摘要: 轨道交通的正常运营时，需通过多种机电设备与各类控制系统来保证的。轨道交通综合监控系统（EMCS）是轨道交通发展的一个关键技术，其含盖的内容多，相互的关联度也比较高。
本文主要着手对轨道交通机电设备监控系统的通风空调系统进行研究。运用PCC和计算机组态软件构成一个模拟仿真控制系统，从而实现对轨道交通机电设备监控系统的通风空调系统的控制。
关键词：EMCS系统 通风空调系统 PCC
一、绪论
广义的城市轨道交通以轨道运输方式为主要技术特征，是城市公共客运交通系统中具有中等以上运量的轮轨交通系统，在公共客运交通中起骨干作用[1]。
城市道路拥堵是世界性的通病。轨道交通的建设，可有效减少地面交通车辆，是缓减道路拥挤的方法之一。它具有运量大、速度快、可靠性强、占地面积少等优点。而随着城市交通中轨道交通客运份额的增大，对其智能化、系统化的研究也就日趋重要。
1.1 城市轨道交通自动化系统发展历程
地铁轨道交通自动化技术的发展主要有3部分：人工为主的监管系统、分立自动化系统、综合监控系统。[2]
人类历史进入20世纪90年代，计算机技术突飞猛进。由于计算机、自动控制系统、计算机通信网络特别是大型计算机监控系统技术的进步，多岛控制的自动化孤岛被打破，分立的监控系统逐步地走向综合自动化监控。通信网络的带宽增强，高速交换以太网技术的成熟，数据库技术特别是实时分布式数据库的广泛应用，为开发地铁综合自动化监控平台打下了基础。
轨道交通自动化系统从最早的人工和半自动的监管系统发展而来，在当时技术进步的推动下，经历了半导体到计算机、分立系统到集成系统的重大进步。目前，集成系统在地铁监控的工程实践中日益成熟，一个新建的地铁工程选择集成系统（综合自动化监控系统）已成为技术进步的必然。
1.2 可编程计算机控制器（PCC）概述
可编程计算机控制器(PCC)是一种专为工业环境应用而设计的工业计算机。其不仅具有可编程序控制器的高可靠性，同时还具备PC机的大容量和高速性，特别是它具有多任务分时操作系统的特点。[3]无论是内部的硬件功能，还是外部的编程、开发环境，PCC都比常规的可编程逻辑控制器（PLC）有较大的增强和提高。具有多任务处理功能的PCC 是近年来发展起来的新一代PLC ，它不仅适用于小规模的控制，更能胜任复杂的、对实时性要求高的控制场合，且其趋势是系统的可扩展性和对现场总线和网络的支持也在不断增强，随着规模的不断扩大，多任务处理能力越来越显示出生命力。
二、软、硬件在EMCS系统中的设计应用
2.1 系统设计方案及说明
轨道交通综合监控系统（EMCS）用于对轨道交通全线所有车站的通风空调系统设备、给排水设备、屏蔽门等机电设备进行全面、有效地监控和管理，确保车站设备处于高效、节能的运行状态，创造一个安全舒适的地下环境，并能在火灾或列车阻塞事故状态下，控制机电设备进入救灾模式，保证乘客的安全和设备的正常运行。
完整的EMCS系统是一个以骨架网为基础的，地理上分散的，分层分布式系统结构的大型SCADA系统，从逻辑上讲，硬件系统包括3个层次，分别为中央级监控系统（OCC）、车站级监控系统、现场控制级设备。
EMCS包括若干个子系统，以环控子系统为例，它对隧道或车站的通风空调系统进行监控。每个子系统各配置相应的PCC控制器。各子系统PCC控制器通过车站EMCS系统的光纤以太环网进行数据通信，从而实现整个车站内相关设备之间的联动。[3]
EMCS系统的监控对象比较广泛，以通风空调系统为例，主要包括隧道风机、组合式空调机、新风机、回/排风机、排烟风机、传感器、风阀、冷水机组等。
本文选取轨道交通某号线的某站，研究此站点EMCS系统中的一个监控对象通风空调系统。
2.2通风空调系统技术方案
车站通风空调系统包括车站公共区通风空调系统(大系统)、设备用房通风空调系统(小系统)和空调水系统。
某站通风大系统包括如下内容：
(1) 地下区间隧道活塞通风系统和机械通风系统(兼排烟系统），简称TVF系统。
(2) 组合空调机组，简称KT系统。
(3) 排热风机，简称UOF系统。
(4) 回/排风机，简称HPF系统。
(5) 空调新风机，简称KXF系统。
根据某地铁站的通风系统平面图，地铁站厅层A区设备如下。
在这些现场设备中，组合式空调机箱空气处理机组的灭菌设备、可逆式轴流排风机用I/O硬线连接来控制。
设备监控点用来采集各种现场设备的运行状态信号和传送控制器的控制信号。根据现场设备监控点信号的用途和状态，信号传送及接口方式的不同列出下列设备监控点表（表2-2），以组合式空调箱空气处理机组（KT系统）为例。
通风系统控制方案确定:
整个控制系统要实现车站控制器与各现场设备间的数据通信，控制器与车控室的数据通信。车控室要求能够实时监控车站内通风系统现场设备的状态，车站控制器能实时将数据传回车控室。
根据设备排布表（表2-1）和设备监控表（表2-2）可知某站厅层A区共有11台现场设备。KT系统有8个数字量输入点，5个数字输出点，除此之外另有若干模拟输入量（温度、湿度等）控制要求。
本系统采用PCC通过以太网模块连接监控计算机，PCC用I/O硬线连接现场设备的控制方案（如图2-1）。
整个系统从网络结构上分为二层。第一层是监控计算机为主的管理层。第二层是PCC控制器与I/O硬线连接现场设备所组成的控制层。由第二层的PCC控制器实现对最低层道现场设备(如风机、灭菌设备、报警等)的控制。
2.3软件编程举例
通过硬件和软件程序的调试，从而达到控制轨道交通综合监控系统的目的。使得控制系统中的被控对象实现各设备开、关和报警的效果。
//定义枚举 设备名称
typedef enum
{
// 通风设备
devID_KT;//组合式空调箱空气处理机组
devID_HPF;//回/排风机、排热风机
devID_KXF; //空调新风机全新风机
devID_TVF; //可逆转式轴流排风机
}devID;
//定义枚举 设备信号
typedef enum
{
sig_status_run;//运行、停止状态
sig_status_ctrl; //手动/联动控制状态
sig_status_overload;//过载故障状态
sig_status_antigerm;//灭菌设备开、停状态
sig_status_filteralarm1; //过滤网阻塞报警1
sig_status_filteralarm2; //过滤网阻塞报警2
sig_control_run; //运行、停止控制
sig_control_air; //排烟方式/排风方式控制
sig_control_antigerm; //灭菌设备开、停控制
}devSig;
//定义类型 IO数
typedef int devIONum;
//定义类型 IO数据
typedef int* devIOdata;
//定义结构体设备
typedef struct _device
{
devID deviceID;
devSig signalID;
devIONum IOnum;
devIOData IOdata;
}device;
//定义函数，返回0成功，返回-1失败
int FuncDevice(device* pDev, int* data)
{
if(pDev)
{
swicth(pDev->devID)//检索设备id
{
case devID_KT:
switch(pDev->signalID)//检索信号id
{
case sig_status_run:
case sig_status_antigerm：
//双数据状态查询
assert(pDev->IOnum==2);
data[0] = pDev->IOdata[0];
data[1] = pDev->IOdata[1];
break;
case sig_status_ctrl:
case sig_status_overload：
case sig_status_filteralarm1：
case sig_status_filteralarm2：
//单数据状态查询
assert(pDev->IOnum==1);
*data = pDev->IOdata[0];
break;
case sig_control_antigerm:
case sig_control_run:
//双数据状态设定（控制）
assert(pDev->IOnum==2);
pDev->IOdata[0] = data[0];
pDev->IOdata[1] = data[1];
break;
case sig_control_air:
//单数据状态设定（控制）
assert(pDev->IOnum==1);
pDev->IOdata[0] = data[0];
break;
default:
return -1;
}
break;
default:
return -1;
}
return 0;
}
else
return -1;
}
三、小结
本文所研究的是PCC在城市轨道交通综合监控(EMCS)系统中的应用,实现了对空调通风系统进行调节控制。
相较于过去的继电器有触点控制系统的研究，PCC以其优越性实现更简便更精确的特点，实现目前轨道交通EMCS系统的许多功能，并使控制系统更可靠，维护更便利，为今后的生产制造开拓了新的研究领域。
参考文献：
[1] 孙章，何宗华，徐金祥.城市轨道交通概论.北京：中国铁道出版社，2000
[2] 夏冷.地铁车站设备监控系统浅析及其发展构想.地铁与轻轨.2001年第02期
[2] 吴海君.PLC在机电设备监控系统中的应用.电气时代.2004.
[3] 刘文.广州地铁4号线机电设备监控系统的设计.都市快轨交通.2006
[4] AnthonyG.Miller , GeorgeS.Espie , Doug Bruce. Characterization of the non-photochemical quenching of chlorophyll fluorescence that occurs during the active accumulation of inorganic carbon in the cyanobacterium Synechococcus PCC 7942?. Photosynthesis Research . 1996
