广州地铁集团有限公司 广东广州 510000
摘要：本文针对旧线路智能低压系统相关部件停产问题，提出符合旧线路设备升级过渡成本控制需求的升级改造思路，并进行试点改造，得出推广结论。
关键词：智能低压系统、升级改造
1 智能低压系统简介
智能低压系统是由各智能控制模块组合搭建而成的环控自动化控制系统，主要应用于对地铁系统内通风空调等设备的监视、测量、控制和保护。该系统主要由大PLC、小PLC、马达保护器、软启动器等智能控制模块组成，通过在其上搭载应用软件，实现设备的遥控、遥测、遥信等功能。
2 智能低压系统工作原理
以广州地铁某线路为例，智能低压系统使用底层智能控制单元将各类通风空调设备通过DeviceNet协议进行组网，并用大型可编程逻辑控制器（大PLC）作为系统的大脑，来对底层智能控制单元进行监控。同时，大PLC再通过ModbusPlus协议与上位系统通讯，实现地铁设备的集中控制；通过ControlNet协议与控制室人机界面通讯，实现站级的设备监控与调试。
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图1.某线路某站智能低压系统网络拓扑图
2.1 系统存在问题
仍以广州地铁某线路为例，该线路智能低压系统小PLC由MicroLogix1500控制器1764-LRP及机架1764-24BWA组成，用于对风阀、蝶阀的自动监控。根据实际需求，还可以拓展加装输入、输出模块。小PLC通过通讯转换模块1761-NET-DNI接入大PLC设备网总线中，实现通讯。
目前，上述小PLC控制器1764-LRP、小PLC机架1764-24BWA、DNET通讯模块1761-NET-DNI均停产且无替代型号及备件。根据维保经验，小PLC常发生程序自然丢失或不可复位的硬件故障，影响其负责的风阀、单相蝶阀联动功能，存在较大消防隐患，急需改造为市面上常见且未停产的新型智能模块，以解决停产瓶颈，提高设备稳定性及可靠度。
3 升级改造方案
3.1 硬件改造
某线路智能低压系统采用罗克韦尔自动化品牌模块，为确保设备兼容，拟采用罗克韦尔可编程逻辑控制器1769-L33ER、电源模块1769-PA4替代既有的控制器1764-LRP及机架1764-24BWA，同步配置输入扩展模块1769-IQ16、输出扩展模块1769-OW16各1个，替代原PLC机架中自带的IO。采用设备网通讯模块1769-SDN替代DNET通讯模块1761-NET-DNI。
从上述技术参数对比可知，新设备在硬件层面只涉及小网关柜的改造，不涉及小网关柜外部的线路敷设、改接，对既有系统进行最小限度的改动，实现了全部设计功能。此外，新型号小PLC配置有2个RJ45接口，能够通过目前主流的EtherNet协议通讯，为后续相关联系统的改造预留兼容接口。
3.2软件改造
3.2.1 小PLC程序编写
旧型号小PLC通过RSLOGIX500软件进行编程，程序主要定义了小PLC各IO点与寄存器的对应关系，风阀、蝶阀的控制逻辑不在小PLC程序中。新型小PLC通过Studio5000软件进行编程，需要根据硬件改造后的IO点表，重新编写程序，定义各IO点与寄存器的对应关系。
3.2.2 DeviceNet配置
旧型号小PLC通过1769-NET-DNI通讯模块与大PLC通讯，由于新型号小PLC改用1769-SDN模块实现通讯，故需要将设备网网关扫描清单中的1769-NET-DNI替换为1769-SDN，并修改相关参数配置。
4 试点改造
2021年1月于广州地铁某线路进行了试点改造，以某站某柜作为试运行改造试点。改造完成后，新小PLC与既有智能低压系统完美兼容，风阀、蝶阀等设备控制与反馈功能均正常，试运行3个月以来，各项功能符合技术要求，未发生过故障，满足现场使用要求。
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图2.改造前（图左）及改造后（图右）
5 效益评价及总结
本升级改造方案通过最小程度的改动实现了原设计的全部功能，相比全系统改造节省了大量的人力投入及备件采购成本，改造更换下来的旧设备经检测正常后可作为其他线路的应急备件，符合老地铁线路设备升级过渡的成本控制需求。改造解决了设备停产且无备件的瓶颈，提高了设备稳定性，且新设备预留了相关系统的升级兼容接口，具备良好的推广前景。
参考文献：
[1]罗克韦尔ControlLogix系统应用技术/伍锦荣编著.—北京：化学工业出版社，2020.9
[2]PLC原理与应用：罗克韦尔Micro800系列/于金鹏等编著.—北京：机械工业出版社，2016.8