基于BAS系統(tǒng)在城市軌道交通工程中的應(yīng)用

1、    基于bas系統(tǒng)在城市軌道交通工程中的應(yīng)用    周勇 王路摘要：應(yīng)用bas搭建的不斷發(fā)展的自動(dòng)化技術(shù),根據(jù)地鐵熱環(huán)境變化規(guī)律，對空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的全年運(yùn)行方式自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，不僅可以保障地鐵車站機(jī)電系統(tǒng)設(shè)備的安全可靠運(yùn)行，創(chuàng)造安全，舒適，高效的乘車環(huán)境，而且能降低空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行能耗，減少地鐵運(yùn)營成本。本文以南京地鐵一號(hào)線為例，對基于bas系統(tǒng)在城市軌道交通工程中的應(yīng)用進(jìn)行系統(tǒng)性的探討，僅供借鑒。關(guān)鍵詞：bas系統(tǒng)；城市軌道交通；設(shè)備工程；自動(dòng)化技術(shù)中圖分類號(hào)：u213.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a 文章編號(hào)：abstract: the application

2、of the continuous development of building bas automation technology, based on the subway thermal environment change regularity, the air conditioning and ventilation system of the annual operation mode automatically adjust, can not only ensure mechanical and electrical system of subway station equipm

3、ent safe and reliable operation, create the safe, comfortable, high efficient bus environment, and can reduce the energy consumption of the air conditioning and ventilation system operation, reduce the cost of metro operation. this paper to nanjing subway as an example, based on the bas system in ur

4、ban rail traffic engineering applications of the systematic discussion, is only for reference.keywords: bas system; urban rail traffic; equipment engineering; automation technology0前言南京地鐵一號(hào)線線路全長約16.90km,全線設(shè)車站16座，包括地下車站11座，高架及地面車站5座。其bas系統(tǒng)是將現(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化控制原理，以專門的地鐵環(huán)境通風(fēng)空調(diào)及防災(zāi)處理等理論為基礎(chǔ)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，利用

5、分布式微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)對地鐵車站及區(qū)間隧道內(nèi)的空調(diào)通風(fēng)，給排水，照明，電梯，自動(dòng)扶梯，導(dǎo)向標(biāo)識(shí)等機(jī)電設(shè)備進(jìn)行全面的運(yùn)行管理與控制，在發(fā)生火災(zāi)或列車阻塞等事故情況時(shí)，能夠及時(shí)迅速報(bào)警系統(tǒng)發(fā)送著火點(diǎn)信息或列車自動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)送的阻塞點(diǎn)信息自動(dòng)調(diào)度送風(fēng)排風(fēng)，進(jìn)行能通風(fēng)排煙，引導(dǎo)人員疏散，極大地提高地鐵運(yùn)營的智能化和安全性。1bas系統(tǒng)監(jiān)控對象及功能1.1通風(fēng)系統(tǒng)主要監(jiān)控對象及功能隧道通風(fēng)系統(tǒng)，包括隧道風(fēng)機(jī)，射流風(fēng)機(jī)，組合風(fēng)閥，并監(jiān)測隧道的溫、濕度；空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)，制冷機(jī)組，空調(diào)機(jī)組，回風(fēng)機(jī)，相關(guān)風(fēng)閥以及新風(fēng)送風(fēng)，回風(fēng)及公共區(qū)的溫濕度?？照{(diào)水系統(tǒng)，冷水機(jī)組，冷凍水泵，冷卻水泵，分集水器，冷卻，水路的電動(dòng)蝶閥，

6、并檢測溫度，壓力和流量等。主要監(jiān)控功能機(jī)組定時(shí)啟停控制聯(lián)鎖?？刂扑突仫L(fēng)溫度控制送回風(fēng)濕度控制過濾器堵塞報(bào)警冷負(fù)荷計(jì)算與冷水機(jī)組控制冷凍水差壓控制冷卻水溫度控制機(jī)組運(yùn)行參數(shù)的自動(dòng)顯示，定時(shí)打印及故障記錄1.2 照明系統(tǒng)監(jiān)控對象有：工作照明、廣告照明和節(jié)電照明等。監(jiān)控的主要功能有：工作照明和節(jié)電照明的啟停控制。1.3給排水系統(tǒng)監(jiān)控對象有：廢水、污水及車站其他排水泵、水池、水箱的液位。監(jiān)控的主要功能有：水位自動(dòng)控制；設(shè)備啟?？刂?；參數(shù)檢測及報(bào)告。1.4導(dǎo)向標(biāo)識(shí)系統(tǒng)監(jiān)控對象有：各類群控、單控導(dǎo)向標(biāo)識(shí)牌正常及緊急情況下的運(yùn)行。監(jiān)控主要功能有：群控標(biāo)識(shí)牌的進(jìn)、出方向顯示，啟?？刂啤慰貥?biāo)識(shí)牌的啟?？刂?。1

7、.5電梯、自動(dòng)扶梯車：站自動(dòng)扶梯和無機(jī)房電梯運(yùn)行監(jiān)視和緊急報(bào)警。2bas對環(huán)控設(shè)備監(jiān)控內(nèi)容配置的幾點(diǎn)注意事項(xiàng)合理、全面的監(jiān)控點(diǎn)數(shù)的編制可以使系統(tǒng)監(jiān)控功能更加完善,軟件編程更加簡單、合理、可靠。根據(jù)以往軌道交通的經(jīng)驗(yàn),應(yīng)注意以下幾點(diǎn):(1) bas僅對隧道風(fēng)機(jī)、大系統(tǒng)空調(diào)機(jī)和送排風(fēng)機(jī)等重要設(shè)備的“就地/遠(yuǎn)程”轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)行監(jiān)視,并將部分設(shè)備的“就地/遠(yuǎn)程”轉(zhuǎn)換開關(guān)信號(hào)進(jìn)行合并。(2)為節(jié)省監(jiān)控點(diǎn)數(shù),可在對電動(dòng)風(fēng)閥(包括電動(dòng)蝶閥)的控制中,采用了一個(gè)輸出點(diǎn)的中間繼電器常開、常閉接點(diǎn)來控制風(fēng)閥(水閥)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn),并僅用一個(gè)di點(diǎn)檢測風(fēng)閥全開信號(hào)。這種單do、單di的監(jiān)控方式使bas不能依據(jù)設(shè)備的動(dòng)作

8、情況撤消輸出命令。而輸出信號(hào)的長期存在,給設(shè)備的正常運(yùn)行造成了故障隱患,也增加了軟件編程的難度。如當(dāng)系統(tǒng)模式工況轉(zhuǎn)換過程中,風(fēng)閥進(jìn)行開關(guān)轉(zhuǎn)換,相應(yīng)風(fēng)機(jī)由于無法獲知風(fēng)閥是否處于轉(zhuǎn)換過程中而被迫關(guān)停無須動(dòng)作的風(fēng)機(jī)。因此,對于該類設(shè)備的監(jiān)控仍應(yīng)采用2個(gè)do點(diǎn)分別控制開和關(guān),以及使用2個(gè)di點(diǎn)檢測風(fēng)閥開到位和關(guān)到位信號(hào),以表示全開、全關(guān)、中間狀態(tài)。(3) bas在車站級(jí)設(shè)有與fas的數(shù)據(jù)接口,fas將經(jīng)確認(rèn)后的火災(zāi)分區(qū)信號(hào)通過數(shù)據(jù)接口送bas,bas在接收到fas火災(zāi)報(bào)警信號(hào)后啟動(dòng)相應(yīng)的火災(zāi)模式。對于地鐵而言,由于車站級(jí)火警信息量不是很大,除通過數(shù)據(jù)接口外還可考慮通過硬線i/o連接的方式完成。使用硬線

9、i/o方式連接替代通信接口的使用,可增加系統(tǒng)的可靠性,降低接口開發(fā)的費(fèi)用。但硬線i/o連接同時(shí)增加了輸入輸出模塊,因此具體的連接方式可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。3bas的網(wǎng)絡(luò)配置工程主要包括地鐵中央控制室occ中央控制系統(tǒng)、車站mu控制系統(tǒng)、各站通風(fēng)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)和排水系統(tǒng)、導(dǎo)向標(biāo)識(shí)系統(tǒng)，電梯、自動(dòng)扶梯等設(shè)備自動(dòng)控制等多項(xiàng)控制系統(tǒng)。南京地鐵一號(hào)線bas系統(tǒng)則采用多層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，第一層是有效的最低層，包括裝置感應(yīng)器，執(zhí)行機(jī)構(gòu)和照明控制系統(tǒng)，使用現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)連接所有現(xiàn)場設(shè)備。第二層是操作站和分站即具體應(yīng)用控制器或自動(dòng)化站/設(shè)備，之間的自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)。即車站mv系統(tǒng)，第三層是管理層及其廣域網(wǎng)絡(luò)，即中央控制中心（o

10、cc）及地鐵公共傳輸網(wǎng)。中央控制中心（occ）為星形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，采用tcp/ip協(xié)議。車站為controlnet光纖環(huán)網(wǎng)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信。車站與occ之間的通信依托地鐵公共傳輸網(wǎng)。珠江路地鐵控制中心occ為整個(gè)地鐵一號(hào)線的控制中心，用來對整個(gè)地鐵一號(hào)線16個(gè)站的全部機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行集中監(jiān)控和管理。4 設(shè)備基本保護(hù)與自動(dòng)模式的實(shí)現(xiàn)以站大系統(tǒng)為例,環(huán)控系統(tǒng)設(shè)備如圖1所示。圖1車站大系統(tǒng)設(shè)備圖通常,環(huán)控設(shè)備低壓二次回路設(shè)計(jì)只考慮單體設(shè)備的保護(hù)聯(lián)鎖要求,即風(fēng)機(jī)同其聯(lián)動(dòng)風(fēng)閥的聯(lián)鎖,因此需要bas從系統(tǒng)出發(fā)考慮設(shè)備的保護(hù)和優(yōu)化運(yùn)行?，F(xiàn)實(shí)情況下我們主要考慮了以下幾個(gè)方面:(1)確保環(huán)控模式風(fēng)路的暢通;(2)

11、當(dāng)設(shè)備故障時(shí)可及時(shí)啟動(dòng)備用設(shè)備;(3)環(huán)控主/備用設(shè)備應(yīng)平衡運(yùn)行;(4)避免設(shè)備的頻繁動(dòng)作;(5)優(yōu)化開關(guān)機(jī)順序。通過實(shí)際操作,實(shí)現(xiàn)環(huán)控設(shè)備程序控制主要從以下幾方面考慮設(shè)備基本運(yùn)行要求:(1)將模式的主備用轉(zhuǎn)換變?yōu)閱误w設(shè)備的轉(zhuǎn)換,合并備用模式,從而減少了模式轉(zhuǎn)換的頻率,提高了模式執(zhí)行的效率。(2)在設(shè)備未運(yùn)行時(shí),通過主備用設(shè)備運(yùn)行時(shí)間的比較,決定下次模式執(zhí)行時(shí)開啟哪一臺(tái)設(shè)備(包括聯(lián)動(dòng)風(fēng)閥);設(shè)備開啟后,該值保持不變,避免運(yùn)行中的設(shè)備轉(zhuǎn)換。(3)對設(shè)備的故障情況進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測,若有自身設(shè)備故障或相關(guān)設(shè)備故障,則啟動(dòng)另一臺(tái)備用設(shè)備。故障信號(hào)為設(shè)備過載故障、命令/反饋不一致、超時(shí)故障的邏輯或。(4)對

12、該模式風(fēng)路上相關(guān)風(fēng)閥及設(shè)備進(jìn)行檢測,待相關(guān)風(fēng)閥全部到位,風(fēng)路暢通后,才輸出命令啟動(dòng)現(xiàn)場設(shè)備。(5)在模式啟動(dòng)過程中盡可能先開空調(diào)機(jī),后開送風(fēng)機(jī);關(guān)機(jī)則順序相反,以避免啟動(dòng)中風(fēng)機(jī)有可能出現(xiàn)的過流,保護(hù)設(shè)備的合理運(yùn)行。出于保護(hù)設(shè)備考慮,風(fēng)機(jī)關(guān)閉后應(yīng)盡可能按需要延時(shí)一段時(shí)間再關(guān)閉聯(lián)動(dòng)風(fēng)閥。5 環(huán)控工藝模式的判定與執(zhí)行當(dāng)環(huán)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)為定風(fēng)量系統(tǒng)時(shí),因此,bas控制的重點(diǎn)不在調(diào)節(jié),而在環(huán)控工藝模式工況的選擇判斷上。本文以車站大系統(tǒng)和水系統(tǒng)的正常運(yùn)行模式為例,對地鐵環(huán)控工藝的自動(dòng)執(zhí)行做進(jìn)一步說明。5.1車站大系統(tǒng)工藝模式自動(dòng)判斷的實(shí)現(xiàn)大系統(tǒng)正常工藝模式自動(dòng)判定執(zhí)行的主要依據(jù)為:依據(jù)室外溫度判定大系統(tǒng)執(zhí)行空

13、調(diào)或非空調(diào)季節(jié)模式;依據(jù)車站內(nèi)外空氣焓值比較判定全新風(fēng)、小新風(fēng)模式或通風(fēng)模式;依據(jù)車站負(fù)荷情況判定執(zhí)行負(fù)荷大于50%模式或小于50%模式;依據(jù)時(shí)間判定夜間或白天模式。5.2車站水系統(tǒng)工藝模式的實(shí)現(xiàn)bas負(fù)責(zé)對車站冷水機(jī)組進(jìn)行群控。當(dāng)由bas自動(dòng)控制冷水系統(tǒng)時(shí),根據(jù)以下原則選定水系統(tǒng)正常運(yùn)行工藝模式:依據(jù)時(shí)間表判定白天或夜間模式運(yùn)行;依據(jù)室外焓值判定水系統(tǒng)是否進(jìn)入空調(diào)季節(jié)運(yùn)行;依據(jù)車站冷負(fù)荷判定開機(jī)數(shù)量。5.3風(fēng)系統(tǒng)與水系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運(yùn)作bas利用設(shè)置于公共區(qū)、風(fēng)機(jī)進(jìn)出風(fēng)管上的溫度傳感器采集到的數(shù)值,經(jīng)過控制系統(tǒng)運(yùn)算后,判大、小系統(tǒng)需要的冷量,再調(diào)節(jié)每臺(tái)空調(diào)機(jī)冷凍水出水電動(dòng)二通閥開度,分配冷水機(jī)組總水量,進(jìn)而控制各空調(diào)機(jī)送風(fēng)溫度。為保證風(fēng)、水系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運(yùn)行,水系統(tǒng)與大系統(tǒng)采用統(tǒng)一的空調(diào)季節(jié)判定條件;同時(shí),由于大系統(tǒng)、水系統(tǒng)的工況轉(zhuǎn)換限時(shí)計(jì)時(shí)器不同(大系統(tǒng)為20 min,水系統(tǒng)為90 min),存在沖突的可能性,因此風(fēng)系統(tǒng)工況轉(zhuǎn)換時(shí)要考慮到水系統(tǒng)的運(yùn)行工況。6結(jié)語由于地鐵環(huán)控系統(tǒng)的復(fù)雜性和特殊性,對車站設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的控制要求同一般樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)區(qū)別很大,在硬件的配置