2019年5月19日,我司部份員工參加成都地鐵5號(hào)線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)采用美國(guó) | CSI公司的I/NET2000系統(tǒng)對(duì)全線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn), 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 |
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(xiàn), 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(xiàn)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(xiàn)( | I/O)連接的方式完成,使用硬線(xiàn) |
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(xiàn) 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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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
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(xiàn) | 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 |
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(xiàn)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。
(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(xiàn) 制器通過(guò)主時(shí)鐘獲得時(shí)間同步,確保全線(xiàn)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 |
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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)
曲線(xiàn)2:開(kāi)啟兩臺(tái)離心機(jī)組大系統(tǒng)負(fù)荷判定曲線(xiàn)
圖6大系統(tǒng)負(fù)荷判定曲線(xiàn)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 |