关键词：奥普图DCS&控制系统 　PLC　工业以太网　TCP/IP协议　数据采集(DAS)　冗余

 

　　巴塞罗纳是西班牙的第二大城市，被誉为欧洲思维最领先的城市之一。他不停地迎接新的挑战，包括成功举办1992年夏季奥运会，展现出它的迷人魅力。正是因为有这种理念，并了解到交通服务业的最新技术，长期以来，巴塞罗纳城市认为：建造，维护，改进公共地铁网络极具有社会和经济价值。

 

　　1924年，巴塞罗纳的第一条地铁在LESSEPS 和CATALUNA 之间建成。从那时起，地铁系统不停地结合最新技术进行更新改进。1971年，随着悬浮式常规车轨的问世，巴塞罗纳的地铁系统成为该市的首要交通工具。

　　

　　现今巴塞罗纳地铁包括5条主干线路，115个车站和500辆列车，每日运输量超过110万人次。高峰期，一列五节车厢的地铁列车可以运载1000名乘客，每3分钟一趟，一小时的总运输量超过60，000人次。一年的总运输能力超过3.1亿人次。

 

　　为了改进地铁操作和安全状况，同时提高乘客的舒适度，巴塞罗纳地铁公司对列车和设施作了许多技术改进。其中最受益的措施之一就是把Ethernet TCP/IP 工业技术运用到地铁现有的IT网络设施中，以便自动化控制和远程监控。这种结合改善了网络可靠性，通信，电视监控等领域之间的运作。

　　

　　负责巴塞罗纳地铁新技术实施的公司是AGECONTROL，。他成立于1976年，是西班牙的主要工程承包商，属于AGE 公司的一部分， 擅长于设计使用控制和通信技术方案。该公司为不同工业领域设计和建造了许多PLC，SCADA 和DCS 控制系统，涉及石油，天然气，水处理和环保，能源行业。该公司还擅长于声频+视频数据信号传输的网络及线缆设施。他们还提供方案设计，网络结构设计，通信系统的诊断和音频服务。

 

　　寻求最佳方案

 

　　AGECONTROL知道：虽然PLC系统可以完成许多工业自动化的基本控制要求，但它们的数据采集能力受限。更重要的是PLC 系统不容易兼容与IT 网络中，需要额外的中介元件和进一步编程和支持，不仅效率低，而且不经济。

 

　　AGECONTROL 也知道巴塞罗纳地铁要求高质量的工业系统，能够简单又直接地把他们现有的设备和现有的TCP/IP 网络结合到一起，把数据从运行的设备传送到管理系统，简单明了，不要弄混现有的系统或运行状态。

　　

　　经过市场调查，他们发现OPTO 22 SNAP Ethernet I/O 能够实现这一目标。

　　

　　OPTO 22 SNAP ETHERNET I/O

　　

　　为巴塞罗纳地铁设计的OPTO 22 SNAP Ethernet I/O 包括一套可容纳16个模块的机架，每个模块提供2路或4路输入量。触点或开关信号接入数字量模块，传感器和变量控制接入模拟量模块；串行通信模块提供独立的两个双向数据通信口。 覆盖了地铁的多数车站和隧道，这样OPTO 22 SNAP Ethernet I/O系统就作为巴塞罗纳现有网络结构里的标准IP节点，重要的运行参数就可以传送到地铁控制中心的管理操作台上。

　　

　　无线通信网络

 

　　巴塞罗纳地铁的无线通信网络承担远程数据连接，遥控，声频，视频信号传输，这个网络是建立在一条主干光纤基础上的。光纤在地铁隧道中延伸达81公里，在某些不能安装光纤的地点，通信信号则采用Ethernet网络无线电台传送，这使得地铁具有高可靠性。为强化其功能，整个系统还通过冗余连接到公众数字ISDN 电话网，在内部故障时启动，另外，当某一个网络段需求增加时，可以增加频带宽度。

 

　　地铁控制中心

 

　　地铁所有的关键设备及信息都要返回到地铁控制中心，包括：自动扶梯和液压式乘客升降设备；通信网络（如电话和双向电台）；电视监控；震动监控；烟雾/瓦斯气/火警检测设备；照明；救生设备。

 

　　OPTO 22 SNAP ETHERNET 系统的工作

　　网络监控

 

　　OPTO 22 SNAP ETHERNET 系统 用于检测整个地铁通信网络，包括：电台通信（用于车站之间的声频和视频信号传输），列车和车站之间的双向通信，司机和维修人员之间的通信。运行OPTO 22 SNAP，使系统有自诊断容错能力，可检测到多点故障或通信失效。而且通常在第二点故障发生之前，网络系统可以在检测并确认到某个故障点后，对其予以处理。通过复杂的网络监控系统，OPTO 22 SNAP ETHERNET 系统能辨识系统是完整的，且能从所有相连接的设备获取和发送数据到地铁控制中心。这样以确保网络运行最优化。

 

　　设备监控及管理，数据读取

 

　　如前述，SNAP I/O 系统模块通过传感器连接到地铁关键系统和设备。当该系统中任一点有故障时，SNAP 系统就可以把预置的包含该报警内容和相关器件的详细信息块传送到网络中管理控制台中预定的IP节点，通过企业管理系统（UNIX平台上的H-P OPREVIEW），地铁控制中心的操作员能立刻注意到该信息，启动诊断程序，进行进一步的操作，并开始进行事件记录，事故报告，网络重置；再EMAIL至管理层。

 

　　远程遥控

 

　　115个车站均装有闭路电视，每个系统包含许多摄像机，他们安装于车轨/通道/月台上。这些摄像头连接到监控屏上，且售票处有图像记录装置。还有一个视频转换系统用于切换不同的图像频道，而且在监视屏上可以依次显示。

 

　　所有车站还安装了公用的内部电话系统，乘客可以与车站人员联系。每一部电话实际上是各个车站上本地的PABX开关板的延伸，他包含一个使用V.24协议的RS232串行通信器件。

 

　　巴塞罗纳地铁要求：当乘客使用某一电话问询或报告事件时，摄像机能提供最佳视角，而且立即把图像切换到视频监视器显示。在整个通话期间，售票处可以看到详细情况，且记录此时的图像和对话情况。即：使用任一部电话都能发出一个信号到视频系统并传送到距该电话最近的& 381;路电视摄像头。

　　

　　为完成这一任务，SNAP 系统中安装了一个串行模块连接到开关板上的V.24出口。数字量输出模块则控制切换不同的视频通道。当任一串行模块接受到开关板的信号时，SNAP 智能处理器处理该信号，决定由哪一台摄象机信号进入视频系统，并发出相应的数字量输出信号，同时启动视频-声频记录系统以记录乘客和车站人员的对话情景。

 

　　收益

 

　　极少数部门可能认为使用网络技术是不必要的，也不明智。但是巴塞罗纳地铁的Ethernet TCP/IP 工业技术被证明是明智的投资。

 

　　尽管Ethernet I/O系统在网络中的数量不断增加，但其电缆和安装费用是微不足道的，而且改进了系统运行的安全性，降低了维修费用,收益极大。

 

　　由于AGECONTROL 和SNAP Ethernet I/O 的完美结合，有力的改进了巴塞罗纳地铁运行状态，还提高了地铁公司的声誉。该公司的管理和设施不仅在西班牙，而且在整个欧洲，都是其他大型运输公司仿效学习的样板。