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1、关于地铁 BAS 系统现场级网络应用的说明1、概述地铁BAS系统作为综合监控系统的重要组成部分承担着地下车站机 电设备监控以及紧急情况下防灾救灾的重责。由于地下车站机电设备分布 广泛，因此BAS系统核心控制器及远程10之间一般通过网络通信的形式 连接。随着城市轨道交通技术的发展，国内外地铁环境与设备监控系统已 经走过了各站分离的阶段，进入了全线组网的新阶段，设备监控多采用分 散控制、集中管理的系统模式。目前BAS系统现场级网络主要有全总线 和工业以太网两种实现形式。由于现场总线技术的各种标准之间转换困难、系统集成存在各种壁 垒等种种制约性，而相对的工业以太网的种种优势，随着全球工业自动化 技术
2、的不断进步，造成了 BAS系统网络正在从现场总线向工业以太网方 向发展的趋势。2、工业以太网与现场总线比较目前国内城市轨道交通BAS系统普遍采用PLC设备，是一个基于网 络的自动化系统，涉及多种通信及网络技术，如用于装置控制层的现场总 线技术。而由于现场总线标准存在12种之多，如何统一现场总线标准经 过了 16年的标准大战，最终没有形成一个统一的标准，多标准等于无标 准，因此无论是最终用户还是制造商，普遍都在关注现场总线技术的发展 动态，寻求高性能低成本的方案。以太网技术由于其开放性、稳定性和可 靠性，在全球范围取得了巨大成功，因此如何对以太网技术进行改进，使 其适合应用于工业控制领域的数字通
3、信，已成为业内近些年内的热门研究 方向，很多人都寄希望于现场总线技术在以太网技术的基础上达成统一， 改变目前多标准并存的现状，同时用以太网统一工业控制网络的各个层 次，实现真正的无缝信息集成。BAS系统网络也随着工业以太网的发展， 逐渐实现装置控制层设备由采用现场总线改变为工业以太网技术。1) BAS系统采用工业以太网方案对比传统的总线方案具有以下优点：传统双现场总线方案中，车站两端冗余PLC各自负责一端的BAS系统 设备。对于车站内需要联动运行的部分设备，如正常模式下分布在车站 不同端的风机、风阀联动、火灾模式下的两端空调系统联动等均需要两 端的冗余PLC之间首先相互联动和确认设备状态到位后
4、才能执行下一 步动作。在常规地铁设计中，车站两端的冗余PLC虽然采用了热备方 式，配置了两块背板、两块CPU、两块电源等，但所有的模块均放置 在同一房间甚至同一面控制柜内，当房间内发生火灾或电源故障，容易 引起冗余PLC整体故障。而一端的冗余PLC 一旦退出服务，则另一端 的冗余PLC则可能因为联锁动作失败而导致系统整体瘫痪。若采用光 纤环网方式连接两端冗余PLC，若一端冗余PLC发生整体性故障退出 服务，系统将立即切换到另一端的一套冗余PLC上继续工作，保证系 统在极端恶劣的情况下能正常运行，中央和车站下达的指令能迅速传达 到现场设备。传统双现场总线方案中，双总线均采用平行布线方式，两条总线
5、紧靠着 分布到就地控制箱。发生火灾或其他特殊情况时，极易引起两条总线同 时中断，从而造成系统与RI/O之间失去联系。而光纤环网采用分布式 布线方式，一条光纤在车站内分布成环状，一旦发生火灾或其他特殊情 况，总线将立即切换传输路径，不会造成PLC与RIO之间的通信中断。传统双现场总线方案中，主要传输介质是通讯电缆。在复杂环境下，通 讯电缆容易受到地铁内各种电磁干扰源的干扰。而采用光纤介质则可从 根源上避免电磁干扰对系统的影响。传统双现场总线方案中，各厂家的控制器均采用专用的协议进行通信， 现场调试或诊断时需要专用工具或特殊软件才可进行。而光纤环网采用 标准开放的Modbus TCP/IP协议，通
6、过手提电脑上的RJ45接口即可进 行调试和诊断，现场调试和维护将十分便利。2）相对现场总线而言，现场级装置采用工业以太网也存在一些不足：现场级装置采用工业以太网组网将增加前期投资费用，由于地铁车站内 通讯距离较长，故采用工业以太网需增加环网光纤设备及光纤熔接费 用。大量采用光纤熔接会造成施工控制难度较大。综上所述，采用环线环网的BAS系统方案具有系统可靠性高，抗 干扰能力强以及调试、维护方便等特点，但同样也存在相应的不足性， 但整体对比传统现场总线方案具有更大的实用优势。3、国内轨道交通BAS现场网络应用状况从国内轨道交通历史和现状看，在BAS系统出现的早期，由于条件 的限制，其现场级网络主要
7、以全总线网络为主。具有地铁BAS系统应用业绩的四大品牌：罗克韦尔（A-B）、施耐德、西门子、GE均选择了各自 的总线网络。2005 年起，随着工业以太网技术的不断成熟，越来越多的城市开始 选择工业以太网作为 BAS 系统现场级网络。目前，BAS系统现场网络应用情况如下表所示（以城市为例）：线路名称BAS系统PLC品牌网络结构控制器形式北京北京地铁10号线一期施耐德总线PLC北京地铁机场线GE总线PLC北京地铁5号线西门子总线PLC北京地铁1号线（改造）西门子总线PLC北京地铁2号线（改造）GE总线PLC北京地铁4号线罗克韦尔（A-B）总线PLC北京地铁10号线延长西门子总线PLC北京地铁昌平线
8、施耐德总线PLC北京地铁房山线施耐德总线PLC北京地铁9号线一期施耐德总线PLC北京地铁西郊线西门子总线PLC北京地铁15号线西门子总线PLC北京地铁8号线二期西门子总线PLC北京地铁6号线施耐德总线PLC北京地铁10号线二期施耐德总线PLC北京地铁亦庄线（5#延长）罗克韦尔（A-B）总线PLC北京地铁大兴线（4#延长）施耐德总线PLC北京地铁7号线施耐德以太网PLC北京地铁14号线和利时以太网PLC上海上海地铁6号线施耐德以太网PLC上海地铁8号线（杨浦线）施耐德以太网PLC上海地铁1号线西门子总线DDC上海地铁1号线（北延伸）施耐德以太网PLC上海地铁1号线（北北延伸）施耐德以太网PLC上
9、海地铁2号线东延伸施耐德以太网PLC上海地铁2号线施耐德总线PLC上海地铁2号线西延伸施耐德以太网PLC上海地铁3号线GE总线PLC上海地铁4号线北延伸霍尼韦尔总线DDC上海地铁9号线GE总线PLC上海地铁9号线三期GE以太网PLC上海地铁10号线施耐德以太网PLC上海地铁11号线施耐德以太网PLC上海地铁12号线施耐德以太网PLC上海地铁13号线西门子总线PLC上海地铁16号线西门子以太网PLC广州广州地铁3号线施耐德总线PLC广州地铁3号线北延线罗克韦尔（A-B）总线PLC广州地铁1号线（改造）施耐德总线PLC广州地铁2号线GE总线PLC广州地铁4号线罗克韦尔（A-B）总线PLC广州地铁4
10、号线延长线罗克韦尔（A-B）总线PLC广州地铁5号线罗克韦尔（A-B）总线PLC广州地铁8号线GE总线PLC广州地铁广佛线GE总线PLC广州珠江新城集运线罗克韦尔（A-B）总线PLC广州地铁6号线施耐德以太网PLC南京南京地铁1号线罗克韦尔（A-B）总线PLC南京地铁2号线施耐德总线PLC南京地铁3号线施耐德以太网PLC南京地铁10号线罗克韦尔（A-B）总线PLC南京地铁11号线施耐德以太网PLC南京地铁机场线西门子总线PLC无锡无锡地铁1、2号线罗克韦尔（A-B）总线PLC苏州苏州地铁1号线罗克韦尔（A-B）总线PLC苏州地铁2号线施耐德总线PLC深圳深圳地铁1号线罗克韦尔（A-B）总线PL
11、C深圳地铁3号线西门子总线PLC深圳地铁5号线西门子总线PLC深圳地铁4号线罗克韦尔（A-B）总线PLC天津天津地铁二，三号线罗克韦尔（A-B）总线PLC天津津滨轻轨二期施耐德总线PLC天津地铁一号线罗克韦尔（A-B）总线PLC武汉武汉地铁2号线罗克韦尔（A-B）总线PLC武汉地铁4号线罗克韦尔（A-B）总线PLC成都成都1号线罗克韦尔（A-B）总线PLC成都2号线罗克韦尔（A-B）总线PLC重庆重庆地铁6号线罗克韦尔（A-B）总线PLC重庆地铁1号线罗克韦尔（A-B）总线PLC重庆地铁3号线西门子总线PLC沈阳沈阳地铁1号线施耐德总线PLC沈阳地铁2号线施耐德以太网PLC西安西安地铁1号线罗
12、克韦尔（A-B）总线PLC西安地铁2号线罗克韦尔（A-B）总线PLC杭州杭州地铁1号线罗克韦尔（A-B）总线PLC杭州地铁2号线罗克韦尔（A-B）总线PLC大连大连地铁1、2号线罗克韦尔（A-B）总线PLC青岛青岛地铁一期工程施耐德以太网PLC长春长春轻轨一期工程施耐德以太网PLC哈尔滨哈尔滨地铁1号线施耐德以太网PLC从表中可以看到，前期地铁线路 BAS 系统以总线方案居多，而新线 以太网越方案来越多。据悉，施耐德、西门子、GE三大PLC供货商均为 地铁BAS系统提供过基于现场总线和工业以太网的PLC产品（西门子是 上海16号线；GE是上海地铁9号线3期），罗克韦尔（A-B）也有以太网 方案
13、，但在地铁 BAS 系统中主要推广总线方案。综上所述：1.在地铁 BAS 应用中，总线方案占比大约60%，工业以太网占比大约40%；2总线方案中，A-B，施耐德，GE，西门子都有应用业绩；3.工业以太网方案中，施耐德，GE,西门子有业绩，A-B没有工业以太网业绩；4. 工业总线出现得早，一直伴随着工业自动化的发展，所以，以上4 大品牌都是工业总线的支持者，应用广泛，基础好，但是其最大的不足就 是通用性差，每家都有自己的标准，网络上的器件不互通，备品备件价格 高。5. 工业以太网出现得较晚，但由于其高速，大容量，兼容性好，互通 性高，稳定抗干扰等诸多优势，在BAS系统中发展迅速，目前已经占比 接近一半。同时，工业以太网方案是A-B，GE,西门子，施耐德在工业自 动化领域大力推广的方案，是与工业总线并行发展的，目前已经成为工业 自动化领域的发展方向，在技术上是先进的，可行的。6目前，国内如北京、上海、广州、武汉，南京、长春、哈尔滨、 沈阳、郑州、青岛等一大批新建地铁BAS系统招标，为了促使行业发展 与技术进步，对总线模式基本放开限制，不局限总线模式，开始使用总线 与工业以太网两种方案并存的模式，由投标人根据设备特点自行选择。而在所有具有国内地铁 BAS 系统实
