周勇 王路

摘要：应用BAS搭建的不断发展的自动化技术,根据地铁热环境变化规律，对空调通风系统的全年运行方式自动进行调整，不仅可以保障地铁车站机电系统设备的安全可靠运行，创造安全，舒适，高效的乘车环境，而且能降低空调通风系统的运行能耗，减少地铁运营成本。本文以南京地铁一号线为例，对基于BAS系统在城市轨道交通工程中的应用进行系统性的探讨，仅供借鉴。

关键词：BAS系统；城市轨道交通；设备工程；自动化技术

中图分类号：U213.2文献标识码：A 文章编号：

Abstract: the application 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 equipment 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 urban rail traffic engineering applications of the systematic discussion, is only for reference.

Keywords: BAS system; Urban rail traffic; Equipment engineering; Automation technology

0前言

南京地鐵一号线线路全长约16.90km,全线设车站16座，包括地下车站11座，高架及地面车站5座。其BAS系统是将现代化的计算机及网络技术结合机电设备自动化控制原理，以专门的地铁环境通风空调及防灾处理等理论为基础的自动化控制系统，利用分布式微机监控系统对地铁车站及区间隧道内的空调通风，给排水，照明，电梯，自动扶梯，导向标识等机电设备进行全面的运行管理与控制，在发生火灾或列车阻塞等事故情况时，能够及时迅速报警系统发送着火点信息或列车自动控制系统发送的阻塞点信息自动调度送风排风，进行能通风排烟，引导人员疏散，极大地提高地铁运营的智能化和安全性。

1BAS系统监控对象及功能

1.1通风系统主要监控对象及功能

①隧道通风系统，包括隧道风机，射流风机，组合风阀，并监测隧道的温、湿度；

②空调通风系统，制冷机组，空调机组，回风机，相关风阀以及新风送风，回风及公共区的温湿度。

③空调水系统，冷水机组，冷冻水泵，冷却水泵，分集水器，冷却，水路的电动蝶阀，并检测温度，压力和流量等。

主要监控功能

①机组定时启停控制

②联锁保控制

③送回风温度控制

④送回风湿度控制

⑤过滤器堵塞报警

⑥冷负荷计算与冷水机组控制

⑦冷冻水差压控制

⑧冷却水温度控制

⑨机组运行参数的自动显示，定时打印及故障记录

1.2 照明系统

监控对象有：工作照明、广告照明和节电照明等。监控的主要功能有：工作照明和节电照明的启停控制。

1.3给排水系统

监控对象有：废水、污水及车站其他排水泵、水池、水箱的液位。监控的主要功能有：①水位自动控制；②设备启停控制；③参数检测及报告。

1.4导向标识系统

监控对象有：各类群控、单控导向标识牌正常及紧急情况下的运行。监控主要功能有：①群控标识牌的进、出方向显示，启停控制。②单控标识牌的启停控制。

1.5电梯、自动扶梯车：站自动扶梯和无机房电梯运行监视和紧急报警。

2BAS对环控设备监控内容配置的几点注意事项

合理、全面的监控点数的编制可以使系统监控功能更加完善,软件编程更加简单、合理、可靠。根据以往轨道交通的经验,应注意以下几点:

(1) BAS仅对隧道风机、大系统空调机和送排风机等重要设备的“就地/远程”转换开关进行监视,并将部分设备的“就地/远程”转换开关信号进行合并。

(2)为节省监控点数,可在对电动风阀(包括电动蝶阀)的控制中,采用了一个输出点的中间继电器常开、常闭接点来控制风阀(水阀)的正转和反转,并仅用一个DI点检测风阀全开信号。这种单DO、单DI的监控方式使BAS不能依据设备的动作情况撤消输出命令。而输出信号的长期存在,给设备的正常运行造成了故障隐患,也增加了软件编程的难度。如当系统模式工况转换过程中,风阀进行开关转换,相应风机由于无法获知风阀是否处于转换过程中而被迫关停无须动作的风机。因此,对于该类设备的监控仍应采用2个DO点分别控制开和关,以及使用2个DI点检测风阀开到位和关到位信号,以表示全开、全关、中间状态。

(3) BAS在车站级设有与FAS的数据接口,FAS将经确认后的火灾分区信号通过数据接口送BAS,BAS在接收到FAS火灾报警信号后启动相应的火灾模式。对于地铁而言,由于车站级火警信息量不是很大,除通过数据接口外还可考虑通过硬线I/O连接的方式完成。使用硬线I/O方式连接替代通信接口的使用,可增加系统的可靠性,降低接口开发的费用。但硬线I/O连接同时增加了输入输出模块,因此具体的连接方式可根据实际情况进行选择。

3BAS的网络配置

工程主要包括地铁中央控制室OCC中央控制系统、车站MU控制系统、各站通风系统、照明系统和排水系统、导向标识系统，电梯、自动扶梯等设备自动控制等多项控制系统。南京地铁一号线BAS系统则采用多层网络结构，第一层是有效的最低层，包括装置感应器，执行机构和照明控制系统，使用现场网络连接所有现场设备。第二层是操作站和分站即具体应用控制器或自动化站/设备，之间的自动化网络。即车站MV系统，第三层是管理层及其广域网络，即中央控制中心（OCC）及地铁公共传输网。中央控制中心（OCC）为星形网络结构，采用TCP/IP协议。车站为ControlNET光纤环网，实时数据通信。车站与OCC之间的通信依托地铁公共传输网。珠江路地铁控制中心OCC为整个地铁一号线的控制中心，用来对整个地铁一号线16个站的全部机电设备运行状况进行集中监控和管理。

4 设备基本保护与自动模式的实现

以站大系统为例,环控系统设备如图1所示。

图1车站大系统设备图

通常,环控设备低压二次回路设计只考虑单体设备的保护联锁要求,即风机同其联动风阀的联锁,因此需要BAS从系统出发考虑设备的保护和优化运行。现实情况下我们主要考虑了以下几个方面:

(1)确保环控模式风路的畅通;

(2)当设备故障时可及时启动备用设备;

(3)环控主/备用设备应平衡运行;

(4)避免设备的频繁动作;

(5)优化开关机顺序。

通过实际操作,实现环控设备程序控制主要从以下几方面考虑设备基本运行要求:

(1)将模式的主备用转换变为单体设备的转换,合并备用模式,从而减少了模式转换的频率,提高了模式执行的效率。

(2)在设备未运行时,通过主备用设备运行时间的比较,决定下次模式执行时开启哪一台设备(包括联动风阀);设备开启后,该值保持不变,避免运行中的设备转换。

(3)对设备的故障情况进行实时检测,若有自身设备故障或相关设备故障,则启动另一台备用设备。故障信号为设备过载故障、命令/反馈不一致、超时故障的逻辑或。

(4)对该模式风路上相关风阀及设备进行检测,待相关风阀全部到位,风路畅通后,才输出命令启动现场设备。

(5)在模式启动过程中尽可能先开空调机,后开送风机;关机则顺序相反,以避免启动中风机有可能出现的过流,保护设备的合理运行。出于保护设备考虑,风机关闭后应尽可能按需要延时一段时间再关闭联动风阀。

5 环控工艺模式的判定与执行

当环控系统设计为定风量系统时,因此,BAS控制的重点不在调节,而在环控工艺模式工况的选择判断上。本文以车站大系统和水系统的正常运行模式为例,对地铁环控工艺的自动执行做进一步说明。

5.1车站大系统工艺模式自动判断的实现

大系统正常工艺模式自动判定执行的主要依据为:①依据室外温度判定大系统执行空调或非空调季节模式;②依据车站内外空气焓值比较判定全新风、小新风模式或通风模式;③依据车站负荷情况判定执行负荷大于50%模式或小于50%模式;④依据时间判定夜间或白天模式。

5.2车站水系统工艺模式的实现

BAS负责对车站冷水机组进行群控。当由BAS自动控制冷水系统时,根据以下原则选定水系统正常运行工艺模式:①依据时间表判定白天或夜间模式运行;②依据室外焓值判定水系统是否进入空调季节运行;③依据车站冷负荷判定开机数量。

5.3风系统与水系统的协调运作

BAS利用设置于公共区、风机进出风管上的温度传感器采集到的数值,经过控制系统运算后,判大、小系统需要的冷量,再调节每台空调机冷冻水出水电动二通阀开度,分配冷水机组总水量,进而控制各空调机送风温度。

为保证风、水系统的协调运行,水系统与大系统采用统一的空调季节判定条件;同时,由于大系统、水系统的工况转换限时计时器不同(大系统为20 min,水系统为90 min),存在冲突的可能性,因此风系统工况转换时要考虑到水系统的运行工况。

6结语

由于地铁环控系统的复杂性和特殊性,对车站设备监控系统的控制要求同一般楼宇自动化系统区别很大,在硬件的配置和软件功能上有其特殊的要求。在今后的地铁建设中,应根据实际情况,合理配置系统,完善系统功能,最大限度地提高地铁环境控制系统的自动化水平。

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