第2章環境與設備監控系統知識點環控系統設備環控系統結構與構成環控系統功能接口處理環境與設備監控系統第2章環境與設備監控系統難點環控系統設備構成環控系統結構功能環境與設備監控系統第2章環境與設備監控系統

要求了解環控系統集成特性掌握環控系統設備掌握環控系統結構與構成了解環控系統的網絡結構掌握環控系統功能環境與設備監控系統第2章環境與設備監控系統

2.1概述

城軌通風空調系統是滿足和保證人員及設備運行所需內部空氣環境的關鍵工藝系統。諸如照明、給排水、導向、屏蔽門、電扶梯等機電設備又是直接服務乘客的，其運行狀態關系到城軌的服務質量。監控及管理上述各類設備運行的城軌環境與設備監控系統在城軌運營中處于較重要的位置，稱為BAS系統。環境與設備監控系統環境與設備監控系統，英文簡寫為EMCS(EnvironmentandMechanicalControlSystem)，我國地鐵規范其為BAS(BuildingAutomaticSystem)。BAS系統是一個典型的集成系統，它具備集成系統的3個基本特性：開放系統、應用需求和接口。2.1概述

環境與設備監控系統BAS系統的基本作用1控制和調節地鐵內的熱環境，保證地鐵內的IAQ（室內空氣品質）在一個合理舒適的范圍之內，滿足乘客和工作人員的舒適性、健康和安全需求以及設備降低能耗的工作要求。2應當在事故及災害情況下進行通風、排煙和排熱，起到生命保障及輔助滅火作用。注意：BAS系統不是消防滅火系統。BAS系統幾乎成為城軌中一個必不可少的子系統。2.1概述

環境與設備監控系統2.1概述

設置BAS系統的主要目的在正常狀態下保證各城軌車站及區間內機電設備運營安全、各項公共設備可靠、節能；保證城軌環境達到國家有關規定和標準，并在災害發生時能夠及時迅速地進入防災運行方式，保證人員的生命安全和減少財產損失；在不犧牲車站衛生標準和熱舒適的前提下，提高空調系統管理水平，降低維護管理人員工作量，節省空調設備運行能耗。環境與設備監控系統地鐵規范規定“地鐵環境和設備監控系統的設計應針對地鐵的特點和各城市的氣候環境、經濟情況，設置不同水平的BAS，以達到營造良好環境、降低能源消耗、節省人力、提高管理水平的目的”。2.1概述

環境與設備監控系統2.1概述BAS的被控設備從工藝作用方面可劃分為兩類：環控系統工藝設備地鐵建筑附屬其他機電設備。環境與設備監控系統2.1.1環控系統設備

1．車站通風空調系統

(1)公共區通風空調系統設備

此類設備組成的通風系統習慣稱之為“大系統”，同時兼做車站公共區排煙系統。一般由組合式空調機組、空調新風機、回排風機、消聲器、電動組合風閥、多葉調節閥、防/排煙防火閥、新風井、風道、混合室和風管等部分組成。

環境與設備監控系統2.1.1環控系統設備(2)車站設備與管理用房通風空調系統設備

小系統指車站設備管理用房通風空調系統(兼排煙系統)。由空氣處理機、送風機、回排風機、排風機、消聲器、(耐高溫)多葉調節閥、防/排煙防火閥、風管等部分組成，一般位于車站站廳層兩端的環控機房和小系統通風機房內。環境與設備監控系統2.1.1環控系統設備(3)空調水系統

水系統指車站制冷空調循環水系統。水系統為車站公共區及車站設備管理用房空調器提供冷源，冷源是冷凍水。供冷方式又分為集中供冷和分站(獨立)供冷。環境與設備監控系統(3)空調水系統設備水系統的監控對象是：冷水機組、冷凍泵、冷卻泵、冷卻塔、差壓調節閥、二通調節閥等，測點是：冷凍水供回水溫度，冷卻水供回水溫度等。水系統由兩個循環組成：冷凍水循環和冷卻水循環。BAS的調節點一般是末端裝置，及調節閥。2.1.1環控系統設備環境與設備監控系統2.1.1環控系統設備(4)各類傳感器、執行器

這些設備主要是用于環控系統，如用于檢測空氣參數的溫、濕度傳感器(分室內、室外及風管式)、二氧化碳濃度傳感器等。空調水系統用的壓力、壓差傳感器、變送器，電磁流量計、水管式溫度計，感溫元件一般是PT100或PT100的熱電阻，經變送器轉換為標準0～10V信號。

環境與設備監控系統2.1.1環控系統設備

2．隧道風系統設備

這類設備的作用域是隧道，包括區間隧道和車站隧道。它們在正常運營情況下用于排熱換氣、災害情況下用于定向排煙、排熱和送新風。設備一般包括：區間隧道風機(TVF)，配線隧道風機，車站隧道風機，相關組合風閥，隧道洞口的風幕機。

環境與設備監控系統2.1.1環控系統設備3．給排水設備

給排水設備包括兩類設備：電動蝶閥和水泵，具體如圖所示環境與設備監控系統2.1.1環控系統設備4．照明與導向指示5．電梯與自動扶梯6．屏蔽門

7.人防門8.防淹門環境與設備監控系統2.1.2設備分布特點BAS所控設備分布特點是：車站兩端是環控系統設備的集中安裝地，如風機房、冷水機房等，而其他設備除電扶梯、排水設備、站廳站臺的空氣參數傳感器等分布不規律外，基本上都集中在車站兩端的不同位置。

環境與設備監控系統2.2系統設計與構成

2.2.1系統結構與構成完整的BAS系統或完整的BAS功能系統是一個以骨干網為基礎的、地理上分散的、分層分布式系統結構的大型SCADA系統中心BAS系統車站BAS系統車輛段BAS系統集中冷站BAS系統BAS包括：環境與設備監控系統2.2.1系統結構與構成1.中央級監控系統主要位于OCC，由中央實時服務器、中央歷史服務器、操作員工作站、工程師工作站、打印設備、網絡設備、大屏幕或模擬顯示設備等計算機及網絡硬件構成，軟件則包括操作系統、大型數據庫、系統應用軟件、應用軟件開發與維護平臺、網管軟件其他輔助軟件等。環境與設備監控系統2.2.1系統結構與構成2.車站級監控系統車站級監控系統位于車站，以車站監控工作站、PLC控制器為基礎，具體包括車站監控局域網、打印機、后備操作盤等設備。環境與設備監控系統2.2.1系統結構與構成3.現場控制級設備位于車站各就地監控點或數據采集點，具體包括各類傳感器、執行器、遠程I/O模塊、接口模塊或裝置等。車站BAS系統構成如圖所示：

環境與設備監控系統2.2.2系統設備BAS系統設備總體而言包括3類設備:監控設備、接口及控制設備和傳感器與執行器1監控設備

指監控層設備，如網絡設備、服務器、監控工作站、維修工作站(工程師站)、打印設備、存儲設備、模擬屏或大屏幕等，這些設備用來完成人機交互及數據服務，是BAS和操作及管理人員的接口設備環境與設備監控系統2.2.2系統設備2接口及控制設備3傳感器及執行器

環境與設備監控系統2.2.3系統網絡1車站監控網：一般選擇以太網，符合IEEE802.3(U)規約2控制網：是指用于控制器之間傳遞實時數據的網絡環境與設備監控系統2.2.4系統接口對于一個集成系統而言，接口形式無外乎3種方式：硬線I/O接口，低速率異步串行接口和網絡接口。對于BAS而言，其接口分布如下圖所示。

環境與設備監控系統2.2.5系統供電與接地系統供電采用獨立、集中、不間斷供電方式較好，其性質應屬于一類負荷，后備時間不小于30min。由于BAS系統控制箱柜不是集中安裝的，且線纜長度及覆蓋面積較多，因此需要嚴格考慮系統的接地問題。系統分保護地、工作地和屏蔽地，對于地鐵的特殊情況，一般將保護地和屏蔽地接在地鐵綜合接地網上。由于地鐵的供電系統的迷流影響，地電位變化較大，應避免多點接地。BAS系統控制設備的內部電路可以邏輯的浮空，但應將與現場信號連接的控制設備24V電源單點單獨接在地鐵的綜合接地網上。環境與設備監控系統2.3系統功能

2.3.1中央級功能

中央級監控系統是整個BAS系統的監控核心，其功能有：1中央級監控功能

（1）設備監控與管理（2）運營調度及管理

OCC的模式控制與操作包括兩方面：一是對隧道系統的非正常及災害模式和早晚換氣模式的控制，二是給車站系統提供模式表。下圖描述了在OCC自動模式、手動模式如何實現及最終模式編號如何產生。

環境與設備監控系統環境與設備監控系統2.3.1中央級功能（3）在線幫助與決策支持

（4）系統安全管理

（5）通用人機界面功能

（6）時鐘同步

環境與設備監控系統2.3.1中央級功能2中央級維護功能

（1）全線BAS系統工程管理（2）全線BAS系統監控與維護（3）全線后備監控與操作

環境與設備監控系統2.3.1中央級功能維護系統設備的主要監控對象是全線的BAS系統設備，通過維修工作站可實現下述功能：·在線監控全線各站PLC的配置情況、運行情況；在線監控與診斷各PLC控制器中各種模塊的運行情況，如CPU狀態、后備電池狀態，控制網模塊狀態，以太網模塊狀態，I/O狀態等；·在線監控與診斷PLC網絡情況，包括網絡工作狀態及參數配置，數據流量，帶寬占用率，控制網絡負荷情況(峰值與平均負荷)，各網絡模塊數據負荷與流量，網絡中各站點分配情況，通信介質工作狀況等：·在線監控各PLC系統中CPU模塊的內存使用情況，程序周期，數據區數據，特別是和其他系統或設備之間交換的數據(如MCS系統)，程序運行等內容；·在線清除PLC內部產生的邏輯故障(主要故障和次要故障，非物理損壞)；·在線修改各PLC站的配置，強制PLC的I/O點狀態，改變PLC的運行方式等；環境與設備監控系統2.3.1中央級功能·在線仿真PLC程序運行，測試PLC程序(不實際輸出)·在線上載、編輯、下裝各PLC的程序及網絡參數；·在線監控各車站維修工作姑的狀態(在線或離線)；·在線監控各車站EMCS局域網狀態；·在線進行全線面向各車站的監控操作權限和用戶管理，可動態添加用戶，刪除用戶，更改用戶密碼，不同用戶的權限范圍設置等；·離線組態并下裝各車站監控工程，包括HMI、數據庫、接口驅動等，仿真運行車站監控工程。通過上述功能和手段，可以使系統維護人員能實時掌握全線系統設備的運行情況，及時制定維修計劃，組織人力完成維修工作。同時，應針對維護功能提供一個基于數據庫的維修管理工具，使日常的系統維護和管理信息化。環境與設備監控系統2.3.1中央級功能

當出現中心監控系統不能正常工作時、位于車輛段的BAS維護系統完全可以接管對車站的監控與操作功能，實現后備的功能需求。

環境與設備監控系統2.3.2車站級功能1．實時監控與聯動控制

2．車站環境參數監控

3．車站空調系統控制

環境與設備監控系統2.3.2車站級功能4．大系統設備的優化與智能控制

5．設備控制6.防災聯動控制

7．緊急后備操作

8．子系統獨立性

環境與設備監控系統2.3.2車站級功能9.智能、優化與調節控制

10．用戶友好的監控功能11．系統安全措施

12．報警監控與管理功能

13．消防聯動

環境與設備監控系統2.3.2車站級功能14．系統恢復與保持功能

15．系統自診斷功能

16．系統狀態監控

17．參數化系統

環境與設備監控系統赤崗塔站B端大系統通風系統實際工藝畫面圖環境與設備監控系統2.3.3就地級功能1．信號采集、轉換及傳輸功能2．顯示與診斷功能

3．數據傳輸和協議轉換功能

4．單臺設備控制功能

5．連鎖控制

環境與設備監控系統2.4接口處理1與FAS接口

根據國標，BAS系統已經承擔了多項消防聯動控制功能，并具備了標準中規定的有關控制方式、響應性、反饋顯示等技術要求。因此BAS和FAS之間有著緊密的聯系，特別是在火災工況下，兩個系統需要共同完成消防聯動控制BAS需要通過通信方式和FAS主機進行接口，通過該接口接收FAS確認的火災報警信息，用來觸發模式控制。如圖所示：環境與設備監控系統環境與設備監控系統2.4接口處理2與低壓接口BAS通過和低壓配電系統接口來控制各種