سخت افزار و تجهیزات
طراحي و مهندسي BAS در شركت مپرا
شرکت مپرا به عنوان اولین شرکت طراح و مجری داخلی در زمینه ی تجهیزات حمل و نقل ریلی (هواساز، اتوماسیون ایستگاهی و سیستم جمع آوری کرایه ی اتوماتیک مترو و غیره) و شرکت پیشتاز در زمینه ی بومی سازی تجهیزات مترو، توجه خود را بر بومی سازی تجهیزات و ادوات مترو و سیستم های کنترلی آنها معطوف ساخته است. اين شركت با سابقه ی قريب به دو دهه فعاليت هايي همچون طراحي، تامين و اجراي پروژه هاي مختلف هواساز، اتوماسيون ايستگاهي خطوط متروي تهران مانند خطوط 3، 4 و تمامي خطوط در حال بهره برداري متروي تهران و كلانشهرهاي تبريز و شيراز و مشهد و غیره را انجام داده و در حال حاضر به سایر خطوط متروي كلانشهرها خدمات ارائه مي نمايد و در این راستا با توجه به دانش بومی طراحی و اجرای BAS در ایستگاه های مترو که در خطوط 4 و 3 و 6 مترو محقق شده است، اقدام به تولید دانش طراحی و اجرای کنترلرهای سیستم اتوماسیون و نرم افزار مانیتورینگ کرده است.
سخت افزار استفاده شده در طراحی های این شرکت از تولیدات شرکت زیمنس می باشد که جهت برآورده نمودن نیازهای کنترلی خطوط مترو، دارای قابلیت های فراوانی از جمله موارد زیر می باشد.
• دیجیتال و صنعتی و با کیفیت بالا
• Real Time
• قابلیت پردازش 12000 ورودی و خروجی
• قابلیت گسترش ورودی و خروجی
• قابلیت برقراری ارتباط با انواع شبکه های استاندارد
در این راستا از CPUهای معروف و قدرتمند زیمنس مانند S7-300 و S7-1200 استفاده شده است که در شکل های زیر نشان داده شده است. در جدول 1، نیازمندی های سیستم BAS و قابلیتهای ادوات زیمنس مورد استفاده توسط شرکت مپرا، آورده شده است.
کنترلرهای سری S7-300
کنترلرهای سری S7-1200
| ردیف | شرح نیاز مندی های پروژه | مقادیر قابلیتهای تجهیزات زیمنس |
| 1- | دیجیتالی و برپایه PLC بودن | استفاده از PLCهای سری 300 ، 400 و 1200 زیمنس |
| 2- | کیفیت بالا و صنعتی | زیمنس از معتبر ترین برندهای صنعتی دنیا است |
| 3- | بروز بودن | سری 300، 400 و 1200 از بروزترین و معروفترین تولیدات زیمنس می باشد |
| 4- | قابلیت پشتیبانی محصول به مدت حداقل 15 سال | زیمنس در مورد توقف تولید آن سندی منتشر نکرده است و با توجه به طراحی جدید و 10 سال پشتیبانی بعد از توقف تولید حداقل 15 سال در دسترس خواهد بود. |
| 5- | قابلیت تهیه در ایران | پرکاربرد ترین PLC در ایران می باشد |
| 6- | قابلیت تعمیر | در ایران به دلیل کاربرد زیاد مراکز تعمیری بسیاری وجود دارد |
| 7- | قابلیت پیکربندیهای مختلف را داشته باشد | با توجه به وجود پورتها و رابطهای تولیدی متعدد توسط این شرکت، پیکربندیهای مختلف مانند ستاره، باس و غیره از طریق پروتکلهایی همانند پروفی نت و پروفی باس امکانپذیر است |
| 8- | قابلیت ارتباط با سیستمهایی مانند FAS را داشته باشد | با توجه به قابلیت گسترش شبکه اترنت و مدباس این امکان وجود دارد |
| 9- | نرم افزار آن استاندارد باشد | نرم افزار مورد استفاده Simatic S7 و TIA پورتال است |
| 10- | قابلیت گسترش I/O را داشته باشد | قابلیت اضافه شدن چندین ماژول از نوع 8 یا 16 یا 32 تایی را دارا میباشد |
| 11- | قابلیت گسترش نقاط کنترلی را داشته باشد | با توجه به پروتکلهای مورد استفاده به راحتی قابل اجرا است |
| 12- | قدرت پردازش مناسب کنترل و مانیتور تجهیزات را داشته باشد | دارای حداقل 100 کیلو بایت حافظه پردازش است که با 20 درصد آن هواسازها قابل کنترل و مانیتور است |
| 13- | قابلیت مدیریت 400 ورودی و خروجی در ایستگاه را داشته باشد | نرم افزار WINCC این قابلیت دارا میباشد |
| 14- | قابلیت مدیریت 12000 ورودی و خروجی در کل خط را داشته باشد | نرم افزار WINCC این قابلیت دارا میباشد |
نمونه ای از طراحی تابلوی کنترلی هر تجهیز (DCU) که کاملاً توسط کارشناسان شرکت مپرا انجام شده است، در شکل 7، نمایش داده شده است.
طراحی تابلوی کنترلی هر تجهیز (DCU) توسط شرکت مپرا
نرم افزار
طراحی های پیاده سازی شده توسط شرکت مپرا، مبتنی بر نرم افزارهای استاندارد زیمنس از جمله Simatic S7 و TIA پورتال می باشد و نرم افزار مانیتورینگ مورد استفاده WINCC است که توسط شرکت زیمنس برای پروژه های کنترل و مانیتورینگ از طریق شبکه، ارائه شده است.
SIMATIC STEP 7و TIA پورتال از جمله نرم افزارهای قدرتمند شرکت زیمنس برای برنامه نویسیPLC های تولید شده توسط این شرکت می باشند. در این نرم افزارها تمام ورودی و خروجی های PLC اعم از ورودی و خروجی های آنالوگ و دیجیتال، ماژول شمارشگر، ماژول وضعیت و غیره تعریف شده که در صورت استفاده، در نرم افزار به راحتی قابلیت پیکربندی سخت افزاری را دارا می باشند.
WinCC یک سیستم کنترل فرآیند تصویری و مانیتورینگ با قابلیت توسعه پذیری (SCADA) می باشد که تحت سیستم عامل ویندوز اجرا می شود و کاملاً با دیگر نرم افزارها سازگار بوده و دارای مدیریت پذیری کامل می باشد، به طوری که امکان تعریف 32 کاربر (اپراتور) در هر ایستگاه و اِعمال سیاست های کنترلی و امنیتی برای مشخص کردن وظیفه ی هر اپراتور و دیگر امکانات مدیریت شبکه را دارا می باشد.
شبکه
روش های شبکه بندی و ارتباطی متعددی توسط توسط شرکت مپرا در داخل یک ایستگاه در خطوط مترو برای ارتباط بین BAS و تجهیزات دیگر مورد استفاده قرار می گیرد که معروف ترین آنها به شرح زیر می باشد.
• PROFINET
پروفی نت، یک استاندارد فنی صنعتی برای ارتباط داده ها از طریق اترنت صنعتی است. شبکه پروفی نت شبکه ای است که دارای مزایای هر دو شبکه ی پروفیباس و اترنت می باشد. مهم ترین مزیت شبکه ی پروفی باس، قابلیت اطمینان و Real-time بودن آن است ولی سرعت آن نسبت به اترنت کم است.
• PROFIBUS
پروفی باس، یک استاندارد ارتباطی در اتوماسیون صنعتی است که برای فرآیندهای اتوماسیون دیجیتال و آنالوگ مورد استفاده قرار می گیرد. این روش ارتباطی، ارزان قیمت، همه کاره و تطبیق پذیر است و البته روشی پایدار محسوب می شود . پروفی باس بر مبنای تکنولوژی ارتباط سریال RS-485 طراحی شده است و تجهیزات مختلفی را می توان به شبکه پروفی باس متصل کرد، انواع PLC ها ،HMI/SCADA ، سنسورها، درایوها و غیره قابل اتصال به شبکه پروفی باس هستند.
• MODBUS
مدباس، یک پروتکل ارتباطی سریال میباشد که در سال 1979 توسط شرکت مودیکن برای استفاده در کنترل کنندههای منطقی قابل برنامهریزی (PLC) منتشر شد و از آن زمان تا کنون به یکی از پروتکلهای استاندارد در صنعت بدل گشته است و در حال حاضر یکی از رایجترین پروتکلهای مورد استفاده برای اتصال دستگاههای الکترونیک صنعتی است. دلایلی مانند گسترش پذیری، نگهداری ساده و کاربردهای صنعتی سبب شده است که پروتکل مدباس در محیطهای صنعتی کاربرد فراوانی داشته باشد.