OPTO 22 SNAP Ethernet I/O系統(tǒng)在地鐵監(jiān)控系統(tǒng)中的應用
2003/7/2 18:34:00
巴塞羅納是西班牙的第二大城市，被譽為歐洲思維最領先的城市之一。他不停地迎接新的挑戰(zhàn)，包括成功舉辦1992年夏季奧運會，展現出它的迷人魅力。正是因為有這種理念，并了解到交通服務業(yè)的最新技術，長期以來，巴塞羅納城市認為：建造，維護，改進公共地鐵網絡極具有社會和經濟價值。
1924年，巴塞羅納的第一條地鐵在LESSEPS 和CATALUNA 之間建成。從那時起，地鐵系統(tǒng)不停地結合最新技術進行更新改進。1971年，隨著懸浮式常規(guī)車軌的問世，巴塞羅納的地鐵系統(tǒng)成為該市的首要交通工具。
現今巴塞羅納地鐵包括5條主干線路，115個車站和500輛列車，每日運輸量超過110萬人次。高峰期，一列五節(jié)車廂的地鐵列車可以運載1000名乘客，每3分鐘一趟，一小時的總運輸量超過60，000人次。一年的總運輸能力超過3.1億人次。
為了改進地鐵操作和安全狀況，同時提高乘客的舒適度，巴塞羅納地鐵公司對列車和設施作了許多技術改進。其中最受益的措施之一就是把Ethernet TCP/IP 工業(yè)技術運用到地鐵現有的IT網絡設施中，以便自動化控制和遠程監(jiān)控。這種結合改善了網絡可靠性，通信，電視監(jiān)控等領域之間的運作。
AGECONTROL：技術顧問
負責巴塞羅納地鐵新技術實施的公司是AGECONTROL，。他成立于1976年，是西班牙的主要工程承包商， 屬于AGE 公司的一部分， 擅長于設計使用控制和通信技術方案。該公司為不同工業(yè)領域設計和建造了許多PLC，SCADA 和DCS 控制系統(tǒng)，涉及石油，天然氣，水處理和環(huán)保，能源行業(yè)。該公司還擅長于聲頻+視頻數據信號傳輸的網絡及線纜設施。他們還提供方案設計，網絡結構設計，通信系統(tǒng)的診斷和音頻服務。
尋求最佳方案
AGECONTROL知道：雖然PLC系統(tǒng)可以完成許多工業(yè)自動化的基本控制要求，但它們的數據采集能力受限。更重要的是PLC 系統(tǒng)不容易兼容與IT 網絡中，需要額外的中介元件和進一步編程和支持，不僅效率低，而且不經濟。AGECONTROL 也知道巴塞羅納地鐵要求高質量的工業(yè)系統(tǒng)，能夠簡單又直接地把他們現有的設備和現有的TCP/IP 網絡結合到一起，把數據從運行的設備傳送到管理系統(tǒng)，簡單明了，不要弄混現有的系統(tǒng)或運行狀態(tài)。
經過市場調查，他們發(fā)現OPTO 22 SNAP Ethernet I/O 能夠實現這一目標。
OPTO 22 SNAP ETHERNET I/O
為巴塞羅納地鐵設計的OPTO 22 SNAP Ethernet I/O 包括一套可容納16個模塊的機架，每個模塊提供2路或4路輸入量。觸點或開關信號接入數字量模塊，傳感器和變量控制接入模擬量模塊；串行通信模塊提供獨立的兩個雙向數據通信口。 覆蓋了地鐵的多數車站和隧道，這樣OPTO 22 SNAP Ethernet I/O系統(tǒng)就作為巴塞羅納現有網絡結構里的標準IP節(jié)點，重要的運行參數就可以傳送到地鐵控制中心的管理操作臺上。
無線通信網絡
巴塞羅納地鐵的無線通信網絡承擔遠程數據連接，遙控，聲頻，視頻信號傳輸，這個網絡是建立在一條主干光纖基礎上的。光纖在地鐵隧道中延伸達81公里，在某些不能安裝光纖的地點，通信信號則采用Ethernet網絡無線電臺傳送，這使得地鐵具有高可靠性。為強化其功能，整個系統(tǒng)還通過冗余連接到公眾數字ISDN 電話網，在內部故障時啟動，另外，當某一個網絡段需求增加時，可以增加頻帶寬度。
地鐵控制中心
地鐵所有的關鍵設備及信息都要返回到地鐵控制中心，包括：自動扶梯和液壓式乘客升降設備；通信網絡（如電話和雙向電臺）；電視監(jiān)控；震動監(jiān)控；煙霧/瓦斯氣/火警檢測設備；照明；救生設備。
OPTO 22 SNAP ETHERNET 系統(tǒng)的工作
網絡監(jiān)控
OPTO 22 SNAP ETHERNET 系統(tǒng) 用于檢測整個地鐵通信網絡，包括：電臺通信（用于車站之間的聲頻和視頻信號傳輸），列車和車站之間的雙向通信，司機和維修人員之間的通信。運行OPTO 22 SNAP，使系統(tǒng)有自診斷容錯能力，可檢測到多點故障或通信失效。而且通常在第二點故障發(fā)生之前，網絡系統(tǒng)可以在檢測并確認到某個故障點后，對其予以處理。通過復雜的網絡監(jiān)控系統(tǒng)，OPTO 22 SNAP ETHERNET 系統(tǒng)能辨識系統(tǒng)是完整的，且能從所有相連接的設備獲取和發(fā)送數據到地鐵控制中心。這樣以確保網絡運行最優(yōu)化。
設備監(jiān)控及管理，數據讀取
如前述，SNAP I/O 系統(tǒng)模塊通過傳感器連接到地鐵關鍵系統(tǒng)和設備。當該系統(tǒng)中任一點有故障時，SNAP 系統(tǒng)就可以把預置的包含該報警內容和相關器件的詳細信息塊傳送到網絡中管理控制臺中預定的IP節(jié)點，通過企業(yè)管理系統(tǒng)（UNIX平臺上的H-P OPREVIEW），地鐵控制中心的操作員能立刻注意到該信息，啟動診斷程序，進行進一步的操作，并開始進行事件記錄，事故報告，網絡重置；再EMAIL至管理層。
遠程遙控
115個車站均裝有閉路電視，每個系統(tǒng)包含許多攝像機，他們安裝于車軌/通道/月臺上。這些攝像頭連接到監(jiān)控屏上，且售票處有圖像記錄裝置。還有一個視頻轉換系統(tǒng)用于切換不同的圖像頻道，而且在監(jiān)視屏上可以依次顯示。
所有車站還安裝了公用的內部電話系統(tǒng)，乘客可以與車站人員聯系。每一部電話實際上是各個車站上本地的PABX開關板的延伸，他包含一個使用V.24協(xié)議的RS232串行通信器件。
巴塞羅納地鐵要求：當乘客使用某一電話問詢或報告事件時，攝像機能提供最佳視角，而且立即把圖像切換到視頻監(jiān)視器顯示。在整個通話期間，售票處可以看到詳細情況，且記錄此時的圖像和對話情況。即：使用任一部電話都能發(fā)出一個信號到視頻系統(tǒng)并傳送到距該電話最近的& 381;路電視攝像頭。
1924年，巴塞羅納的第一條地鐵在LESSEPS 和CATALUNA 之間建成。從那時起，地鐵系統(tǒng)不停地結合最新技術進行更新改進。1971年，隨著懸浮式常規(guī)車軌的問世，巴塞羅納的地鐵系統(tǒng)成為該市的首要交通工具。
現今巴塞羅納地鐵包括5條主干線路，115個車站和500輛列車，每日運輸量超過110萬人次。高峰期，一列五節(jié)車廂的地鐵列車可以運載1000名乘客，每3分鐘一趟，一小時的總運輸量超過60，000人次。一年的總運輸能力超過3.1億人次。
為了改進地鐵操作和安全狀況，同時提高乘客的舒適度，巴塞羅納地鐵公司對列車和設施作了許多技術改進。其中最受益的措施之一就是把Ethernet TCP/IP 工業(yè)技術運用到地鐵現有的IT網絡設施中，以便自動化控制和遠程監(jiān)控。這種結合改善了網絡可靠性，通信，電視監(jiān)控等領域之間的運作。
AGECONTROL：技術顧問
負責巴塞羅納地鐵新技術實施的公司是AGECONTROL，。他成立于1976年，是西班牙的主要工程承包商， 屬于AGE 公司的一部分， 擅長于設計使用控制和通信技術方案。該公司為不同工業(yè)領域設計和建造了許多PLC，SCADA 和DCS 控制系統(tǒng)，涉及石油，天然氣，水處理和環(huán)保，能源行業(yè)。該公司還擅長于聲頻+視頻數據信號傳輸的網絡及線纜設施。他們還提供方案設計，網絡結構設計，通信系統(tǒng)的診斷和音頻服務。
尋求最佳方案
AGECONTROL知道：雖然PLC系統(tǒng)可以完成許多工業(yè)自動化的基本控制要求，但它們的數據采集能力受限。更重要的是PLC 系統(tǒng)不容易兼容與IT 網絡中，需要額外的中介元件和進一步編程和支持，不僅效率低，而且不經濟。AGECONTROL 也知道巴塞羅納地鐵要求高質量的工業(yè)系統(tǒng)，能夠簡單又直接地把他們現有的設備和現有的TCP/IP 網絡結合到一起，把數據從運行的設備傳送到管理系統(tǒng)，簡單明了，不要弄混現有的系統(tǒng)或運行狀態(tài)。
經過市場調查，他們發(fā)現OPTO 22 SNAP Ethernet I/O 能夠實現這一目標。
OPTO 22 SNAP ETHERNET I/O
為巴塞羅納地鐵設計的OPTO 22 SNAP Ethernet I/O 包括一套可容納16個模塊的機架，每個模塊提供2路或4路輸入量。觸點或開關信號接入數字量模塊，傳感器和變量控制接入模擬量模塊；串行通信模塊提供獨立的兩個雙向數據通信口。 覆蓋了地鐵的多數車站和隧道，這樣OPTO 22 SNAP Ethernet I/O系統(tǒng)就作為巴塞羅納現有網絡結構里的標準IP節(jié)點，重要的運行參數就可以傳送到地鐵控制中心的管理操作臺上。
無線通信網絡
巴塞羅納地鐵的無線通信網絡承擔遠程數據連接，遙控，聲頻，視頻信號傳輸，這個網絡是建立在一條主干光纖基礎上的。光纖在地鐵隧道中延伸達81公里，在某些不能安裝光纖的地點，通信信號則采用Ethernet網絡無線電臺傳送，這使得地鐵具有高可靠性。為強化其功能，整個系統(tǒng)還通過冗余連接到公眾數字ISDN 電話網，在內部故障時啟動，另外，當某一個網絡段需求增加時，可以增加頻帶寬度。
地鐵控制中心
地鐵所有的關鍵設備及信息都要返回到地鐵控制中心，包括：自動扶梯和液壓式乘客升降設備；通信網絡（如電話和雙向電臺）；電視監(jiān)控；震動監(jiān)控；煙霧/瓦斯氣/火警檢測設備；照明；救生設備。
OPTO 22 SNAP ETHERNET 系統(tǒng)的工作
網絡監(jiān)控
OPTO 22 SNAP ETHERNET 系統(tǒng) 用于檢測整個地鐵通信網絡，包括：電臺通信（用于車站之間的聲頻和視頻信號傳輸），列車和車站之間的雙向通信，司機和維修人員之間的通信。運行OPTO 22 SNAP，使系統(tǒng)有自診斷容錯能力，可檢測到多點故障或通信失效。而且通常在第二點故障發(fā)生之前，網絡系統(tǒng)可以在檢測并確認到某個故障點后，對其予以處理。通過復雜的網絡監(jiān)控系統(tǒng)，OPTO 22 SNAP ETHERNET 系統(tǒng)能辨識系統(tǒng)是完整的，且能從所有相連接的設備獲取和發(fā)送數據到地鐵控制中心。這樣以確保網絡運行最優(yōu)化。
設備監(jiān)控及管理，數據讀取
如前述，SNAP I/O 系統(tǒng)模塊通過傳感器連接到地鐵關鍵系統(tǒng)和設備。當該系統(tǒng)中任一點有故障時，SNAP 系統(tǒng)就可以把預置的包含該報警內容和相關器件的詳細信息塊傳送到網絡中管理控制臺中預定的IP節(jié)點，通過企業(yè)管理系統(tǒng)（UNIX平臺上的H-P OPREVIEW），地鐵控制中心的操作員能立刻注意到該信息，啟動診斷程序，進行進一步的操作，并開始進行事件記錄，事故報告，網絡重置；再EMAIL至管理層。
遠程遙控
115個車站均裝有閉路電視，每個系統(tǒng)包含許多攝像機，他們安裝于車軌/通道/月臺上。這些攝像頭連接到監(jiān)控屏上，且售票處有圖像記錄裝置。還有一個視頻轉換系統(tǒng)用于切換不同的圖像頻道，而且在監(jiān)視屏上可以依次顯示。
所有車站還安裝了公用的內部電話系統(tǒng)，乘客可以與車站人員聯系。每一部電話實際上是各個車站上本地的PABX開關板的延伸，他包含一個使用V.24協(xié)議的RS232串行通信器件。
巴塞羅納地鐵要求：當乘客使用某一電話問詢或報告事件時，攝像機能提供最佳視角，而且立即把圖像切換到視頻監(jiān)視器顯示。在整個通話期間，售票處可以看到詳細情況，且記錄此時的圖像和對話情況。即：使用任一部電話都能發(fā)出一個信號到視頻系統(tǒng)并傳送到距該電話最近的& 381;路電視攝像頭。
為完成這一任務，SNAP 系統(tǒng)中安裝了一個串行模塊連接到開關板上的V.24出口。數字量輸出模塊則控制切換不同的視頻通道。當任一串行模塊接受到開關板的信號時，SNAP 智能處理器處理該信號，決定由哪一臺攝象機信號進入視頻系統(tǒng)，并發(fā)出相應的數字量輸出信號，同時啟動視頻-聲頻記錄系統(tǒng)以記錄乘客和車站人員的對話情景。
收益
極少數部門可能認為使用網絡技術是不必要的，也不明智。但是巴塞羅納地鐵的Ethernet TCP/IP 工業(yè)技術被證明是明智的投資。
盡管Ethernet I/O系統(tǒng)在網絡中的數量不斷增加，但其電纜和安裝費用是微不足道的，而且改進了系統(tǒng)運行的安全性，降低了維修費用,收益極大。
由于AGECONTROL 和SNAP Ethernet I/O 的完美結合，有力的改進了巴塞羅納地鐵運行狀態(tài)，還提高了地鐵公司的聲譽。該公司的管理和設施不僅在西班牙，而且在整個歐洲，都是其他大型運輸公司仿效學習的樣板。
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選擇OPTO 22公司
SNAP PAC系統(tǒng)的
六大理由
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1 簡單易操作
SNAP PAC系統(tǒng)由四個部分統(tǒng)一整合而成：軟件、控制器、智能處理器和I/O。系統(tǒng)建立、調試程序，以及故障維護都更簡便，大大減少了系統(tǒng)開發(fā)及投入運行的時間。
2 更低的長期成本
SNAP PAC系統(tǒng)的成本低于許多PLC系統(tǒng)，并且由于軟件是免費的，您不需要投入高昂的費用，便可投入使用該系統(tǒng)。我們?yōu)槟峁┟赓M的培訓以及技術支持，因此對于設備的整個使用期來測試，系統(tǒng)成本會大幅降低。
3 適用于多類自動應用的SNAP PAC系統(tǒng)
SNAP PAC系統(tǒng)功能強大。一套系統(tǒng)，便可用于多個自動化項目中，幫助您完成過程控制、離散自動化、能耗管理、數據采集，甚至遠程集中監(jiān)控。
分布式智能，幫助您隨時隨地方便地添加I/O。擁有了有線/無線控制器及I/O，您就可根據實際所需，將有線網絡轉換到無線網絡，或者立即實現兩個網絡的通訊。
靈活的硬件讓您無需浪費更多的投資，節(jié)省了金錢及時間。
4 高級編程工具
SNAP PAC系統(tǒng)的編程方式采用直觀的流程圖，也可運用更高級的腳本語言，或者結合兩者一起使用。這兩種方法所包括的指令，用于標準的過程控制以及離散自動化的功能塊、浮點型數字、串行處理、排列、子程序、指針變量等，其他的高級工具用于復雜的應用。
5 連接到第三方軟件及設備
SNAP PAC控制器及智能處理器，支持OPC、Modbus/TCP、EtherNet/IP?？珊喴椎貙祿氲?/span>SQL數據庫系統(tǒng)，并直接從硬件發(fā)送郵件。該系統(tǒng)也可以簡單地使用Modbus、DNP、BACnet、CAN或任意基于串口的設備、儀器，進行通訊。
6 業(yè)界最好的I/O
憑借著業(yè)內最佳的保障：多數SNAP I/O模塊終身保用。每個模塊出廠前都經過獨立測試，而不是抽樣測試。SNAP PAC系統(tǒng)可以配置從幾個I/O點到數千個I/O點。您可按需，根據信號類型，選擇高可靠性的模擬量、數字量、串口模塊。電壓、電流、交流、直流、熱電偶、RTD、電源檢測器、RS-232、RS-485、Profibus、運動控制、應變測試等等，都可與SNAP PAC系統(tǒng)一同連接。
關于SNAP PAC系統(tǒng)
SNAP PAC系統(tǒng)是Opto 22公司出品，軟硬件集成的系統(tǒng)，用于工業(yè)控制、遠程監(jiān)控、數據采集等應用。簡化了對自動化系統(tǒng)了解、選擇和采購的復雜過程，SNAP PAC系統(tǒng)由以下四部分組成：
SNAP PAC控制器－－－－獨立式和基于機架式的工業(yè)控制器；有線/無線模塊可選。
SNAP PAC智能處理器－－－－智能I/O處理器，用于分布式控制。也可選擇有線/無線模塊。
SNAP I/O－－－－模擬量、數字量、串口量、特殊功能I/O模塊，可與現場設備、儀器、傳感器相連接。所有I/O模塊可交替與標準的以及有線/無線智能處理器一同工作。
這四個簡單，又具有很大靈活性的系統(tǒng)組成部件，可處理任何情況，從最基本的設備監(jiān)控到完整的工廠自動化。
通訊網絡及協(xié)議
SNAP PAC系統(tǒng)自帶Ethernet網絡協(xié)議，因此您無需擔心成本，以及額外添加網絡通訊卡的麻煩。系統(tǒng)中的分布式I/O可運行在以太網或串行網絡，也可同時運行于兩個網絡。另外，您可以與大量的串行設備通訊，例如條形碼閱讀器、RFID閱讀器、串口顯示器、modem等。
由于SNAP PAC系統(tǒng)運行于標準的Ethernet網絡，可直接與計算機、基于Ethernet的設備相互通訊，使用標準的協(xié)議包括TCP/IP、UDP/IP、郵件傳輸協(xié)議SMTP、網絡管理協(xié)議SNMP、Modbus/TCP、及用于Allen-Bradley PLC系統(tǒng)的EtherNet/IP等。
關于OPTO 22
Opto 22公司研發(fā)并制造應用于工業(yè)自動化、能耗管理、遠程監(jiān)控、數據采集的軟硬件設備。Opto 22的產品是標準化的，用于商業(yè)網絡及計算機技術中，以簡單易用、創(chuàng)新、高品質、高可靠性而聞名世界。Opto 22的輸入/輸出以及控制系統(tǒng)，允許客戶從所有的設備、電子儀器儀表監(jiān)測、控制、采集數據，這些都是項目運行的關鍵。Opto 22產品適用于自動化終端用戶、OEM，信息技術及操作人員已經為全球10,000套設備安裝了該產品。公司始建與1974年，總部位于美國加州的Temecula。Opto 22的產品通過全球網絡的分銷商及系統(tǒng)集成商出售。預知更多信息，請聯系Opto 22上海代表處，電話：021-58358249，郵箱：optochina@opto22.com。網址：www.opto22.com.cn。
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