限度地滿足實際工作要求，是設備選型與系統設計過程中所必須考慮的一種系統性能，它是自動化系統設計者對用戶需求的最基本的承諾。在本方案中，控制系統的軟硬件設備選型、系統配置、人機操作設計，在滿足地鐵日常運營、管理功能及可靠性需求的前提下，均采用了性能/價格比較優的產品與裝置系統。

    ⑶  可擴展、可維護性原則

    在基礎自動化級的設備選型中，本方案所選用的現場設備監控I/O模塊，均具有信號隔離、帶電熱拔插功能，從而能夠保證系統維護的方便與快捷；同時控制系統均具有完善的自診斷與簡明、準確的故障指示功能，以進一步保證系統故障排除與維護的及時性、簡易性。

    各操作站、工程師站及服務器等均采用統一品牌的硬件及統一的操作系統與監控軟件，因此最大程度地減少了整個系統的備品備件量，同時在另一個方面增加了系統的可維護性。

4  系統構成 

    ⑴  網絡結構（如圖1所示）與性能

    南京地鐵一期工程采用的NetLinx網絡結構可分為ControlNet 設備層、ControlNet控制層、Ethernet以太網信息層三層網絡結構，其中設備層、控制層ControlNet負責與現場A-B變頻器之間的數據傳輸、I/O與Logix5550之間提供一條高速通信網路，也提供MB、Profibus DP、DH485等第三方通訊協議的模塊。Ethernet作為信息層對外數據傳輸的一種開放式網絡結構，提供給整個地鐵廣域網一個標準的信息層接口。

    ControlNet網絡優越性能： 

    ?  開放性

    ?  多功能  

    ?  確定性和可重復性

    ?  靈活性

    ?  強大方便的網絡組態，診斷功能及可靠性

    ?   I/O共享

    ?  擴展性能

    基于以上優點，采用了ControlNet 作為控制層網絡來實現系統的高性能要求；車站層網絡結構采用單環結構，進一步確保了系統的安全性、可靠性。

    Ethernet網的優越性能：   

    ? 通過簡單的連接系統快速啟動。

    ? 高可用性。因為對現有系統的擴展不存在任何問題。

    ?  實際上沒有限制的通訊性能。如需要，通過切換技術能提供可伸縮性的性能。

    ? 各種各樣應用的聯網。例如辦公室和生產應用的聯網。

    ? 通過經常不斷的擴展和開發因而保護投資的安全性。

    Ethernet(以太網)屬國際標準，現已廣泛用于程序維護、向MIS和MES系統傳遞工廠數據、監控、連接人機界面、記錄事件和告警。NetLinx使用以太網工業協議(Ethernet/IP)作為其信息網絡，為上層網絡計算機系統提供讀取工廠數據的途徑，并提供可編程設備支持(PDS)。

    ⑵  ControlLogix硬件系統

    ControlLogix結構體系是一個技術先進的控制平臺，它集成了多個控制功能：順序控制、運動控成現場總線模式，對輸入、輸出端子而言，BC3100相當制、傳動及過程控制等并結合高速、靈活的通訊和功能強大的輸入輸出。ControlLogix系統在任何尺寸大小上都是模塊化的，用戶可以根據具體應用來選擇合適的內存量、控制器個數和網絡類型。這種柔性結構允許用戶在同一個機架內使用多個控制器、網絡及I/O模塊。多控制器功能使您能在多個控制器之間分配資源和劃分應用任務。

        ControlLogix 無源多主數據總線采用了生產者/消費者網絡技術，提供了一個高性能的、確定性的和分布式的方案，系統的瓶頸問題因此而消除。在基本結構中，這種靈活的結構允許無限制地加入多個處理器、網絡和I/O。ControlLogix系統通信模塊支持開放式的網絡，如Ethernet、ControlNet和DeviceNet等。

5  結語

    綜上所述，羅克韋爾自動化公司的產品為南京地鐵一期工程的成功建設提供了有力保證。