軌道交通自動化工程BAS系統(tǒng)設(shè)計方案

1、軌道交通環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（EMCS/BAS）1、系統(tǒng)概述軌道交通工程環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（簡稱BAS）包含環(huán)境調(diào)節(jié)（EnvironmentControlSystem）和設(shè)備監(jiān)控（BuildingAutomationSystem）二部分，對軌道交通全線所有地下車站、高架車站、地面車站、停車場、車輛段、臨時控制中心、區(qū)間隧道內(nèi)設(shè)置的各種正常運營保障設(shè)施（包括通風空調(diào)設(shè)備、給排水設(shè)備、照明設(shè)備、自動扶梯、電梯等）和事故緊急防救災(zāi)設(shè)施（防排煙系統(tǒng)、應(yīng)急照明系統(tǒng)等）進行實時的監(jiān)控管理，并確保以上這些系統(tǒng)的安全可靠運行，特別是在地下車站發(fā)生火災(zāi)事故的情況下，使有關(guān)救災(zāi)設(shè)施按照設(shè)計工況及時有效地運行，從而保

2、障人身安全。車站、車輛段/停車場環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)通過冗余通信接口與ISCS連接，將信息集中上傳至ISCS，實現(xiàn)環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)在ISCS中的集成。1.1系統(tǒng)監(jiān)控對象BAS系統(tǒng)的監(jiān)控對象可分為：>環(huán)控系統(tǒng)車站空調(diào)通風系統(tǒng) 車站公共區(qū)暖通空調(diào)系統(tǒng) 設(shè)備及管理用房暖通空調(diào)系統(tǒng) 空調(diào)冷水系統(tǒng) 隧道通風系統(tǒng) 區(qū)間隧道活塞風系統(tǒng)和機械通風系統(tǒng)（TVF） 區(qū)間隧道配線通風系統(tǒng) 站臺下/軌道頂排熱通風系統(tǒng)（UPE/OTC）A機電設(shè)備系統(tǒng) 電扶梯系統(tǒng) 照明系統(tǒng) 應(yīng)急照明系統(tǒng) 給排水系統(tǒng)2、系統(tǒng)設(shè)計方案系統(tǒng)采用工業(yè)以太網(wǎng)加雙總線構(gòu)建車站BAS局域網(wǎng)絡(luò)。在車站控制室、A端環(huán)控電控室、B端環(huán)控電控室分別設(shè)置

3、1套冗余的工業(yè)以太網(wǎng)交換機（具備光口和電口），使用光纖互連組成100M雙環(huán)光纖工業(yè)以太網(wǎng)。A端主控制器通過冗余通信接口與ISCS連接，將信息集中上傳至ISCS，實現(xiàn)BAS在ISCS中的集成。A、B兩端PLC控制器下設(shè)置雙總線將各類遠端I/O、具有智能通信口的現(xiàn)場設(shè)備以及現(xiàn)場小型控制器等設(shè)備統(tǒng)一接入，分別對車站A、B兩端的環(huán)控、機電設(shè)備進行監(jiān)控管理。3EH41圏昨糾.JI*4桓鼻盹:rtJANHMfJHR.丸衣I諭I址卡ivLCTFtr?Ir出拎吋肇把（刑仃!t綻為抽本麻掛中個聲咸列.廿由I和鼻外設(shè)*謀徙常戒由科-抻|-£列鼻叫機A>iIl«3*仙*鼻于虬欄聲撤c.-L

4、ldX：.l*U：遊佶網(wǎng)天，送用川小的庭咱片-鮎阿號毘筑艸決庁來11-在車站控制室，由ISCS統(tǒng)一布設(shè)IBP盤，BAS在盤內(nèi)設(shè)置PLC,通過硬接線將盤上與消防聯(lián)動直接有關(guān)的火災(zāi)模式手動按鈕（隧道通風系統(tǒng)、車站大系統(tǒng)、車站小系統(tǒng)等的火災(zāi)模式，連接到PLC上，實現(xiàn)對IBP手動火災(zāi)模式指令的接收和模式執(zhí)行狀態(tài)信息的反饋。FAS系統(tǒng)通過車站控制室IBP控制器與BAS進行接口?；馂?zāi)模式下，F(xiàn)AS向BAS下發(fā)火災(zāi)模式指令，BAS兩端的控制器將按預(yù)定工況轉(zhuǎn)入災(zāi)害模式下啟動相關(guān)設(shè)備。> BAS和ISCS之間通過工業(yè)以太網(wǎng)進行數(shù)據(jù)通信、BAS內(nèi)部的數(shù)據(jù)通過專用網(wǎng)絡(luò)ModbusPlus進行通信。A現(xiàn)場級控制

5、網(wǎng)采用冗余工業(yè)總線網(wǎng)絡(luò)ModbusPlus。> 車站冗余PLC與智能低壓之間采用獨立的冗余總線進行連接。> 在地下車站的A端環(huán)控電控室設(shè)置維護工作站、B端環(huán)控電控室設(shè)置維護終端，并通過modbusplus總線與主控制器連接。> BAS配置滿足所有通信協(xié)議轉(zhuǎn)換要求的裝置與其他智能設(shè)備接口，滿足BAS系統(tǒng)的功能及擴展要求。> 現(xiàn)場總線為ModbusPlus，為符合國際和國家通用標準的開放通信協(xié)議的工業(yè)現(xiàn)場總線。傳輸介質(zhì)為無鹵、低煙、阻燃型屏蔽電纜（線）或光纖。> 區(qū)間被控設(shè)備以冗余光纖連接方式接入相關(guān)車站的BAS現(xiàn)場級控制網(wǎng)絡(luò)。地下車站A、B兩端的主、從PLC之間采用

6、冗余MODBUSPLUS總線進行連接。車輛段/停車場各單體之間采用冗余光纖或總線進行連接。> 車站每端單一網(wǎng)絡(luò)能最多連接63節(jié)點，并能根據(jù)應(yīng)用需要，支持靈活的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)之間的通訊橋接、隔離和數(shù)據(jù)交換。> ModbusPlu距離最長為450米（不帶中繼），加電口中繼器可達1800米，光纖中繼器最長可達3km（多模光纖）。> 在不帶中繼器情況下，MB+總線的傳輸率為恒定1Mbit/s，帶中繼器只增加網(wǎng)絡(luò)的傳輸距離。A現(xiàn)場總線的最高速率不低于1Mbps。除第三方系統(tǒng)通信接口外，本BAS系統(tǒng)除了與FAS、UPS以及風機空調(diào)變頻器有網(wǎng)關(guān)連接外，其余系統(tǒng)內(nèi)部的包括網(wǎng)關(guān)、RI/O

7、等均采用MODBuSPLuS通信協(xié)議連接。> 現(xiàn)場級控制網(wǎng)符合國際標準IEC61158。3、系統(tǒng)功能3.1環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控的目的地鐵環(huán)境控制的目的是利用通風和空調(diào)等手段，把車站與區(qū)間隧道的熱環(huán)境控制在一定范圍內(nèi)以創(chuàng)造一個適宜的人工環(huán)境，滿足乘客和工作人員生理和心理上對所處環(huán)境中空氣的溫度、濕度、質(zhì)量、流速、噪聲等諸多因素的綜合要求，同時保證地鐵列車和其它機電設(shè)備正常地工作。3.2環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的功能系統(tǒng)對全線不同運營模式下的機電設(shè)備進行監(jiān)視、控制和管理。系統(tǒng)按中心級、車站級兩級管理，實現(xiàn)中心級、車站級、就地級三級控制方式，中心級主要負責全線BAS的日常調(diào)度、控制模式、運行統(tǒng)計等工作，車

8、站級主要負責本站機電設(shè)備的單點控制、執(zhí)行中心級模式控制、編輯臨時時間表控制、顯示各種工作狀態(tài)與報警。3.2.1正常運行模式通過空調(diào)或通風等手段排除余熱、余濕，為地鐵乘客創(chuàng)造一往返于地面至車站至地鐵列車內(nèi)的過渡性舒適環(huán)境，最大限度地吸引客流。為滿足地鐵車站內(nèi)各種設(shè)備及管理用房的工藝和功能要求提供適宜的溫度和濕度條件，保證地鐵內(nèi)的工作人員和運行設(shè)備有一個良好的工作環(huán)境，以確保地鐵列車正常安全運營。系統(tǒng)對給排水系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、應(yīng)急照明系統(tǒng)、電扶梯系統(tǒng)等系統(tǒng)的系統(tǒng)工作狀態(tài)、設(shè)備狀態(tài)、報警信息進行監(jiān)視、控制和管理。3.2.2阻塞運營模式向阻塞區(qū)間內(nèi)提供足夠的送、排風量，以保證列車空調(diào)冷凝器能繼續(xù)運行。3

9、.2.3火災(zāi)事故運營模式向疏散的旅客提供迎面新風，誘導(dǎo)乘客安全撤離，同時還具備排煙功能，防止乘客和工作人員被窒息。4、系統(tǒng)性能> 車站BAS控制響應(yīng)時間（車站ISCS、BAS維護終端發(fā)出命令到RI/O輸出動作的時間）不大于1秒。> 車站BAS信息響應(yīng)時間（RI/O輸入接受動作信號到車站ISCS、BAS維護終端正常顯示的時間）不大于1秒。> 系統(tǒng)整體實現(xiàn)的顯示精度為：模擬量的顯示精度不低于1級溫度的分辨率不低于0.2°C> BAS主要單臺設(shè)備平均無故障時間MTBF：250000小時。> BAS故障恢復(fù)時間MTTR：W30分鐘。> BAS不因單點設(shè)備故

10、障而影響整個系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。> BAS的顯示設(shè)備的圖形界面刷新時間不大于1秒，在外界電磁場和靜電干擾下，不會出現(xiàn)任何畫面跳動和擾動。> 當電源供應(yīng)中斷后，再恢復(fù)運作時，PLC、RI/O及網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備能自動重新啟動，并在120秒內(nèi)恢復(fù)正常運行。> BAS具有抗電磁干擾能力，滿足相關(guān)的標準和規(guī)范要求。> BAS可抵抗無線電頻率為150KHz至30MHz中的接觸性干擾或滿足國家相關(guān)的標準和規(guī)范要求。> 開放性：網(wǎng)絡(luò)符合完全開放的、符合國際公認的網(wǎng)絡(luò)標準協(xié)議。如IEC61158、IEEE802.3、100BASETX等。> 實時性：對于遠程I/O數(shù)據(jù)和PLC間互鎖信

11、息的傳輸，網(wǎng)絡(luò)具備高度實時性，網(wǎng)絡(luò)的刷新時間、I/O數(shù)據(jù)的傳送時間是有保證的。> 信息傳輸服務(wù)：控制層設(shè)備提供方便的接入端口，無論從任何一點接入，都方便地支持編程上傳/下載、系統(tǒng)診斷和數(shù)據(jù)采集功能，且不需要復(fù)雜的編程或特殊的軟硬件支持，同時不影響實時信息傳輸性能。5、系統(tǒng)軟件BAS所需的軟件包括：PLC編程、組態(tài)軟件，人機界面（HMI）開發(fā)、維護工作站W(wǎng)indows操作系統(tǒng)軟件及運行軟件等。由于BAS系統(tǒng)屬于ISCS的一個集成子系統(tǒng)，車站級和中心級人機界面的功能均由ISCS實現(xiàn)。因此，BAS系統(tǒng)自身配置的軟件只包括PLC編程軟件。人機界面軟件的相關(guān)描述請見ISCS系統(tǒng)相關(guān)內(nèi)容。系統(tǒng)采用監(jiān)

12、控組態(tài)軟件，其相關(guān)軟件包括開發(fā)軟件、通信軟件、運行軟件、模擬測試軟件等。6、系統(tǒng)接口BAS系統(tǒng)與眾多專業(yè)系統(tǒng)存在系統(tǒng)接口和工程界面。6.1基本要求6.1.1通信接口子系統(tǒng)> 綜合監(jiān)控系統(tǒng)（ISCS）> 火災(zāi)自動報警（FAS）> 智能低壓柜> 應(yīng)急照明（EPS）> 車站主風機變頻器> 冷水機組6.1.2硬線連接子系統(tǒng)> 自動扶梯> 電梯>給排水系統(tǒng)> 照明系統(tǒng)> 暖通空調(diào)系統(tǒng)6.2相關(guān)系統(tǒng)監(jiān)控要求6.2.1隧道通風系統(tǒng)6.2.1.1監(jiān)控對象：主要有區(qū)間風機、車站送排風機（兼區(qū)間風機）、隧道射流風機、相關(guān)風閥和防火閥。6.2.1.2

13、監(jiān)控要求：1）對區(qū)間隧道通風系統(tǒng)進行中央級、車站級控制。中央級下達運行模式指令到車站級，由車站級實現(xiàn)對區(qū)間隧道通風系統(tǒng)設(shè)備的模式控制，控制操作以中央級為主。2）區(qū)間隧道通風系統(tǒng)運行分為正常運行、阻塞運行、火災(zāi)模式。由系統(tǒng)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的時間表或具體事故情況來執(zhí)行不同的運行模式，同時可以通過計算機進行人工干預(yù)。> 正常運行狀態(tài)：根據(jù)地鐵運營的時間，由系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定的時間表來控制不同的運行模式。模式的啟停時間主要依據(jù)地鐵運營開始及停止的時間和日期，具體分為： 夜間運行：夜間收車后，根據(jù)系統(tǒng)的時間表功能，區(qū)間隧道通風系統(tǒng)進行1小時（可調(diào)整）的縱向機械通風，排除隧道中的廢氣和余熱余濕。此時車站通風系

14、統(tǒng)隔站送排，區(qū)間隧道的中間風井關(guān)閉。 正常運行：列車正常運行時，車站公共區(qū)暖通空調(diào)系統(tǒng)投入運行而區(qū)間隧道通風系統(tǒng)停止運行。> 阻塞運行狀態(tài)：當列車因故障或其他原因而停在區(qū)間并確定短時間內(nèi)無法繼續(xù)行駛時，中央級下達運行模式指令到車站級，車站級控制通風系統(tǒng)設(shè)備進行隧道阻塞通風模式控制。從而控制隧道內(nèi)溫度，保證列車空調(diào)冷凝器在正常的工作范圍內(nèi)。隧道通風系統(tǒng)變頻器工作情況為： 夜間運行狀態(tài)：每站4臺風機按照一定的運行頻率運行，該頻率將在聯(lián)合調(diào)試時確定； 阻塞事故運行狀態(tài)：變頻器將被旁路，風機在工頻下運行；> 火災(zāi)事故運行狀態(tài):控制中心根據(jù)信號系統(tǒng)傳來的停車位置信息和司機報告的火災(zāi)情況下達相

15、關(guān)指令給相關(guān)的車站BAS，相關(guān)車站BAS采取相應(yīng)的火災(zāi)運行模式，保證旅客的安全疏散。當著火列車駛?cè)肭胺杰囌緯r，利用前方車站的隧道通風系統(tǒng)進行排煙；當著火列車停在區(qū)間隧道時，應(yīng)按預(yù)定的隧道內(nèi)火災(zāi)模式運行。6.2.2車站公共區(qū)系統(tǒng)、設(shè)備管理用房空調(diào)通風系統(tǒng)6.2.2.1監(jiān)控對象> 車站公共區(qū)系統(tǒng)：車站送風機、車站排風機、大型表冷器、過濾器、相關(guān)風閥、防火閥等。> 車站設(shè)備管理用房系統(tǒng)：空調(diào)機組、新風機組、回/排風機、送風機、排風機、排煙排風機風機、相關(guān)風閥、防火閥等。6.2.2.2監(jiān)控要求> 車站站廳、站臺公共區(qū)的暖通空調(diào)系統(tǒng)監(jiān)控新風溫濕度；送風溫濕度； 回排風溫濕度； 站臺溫濕

16、度； 站廳溫濕度； 二氧化碳濃度測試；6.2.3車站冷源系統(tǒng)6.2.3.1監(jiān)控對象> 空調(diào)水系統(tǒng)：冷卻塔、冷卻水泵、冷水機組、冷凍水泵、電動蝶閥、電動二通調(diào)節(jié)閥、補水泵、傳感器等；6.2.3.2監(jiān)控要求> 根據(jù)站廳、站臺溫濕度探頭的采樣參數(shù)和其它相關(guān)參數(shù)（新風室、回風室、送風室溫濕度）經(jīng)PLC計算來控制二通流量調(diào)節(jié)閥的閥門開度，以此控制空調(diào)表冷器的冷凍水量；> 記錄監(jiān)測所有設(shè)備的運行狀態(tài)和運行時間等；> 對相關(guān)的水位進行自動報警；> 監(jiān)視和記錄水系統(tǒng)設(shè)備的溫度、壓力、壓差、液位、流量等工藝參數(shù)；> 通過壓力、壓差信號或流量對管網(wǎng)的穩(wěn)定性進行監(jiān)視和預(yù)測；> 實現(xiàn)設(shè)備開停順序控制及啟停聯(lián)鎖保護；6.2.4給排水系統(tǒng)6.2.4.1監(jiān)控對象> 給排水系統(tǒng)的監(jiān)控對象：廢水泵、污水泵、區(qū)間廢水泵、電保溫、閥門、液位控制器、壓力表、遠程水表等。6.2.4.2監(jiān)控要求&g