1、機(jī)電設(shè)備控制系統(tǒng),對(duì)于“機(jī)電設(shè)備控制系統(tǒng)”的翻譯，各地鐵公司有所不同，如南京地鐵公司翻譯為Building Automation System（BAS）；廣州地鐵公司翻譯為Electrical and Mechanical Control System（EMCS）；還有的翻譯為Main Control System（MCS）。本書(shū)采用BAS的翻譯方式。,機(jī)電設(shè)備控制系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的自動(dòng)化系統(tǒng)，通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)所控設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控與動(dòng)態(tài)跟蹤分析，同時(shí)根據(jù)運(yùn)營(yíng)要求對(duì)這些設(shè)備的運(yùn)行發(fā)出相應(yīng)的指令進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。系統(tǒng)主要由工作站、服務(wù)器、各種設(shè)備控制器、終端設(shè)備、交換機(jī)及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)組成，對(duì)

2、通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)、消防報(bào)警系統(tǒng)、給排水設(shè)備、自動(dòng)扶梯、照明設(shè)備、屏蔽門(mén)系統(tǒng)等的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控；對(duì)設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行遠(yuǎn)程控制；對(duì)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能控制；在火災(zāi)發(fā)生的情況下，可接收FAS系統(tǒng)的報(bào)警信號(hào)，自動(dòng)控制所有設(shè)備轉(zhuǎn)入防災(zāi)工作模式，控制排煙風(fēng)機(jī)、通風(fēng)機(jī)、氣體滅火裝置、消防水系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作，以保證人員和設(shè)備的安全。,系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則：安全、可靠、節(jié)能。 系統(tǒng)的架構(gòu)：BAS系統(tǒng)一般分為中央級(jí)、車(chē)站級(jí)和就地級(jí)三個(gè)層次。,BAS系統(tǒng)的認(rèn)知 BAS系統(tǒng)原意為建筑樓宇自控系統(tǒng)，該系統(tǒng)應(yīng)用到軌道交通，實(shí)現(xiàn)城市軌道交通系統(tǒng)機(jī)電設(shè)備、消防報(bào)警設(shè)備按預(yù)先規(guī)定的規(guī)律自動(dòng)地進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。 地鐵控制中心OCC到地下車(chē)站的BAS

3、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。選擇地下車(chē)站是因?yàn)榈叵萝?chē)站設(shè)備齊全，而高架車(chē)站由于不需要通風(fēng)、照明等設(shè)備，因此設(shè)備較少，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單些。,一、系統(tǒng)功能 BAS系統(tǒng)采用中央級(jí)和車(chē)站級(jí)二級(jí)管理制度，能夠?qū)崿F(xiàn)中央級(jí)、車(chē)站級(jí)和就地級(jí)三級(jí)控制，中央級(jí)與車(chē)站級(jí)信息傳遞通過(guò)OTN地鐵公共傳輸網(wǎng)完成，車(chē)站級(jí)與就地級(jí)的通信通過(guò)局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)。 1.中央級(jí)控制 2.車(chē)站級(jí)控制 3.就地級(jí)控制,1. 中央級(jí)控制 中央級(jí)設(shè)備位于控制中心大樓內(nèi)，配置有操作工作站、大屏幕顯示屏、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、服務(wù)器等設(shè)施，其主要功能：監(jiān)視全線各站通風(fēng)、空調(diào)、制冷、給排水、扶梯等車(chē)站設(shè)備的運(yùn)行狀況；監(jiān)控隧道通風(fēng)系統(tǒng)，并在需要時(shí)向相關(guān)站發(fā)布命令，完成環(huán)控通風(fēng)模式

4、的轉(zhuǎn)換；及時(shí)顯示危險(xiǎn)水位及主要設(shè)備故障狀態(tài)；記錄全線各車(chē)站典型測(cè)試點(diǎn)的溫度、濕度；記錄統(tǒng)計(jì)全線環(huán)控主要設(shè)備的累積運(yùn)行報(bào)告并給出維修警報(bào)；文件管理和打印定期報(bào)表與相關(guān)系統(tǒng)，如ATS信號(hào)系統(tǒng)、FAS系統(tǒng)及主時(shí)鐘系統(tǒng)，交換有關(guān)信息。,2. 車(chē)站級(jí)控制 車(chē)站級(jí)位于各站內(nèi)的車(chē)站控制室，配置有操作員工作站，模擬顯示屏等設(shè)備，其主要 功能：監(jiān)視站內(nèi)及所轄區(qū)間隧道內(nèi)的通風(fēng)、空調(diào)、制冷、給排水、扶梯、照明等車(chē)站設(shè)備 的運(yùn)行狀態(tài)；協(xié)調(diào)站內(nèi)各設(shè)備的動(dòng)作，并可以完成參數(shù)修改、模式調(diào)整等人工干預(yù)（在密 碼級(jí)別允許的情況下）；顯示危險(xiǎn)水位及設(shè)備的故障報(bào)警；接收站內(nèi)典型測(cè)試點(diǎn)的溫度、 濕度，并通過(guò)OTN網(wǎng)傳輸至中央級(jí)設(shè)備；

5、接收FAS的信息，切換環(huán)控設(shè)備運(yùn)行與火災(zāi)模 式；通過(guò)模擬顯示屏下部設(shè)置的按鈕，完成緊急狀態(tài)下的車(chē)站設(shè)備模式操作；在中央密碼授權(quán)下，向相關(guān)車(chē)站發(fā)布命令，完成隧道通風(fēng)緊急控制模式。,3.就地級(jí)控制 就地級(jí)由掛于各站內(nèi)的設(shè)備旁的控制箱組成，其完全獨(dú)立的特點(diǎn)使其能在車(chē)站通信中斷的情況下，仍能對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行控制，是系統(tǒng)最后一級(jí)的控制保障。,二、BAS系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的接口 BAS系統(tǒng)是一套全功能的自動(dòng)控制系統(tǒng)，它與其他系統(tǒng)的接口很多，其中主要有以下幾個(gè)接口。 1. ATS 接口 BAS系統(tǒng)在中央級(jí)設(shè)置列車(chē)自動(dòng)監(jiān)視ATS的接口。用于傳遞由ATS指定出的列車(chē)隧道內(nèi)堵車(chē)信號(hào)，啟動(dòng)系統(tǒng)執(zhí)行相應(yīng)的通行模式。 2.

6、FAS 接口 BAS系統(tǒng)在車(chē)站級(jí)和中央級(jí)均設(shè)置同防災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)FAS的接口，用于接收FAS系統(tǒng) 傳來(lái)的火災(zāi)信號(hào)，使環(huán)控設(shè)備協(xié)調(diào)運(yùn)行于火災(zāi)運(yùn)行模式。 3. 主時(shí)鐘接口 在中央級(jí)設(shè)置與主時(shí)鐘的接口，用于接收通信系統(tǒng)主時(shí)鐘信號(hào)，用以同步BAS系統(tǒng) 內(nèi)部各子系統(tǒng)。,三、系統(tǒng)的控制原理 BAS系統(tǒng)對(duì)設(shè)備的監(jiān)控，即系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)處理流程框圖如圖所示,1.數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè) 所謂數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)就是采集過(guò)程數(shù)據(jù)，把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成具有明確物理意義的值，再把它存儲(chǔ)在主存儲(chǔ)器的整個(gè)過(guò)程。所監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)既可以是模擬量，也可以是數(shù)字量。另外，在采集到過(guò)程數(shù)據(jù)之后，還要將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成實(shí)用工程單位。 由于過(guò)程變量與時(shí)間一一對(duì)應(yīng)，所以計(jì)算機(jī)保存的過(guò)

7、程變量與實(shí)時(shí)時(shí)間必定有關(guān)，一般只把最新值存儲(chǔ)在主存儲(chǔ)器中，因?yàn)橹挥羞@些值才直接決定下一步的控制動(dòng)作。在利用數(shù)據(jù)之前，必須保證數(shù)據(jù)的合理性。為此往往需要檢査所采集數(shù)據(jù)的有效性，排除可能出 現(xiàn)的干擾、傳輸差錯(cuò)、敏感元件故障、電纜或終端故障等（這些故障一般表現(xiàn)為開(kāi)路或短路、輸出零電壓或高電壓)。,2.報(bào)警指示 報(bào)警顯示一般有三種形式。 (1 )為預(yù)測(cè)二進(jìn)制輸入狀態(tài)在何時(shí)達(dá)到報(bào)警條件，不斷地監(jiān)測(cè)狀態(tài)輸入。發(fā)生報(bào)警時(shí)，各報(bào)警點(diǎn)向系統(tǒng)操作員報(bào)告，同時(shí)一直維持報(bào)警，直到系統(tǒng)操作員刪除為止，但不指出產(chǎn)產(chǎn) 生報(bào)警的原因。 (2)對(duì)每一個(gè)模擬量輸入通道設(shè)置上限和下限，如果測(cè)量值超越限值，該測(cè)量值又有效，則報(bào)警。這

8、些報(bào)警信號(hào)同樣要保存起來(lái)，直到操作員把它刪除為止。 (3)用于幾個(gè)測(cè)量值組合的極限檢査和報(bào)警。如在空調(diào)裝置中，設(shè)定開(kāi)關(guān)S1，S2，S3開(kāi)，S4關(guān)，則產(chǎn)生報(bào)警。報(bào)警信號(hào)可以是幾個(gè)變量的函數(shù)或幾個(gè)被測(cè)變量的邏輯組合。,3.數(shù)據(jù)顯示和分析 計(jì)算機(jī)采集到的設(shè)施數(shù)據(jù)和分析所得的數(shù)據(jù)可以以各種形式向操作人員顯示，如打印記錄、模擬工況圖、燈光顯示板等。應(yīng)該說(shuō)計(jì)算機(jī)顯本功能的強(qiáng)項(xiàng)就是圖形顯示，并以時(shí) 間為坐標(biāo)變量。操作人員可查看任意時(shí)間下的工況反映、一段時(shí)間的工況變化規(guī)律和未來(lái)可能出現(xiàn)的變化趨勢(shì)。 對(duì)所采集到數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以通過(guò)一定的數(shù)學(xué)方法，如回歸分析法、相關(guān)分析法等，迸行大量的實(shí)時(shí)分析。,4.設(shè)備控制

9、 系統(tǒng)計(jì)算機(jī)用于控制相關(guān)設(shè)備的途徑或技術(shù)模式包括開(kāi)關(guān)控制、順序控制、反饋控制、直接數(shù)字控制、監(jiān)督控制、預(yù)測(cè)控制、自適應(yīng)控制和最優(yōu)控制等多種形式。 (1 )開(kāi)關(guān)控制是最簡(jiǎn)單的控制方式。它主要是根據(jù)實(shí)現(xiàn)設(shè)定的時(shí)間狀態(tài)值，到時(shí)自動(dòng)從一個(gè)規(guī)定工況切換到另一個(gè)規(guī)定工況，也可由操作人員手動(dòng)操作進(jìn)行工況或條件的轉(zhuǎn)換。此外，開(kāi)關(guān)控制也可用于間歇循環(huán)和負(fù)荷切除程序。前者是使設(shè)施有規(guī)律地啟停，后 者可自動(dòng)卸掉負(fù)荷。由于開(kāi)關(guān)控制只使用開(kāi)關(guān)器件而不使用模擬器件，控制接口比較簡(jiǎn)單。 但它有一個(gè)致命的缺點(diǎn)是使設(shè)施從一個(gè)極端狀態(tài)走向另一個(gè)極端狀態(tài)，缺乏可調(diào)性。,(2)順序控制是按預(yù)定順序切換被控設(shè)備，以連續(xù)的開(kāi)關(guān)動(dòng)作來(lái)控制

10、一組輸出點(diǎn)。動(dòng) 作順序通常與實(shí)時(shí)時(shí)基有關(guān)。 (3 )反饋控制是連續(xù)控制中最簡(jiǎn)單的一種形式，它是根據(jù)被控設(shè)備的狀態(tài)變化值的大 小來(lái)決定該工況的可能調(diào)整值，即控制變化值隨偏離目標(biāo)值的大小而變化，偏差越大，所 需調(diào)整的差值也就越大。 (4 )直接數(shù)字控制是利用數(shù)字計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)施控制規(guī)律。其基本原理是將輸入的模擬信 號(hào)轉(zhuǎn)變成計(jì)算機(jī)的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行機(jī)內(nèi)處理，然后把處理的結(jié)果或輸出指令從數(shù)字信號(hào)再轉(zhuǎn)變?yōu)槟M信號(hào)以驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)所控設(shè)備進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制。,(5)監(jiān)督控制是利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算，并把計(jì)算結(jié)果輸出給模擬控制器，作為模擬控 制器的給定值。此時(shí)計(jì)算機(jī)只是間接控制器，而真正實(shí)施控制的仍然是模擬控制器，一旦 計(jì)算

11、機(jī)出現(xiàn)故障，現(xiàn)場(chǎng)控制器將按原有給定值繼續(xù)運(yùn)行。 (6 )預(yù)測(cè)控制是按照事先確定的過(guò)程控制模型對(duì)運(yùn)行中的設(shè)施進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)控制。此時(shí)，過(guò)程控制模型的準(zhǔn)確性就顯得尤為重要。一旦發(fā)現(xiàn)過(guò)程控制模型與實(shí)際運(yùn)行工況出現(xiàn) 較大偏差時(shí)，應(yīng)及時(shí)對(duì)該模型進(jìn)行修正，以保證必要的擬和度。,(7)自適應(yīng)控制就是通過(guò)適時(shí)修改控制程序的參數(shù)或假定，以改善控制程序性能的方 式使控制過(guò)程始終能正確而及時(shí)跟上實(shí)際工況變化。因此自適應(yīng)過(guò)程實(shí)際上就是參數(shù)的自適應(yīng)調(diào)整。 (8 )最優(yōu)控制是利用動(dòng)態(tài)規(guī)劃中的最優(yōu)解模型找出被控參數(shù)的最優(yōu)值和其存在的邊界 條件，使所控設(shè)備按照數(shù)學(xué)上的最優(yōu)方案實(shí)施工況變化控制。,四、用戶權(quán)限 對(duì)于車(chē)站BAS系統(tǒng)

12、軟件，具有參觀者、操作員和管理員三級(jí)管理權(quán)限，其中最高等級(jí)權(quán)限為管理員。 1.參觀者 參觀者用戶擁有最低等級(jí)的權(quán)限。包括： 可以査看設(shè)備界面，觀察設(shè)備狀態(tài)； 不能操作設(shè)備； 不能更改時(shí)間表、變更模式等； 不能修改用戶名和密碼，不能增減用戶、變更用戶權(quán)限; 不能退出系統(tǒng)。,2.操作員（OP) 操作員可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行正常操作。包括： 參觀者的所有權(quán)限； 可以手動(dòng)操作設(shè)備； 可以變更時(shí)間表，手動(dòng)發(fā)出模式變更； 可以修改自己的密碼，但不能修改用戶名，也不能增減用戶，不能變更用戶權(quán)限; 不能退出系統(tǒng)。 3.管理員 管理員擁有系統(tǒng)的最高權(quán)限。包括： 操作員的所有權(quán)限； 可以增減用戶，變更用戶名，變更用戶權(quán)限

13、，修改任何用戶的密碼; 退出系統(tǒng)。,五、日常操作事項(xiàng) (1)交接班時(shí)應(yīng)首先打開(kāi)Factory talk View SE，即桌面圖標(biāo)，查看系統(tǒng)軟件是否運(yùn)行正常，大、小空調(diào)系統(tǒng)目前的運(yùn)行模式。 (2 )查看FAS與BAS之間的通信是否正常。 (3) 瀏覽Factory talk View SE各界面，看運(yùn)行是否正常、流暢。 (4) 瀏覽界面時(shí)，按照目前大、小空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行模式，判斷設(shè)備是否運(yùn)行正確。 (5) 對(duì)于處于就地、車(chē)站手動(dòng)、CC手動(dòng)的設(shè)備，應(yīng)向交班人員或環(huán)調(diào)、機(jī)電人員詢 問(wèn)清楚原因；待正常后，恢復(fù)自動(dòng)狀態(tài)。,六、設(shè)備報(bào)瞥級(jí)別定義及報(bào)警的處理原則 一、報(bào)警級(jí)別的定義 當(dāng)BAS系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)出現(xiàn)

14、事故或故障時(shí)，將進(jìn)行報(bào)警。根據(jù)事故的嚴(yán)重程度，報(bào)警 分為以下幾個(gè)級(jí)別（按嚴(yán)承程度從高到低排序）： 特大災(zāi)害（嚴(yán)重程度1 ）:位括隧道火災(zāi)，本站站臺(tái)、站廳火災(zāi)。 災(zāi)害（嚴(yán)重程度2）:包括車(chē)站附屬用房火災(zāi)。 普通災(zāi)害（嚴(yán)重程度4）：列車(chē)在隧道內(nèi)發(fā)生阻塞事故。 故障（嚴(yán)重程度6):包括風(fēng)機(jī)、水泵的設(shè)備故障，電動(dòng)機(jī)過(guò)熱（線圈溫度、軸溫超標(biāo)）、變頻器故障，冷水機(jī)組報(bào)警等。 一般故障（嚴(yán)重程度7）:控制器故障，通信中斷，設(shè)備動(dòng)作超時(shí)，傳感器數(shù)據(jù)錯(cuò) 誤，污水泵水位越限，空調(diào)機(jī)組過(guò)濾器壓差超限（過(guò)濾網(wǎng)阻塞），模擬量越限等。,二、報(bào)警處理原則 當(dāng)站務(wù)人員發(fā)現(xiàn)有報(bào)警信息時(shí)，應(yīng)及時(shí)處理，單擊“查看匯總”，確認(rèn)是否需

15、要報(bào)告 環(huán)調(diào)。一般原則： 對(duì)于一般故障（嚴(yán)重程度7級(jí)）報(bào)警，直接確認(rèn)即可； 對(duì)于故障（嚴(yán)重程度6級(jí)）報(bào)警，應(yīng)報(bào)環(huán)調(diào)，由環(huán)調(diào)根據(jù)實(shí)際情況處理； 對(duì)于普通災(zāi)害（嚴(yán)重程度4級(jí)）報(bào)警，主要依賴OCC來(lái)處理；在自動(dòng)控制失去作用 時(shí)，要根據(jù)環(huán)調(diào)人員的要求開(kāi)啟相應(yīng)風(fēng)機(jī)，并注意風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)向；,對(duì)于災(zāi)害（嚴(yán)重程度2級(jí)）報(bào)警，在確認(rèn)火情后，控制中心向相關(guān)車(chē)站發(fā)送相應(yīng)的火災(zāi)模式，啟動(dòng)大功率事故風(fēng)機(jī)，在自動(dòng)控制失去作用時(shí)，站務(wù)人員要手動(dòng)按下對(duì)應(yīng)IBP盤(pán)上的按鈕（車(chē)控室的IBP控制盤(pán)上）。 對(duì)于特大災(zāi)害（嚴(yán)重程度1級(jí)）報(bào)警，通過(guò)FAS，BAS接口，接收FAS發(fā)送的火災(zāi) 模式信號(hào)，BAS系統(tǒng)根據(jù)火災(zāi)模式啟動(dòng)對(duì)應(yīng)的事故運(yùn)行模

16、式，實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)設(shè)備的運(yùn)行，保證災(zāi)害情況下的通風(fēng)設(shè)備的正常運(yùn)行。在自動(dòng)控制失去作用時(shí)，站務(wù)人員要手動(dòng)按下對(duì)應(yīng)IBP盤(pán)上的按鈕（車(chē)控室的IBP控制盤(pán)上）。,注意： 上述各種報(bào)警狀況消除后，應(yīng)全面檢査設(shè)備狀態(tài)，使其恢復(fù)到原始狀態(tài)。對(duì)于災(zāi)害報(bào) 警（含區(qū)間阻塞，區(qū)間火災(zāi)，車(chē)站火災(zāi)），BAS系統(tǒng)同一時(shí)間只能執(zhí)行一個(gè)事故模式，在 未復(fù)位以前，對(duì)于再給出的事故模式信號(hào)，BAS系統(tǒng)不會(huì)執(zhí)行。,七、通過(guò)IBP盤(pán)實(shí)現(xiàn)火災(zāi)時(shí)設(shè)備的緊急控制 IBP盤(pán)位于車(chē)控室操作臺(tái)上，用于火災(zāi)時(shí)對(duì)車(chē)站空調(diào)系統(tǒng)各設(shè)備進(jìn)行緊急操作。 一、車(chē)站火災(zāi)IBP盤(pán) 車(chē)站火災(zāi)IBP盤(pán)為不帶鎖帶燈按鈕盤(pán)，按鈕為帶綠色指示燈可自鎖的按鈕：每個(gè)按鈕 表示一種

17、車(chē)站火災(zāi)通風(fēng)模式。 按下按鈕后，按鈕將不會(huì)自行彈起，且按鈕燈亮：系統(tǒng)將按照該按鈕代表的車(chē)站火災(zāi)通風(fēng)模式動(dòng)作，啟動(dòng)相應(yīng)的通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備。 再次按下該按鈕，按鈕彈起，按鈕燈熄滅。系統(tǒng)復(fù)位，停止執(zhí)行相應(yīng)的火災(zāi)通風(fēng)模式。,二、隧道火災(zāi)IBP盤(pán) 隧道火災(zāi)IBP盤(pán)為不帶鎖帶燈按鈕盤(pán)，按鈕為帶紅色指示燈可自鎖按鈕。每個(gè)按鈕表 示一種隧道火災(zāi)通風(fēng)模式。 按下按鈕后，按鈕將不會(huì)自行彈起，且按鈕燈亮。系統(tǒng)將按照該按鈕代表的隧道火災(zāi) 通風(fēng)模式動(dòng)作，啟動(dòng)相應(yīng)的通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備。 再次按下該按鈕，按鈕彈起，按鈕燈熄滅。系統(tǒng)復(fù)位，停止執(zhí)行相應(yīng)的火災(zāi)通風(fēng)模式。,三、注意事項(xiàng) (1 )車(chē)站火災(zāi)IBP盤(pán)和隧道火災(zāi)IBP盤(pán)的按鈕均無(wú)鎖，且IBP盤(pán)為優(yōu)先級(jí)最髙的輸入設(shè)備，一旦按下，系統(tǒng)將立即執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作模式。因此，不得隨意按下該IBP盤(pán)的