大连地铁系统利用能源智能削减能耗

背景

中国致力于提高其 13.6 亿人口的交通效率 - 这是项异常艰巨的任务。中国的大城市中已有 9 座建成了城市地铁系统。另有 28 座城市正在建设或计划在未来五年内建设地铁线路。

大连坐落于辽宁省南部，是中国重要的港口城市，它需要改进运输系统以适应不断增长的人口。公共汽车和有轨电车造成了城市拥堵，市内连绵起伏的山丘也给自行车通勤带来了重重困难。

该市目前的地铁系统包括三条线路：两条地下线路和一条地上轻轨线路。另外六条新线路或延长线预计于 2020 年前建成。现有的地铁系统贯穿整个城区，全长超过 66 英里，设有 50 个站台，每年输送旅客 1 亿多人次。

挑战

在设计大连地铁楼宇自动化控制系统时，工程师基于 Logix 控制器进行了标准化。操作员需要精确、集中化的控制方法来对采暖、通风与空调系统、灯光、应急标识、电梯系统以及贯穿整座城市的地铁系统中的其他电气组件进行高效地管理。

此外，中国香港、北京、南京、天津等中国的主要地铁系统用事实证明了基于 Logix 的系统是成功的。

地铁系统规划者在新型楼宇自动化系统 (BAS) 的支持下，力争降低能源成本，并让来往乘客感到舒适。大连夏季空气潮湿、时有季风，冬季却寒冷、干燥，因此既要保持乘客舒适，又要避免采暖、通风与空调系统消耗过多能源，但这实现起来相当困难。采暖、通风与空调系统占到了整体能耗的 55%，其余能源成本为系统灯光、电梯、安全设备及其他电气设备所产生。

系统工程师需要一个直接与控制系统相连的解决方案，以便获得各个站台及操作控制中心 (OCC) 级别的准确数据。

解决方案

在整个大连地铁系统的各个站台间，有不止 50 个冗余的 Allen-Bradley^® MicroLogix^™ 和 CompactLogix^™ 控制器，其中包括约 10 万个 I/O 接口。每个站台一般配备两对可编程逻辑控制器作为通信控制器，用来从采暖、通风与空调系统、电梯及报警系统的各种设备里采集和汇总数据。

为了提高可见性并从控制系统中采集切实可用的能源数据，工程师们采用了 Rockwell Automation 的 FactoryTalk^® 软件套件。FactoryTalk Historian 软件可从每条线路的可编程逻辑控制器中采集多达 10000 个数据标签。这些指标包括站台温度、湿度、二氧化碳浓度及其他环境数据。

配备冗余服务器的 FactoryTalk View Site Edition 人机界面软件提供了对水、电及采暖、通风与空调系统使用数据的综合、精准的了解。

大连地铁总工程师 Hetong Wang 说道：“控制器数据直接与智能能源系统集成，这使得操作员能够对 BAS 的运营过程进行全面的监控。”

系统将此类信息反馈到 Rockwell Automation 的 FactoryTalk VantagePoint^® 门户，后者可提供针对 BAS 数据的高级报告和分析，将原始数据转化成显示在共享仪表板上的可操作性信息。操作员可利用基于此类信息编制的趋势报告设置系统，使其能够做到自动响应。例如，在炎热夏日的晚高峰，随着乘客数量的增多，系统会自动调低空调温度，确保乘客在乘车期间倍感凉爽、舒适。

当操作员发现乘客数量突然增多或减少，或遇到突发天气条件时，他们也可从操作控制中心或当地站台手动调节任意系统的设置。

BAS 的所有信息都在 Allen-Bradley PanelView Plus^™ 图形终端上进行监测、控制和显示。现在，操作控制中心的操作员可对各站台的电气设备和装置进行监控，督查日常操作并在紧急情况下迅速做出响应。

成果

在该系统架构上实施 FactoryTalk 软件套件后，提高了操作员对整个系统运行情况的可见性。获得根据天气情况、客流量和趋势对系统性能进行调整的能力后，大连地铁系统预计每年可降低 12% 的能耗，相当于节约了 2% 的成本。

Wang 表示：“这个系统不但能够节约我们的资金，而且对乘客来说，集中控制的电梯、紧急出口和标识最终有助于提高系统的安全性。”

此外，由于站台和列车能够根据天气情况更快地做出响应，大连地铁乘客可享受到更为舒适的乘车体验。

为了让整个 BAS 系统保持稳定并让乘客感到舒适，大连地铁计划实施 FactoryTalk AssetCentre 软件。该软件提供了一组以资产为核心的工具，可集中、安全地管理所有地铁站台的 BAS 系统。此外，它也有助于完成未来的各种灾难恢复工作。

上述结果是大连地铁将 Rockwell Automation 产品和服务与其他产品配合使用实现的。具体结果可能因客户而异。

商标信息：

Allen-Bradley、CompactLogix、FactoryTalk、MicroLogix、PanelView 和 VantagePoint 是 Rockwell Automation Inc. 的商标。