2019年5月19日，我司部份員工參加成都地鐵5號(hào)線BAS系統(tǒng)的技術(shù)培訓(xùn)，來(lái)至交大的仲工為大家詳細(xì)介紹了地鐵BAS系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容：
BAS系統(tǒng)在地鐵環(huán)境控制中的應(yīng)用及實(shí)現(xiàn)
| 摘要： 隨著祖國(guó) 現(xiàn)代 化的 發(fā)展 ， 新型城市 交通 —— 地下鐵道的建設(shè)方興未艾。 | 應(yīng)用不斷發(fā)展 | |
| 的自動(dòng)化技術(shù)， 對(duì)地鐵機(jī)電設(shè)備尤其是環(huán)控設(shè)備進(jìn)行集中控制、 | 管理， 為地鐵環(huán)控設(shè)備 科學(xué) 、 | |
| 高效的運(yùn)行提供了可能， | 同時(shí)保障了地下環(huán)境的安全、 | 舒適。 本文對(duì)廣州地鐵一號(hào)線車(chē)站設(shè) |
做了進(jìn)一步的探討。
關(guān)鍵詞：BAS系統(tǒng) 地鐵環(huán)控
1 概述
| 廣州地鐵一號(hào)線共有 | 14個(gè)地下車(chē)站、2個(gè)地面車(chē)站和一座地鐵控制中心（ | OCC）大樓， |
| 全長(zhǎng)18.6公里，采用了集散控制系統(tǒng)（ | DCS）對(duì)地鐵全線環(huán)控設(shè)備及其它車(chē)站機(jī)電設(shè)備進(jìn) | |
| 行集中監(jiān)控，由于引進(jìn)了樓宇控制概念，地鐵車(chē)站設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)亦被稱(chēng)為 | BAS（Building | |
| Automation System）系統(tǒng)。廣州地鐵一號(hào)線采用美國(guó) | CSI公司的I/NET2000系統(tǒng)對(duì)全線環(huán) |
2 BAS 系統(tǒng)在地鐵環(huán)控中的作用及功能
2.1.地鐵BAS系統(tǒng)在地鐵環(huán)控中的主要作用：
| 控制全線車(chē)站及區(qū)間的環(huán)控及其它機(jī)電設(shè)備安全、 | 高效、 協(xié)調(diào)的運(yùn)行， 保證地鐵車(chē)站及 | |
|
區(qū)間環(huán)境的良好舒適，產(chǎn)生最佳的節(jié)能效果， 特定模式，為地鐵乘車(chē)環(huán)境提供安全保證。 |
并在突發(fā)事件（如火災(zāi)） | 時(shí)指揮環(huán)控設(shè)備轉(zhuǎn)向 |
(1)監(jiān)控并協(xié)調(diào)全線各車(chē)站及OCC大樓通風(fēng)空調(diào)設(shè)備、冷水系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行。
(2)監(jiān)控并協(xié)調(diào)全線區(qū)間隧道通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行。
(3)對(duì)車(chē)站機(jī)電設(shè)備故障進(jìn)行報(bào)警，統(tǒng)計(jì)設(shè)備累積運(yùn)行時(shí)間。
(4)對(duì)全線環(huán)境參數(shù)（溫、濕度）及水系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)、分析及報(bào)警。
|
(5)接收地鐵防災(zāi)系統(tǒng)（FAS系統(tǒng)）火災(zāi)接收?qǐng)?bào)警信息并觸發(fā) 式，控制環(huán)控設(shè)備按災(zāi)害模式運(yùn)行。 |
BAS系統(tǒng)的災(zāi)害運(yùn)行模 |
(7)緊急狀況下，可通過(guò)車(chē)站模擬屏控制環(huán)控設(shè)備執(zhí)行相關(guān)命令。
(8)監(jiān)視全線各站及隧道區(qū)間給排水、自動(dòng)扶梯等機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。
(9)管理資料并定期打印報(bào)表。
(10)與主時(shí)鐘接口，保證BAS系統(tǒng)時(shí)鐘同步。
3 BAS 系統(tǒng)對(duì)環(huán)控設(shè)備的監(jiān)控原理及內(nèi)容：
3.1.環(huán)控系統(tǒng)組成：
大系統(tǒng) —— 車(chē)站公共區(qū)（站廳/站臺(tái)）通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)；
小系統(tǒng) —— 車(chē)站設(shè)備用房通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)；
水系統(tǒng) —— 地下站冷水機(jī)組系統(tǒng)；
隧道通風(fēng)系統(tǒng) —— 執(zhí)行隧道區(qū)間正常及緊急情況下通風(fēng)排煙工況的環(huán)控子系統(tǒng)。
3.2. BAS系統(tǒng)監(jiān)控點(diǎn)數(shù)的配置：
|
以陳家祠站為例，納入 設(shè)備等），環(huán)控監(jiān)控總點(diǎn)數(shù)約 布情況如下： |
BAS監(jiān)控的環(huán)控設(shè)備總數(shù)約 | 100臺(tái)（包括風(fēng)機(jī)、風(fēng)閥和水系統(tǒng) |
| 430點(diǎn)（包括溫濕度等參數(shù)檢測(cè)約 | 60點(diǎn)），車(chē)站監(jiān)控點(diǎn)數(shù)分 |
| (1)隧道通風(fēng)系統(tǒng) | ：BAS系統(tǒng)對(duì)4臺(tái)隧道風(fēng)機(jī)及聯(lián)動(dòng)風(fēng)閥、 兩臺(tái)推力風(fēng)機(jī)和組合風(fēng)閥 |
| 進(jìn)行監(jiān)視控制，監(jiān)視風(fēng)機(jī)過(guò)載故障報(bào)警信號(hào)，檢測(cè)兩端隧道入口溫濕度，共計(jì)點(diǎn)數(shù) | DO 20 |
(2)車(chē)站大通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)：BAS系統(tǒng)對(duì)空調(diào)機(jī)、新風(fēng)機(jī)、回排風(fēng)機(jī)及聯(lián)動(dòng)風(fēng)閥和調(diào)節(jié)
|
風(fēng)閥等設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視控制，監(jiān)視風(fēng)機(jī)過(guò)載故障報(bào)警信號(hào)，檢測(cè)新 度， 控制組合風(fēng)柜出水二通閥開(kāi)度來(lái)調(diào)節(jié)空調(diào)器送風(fēng)溫度， 點(diǎn)、AO 4點(diǎn) |
/排/混/送風(fēng)及站廳/臺(tái)溫濕 共計(jì)DO 44點(diǎn)、DI 72點(diǎn)，AI 30 |
檢測(cè)設(shè)備/管理用房溫濕度，控制小空調(diào)器出水二通閥開(kāi)度來(lái)調(diào)節(jié)相關(guān)設(shè)備房的溫度，共計(jì)
DO 41點(diǎn)、DI 41點(diǎn)，AI 17點(diǎn)、AO 3點(diǎn)
(4)車(chē)站水系統(tǒng)：通常情況，每個(gè)地下車(chē)站配有兩臺(tái)離心機(jī)組和一臺(tái)活塞機(jī)組（勻由
| 美國(guó)開(kāi)利公司提供），對(duì)離心機(jī)組 | BAS系統(tǒng)僅發(fā)出起停命令，其相應(yīng)水泵、冷卻塔、蝶閥 | |
| 的聯(lián)動(dòng)控制由機(jī)組 | SM模塊完成，BAS系統(tǒng)僅負(fù)責(zé)監(jiān)視狀態(tài)及故障?；钊麢C(jī)組由于不具備 | |
| 該模塊，其總控及水泵、冷卻塔、蝶閥的聯(lián)動(dòng)控制由 | BAS完成。檢測(cè)必要的水系統(tǒng)參數(shù)， | |
| 如冷凍/冷卻水水溫，冷凍水回水流量，供 | /回水壓差等參數(shù)作為水系統(tǒng)控制 | 計(jì)算 依據(jù)。共計(jì) |
|
DO 14點(diǎn)、DI 49點(diǎn)，AI 8點(diǎn)、AO 1點(diǎn)，同時(shí)BAS系統(tǒng)設(shè)有開(kāi)利冷水機(jī)組 高級(jí)數(shù)據(jù)接口，接收三臺(tái)冷水機(jī)組的運(yùn)行數(shù)據(jù)。 |
DATAPORT的 |
3.3.對(duì)環(huán)控設(shè)備監(jiān)控內(nèi)容配置的幾點(diǎn)注意事項(xiàng)
|
在監(jiān)控點(diǎn)的編制上， 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， 編程更加簡(jiǎn)單、合理、可靠。根據(jù)廣州地鐵一號(hào)線的經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： |
軟件 |
| (1)在廣州地鐵一號(hào)線， 每臺(tái)環(huán)控設(shè)備帶有 | BAS系統(tǒng)中 “就地/遠(yuǎn)方 ”， “環(huán)控/車(chē)控 ”兩個(gè) | |
|
轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，分別位于設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)和環(huán)控電控室。由于設(shè)計(jì)上的點(diǎn)數(shù)限制（每站 號(hào)），BAS系統(tǒng)僅對(duì)隧道風(fēng)機(jī)，大系統(tǒng)空調(diào)機(jī)、送排風(fēng)機(jī)等重要設(shè)備的 |
10個(gè)手/自動(dòng)信 “就地/遠(yuǎn)方 ” 轉(zhuǎn)換開(kāi) |
|
| 關(guān)進(jìn)行監(jiān)視， 并將部分設(shè)備的 “就地/遠(yuǎn)方 ” 轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)信號(hào)進(jìn)行合并， 如空調(diào)機(jī)手/自動(dòng)信號(hào)為 | ||
| 車(chē)站一端兩臺(tái)空調(diào)機(jī)的 | “就地/遠(yuǎn)方 ”并聯(lián)信號(hào)。 因?yàn)锽AS系統(tǒng)無(wú)法獲知設(shè)備的具體控制權(quán)限， | |
| 控制帶有一定的盲目性，因此很有必要在 | BAS系統(tǒng)中對(duì)所有環(huán)控設(shè)備 | “就地/遠(yuǎn)方 ”和 “環(huán)控 |
(2)在對(duì)電動(dòng)風(fēng)閥（包括蝶閥）的控制中，一號(hào)線為節(jié)省監(jiān)控點(diǎn)數(shù)，采用了一個(gè)輸出
| 點(diǎn)的中間繼電器常開(kāi)、常閉接點(diǎn)來(lái)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(cè) | |
|
風(fēng)閥全開(kāi)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)作情況撤消輸出命 令。輸出信號(hào)的長(zhǎng)期存在，給設(shè)備的正常運(yùn)行造成了故障隱患，增加了軟件編程的難度：如 |
||
| 當(dāng)系統(tǒng)模式工況轉(zhuǎn)換過(guò)程中時(shí)， | 風(fēng)閥進(jìn)行開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換， 相應(yīng)風(fēng)機(jī)由于無(wú)法獲知風(fēng)閥是否處于轉(zhuǎn) | |
| 換過(guò)程中而被迫關(guān)停無(wú)須動(dòng)作的風(fēng)機(jī)。 | 因此， 對(duì)于該類(lèi)設(shè)備的監(jiān)控仍應(yīng)采用 | 2個(gè)DO點(diǎn)分別 |
| 控制開(kāi)和關(guān)以及使用 | 2個(gè)DI點(diǎn)檢測(cè)風(fēng)閥開(kāi)到位和關(guān)到位信號(hào)，以表示全開(kāi)、全關(guān)、中間狀 | |
| 態(tài)。 |
| 令，相關(guān)水泵等設(shè)備 | BAS系統(tǒng)僅負(fù)責(zé)監(jiān)視。并設(shè)置數(shù)據(jù)接口接收對(duì)冷水機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì) |
|
機(jī)組運(yùn)行集中科學(xué)管理。同時(shí)盡量減少檢測(cè)參數(shù)的重復(fù)設(shè)置（如地鐵一號(hào)線， 機(jī)組同時(shí)設(shè)置水流開(kāi)關(guān)）以簡(jiǎn)化控制，節(jié)省投資。 |
BAS同活塞 |
| (4) BAS系統(tǒng)在車(chē)站級(jí)設(shè)有同 | FAS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口，F(xiàn)AS系統(tǒng)將經(jīng)確認(rèn)后的火災(zāi)分區(qū) |
| 信號(hào)通過(guò)數(shù)據(jù)接口送 | BAS系統(tǒng)接收，BAS系統(tǒng)在接收到FAS系統(tǒng)火災(zāi)報(bào)警信號(hào)后啟動(dòng)相應(yīng) |
| 的火災(zāi)模式。對(duì)于地鐵而言，由于車(chē)站級(jí)火警信息量不是很大（廣州地鐵一號(hào)線每站約 |
30 I/O |
| 個(gè)火警信息），除通過(guò)數(shù)據(jù)接口外還可考慮通過(guò)硬線（ | I/O）連接的方式完成，使用硬線 |
|
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(kāi)發(fā)的費(fèi)用。但硬線 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。 |
I/O連 |
|
(5)關(guān)于防火閥的監(jiān)控， 因?qū)傧涝O(shè)備， 廣州地鐵一號(hào)線將其納入 但作為環(huán)控系統(tǒng)的組成部分，出于控制系統(tǒng)完整性的考慮，亦應(yīng)納入 根據(jù)實(shí)際情況，可考慮以下幾種方式。 |
FAS系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控， BAS系統(tǒng)監(jiān)控范圍， |
①完全納入BAS系統(tǒng)，由BAS系統(tǒng)進(jìn)行防火閥監(jiān)控。
②通過(guò)BAS/FAS數(shù)據(jù)接口或硬線接口，通過(guò)FAS系統(tǒng)進(jìn)行防火閥的監(jiān)控
③BAS、FAS均對(duì)防火閥進(jìn)行監(jiān)控 —— 需設(shè)置控制轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。（香港地鐵便采用該種
方法）
4 地鐵車(chē)站設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（ BAS）的系統(tǒng)構(gòu)成及 網(wǎng)絡(luò) 配置
4.1. I/NET2000系統(tǒng)的主要特點(diǎn)：
(1)采用分層局域網(wǎng)（LAN）技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)幾點(diǎn)到十萬(wàn)以上點(diǎn)的控制網(wǎng)絡(luò)，車(chē)站間采
用以太網(wǎng)（TCP/IP協(xié)議）通信，車(chē)站級(jí)主網(wǎng)（CONTROLLER LAN）采用令牌總線網(wǎng)絡(luò)通
信，子網(wǎng)（SUB LAN）采用輪詢(xún)（MASTER/SLAVER）方式通信。
| (2)靈活的輸入/輸出配置，PCU、UC輸入點(diǎn)可在軟件中配置為 | AI、DI、PI等，對(duì)于 |
| 模擬量輸入可通過(guò)跳線的設(shè)置，接收 | 0~20mA、0~5v、0~10v、RTD溫感等多種信號(hào)。 |
方式簡(jiǎn)單靈活。
(4)作為典型的樓控產(chǎn)品，提供多種節(jié)能控制程序模塊，如自適應(yīng)最佳起?？刂?，自
整定PID算法、死區(qū)控制算法等。
4.2. BAS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
|
廣州地鐵車(chē)站設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)分中央級(jí)、 進(jìn)行監(jiān)控，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖如下： |
車(chē)站級(jí)、 就地級(jí)三級(jí)對(duì)環(huán)控設(shè)備及其它機(jī)電設(shè)備 |
| UCI：?jiǎn)卧刂破鹘涌?，可下帶最? | 32個(gè)單元控制器UC，采用主從通訊方式進(jìn)行通 |
| 信，監(jiān)控點(diǎn)數(shù)可多達(dá) | 512點(diǎn) |
HLI：高級(jí)數(shù)據(jù)接口
圖1 BAS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖
通常在車(chē)控室放置3塊UCI，其中兩塊UCI分別負(fù)責(zé)監(jiān)控車(chē)站兩端的環(huán)控設(shè)備并實(shí)現(xiàn)
環(huán)控電控房模擬屏控制功能，另外一塊UCI負(fù)責(zé)站廳/臺(tái)和部分設(shè)備用房溫濕度檢測(cè)并接收
FAS火警信號(hào)以及對(duì)車(chē)控室模擬屏以及其他系統(tǒng)（扶梯，給排水等）設(shè)備的監(jiān)控。
| 冷水機(jī)房設(shè)置一塊PCU負(fù)責(zé)對(duì)冷水機(jī)組進(jìn)行監(jiān)控； 每端空調(diào)機(jī)房設(shè)置一塊 | PCU檢測(cè)風(fēng) | |
| 室及設(shè)備/管理用房的溫濕度，并負(fù)責(zé)控制空調(diào)機(jī)出水二通閥的開(kāi)度。每端環(huán)控電控室設(shè)置 | ||
|
2~4塊PCU輔助UCI對(duì)本端環(huán)控系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。 組的數(shù)據(jù)接口HLI，用來(lái)接收第三方設(shè)備的數(shù)據(jù)。 |
BAS系統(tǒng)在車(chē)站設(shè)置有與 | FAS及冷水機(jī) |
|
中央級(jí)設(shè)置工作站及備份站各一套，工作站同備份站實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)級(jí)別的熱備。 域網(wǎng)有與信號(hào)ATS及通信主時(shí)鐘的數(shù)據(jù)接口及模擬屏一塊，網(wǎng)絡(luò)配置如下： |
OCC局 |
圖2 BAS系統(tǒng)中央級(jí)網(wǎng)絡(luò)配置圖
| 由圖2可見(jiàn)，OCC中央級(jí)除負(fù)責(zé)接收通信系統(tǒng)時(shí)間同步信號(hào)外， | 在OCC局域網(wǎng)中還連 | |
| 接有與ATS數(shù)據(jù)接口HLI以及模擬屏設(shè)備， 并通過(guò)中央工作站 | （PC機(jī)） 將數(shù)據(jù)傳輸?shù)紹AS | |
| 以太網(wǎng)上，同其它車(chē)站級(jí) | BAS系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。需要指出的是：正常情況下，所有隧道 | |
| 通風(fēng)模式由連接在中央級(jí)局域網(wǎng)上的 | BAS控制器根據(jù)ATS列車(chē)阻塞信號(hào)或人工指令， 進(jìn)行 | |
| 計(jì)算確定，并通過(guò)以太網(wǎng)下發(fā)環(huán)控模式指令號(hào)到相關(guān)車(chē)站，再由相關(guān)車(chē)站 | BAS控制器指揮 | |
| 相關(guān)設(shè)備正確動(dòng)作。 當(dāng)該工作站死機(jī)或故障時(shí)， | 則模式無(wú)法正確下達(dá)， 只能由相關(guān)車(chē)站通過(guò) | |
| 就地模擬屏超弛控制， 影響了事故情況下的反映速度。 | 由于隧道通風(fēng)涉及乘客人身安全， | 對(duì) |
|
隧道通風(fēng)模式正確及時(shí)執(zhí)行有很高的要求， 換機(jī)）或服務(wù)器連接以太網(wǎng)。 |
因此BAS系統(tǒng)中央級(jí)局域網(wǎng)應(yīng)通過(guò)專(zhuān)門(mén)網(wǎng)關(guān) | （交 |
作為緊急情況下、或BAS工作站故障情況下的緊急后備操作手段，廣州地鐵一號(hào)線分
別在每站的車(chē)控室和兩端環(huán)控電控室設(shè)置了地圖式模擬屏。 模擬屏的操作主要以執(zhí)行區(qū)間事
故及車(chē)站火災(zāi)模式為主，模擬屏的設(shè)置應(yīng)遵循以下原則：
(1)模擬屏應(yīng)突出隧道區(qū)間及車(chē)站事故運(yùn)行模式下的執(zhí)行，模式執(zhí)行完畢或執(zhí)行失敗
應(yīng)有相應(yīng)的反饋指示。
(2)帶有鑰匙轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)?？梢詫?duì)工作站、車(chē)控室模擬屏、環(huán)控電控室模擬屏操作權(quán)限
進(jìn)行轉(zhuǎn)換，保證控制命令由唯一的地點(diǎn)發(fā)出。
(3)模擬屏是以按鍵來(lái)觸發(fā)相應(yīng)模式的執(zhí)行。作為緊急操作手段，模擬屏應(yīng)具有超弛
其他控制指令的能力，例如，當(dāng)操作站軟件設(shè)定設(shè)備控制方式為單控（點(diǎn)對(duì)點(diǎn)控制）而非程
序（模式） 控制時(shí)用模擬屏執(zhí)行的模式指令應(yīng)能超弛該單控命令， 為此模擬屏控制模式軟件
算法應(yīng)獨(dú)立于操作站模式軟件算法。在系統(tǒng)軟件中要考慮該部分軟件資源的配置。
|
(4)最好配置獨(dú)立于主控制器的的模擬屏控制器，同主控制器共享 的可靠性。 |
I/O，增強(qiáng)緊急控制 |
根據(jù)季節(jié)、負(fù)荷、突發(fā)事故（火災(zāi)、列車(chē)阻塞）等情況，環(huán)控專(zhuān)業(yè)制定了大量的環(huán)控模
式，控制環(huán)控設(shè)備在不同的條件下運(yùn)行不同的工況模式。 包括大系統(tǒng)、 小系統(tǒng)、水系統(tǒng)和隧
道通風(fēng)等環(huán)控工藝模式，以陳家祠為例約有環(huán)控工藝模式近百個(gè)。
5.1.硬件配置
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系統(tǒng)主要采用兩種控制器完成環(huán)控系統(tǒng)的控制工藝流程，即 要性能： |
PCU和UCI，以下是其主 |
| (1)過(guò)程控制單元PCU：多達(dá)640個(gè)點(diǎn)地址可自由組態(tài)，包括軟件內(nèi)部點(diǎn)（ | Internal |
|
points）和間接點(diǎn)（Indirect points），提供最多可擴(kuò)展至 邏輯、 時(shí)間表、 節(jié)能算法等擴(kuò)展功能供軟件編程組態(tài)， |
96K的用戶(hù)程序存儲(chǔ)器，提供布爾 并且提供多種DDC控制算法模塊如： |
|
(2)單元控制器接口UCI：總共640個(gè)地址空間可自由組態(tài)，提供 器，具有布爾邏輯、時(shí)間表、節(jié)能算法等擴(kuò)展功能供軟件編程組態(tài)。 |
24K用戶(hù)程序存儲(chǔ) |
| 由于地鐵環(huán)控工藝復(fù)雜，模式工況眾多，在系統(tǒng)配置上要充分考慮控制器 | CPU資源和 |
| 內(nèi)存資源的配置，留有充分的裕量。在廣州地鐵一號(hào)線 | BAS系統(tǒng)中，由于大部分環(huán)控設(shè)備 |
| 主要由本端的UCI進(jìn)行控制管理，造成 | UCI超負(fù)載工作， （部分UCI內(nèi)存占用率高達(dá)80% |
| 以上，CPU負(fù)載最高達(dá)95%以上），降低了設(shè)備運(yùn)行的可靠性，同時(shí)一些優(yōu)化控制算法也 | |
| 受制于資源分布而難以實(shí)現(xiàn)。 此外這種把幾乎全部監(jiān)控功能集中于 | UCI的做法也不符合DCS |
| 系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)分散的原則：當(dāng)一個(gè) | UCI發(fā)生故障將會(huì)導(dǎo)致BAS系統(tǒng)對(duì)車(chē)站一端環(huán)控設(shè)備的控制 |
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癱瘓，最好應(yīng)考慮大、小系統(tǒng)及隧道通風(fēng)系統(tǒng)各自使用獨(dú)立 制。 |
DDC控制器（即UCI）進(jìn)行控 |
以車(chē)站大系統(tǒng)為例，環(huán)控系統(tǒng)設(shè)備如下圖
圖3陳家祠站A端大系統(tǒng)原理圖
| 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系統(tǒng)從系統(tǒng)出發(fā)考慮設(shè)備的保護(hù)和優(yōu)化運(yùn)行，廣州地鐵一號(hào)線主 |
(1)確保環(huán)控模式風(fēng)路的暢通
(2)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(kāi)關(guān)機(jī)順序
以陳家祠站A端大系統(tǒng)空調(diào)器（圖3）為例，程序邏輯關(guān)系如下：
if S3-1 or S3-2 is not run &（Runtime (S3-1)—Runtime (S3-2)>0）
then output (Runtime change)=1
if S3-1 or S3-2 is not run &（Runtime (S3-1)—Runtime (S3-2)<0）
then output (Runtime change)=0
if S3-1 or S3-2 is run
then Runtime change not change
*以上求得Runtime change邏輯值
if mode(LD<50%) & (~Runtime change) | mode(LD>50%)
then output ( S3-1 mode=1)
if mode(LD<50%) & Runtime change | mode(LD>50%)
then output (S3-2 mode=1)
*設(shè)備平衡運(yùn)行if S3-1 mode | (S3-2 mode & any S3-2 associated equipment in fault) &
not any S3-1 associated equipment in fault *故障轉(zhuǎn)換
then output ( S3-1 Call=1) if S3-2 mode| (S3-1 mode & any S3-1 associated equipment in
fault) & not any S3-2 associated equipment in fault *故障轉(zhuǎn)換
then output ( S3-2 Call=1)
if S3-1 Call & all associated damper is open *檢測(cè)風(fēng)路
then start S3-1 *開(kāi)啟S3-1
if S3-2 Call & all associated damper is open *檢測(cè)風(fēng)路
then start S3-2 *開(kāi)啟S3-1
說(shuō)明：&—— 邏輯與；|—— 邏輯或；~—— 邏輯非
mode(LD<50%)表示所有負(fù)荷小于50%的工藝模式，即開(kāi)單臺(tái)空調(diào)機(jī)的模式
通過(guò)以上例子， 可以看出廣州地鐵在實(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。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(guò)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(kāi)啟哪
一臺(tái)設(shè)備（包括聯(lián)動(dòng)風(fēng)閥），設(shè)備開(kāi)啟后，該值保持不變，避免運(yùn)行中的設(shè)備轉(zhuǎn)換。
(3)對(duì)設(shè)備的故障情況進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，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(guò)載故障與命令/反饋不一致和超時(shí)故障的邏輯或。
(4)對(duì)該模式風(fēng)路上相關(guān)風(fēng)閥及設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，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(chǎng)設(shè)備。
(5)在模式啟動(dòng)過(guò)程中應(yīng)盡可能先開(kāi)空調(diào)機(jī)，后開(kāi)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(guò)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
能按需要延時(shí)一段時(shí)間再關(guān)閉聯(lián)動(dòng)風(fēng)閥。
(6)若該工藝模式本身無(wú)備用模式，當(dāng)模式中由于某臺(tái)設(shè)備無(wú)法動(dòng)作，模式正常執(zhí)行
時(shí)，可考慮轉(zhuǎn)入指定模式或關(guān)停該模式，以避免設(shè)備長(zhǎng)期不平衡運(yùn)行對(duì)設(shè)備造成的損害。
6 環(huán)控工藝模式的判定與執(zhí)行
| 由于廣州地鐵環(huán)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)為定風(fēng)量系統(tǒng)，因此 | BAS系統(tǒng)控制的重點(diǎn)不在于調(diào)節(jié)而在 | |
| 于環(huán)控工藝模式工況的選擇判斷上。 | 下面以車(chē)站大系統(tǒng)和水系統(tǒng)的正常運(yùn)行模式為例， | 對(duì)地 |
6.1.車(chē)站大系統(tǒng)工藝模式自動(dòng)判斷的實(shí)現(xiàn)
大系統(tǒng)正常工藝模式的自動(dòng)判定執(zhí)行主要依據(jù)如下條件： ①依據(jù)室外溫度判定大系統(tǒng)執(zhí)
行空調(diào)或非空調(diào)季節(jié)模式②依據(jù)車(chē)站內(nèi)外空氣焓值的比較判定全新風(fēng)或小新風(fēng)模式 ③依據(jù)
車(chē)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4)依據(jù)時(shí)間判定夜間或白天模
式。圖4為正常運(yùn)行自動(dòng)模式判斷執(zhí)行流程。
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(1)正常運(yùn)營(yíng)時(shí)間劃分為三段：夜間、預(yù)通風(fēng)時(shí)間、正常運(yùn)營(yíng)時(shí)間三段，全線 制器通過(guò)主時(shí)鐘獲得時(shí)間同步，確保全線時(shí)間表統(tǒng)一。 |
BAS控 |
| (2)空調(diào)季節(jié)采用外界焓值與送風(fēng)設(shè)定焓值的比較判定。 | 當(dāng)外界焓值大于設(shè)定焓值時(shí)， |
| 即進(jìn)入空調(diào)季節(jié)，為避免空調(diào)季節(jié)頻繁切換導(dǎo)致模式的頻繁轉(zhuǎn)換，判斷條件采用死區(qū)控制， | |
| 并限時(shí)轉(zhuǎn)換（如至少 | 20分鐘方能轉(zhuǎn)換一次）。全新風(fēng)及小新風(fēng)工況選擇使用外界焓值同站 |
| 廳/臺(tái)平均焓值相比較來(lái)確定， | 同樣采用限時(shí)轉(zhuǎn)換， 并且全/小新風(fēng)工況選擇和空調(diào)/非空調(diào)季 |
| (3)車(chē)站負(fù)荷判定采用水系統(tǒng)分水器溫度（冷凍水出水溫度）判定，采用死區(qū) | 7.5℃ |
| ~8.5℃控制，非空調(diào)季節(jié)則默認(rèn)執(zhí)行車(chē)站負(fù)荷 | >50%模式工況。 |
系統(tǒng)根據(jù) 計(jì)算 結(jié)果自動(dòng)判定執(zhí)行， 同時(shí)設(shè)置手動(dòng)模式， 以便特殊情況下， 人工強(qiáng)制選定模式，
在災(zāi)害狀況（如火災(zāi)），則優(yōu)先執(zhí)行火災(zāi)模式（須人工確認(rèn)后方可執(zhí)行，以防止誤動(dòng)作）。
圖4大空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)自動(dòng)模式判斷流程圖
6.2.車(chē)站水系統(tǒng)工藝模式的實(shí)現(xiàn)
| BAS系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)車(chē)站三臺(tái)冷水機(jī)組進(jìn)行群控。當(dāng)由 | BAS系統(tǒng)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：①依據(jù)時(shí)間表判定白天或夜間模式運(yùn)行 | ②依 |
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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 站水系統(tǒng)工況判定流程圖： |
③依據(jù)車(chē)站冷負(fù)荷判定開(kāi)機(jī)數(shù)量。下圖為車(chē) |
圖5水系統(tǒng)工藝模式流程圖
(1)空調(diào)季節(jié)的判定與車(chē)站大系統(tǒng)相同的判定條件。
(2)正常運(yùn)營(yíng)時(shí)間劃分為三段：夜間、車(chē)站預(yù)冷時(shí)間、正常運(yùn)營(yíng)時(shí)間三段。夜間只根
|
據(jù)重要設(shè)備房溫度開(kāi)啟活塞機(jī)組，運(yùn)營(yíng)前車(chē)站預(yù)冷時(shí)間內(nèi)首先開(kāi)啟兩臺(tái)離心機(jī)組 再進(jìn)行車(chē)站冷負(fù)荷的判斷。 |
30分鐘后 |
| 當(dāng)分水器溫度高過(guò)某定值開(kāi)啟兩臺(tái)離心機(jī)組， | 低過(guò)該值時(shí)則僅開(kāi)一臺(tái)離心機(jī)組， | 該值采用死 |
| 區(qū)控制，廣州地鐵一號(hào)線初定為 | 7℃~9℃。 |
90分鐘方能轉(zhuǎn)換一次）。
6.3.風(fēng)系統(tǒng)與水系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運(yùn)作
| BAS通過(guò)調(diào)節(jié)每臺(tái)空調(diào)機(jī)冷凍水出水二通調(diào)節(jié)閥開(kāi)度調(diào)節(jié)空調(diào)機(jī)送風(fēng)溫度， | 同時(shí)該二 |
| 通閥兼做水系統(tǒng)工況轉(zhuǎn)換水閥， | 根據(jù)空調(diào)機(jī)開(kāi)啟情況和水系統(tǒng)運(yùn)行模式來(lái)輸出相應(yīng)控制開(kāi)度 |
| 或者關(guān)閉二通閥， 保障風(fēng)系統(tǒng)和水系統(tǒng)的協(xié)調(diào)動(dòng)作。 | 大系統(tǒng)車(chē)站負(fù)荷和水系統(tǒng)負(fù)荷情況均由 |
|
冷凍水出水溫度值來(lái)判定，廣州地鐵初定大系統(tǒng)負(fù)荷判定為 系統(tǒng)為7℃~9℃設(shè)置死區(qū)控制，為避免當(dāng)風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行在小于 |
7.5℃~8.5℃設(shè)置死區(qū)控制， 水 50%工況時(shí)，水系統(tǒng)運(yùn)行在大 |
| 于100%工況（7℃~7.5℃）時(shí)，水系統(tǒng)冷負(fù)荷過(guò)低造成冷水機(jī)組跳機(jī)，大系統(tǒng)負(fù)荷判定加入 | |
| 冷水系統(tǒng)模式執(zhí)行條件，如圖 | 6： |
曲線1：開(kāi)啟單臺(tái)離心機(jī)組時(shí)大系統(tǒng)負(fù)荷判定曲線
曲線2：開(kāi)啟兩臺(tái)離心機(jī)組大系統(tǒng)負(fù)荷判定曲線
圖6大系統(tǒng)負(fù)荷判定曲線圖
| 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分鐘，水系統(tǒng)為90分鐘），存 |
7 結(jié)束語(yǔ)
| 由于地鐵環(huán)控系統(tǒng)的復(fù)雜性和特殊性， | 對(duì)車(chē)站設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的控制要求往往同一般樓宇 | |
| 自動(dòng)化系統(tǒng)區(qū)別很大， | 在硬件的配置和軟件功能上有其特殊的要求， | 因此， 在今后的地鐵建 |
|
設(shè)中， 要根據(jù)地鐵的實(shí)際情況， 制系統(tǒng)的自動(dòng)化水平。 |
合理配置系統(tǒng)，完善系統(tǒng)功能，最大限度的提高地鐵環(huán)境控 |