第2章环境与设备监控系统

第2章环境与设备监控系统

2.1概述

地铁通风空调系统是为满足和保证人员及设备运行所需内部空气环境的关键工艺系统，是地铁中不可缺少的一个重要组成部分，诸如照明、给排水、导向、屏蔽门、电扶梯等机电设备又是直接服务乘客的，其运行状态关系到地铁的服务质量。监控及管理上述各类设备运行的地铁环境与设备监控系统在地铁运营中处于较重要的位置。环境与设备监控系统，英文简写为EMCS，我国地铁规范成其为BAS。BAS系统是一个典型的集成系统，它具备集成系统的3个基本特性：开放系统、应用需求和接口。

2.1概述从BAS系统的中文名字即可看出，其被控设备从工艺作用方面可划分为两类：环控系统工艺设备和地铁建筑附属其他机电设备。BAS系统的控制范围及相互关系如图所示。

2.1.1环控系统设备

环控系统设备主要是车站和隧道的通风主调系统，包括车站通风空调系统和隧道通风系统。

1．车站通风空调系统

(1)公共区通风空调系统设备此类设备组成的通风系统习惯称之为“大系统”，同时兼做车站公共区排烟系统。一般由组合式空调机组、空调新风机、回排风机、消声器、电动组合风阀、多叶调节阀、防/排烟防火阀、新风井、风道、混合室和风管等部分组成。

2.1.1环控系统设备

(2)车站设备与管理用房通风空调系统设备

小系统指车站设备管理用房通风空调系统(兼排烟系统)。由空气处理机、送风机、回排风机、排风机、消声器、(耐高温)多叶调节阀、防/排烟防火阀、风管等部分组成，一般位于车站站厅层两端的环控机房和小系统通风机房内。2.1.1环控系统设备

(3)空调水系统设备

指车站制冷空调循环水系统。供冷方式又分为集中供冷和分站(独立)供冷。BAS系统的监控对象是：冷水机组、冷冻泵、冷却泵、冷却塔、差压调节阀、二通调节阀等，测点是：冷冻水供回水温度，冷却水供回水温度等。水系统为车站公共区及车站设备管理用房空调器提供冷源，冷源是冷冻水。水系统由两个循环组成：冷冻水循环和冷却水循环。BAS的调节点一般是末端装置，及调节阀。2.1.1环控系统设备

(4)各类传感器、执行器

这些设备主要是用于环控系统，如用于检测空气参数的温、湿度传感器(分室内、室外及风管式)、二氧化碳浓度传感器等。空调水系统用的压力、压差传感器、变送器，电磁流量计、水管式温度计，感温元件一般是PT100或PT100的热电阻，经变送器转换为标准0～10V信号。2.1.1环控系统设备

2．隧道风系统设备这类设备的作用域是隧道，包括区间隧道和车站隧道。它们在正常运营情况下用于排热换气、灾害情况下用于定向排烟、排热和送新风。设备一般包括：区间隧道风机(TVF)，配线隧道风机，车站隧道风机，相关组合风阀，隧道洞口的风幕机。

2.1.1环控系统设备

3．给排水设备

给排水设备包括两类设备：电动蝶阀和水泵，具体如图所示2.1.1环控系统设备4．照明与导向指示5．电梯与自动扶梯6．屏蔽门

7.人防门8.防淹门2.1.2设备分布特点BAS所控设备分布特点是：车站两端是环控系统设备的集中安装地，如风机房、冷水机房等，而其他设备除电扶梯、排水设备、站厅站台的空气参数传感器等分布不规律外，基本上都集中在车站两端的不同位置。2.2系统设计与构成

2.2.1系统结构与构成BAS从系统组成角度而言包括中心BAS系统、车辆段BAS系统和车站BAS系统，如果设置集中冷站，则还包括集中冷站BAS系统。完整的BAS系统或完整的BAS功能系统是一个以骨干网为基础的、地理上分散的、分层分布式系统结构的大型SCADA系统，从逻辑上讲，硬件系统纵向包括3个层次(如图所示)。2.2.1系统结构与构成1.中央级监控系统主要位于OCC，由中央实时服务器、中央历史服务器、操作员工作站、工程师工作站、打印设备、网络设备、大屏幕或模拟显示设备等计算机及网络硬件构成，软件则包括操作系统、大型数据库、系统应用软件、应用软件开发与维护平台、网管软件其他辅助软件等。2.2.1系统结构与构成

2.车站级监控系统车站级监控系统位于车站，以车站监控工作站、PLC控制器为基础，具体包括车站监控局域网、打印机、后备操作盘等设备。2.2.1系统结构与构成3.现场控制级设备位于车站各就地监控点或数据采集点，具体包括各类传感器、执行器、远程I/O模块、接口模块或装置等。车站BAS系统构成如图所示：

2.2.2系统设备BAS系统设备总体而言包括3类设备:监控设备、接口及控制设备和传感器与执行器1监控设备

指监控层设备，如网络设备、服务器、监控工作站、维修工作站(工程师站)、打印设备、存储设备、模拟屏或大屏幕等，这些设备用来完成人机交互及数据服务，是BAS和操作及管理人员的接口设备2.2.2系统设备2接口及控制设备

3传感器及执行器

2.2.3系统网络1车站监控网：一般选择以太网，符合IEEE802.3(U)规约2控制网：是指用于控制器之间传递实时数据的网络2.2.4系统接口对于一个集成系统而言，接口形式无外乎3种方式：硬线I/O接口，低速率异步串行接口和网络接口。对于BAS而言，其接口分布如下图所示。

2.2.5系统供电与接地系统供电采用独立、集中、不间断供电方式较好，其性质应属于一类负荷，后备时间不小于30min。由于BAS系统控制箱柜不是集中安装的，且线缆长度及覆盖面积较多，因此需要严格考虑系统的接地问题。系统分保护地、工作地和屏蔽地，对于地铁的特殊情况，一般将保护地和屏蔽地接在地铁综合接地网上。由于地铁的供电系统的迷流影响，地电位变化较大，应避免多点接地。BAS系统控制设备的内部电路可以逻辑的浮空，但应将与现场信号连接的控制设备24V电源单点单独接在地铁的综合接地网上。2.3系统功能

2.3.1中央级功能

中央级监控系统是整个BAS系统的监控核心，其功能有：1中央级监控功能

（1）设备监控与管理（2）运营调度及管理

OCC的模式控制与操作包括两方面：一是对隧道系统的非正常及灾害模式和早晚换气模式的控制，二是给车站系统提供模式表。下图描述了在OCC自动模式、手动模式如何实现及最终模式编号如何产生。

2.3.1中央级功能（3）在线帮助与决策支持

（4）系统安全管理

（5）通用人机界面功能

（6）时钟同步

2.3.1中央级功能2中央级维护功能

（1）全线BAS系统工程管理（2）全线BAS系统监控与维护（3）全线后备监控与操作

2.3.2车站级功能1．实时监控与联动控制

2．车站环境参数监控

3．车站空调系统控制

2.3.2车站级功能4．大系统设备的优化与智能控制

5．设备控制6.防灾联动控制

7．紧急后备操作

8．子系统独立性

2.3.2车站级功能9.智能、优化与调节控制

10．用户友好的监控功能11．系统安全措施

12．报警监控与管理功能

13．消防联动

2.3.2车站级功能14．系统恢复与保持功能

15．系统自诊断功能

16．系统状态监控

17．参数化系统

2.3.3就地级功能1．信号采集、转换及传输功能2．显示与诊断功能

3．数据传输和协议转换功能

4．单台设备控制功能

5．连锁控制

2.4接口处理1与FAS接口

根据国标，BAS系统已经承担了多项消防联动控制功能，并具备了标准中规定的有关控制方式、响应性、反馈显示等技术要求。因此BAS和FAS之间有着紧密的联系，特别是在火灾工况下，两个系统需要共同完成消防联动控制BAS需要通过通信方式和FAS主机进行接口，通过该接口接收FAS确认的火灾报警信息，用来触发模式控制。如图所示：2.4接口处理2与低压接口BAS通过和低压配电系统接口来控制各种机电设备，通常环控系统采用马达控制中心(MCC)来集中对风