一种适用于地铁车站综合能源管控系统的制作方法

1.本发明涉及能耗计量及诊断领域，更具体地说，本实用涉及一种适用于地铁车站综合能源管控系统。


背景技术：

2.地铁的快捷和方便，使其成为我国大型城市解决日益紧张的交通问题的主要方式。目前，我国北京、上海、天津、广州、深圳、武汉、成都、宁波等38个城市都在积极发展地铁，为城市的迅速发展解决交通问题。与此同时地铁能源消耗总量过大且运营成本居高不下的问题也日益突出。因此，如何在保证地铁室内环境满足舒适性、不影响行车安全的前提下，降低能源消耗，减少运营费用，成为研究地铁节能技术的关键。
3.现有技术中，地铁实际运行中还存在诸多问题和缺陷，例如：缺少完整的分项能耗计量系统；没有能耗分析诊断系统；无法进行负荷预测并对设备实时调节；不能根据设备运行数据实现预测性维护，上述问题均会导致系统运行不稳定及能源浪费。


技术实现要素：

4.为了克服并有效解决上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种适用于地铁车站的综合能源管控系统。它能在保证系统安全稳定以及满足室内环境需求的前提下，达到节能减排的目的，并可实现对通风空调系统、灯光照明系统及自动扶梯系统的在线远程管理。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种适用于地铁车站综合能源管控系统，包括主控系统和自控系统，所述主控系统包括人机界面和主控制模块；所述自控系统包括至少三台交换机、通风空调控制模块、灯光照明控制模块和扶梯控制模块，所述人机界面通过主控制模块和三台交换机相连接，所述主控制模块通过它的工业云接口与云平台互通，至少三台所述交换机分别与通风空调控制模块、灯光照明控制模块和扶梯控制模块一一对应连接，所述通风空调控制模块、灯光照明控制模块和扶梯控制模块还分别与各自的通信接口模块、io接口模块相连接，所述通信接口模块和io接口模块与地铁车站原控制系统、能耗计量仪表、传感器仪表进行连接。
6.本发明由于采用了上述结构，主控系统与自控系统通过工业网络交换机组网，实现主控系统与自控系统数据的实时交互；通信接口模块与io接口模块负责完成对被控地铁车站设备、现场仪表的接口工作，完成与地铁车站原控制系统设备状态数据共享，主控系统内嵌入节能控制算法，优化后的控制指令下发给控制层各个控制系统，来实现本发明节能控制系统对各系统的优化控制，节能降耗，同时，本发明在满足信息安全防护的要求下，通过主控制模块上的工业云接口可接入上一级的管理平台，以工业云为基础，实现了远程对车站各系统的综合能源管控，实现全系统效率优化，延长了设备使用寿命，节约电能能耗，减少碳排放，有效降低现有地铁车站的运营成本，获得良好社会效益的同时创造了巨大的经济效益，另外，本发明节能控制系统还具备高度的容错能力，当主控系统出现故障后，自
控系统各控制模块具有分布式控制器的功能，可以独立完成对地铁车站设备的控制，保障地铁车站稳定运行。
7.在一个优选的实施方式中，所述通信接口模块与io接口模块对被控地铁车站设备和传感器进行连接，完成与地铁车站原控制系统设备状态数据共享。
8.在一个优选的实施方式中，所述主控制模块上的工业云接口与云平台互通，可接入上一级的管理平台，远程对车站各系统的综合能源管控。
9.在一个优选的实施方式中，所述通信接口模块通过rs
‑
通讯方式对被控地铁车站设备的运行参数、分别传至通风空调控制模块、灯光照明控制模块和扶梯控制模块中。
10.在一个优选的实施方式中，所述通风空调控制模块、灯光照明控制模块和扶梯控制模块通过modbustcp通讯方式把采集上来的数据上传至主控制模块。
11.在一个优选的实施方式中，所述主控制模块把所采集的数据通过gprs或以太网接入云平台。
12.在一个优选的实施方式中，所述主控系统与自控系统通过工业网络交换机组网，实现所述主控系统与自控系统数据的实时交互。
13.本发明的技术效果和优点：
14.与现有技术相比，本技术实施例的一种适用于地铁车站综合能源管控系统，同现有技术相比，本发明能源管控系统可以实现对多个系统的综合能耗分析、kpi管理诊断、大数据仿真预测、仪表偏差分析、设备维护预警、并根据车站的运行规律和负荷变化特点，实时调整各系统的运行模式和设备出力。
附图说明
15.图1为本发明系统框图。
16.附图标记为：1、人机界面；2、主控制模块；3、交换机；4、通风空调控制模块；5、灯光照明控制模块；6、扶梯控制模块；7、通信接口模块；8、io接口模块；9、云平台。
具体实施方式
17.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
18.如图1所示，在本实施例中提供了一种适用于地铁车站综合能源管控系统，包括主控系统和自控系统，所述主控系统包括人机界面1和主控制模块2；所述自控系统包括至少三台交换机3、通风空调控制模块4、灯光照明控制模块5和扶梯控制模块6，所述人机界面1通过主控制模块2和三台交换机3相连接，所述主控制模块2通过它的工业云接口与云平台9互通，至少三台所述交换机3分别与通风空调控制模块4、灯光照明控制模块5和扶梯控制模块6一一对应连接，所述通风空调控制模块4、灯光照明控制模块5和扶梯控制模块6还分别与各自的通信接口模块7、io接口模块8相连接，所述通信接口模块7和io接口模块8与地铁车站原控制系统、能耗计量仪表、传感器仪表进行连接。
19.具体的，本发明对已开通运营地铁车站的改造是增加了一套能源管控系统，被控
对象是车站主要耗能系统，本发明中的通信接口模块7接现场原控制系统通信模块、智能电表，接原控制系统通信模块是为了实现本能源管控系统与车站原控制系统对设备的控制权限切换及状态数据的共享，接智能电表是为了实现系统的分项计量，以便核算节能量，本发明中的io接口模块8接现场传感器，本发明中的io接口模块8还要连接车站温湿度传感器、二氧化碳传感器、水管压力、温度和流量传感器，其中，自控系统还包括有分布式控制系统，也称集散控制系统，是对生产过程进行集中管理和分散控制的计算机控制系统。
20.其中，主控制模块2设置为avr单片机，通风空调控制模块4设置为brd02950/6400
‑
2698
‑
01，灯光照明控制模块5型号为ddrc820f，扶梯控制模块6采用atmegal6a4控制芯片。
21.实施方式具体为：当本发明系统运行模式通过上位机人机界面1切换到节能工况时，车站通风空调设备的控制由本能源管控系统完成，保留原控制系统监视功能，通信接口模块7通过rs
‑
485通讯方式把设备的运行参数、电表数据分别传至通风空调控制模块4、灯光照明控制模块5、扶梯控制模块6，io接口模块8通过硬线方式把传感器数据分别传至通风空调控制模块4、灯光照明控制模块5、扶梯控制模块6，由于通风空调控制模块4、灯光照明控制模块5、扶梯控制模块6具备分布式控制器的功能，可独立主控制模块2工作，分别对车站通风空调系统、灯光照明系统、自动扶梯控制系统设备完成简单的控制功能，正常节能工况下需要完成车站全系统优化控制功能，通风空调控制模块4、灯光照明控制模块5、扶梯控制模块6通过modbustcp通讯方式把采集上来的设备层数据，如地铁车站风机、风阀、冷水机组、水泵、各种传感器、智能电表数据上传至主控制模块2，主控制模块2作为核心专用控制器，完成该车站全系统的优化控制策略，指导通风空调控制模块4、灯光照明控制模块5、扶梯控制模块6自动跟踪和学习车站的运行规律和负荷变化特点，实时调整通全系统的运行模式，实现节能降耗的目标，本发明中的上位机人机界面1具备友好的人机交互功能，便于运营人员实时掌握车站全系统运行状态、环境指标和能耗数据，主控制模块2把所采集的数据通过gprs或以太网接入云平台9，将数据存于云平台9数据库中，可实现远程专家式节能监测、能耗诊断、故障预警等功能，当本发明能源管控系统接收到车站灾害信号或人为操作，可迅速退出对该车站设备的控制，控制权限可无扰交还原控制系统，保证原控制系统按照车站火灾联动策略执行火灾模式或人工操作模式，不降低原控制系统的安全性。
22.在本实施例中，所述通信接口模块7与io接口模块8对被控地铁车站设备和传感器进行连接，完成与地铁车站原控制系统设备状态数据共享。
23.在本实施例中，所述主控制模块2上的工业云接口与云平台9互通，可接入上一级的管理平台，远程对车站各系统的综合能源管控。
24.在本实施例中，所述通信接口模块7通过rs
‑
485通讯方式对被控地铁车站设备的运行参数、分别传至通风空调控制模块4、灯光照明控制模块5和扶梯控制模块6中。
25.在本实施例中，所述通风空调控制模块4、灯光照明控制模块5和扶梯控制模块6通过modbustcp通讯方式把采集上来的数据上传至主控制模块2。
26.在本实施例中，所述主控制模块2把所采集的数据通过gprs或以太网接入云平台9。
27.在本实施例中，所述主控系统与自控系统通过工业网络交换机3组网，实现所述主控系统与自控系统数据的实时交互。
28.最后应说明的几点是：首先，在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有规定和
限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；
29.其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；
30.最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。