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歐姆龍
我國城市地鐵使用的大型PLC控制系統一直被西門子、施耐德、羅克韋爾三個品牌壟斷著，直到和利時的大型PLC產品研發(fā)成功，才實現了該領域的自主可控。然而，國產PLC控制系統的產業(yè)化推廣之路卻并不平坦。
在每個地鐵車站里，照明燈點亮或是熄滅、電扶梯上行或是下行、每扇屏蔽門打開或是關上、通風和給排水設備開啟或是關閉……這些看似平平常常毫不起眼的設施，背后是怎么管理的，來去匆匆的乘客很少有人會注意到。其實，對地鐵車站中的供電設備、機電設備的控制，對車站防災系統的管理，對車站每個末端開關的控制，都要依靠后臺的“城市軌道交通用大規(guī)模網絡化高可靠PLC控制系統”來操作和完成。
PLC全稱可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller)，實質是一種專用于自動化控制的工業(yè)計算機系統。城市軌道交通是一個龐大而復雜的系統，以PLC、SCADA為代表的軌道交通自動化系統是保障運營安全、提高運輸效率的核心技術裝備。
三選一的固定模式
地鐵車站內的PLC主要應用于軌道交通的綜合監(jiān)控系統、車站環(huán)境監(jiān)控系統、牽引供電系統、低壓配電系統、照明系統、應急電源系統、變電所綜合自動化系統、屏蔽門系統、電扶梯系統、給排水系統……這樣的應用場景對大型PLC產品的安全性和可靠性的要求非常高。在深深的地下，如果照明控制失靈導致漆黑一片，如果電扶梯的上行下行出現混亂，都可能會引發(fā)事故甚至造成人身傷亡。所以，站在地鐵管理者的角度，他們更愿意選用國際上知名品牌的比較成熟的大型PLC產品。
多年來，地鐵選購的城市軌道交通用大型PLC控制系統基本都是西門子、施耐德、羅克韋爾這三個品牌的產品，甚至發(fā)展到在項目招標時，招標文件里就赤裸裸指明說大型PLC系統必須在這三個品牌中3選1。
為什么在大型PLC領域，我國的企業(yè)鮮有涉足呢?因為產品研發(fā)投入大，研發(fā)周期長，中小企業(yè)根本無法完成。即使是小型PLC控制系統，雖然國內很多廠家都在研發(fā)生產，但也只能做硬件開發(fā)和系統集成，核心的組態(tài)軟件和實時控制引擎則直接購買德國的產品拿來用。這種軟硬件適配的方式卻不能應用在大型PLC控制系統的研發(fā)中，因為雙機冗余同步很難做到，也難以通過各類安全認證。
PLC控制系統是工業(yè)實現自動化、智能化的基礎，也就是相當于計算機系統中的“芯片”，即所謂“工業(yè)芯”。在中國，工業(yè)系統中的大型PLC基本都是采用進口廠商的產品，也就是在用國外的“工業(yè)芯”，如果國外不再給中國提供產品，那我國的工業(yè)發(fā)展就會出現障礙。
為解決地鐵站里的“卡脖子”問題，2014年，和利時集團承接了工業(yè)強基專項“城市軌道交通用大規(guī)模網絡化高可靠智能PLC控制系統項目”，該項目計劃總投資8745.32萬元，項目實際完成總投資8756.22萬元，投資完成率100.12%。
在強基專項的支持下，和利時基于二十余年的工業(yè)控制技術積累，與北京地鐵緊密合作，以西門子的S7-400和羅克韋爾1756系列等高端大型PLC為參考目標產品，自主研發(fā)了城市軌道交通用大規(guī)模網絡化高可靠PLC控制系統。經過2年的努力，共研發(fā)了20余種PLC模塊產品和軟件。項目研發(fā)的PLC系統的性能和功能均達到西門子S7-400和羅克韋爾1756系列等國際同類產品先進水平，并通過了CE、UL、阿基里斯等電氣安全和信息安全國際認證。
終于，在我們自己的地鐵車站里，可以用上我們自主研發(fā)的大型PLC控制系統了。
研發(fā)與應用
項目伊始其實并不被看好，計劃總投資8745.32萬元，如此大的開發(fā)投入，作為一家民營企業(yè)，和利時必須考慮項目的投入產出比。和利時集團技術總監(jiān)朱毅明給記者算了一筆賬：“大型PLC產品一年大致能夠銷售3000萬-4000萬元，可整個的研發(fā)費用大概也需要三四千萬。市場的銷售毛利約20%-30%，純利潤的百分比也就是個位數了，從財務層面分析，這個項目一點意義都沒有。投入產出比如此糟糕，使得當年的經營決策做得非常困難。”
雖然該項目產生的經濟效益將很不理想，但大規(guī)模PLC是保證城市軌道交通安全高效運營的核心基礎裝備，開發(fā)具有自主知識產權的大規(guī)模PLC控制系統并實現產業(yè)化，可以促進和拉動高端制造業(yè)的發(fā)展，對國家戰(zhàn)略安全具有實際意義。因此，和利時集團堅持項目開發(fā)，努力承擔起企業(yè)的社會責任。也是因為這份擔當，很多項目開發(fā)骨干面對華為、阿里、騰訊高薪酬的誘惑，面對互聯網行業(yè)的風光前程，卻能堅守在基礎工業(yè)領域，全身心地投入到大型PLC系統的研發(fā)中。
在產品研發(fā)階段，和利時引入新的管理方法，建立基于IPD的研發(fā)管理體系，打通各部門之間的壁壘，實現項目部、開發(fā)部、工藝部、生產部、測試部的協同工作，使項目按計劃和目標穩(wěn)步推進，研發(fā)的成本和質量都得到了比較好的控制。面臨人員緊張、技術難點多等困難，項目經理采用扁平化的管理思路，增進與項目各小組成員的溝通，聯合外部專家，集中攻克了一批關鍵技術難題。
大型PLC項目的核心研發(fā)團隊主要設在西安，共30多人，團隊中每個人壓力都很大。軌道交通用大型PLC控制系統對安全性和可靠性要求極高，使用時只有一次機會，一旦出現問題，或者在一個地鐵站里運轉不利，那就不會再有其他地鐵選擇使用了，諸多努力都將付之東流。所以，研發(fā)團隊任務繁重，日以繼夜地連軸轉。
規(guī)模網絡化PLC是一項綜合性技術，需要長期持之以恒地研發(fā)投入和多種行業(yè)的大量應用實踐。因此在本項目執(zhí)行期間，與國內多家科研、用戶單位有著廣泛而深入的合作，實踐證明這種合作成效非常顯著。例如，與機械工業(yè)儀器儀表綜合技術經濟研究所合作形成“大規(guī)模PLC技術評估體系和方法”;與北京軌道交通建設管理有限公司深度合作，將產品開發(fā)與應用結合在一起，設計符合用戶實際需要的產品;與北京地鐵緊密合作，將成果成功應用于北京地鐵14號線……
城市軌道用大規(guī)模PLC的研制開發(fā)是一項復雜的系統性工程，該PLC涉及多項關鍵技術，需要不同專業(yè)的研發(fā)人員協同開發(fā)。和利時基于多年的PLC開發(fā)實踐經驗，對PLC軟硬件開發(fā)中的共性技術進行模塊化封裝，沉淀到統一的技術平臺，每個模塊預留標準接口，實現不同職種開發(fā)人員的搭積木式的快速協同開發(fā)。雖然項目面向城市軌道交通應用場景，但新的共性技術也能進一步豐富技術平臺，為其他應用場景的PLC產品開發(fā)奠定基礎。
本項目PLC支持新型的實時工業(yè)以太網。在產品開發(fā)時，和利時積極與網絡產品廠商溝通，并與網絡產品廠商成立專項組，為PLC系統的應用，開發(fā)配套的網絡產品，為用戶提供一站式解決方案。同時，針對地鐵綜合監(jiān)控系統的互聯互通要求，PLC產品集成豐富的開放協議，保證地鐵設備系統的無縫集成。
和利時作為國內領先的地鐵綜合監(jiān)控系統集成商，對PLC產品的應用需求有著深刻的認識，為PLC產品的開發(fā)提供了很多重要的輸入。此外，和利時產品部又充分調研了國內其他系統集成商的PLC需求，在產品定義時吸收眾多用戶的基礎需求，提煉用戶的創(chuàng)新需求，融合用戶的前沿需求，保證了產品未來十幾年可持續(xù)發(fā)展的競爭優(yōu)勢。
22F-D8P7N103 PowerFlex 4M-3.7 kW (5 HP) AC Drive
2715-T9WD PanelView 5500 9 in. Graphic Terminal
284E-FVD6P0Z-25-CR EtherNet Variable Frequency Drive
E6CP-AG5C 12-24VDC,集電極開路輸出16mA,10線,8位,256P/R
ATV38-HD33N4 30
JUKI-3712
PCL-728
PCI747T
NEMIC-LAMBDA LWT-50H-522
PEAK710
cPCIS-3330
1492-M8X5V1-50 Connection Products
1494U-C315 1494U 30A-100A 5' Cable Mechanism
軟啟動器 3RW44532BC46
CBL-13-ED-30 Encoder cable for MTR-1235 or MTR-1300 or MTR-1400 or MTR-1N series stepping motors connected to IMC or S2K. 30 feet
GC647TDV000 Proficy GlobalCare Complete for Proficy GlobalCare Complete for CIMPLICITY HMI Server No Limit Development and Runtime System
IC200PWR102CA Conbal Coated POWER SUPPLY WITH EXPANDED 3.3VDC 120/240VAC INPUT
IC646TBLSS15K Proficy Troubleshooter for Inbligent Historian for Hist 15000 Points
IC647NGT000 CIMPLICITY HMI OMRON TCP/IP Communications Driver
IC693ACC300LT Input Simulator Module (LT)
IC698ETM001 RX7i Standalone Ethernet Module 10/100
IC800VMCB1050 Motor power and brake power cable for 1 kW VersaMotion servo motor- 5 meter
SLC/1746 System 1746-IO4 COMBINATION MODULE FOR PROGRAMMABLE CONTROLLER
Industrial Computers 6180W-7P2KH VERSAVIEW 6180W NON-DISPLAY COMPUTER, 7 SLOT
Application-specific products 6556-PA0PM4 CLUTCH/BRAKE KIT W/ARMED CONTINUOUS PUSHBUTTON
Operator Interface 2711-T5A14L1 PV550 MONO TOUCH, MBUS & RS232 PRINT
Support 9301-2SE2200PTS SUPT RENEWAL CONTRACT FOR 93012SE2200PT
Support ABTS-W103S ABT-SW103 PATHFINDER SW SUPPORT RENEWAL
DeviceNet Products
RSI Software Products 9301-2SE250FRU2R RSVIEW32 WORKS 1500-100K UPGRADE OUT-SUPT (FR)
RSI Software Products 9358-BIZDME2U1R UPGRADE: OUT-SUPT: RSBIZWARE DME TO UNLIMITED
Motion Control MPL-B310P-MK24AA MOTOR,SERVO,1.58 NM,5000RPM,MULTI,460V,BRK
Motion Control 2090-XXNPMP-16S90 CABLE,NON-FLEX,MOTOR POWER,MP/1326AB,16 GAUGE,90M
GC646TDV915 Proficy GlobalCare Complete for Server 1500 I/O Develop/Runtime System
IC641SWP308 LM 90-30/20 ver. 4.02 for NEC 9800 Computer
IMC-313D-X-D IMC-D Series Servo Motor Controller, DeviceNet, 3 Amp
PSPC-DC100/E Prof Shop Floor SPC DC 100 User w/ eSig
20BC011A0AYNADC1 PowerFlex 700 AC Drive 20B
20DJ730N0ENNBNANE PowerFlex 700S AC Drive 730 A 600 Hp 20D
2198-H040-AP-T K5500 FR1,2 AC control conn
2711P-RAAK7 PanelView Plus 7 Series Accessory
280-PWRM35F-M30 ArmorConnect 3-PH Power Media trnk cable
CP1W-CN811 CPM1A擴展單元用IO連接電纜，80CM
3VU1340-2MJ00 2.4~4A
PCI-4474
RUBY-9716VG2AR
ITA-1000T
MBATX-845E-G2B
MMC_BDP081PNA
FWBX2-PCIE1XE220
1492-JG2Q 1.5 square mm Ground Terminal Block
1492-WFB4250 IEC Term Blck 8x47.6x41mm Screw
軟啟動器 3RW44223BC35
BC646TRT050 Server 50 I/O RUNTIME SYS with Proficy GlobalCare
GC647IFPLRN00075 GCC iFIX Plus SCADA 75 I/O Run
IC200CBL545 VersaMax CPU001, 9-pin, RS-232 to DataPanel 3x/5x
IC646MPP050 Logic Developer PLC Professional 50 pack
IC647IFPRSRUNLMTK iFIX Profsnl SCADA Unlimited Server (M1 Kit Part)
IC660TSD100 Terminal Assembly for IC660BBD100/101
IC697CPM925RR CPU, 64MHz, 12K Discrete I/O, 1024K RAM, 80486DX2
