1、第 2 章 環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng),知 識(shí) 點(diǎn) 環(huán)控系統(tǒng)設(shè)備 環(huán)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與構(gòu)成 環(huán)控系統(tǒng)功能 接口處理,1,行業(yè)相關(guān),第 2 章 環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng),難 點(diǎn) 環(huán)控系統(tǒng)設(shè)備構(gòu)成 環(huán)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能,2,行業(yè)相關(guān),第 2 章 環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng), 要 求 了解環(huán)控系統(tǒng)集成特性 掌握環(huán)控系統(tǒng)設(shè)備 掌握環(huán)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與構(gòu)成 了解環(huán)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 掌握環(huán)控系統(tǒng)功能,3,行業(yè)相關(guān),第 2 章 環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng),2.1 概述,城軌通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)是滿足和保證人員及設(shè)備運(yùn)行所需內(nèi)部空氣環(huán)境的關(guān)鍵工藝系統(tǒng)。 諸如照明、給排水、導(dǎo)向、屏蔽門、電扶梯等機(jī)電設(shè)備又是直接服務(wù)乘客的，其運(yùn)行狀態(tài)關(guān)系到城軌的服務(wù)質(zhì)量。 監(jiān)控及管

2、理上述各類設(shè)備運(yùn)行的城軌環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)在城軌運(yùn)營(yíng)中處于較重要的位置，稱為BAS系統(tǒng)。,4,行業(yè)相關(guān),環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，英文簡(jiǎn)寫為EMCS(Environment and Mechanical Control System)，我國(guó)地鐵規(guī)范其為BAS( Building Automatic System)。 BAS系統(tǒng)是一個(gè)典型的集成系統(tǒng)，它具備集成系統(tǒng)的3個(gè)基本特性： 開放系統(tǒng)、應(yīng)用需求和接口。,2.1 概述,5,行業(yè)相關(guān),BAS系統(tǒng)的基本作用 1 控制和調(diào)節(jié)地鐵內(nèi)的熱環(huán)境，保證地鐵內(nèi)的IAQ（室內(nèi)空氣品質(zhì)）在一個(gè)合理舒適的范圍之內(nèi)，滿足乘客和工作人員的舒適性、健康和安全需求以及設(shè)備降低能

3、耗的工作要求。 2 應(yīng)當(dāng)在事故及災(zāi)害情況下進(jìn)行通風(fēng)、排煙和排熱，起到生命保障及輔助滅火作用。 注意：BAS系統(tǒng)不是消防滅火系統(tǒng)。 BAS系統(tǒng)幾乎成為城軌中一個(gè)必不可少的子系統(tǒng)。,2.1 概述,6,行業(yè)相關(guān),2.1 概述,設(shè)置BAS系統(tǒng)的主要目的 在正常狀態(tài)下保證各城軌車站及區(qū)間內(nèi)機(jī)電設(shè)備運(yùn)營(yíng)安全、各項(xiàng)公共設(shè)備可靠、節(jié)能； 保證城軌環(huán)境達(dá)到國(guó)家有關(guān)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)，并在災(zāi)害發(fā)生時(shí)能夠及時(shí)迅速地進(jìn)入防災(zāi)運(yùn)行方式，保證人員的生命安全和減少財(cái)產(chǎn)損失； 在不犧牲車站衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和熱舒適的前提下，提高空調(diào)系統(tǒng)管理水平，降低維護(hù)管理人員工作量，節(jié)省空調(diào)設(shè)備運(yùn)行能耗。,7,行業(yè)相關(guān),地鐵規(guī)范規(guī)定“地鐵環(huán)境和設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)

4、的設(shè)計(jì)應(yīng)針對(duì)地鐵的特點(diǎn)和各城市的氣候環(huán)境、經(jīng)濟(jì)情況，設(shè)置不同水平的BAS，以達(dá)到營(yíng)造良好環(huán)境、降低能源消耗、節(jié)省人力、提高管理水平的目的”。,2.1 概述,8,行業(yè)相關(guān),2.1 概述,BAS的被控設(shè)備從工藝作用方面可劃分為兩類： 環(huán)控系統(tǒng)工藝設(shè)備 地鐵建筑附屬其他機(jī)電設(shè)備。,9,行業(yè)相關(guān),10,行業(yè)相關(guān),2.1.1 環(huán)控系統(tǒng)設(shè)備,1車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng) (1)公共區(qū)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備 此類設(shè)備組成的通風(fēng)系統(tǒng)習(xí)慣稱之為“大系統(tǒng)”，同時(shí)兼做車站公共區(qū)排煙系統(tǒng)。一般由組合式空調(diào)機(jī)組、空調(diào)新風(fēng)機(jī)、回排風(fēng)機(jī)、消聲器、電動(dòng)組合風(fēng)閥、多葉調(diào)節(jié)閥、防/排煙防火閥、新風(fēng)井、風(fēng)道、混合室和風(fēng)管等部分組成。,11,行業(yè)相

5、關(guān),12,行業(yè)相關(guān),2.1.1 環(huán)控系統(tǒng)設(shè)備,(2)車站設(shè)備與管理用房通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備 小系統(tǒng)指車站設(shè)備管理用房通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)(兼排煙系統(tǒng))。由空氣處理機(jī)、送風(fēng)機(jī)、回排風(fēng)機(jī)、排風(fēng)機(jī)、消聲器、(耐高溫)多葉調(diào)節(jié)閥、防/排煙防火閥、風(fēng)管等部分組成 ，一般位于車站站廳層兩端的環(huán)控機(jī)房和小系統(tǒng)通風(fēng)機(jī)房?jī)?nèi)。,13,行業(yè)相關(guān),14,行業(yè)相關(guān),2.1.1 環(huán)控系統(tǒng)設(shè)備,(3)空調(diào)水系統(tǒng) 水系統(tǒng)指車站制冷空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng)。水系統(tǒng)為車站公共區(qū)及車站設(shè)備管理用房空調(diào)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(dú)立)供冷。,15,行業(yè)相關(guān),(3)空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)備 水系統(tǒng)的監(jiān)控對(duì)象是： 冷水機(jī)組、冷凍泵、冷卻

6、泵、冷卻塔、差壓調(diào)節(jié)閥、二通調(diào)節(jié)閥等，測(cè)點(diǎn)是：冷凍水供回水溫度，冷卻水供回水溫度等。 水系統(tǒng)由兩個(gè)循環(huán)組成： 冷凍水循環(huán)和冷卻水循環(huán)。 BAS的調(diào)節(jié)點(diǎn)一般是末端裝置，及調(diào)節(jié)閥。,2.1.1 環(huán)控系統(tǒng)設(shè)備,16,行業(yè)相關(guān),17,行業(yè)相關(guān),2.1.1 環(huán)控系統(tǒng)設(shè)備,(4)各類傳感器、執(zhí)行器 這些設(shè)備主要是用于環(huán)控系統(tǒng)，如用于檢測(cè)空氣參數(shù)的溫、濕度傳感器(分室內(nèi)、室外及風(fēng)管式)、二氧化碳濃度傳感器等。空調(diào)水系統(tǒng)用的壓力、壓差傳感器、變送器，電磁流量計(jì)、水管式溫度計(jì)，感溫元件一般是PT100或PT100的熱電阻，經(jīng)變送器轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)010V信號(hào)。,18,行業(yè)相關(guān),2.1.1 環(huán)控系統(tǒng)設(shè)備,2隧道風(fēng)系統(tǒng)設(shè)

7、備 這類設(shè)備的作用域是隧道，包括區(qū)間隧道和車站隧道。它們?cè)谡＿\(yùn)營(yíng)情況下用于排熱換氣、災(zāi)害情況下用于定向排煙、排熱和送新風(fēng)。設(shè)備一般包括：區(qū)間隧道風(fēng)機(jī)(TVF) ，配線隧道風(fēng)機(jī)，車站隧道風(fēng)機(jī)，相關(guān)組合風(fēng)閥 ，隧道洞口的風(fēng)幕機(jī) 。,19,行業(yè)相關(guān),2.1.1 環(huán)控系統(tǒng)設(shè)備,3給排水設(shè)備,給排水設(shè)備包括兩類設(shè)備：電動(dòng)蝶閥和水泵，具體如圖所示,20,行業(yè)相關(guān),21,行業(yè)相關(guān),2.1.1 環(huán)控系統(tǒng)設(shè)備,4照明與導(dǎo)向指示 5電梯與自動(dòng)扶梯 6屏蔽門 7. 人防門 8. 防淹門,22,行業(yè)相關(guān),2.1.2 設(shè)備分布特點(diǎn),BAS所控設(shè)備分布特點(diǎn)是： 車站兩端是環(huán)控系統(tǒng)設(shè)備的集中安裝地，如風(fēng)機(jī)房、冷水機(jī)房等，

8、而其他設(shè)備除電扶梯、排水設(shè)備、站廳站臺(tái)的空氣參數(shù)傳感器等分布不規(guī)律外，基本上都集中在車站兩端的不同位置。,23,行業(yè)相關(guān),2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與構(gòu)成2.2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與構(gòu)成,完整的BAS系統(tǒng)或完整的BAS功能系統(tǒng)是一個(gè)以骨干網(wǎng)為基礎(chǔ)的、地理上分散的、分層分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的大型SCADA系統(tǒng),中心BAS系統(tǒng),車站BAS系統(tǒng),車輛段BAS系統(tǒng),集中冷站BAS系統(tǒng),BAS包括：,24,行業(yè)相關(guān),25,行業(yè)相關(guān),2.2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與構(gòu)成,1.中央級(jí)監(jiān)控系統(tǒng) 主要位于OCC，由中央實(shí)時(shí)服務(wù)器、中央歷史服務(wù)器、操作員工作站、工程師工作站、打印設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、大屏幕或模擬顯示設(shè)備等計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)硬件構(gòu)成，軟件則

9、包括操作系統(tǒng)、大型數(shù)據(jù)庫(kù)、系統(tǒng)應(yīng)用軟件、應(yīng)用軟件開發(fā)與維護(hù)平臺(tái)、網(wǎng)管軟件其他輔助軟件等。,26,行業(yè)相關(guān),2.2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與構(gòu)成,2.車站級(jí)監(jiān)控系統(tǒng) 車站級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)位于車站，以車站監(jiān)控工作站、PLC控制器為基礎(chǔ)，具體包括車站監(jiān)控局域網(wǎng)、打印機(jī)、后備操作盤等設(shè)備。,27,行業(yè)相關(guān),2.2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與構(gòu)成,3.現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)設(shè)備 位于車站各就地監(jiān)控點(diǎn)或數(shù)據(jù)采集點(diǎn)，具體包括各類傳感器、執(zhí)行器、遠(yuǎn)程I/O模塊、接口模塊或裝置等。 車站BAS系統(tǒng)構(gòu)成如圖所示：,28,行業(yè)相關(guān),29,行業(yè)相關(guān),2.2.2 系統(tǒng)設(shè)備,BAS系統(tǒng)設(shè)備總體而言包括3類設(shè)備:監(jiān)控設(shè)備、接口及控制設(shè)備和傳感器與執(zhí)行器 1監(jiān)控設(shè)

10、備 指監(jiān)控層設(shè)備，如網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、服務(wù)器、監(jiān)控工作站、維修工作站(工程師站)、打印設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備、模擬屏或大屏幕等，這些設(shè)備用來完成人機(jī)交互及數(shù)據(jù)服務(wù)，是BAS和操作及管理人員的接口設(shè)備,30,行業(yè)相關(guān),2.2.2 系統(tǒng)設(shè)備,2接口及控制設(shè)備 3傳感器及執(zhí)行器,31,行業(yè)相關(guān),2.2.3 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò),1 車站監(jiān)控網(wǎng)：一般選擇以太網(wǎng)，符合IEEE802.3(U)規(guī)約 2 控制網(wǎng)：是指用于控制器之間傳遞實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò),32,行業(yè)相關(guān),2.2.4 系統(tǒng)接口,對(duì)于一個(gè)集成系統(tǒng)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(wǎng)絡(luò)接口。對(duì)于BAS而言，其接口分布如下圖所示。,33,行業(yè)相關(guān),3

11、4,行業(yè)相關(guān),2.2.5 系統(tǒng)供電與接地,系統(tǒng)供電采用獨(dú)立、集中、不間斷供電方式較好，其性質(zhì)應(yīng)屬于一類負(fù)荷，后備時(shí)間不小于30min。 由于BAS系統(tǒng)控制箱柜不是集中安裝的，且線纜長(zhǎng)度及覆蓋面積較多，因此需要嚴(yán)格考慮系統(tǒng)的接地問題。系統(tǒng)分保護(hù)地、工作地和屏蔽地，對(duì)于地鐵的特殊情況，一般將保護(hù)地和屏蔽地接在地鐵綜合接地網(wǎng)上。由于地鐵的供電系統(tǒng)的迷流影響，地電位變化較大，應(yīng)避免多點(diǎn)接地。BAS系統(tǒng)控制設(shè)備的內(nèi)部電路可以邏輯的浮空，但應(yīng)將與現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)連接的控制設(shè)備24V電源單點(diǎn)單獨(dú)接在地鐵的綜合接地網(wǎng)上。,35,行業(yè)相關(guān),2.3 系統(tǒng)功能2.3.1 中央級(jí)功能,中央級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)是整個(gè)BAS系統(tǒng)的監(jiān)控核心

12、，其功能有： 1 中央級(jí)監(jiān)控功能 （1）設(shè)備監(jiān)控與管理 （2）運(yùn)營(yíng)調(diào)度及管理 OCC的模式控制與操作包括兩方面：一是對(duì)隧道系統(tǒng)的非正常及災(zāi)害模式和早晚?yè)Q氣模式的控制，二是給車站系統(tǒng)提供模式表。下圖描述了在OCC自動(dòng)模式、手動(dòng)模式如何實(shí)現(xiàn)及最終模式編號(hào)如何產(chǎn)生。,36,行業(yè)相關(guān),37,行業(yè)相關(guān),2.3.1 中央級(jí)功能,（3）在線幫助與決策支持 （4）系統(tǒng)安全管理 （5）通用人機(jī)界面功能 （6）時(shí)鐘同步,38,行業(yè)相關(guān),2.3.1 中央級(jí)功能,2 中央級(jí)維護(hù)功能 （1）全線BAS系統(tǒng)工程管理 （2）全線BAS系統(tǒng)監(jiān)控與維護(hù) （3） 全線后備監(jiān)控與操作,39,行業(yè)相關(guān),2.3.1 中央級(jí)功能,維護(hù)系

13、統(tǒng)設(shè)備的主要監(jiān)控對(duì)象是全線的BAS系統(tǒng)設(shè)備，通過維修工作站可實(shí)現(xiàn)下述功能： 在線監(jiān)控全線各站PLC的配置情況、運(yùn)行情況； 在線監(jiān)控與診斷各PLC控制器中各種模塊的運(yùn)行情況，如CPU狀態(tài)、后備電池狀態(tài)，控制網(wǎng)模塊狀態(tài)，以太網(wǎng)模塊狀態(tài)，I/O狀態(tài)等； 在線監(jiān)控與診斷PLC網(wǎng)絡(luò)情況，包括網(wǎng)絡(luò)工作狀態(tài)及參數(shù)配置，數(shù)據(jù)流量，帶寬占用率，控制網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷情況(峰值與平均負(fù)荷)，各網(wǎng)絡(luò)模塊數(shù)據(jù)負(fù)荷與流量，網(wǎng)絡(luò)中各站點(diǎn)分配情況，通信介質(zhì)工作狀況等： 在線監(jiān)控各PLC系統(tǒng)中CPU模塊的內(nèi)存使用情況，程序周期，數(shù)據(jù)區(qū)數(shù)據(jù)，特別是和其他系統(tǒng)或設(shè)備之間交換的數(shù)據(jù)(如MCS系統(tǒng))，程序運(yùn)行等內(nèi)容； 在線清除PLC內(nèi)部產(chǎn)生的

14、邏輯故障(主要故障和次要故障，非物理?yè)p壞)； 在線修改各PLC站的配置，強(qiáng)制PLC的I/O點(diǎn)狀態(tài)，改變PLC的運(yùn)行方式等；,40,行業(yè)相關(guān),2.3.1 中央級(jí)功能,在線仿真PLC程序運(yùn)行，測(cè)試PLC程序(不實(shí)際輸出) 在線上載、編輯、下裝各PLC的程序及網(wǎng)絡(luò)參數(shù)； 在線監(jiān)控各車站維修工作姑的狀態(tài)(在線或離線)； 在線監(jiān)控各車站EMCS局域網(wǎng)狀態(tài)； 在線進(jìn)行全線面向各車站的監(jiān)控操作權(quán)限和用戶管理，可動(dòng)態(tài)添加用戶，刪除用戶，更改用戶密碼，不同用戶的權(quán)限范圍設(shè)置等； 離線組態(tài)并下裝各車站監(jiān)控工程，包括HMI、數(shù)據(jù)庫(kù)、接口驅(qū)動(dòng)等，仿真運(yùn)行車站監(jiān)控工程。 通過上述功能和手段，可以使系統(tǒng)維護(hù)人員能實(shí)時(shí)掌握

15、全線系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行情況，及時(shí)制定維修計(jì)劃，組織人力完成維修工作。同時(shí)，應(yīng)針對(duì)維護(hù)功能提供一個(gè)基于數(shù)據(jù)庫(kù)的維修管理工具，使日常的系統(tǒng)維護(hù)和管理信息化。,41,行業(yè)相關(guān),2.3.1 中央級(jí)功能,當(dāng)出現(xiàn)中心監(jiān)控系統(tǒng)不能正常工作時(shí)、位于車輛段的BAS維護(hù)系統(tǒng)完全可以接管對(duì)車站的監(jiān)控與操作功能，實(shí)現(xiàn)后備的功能需求。,42,行業(yè)相關(guān),2.3.2 車站級(jí)功能,1實(shí)時(shí)監(jiān)控與聯(lián)動(dòng)控制 2車站環(huán)境參數(shù)監(jiān)控 3車站空調(diào)系統(tǒng)控制,43,行業(yè)相關(guān),2.3.2 車站級(jí)功能,4大系統(tǒng)設(shè)備的優(yōu)化與智能控制 5設(shè)備控制 6. 防災(zāi)聯(lián)動(dòng)控制 7緊急后備操作 8子系統(tǒng)獨(dú)立性,44,行業(yè)相關(guān),2.3.2 車站級(jí)功能,9. 智能、優(yōu)化

16、與調(diào)節(jié)控制 10用戶友好的監(jiān)控功能 11系統(tǒng)安全措施 12報(bào)警監(jiān)控與管理功能 13消防聯(lián)動(dòng),45,行業(yè)相關(guān),2.3.2 車站級(jí)功能,14系統(tǒng)恢復(fù)與保持功能 15系統(tǒng)自診斷功能 16系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控 17參數(shù)化系統(tǒng),46,行業(yè)相關(guān),赤崗塔站B端大系統(tǒng)通風(fēng)系統(tǒng)實(shí)際工藝畫面圖,47,行業(yè)相關(guān),2.3.3 就地級(jí)功能,1信號(hào)采集、轉(zhuǎn)換及傳輸功能 2顯示與診斷功能 3數(shù)據(jù)傳輸和協(xié)議轉(zhuǎn)換功能 4單臺(tái)設(shè)備控制功能 5連鎖控制,48,行業(yè)相關(guān),2.4 接口處理,1 與FAS接口 根據(jù)國(guó)標(biāo)，BAS系統(tǒng)已經(jīng)承擔(dān)了多項(xiàng)消防聯(lián)動(dòng)控制功能，并具備了標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的有關(guān)控制方式、響應(yīng)性、反饋顯示等技術(shù)要求。因此BAS和FAS之間有著緊密的聯(lián)系，特別是在火災(zāi)工況下，兩個(gè)系統(tǒng)需要共同完成消防聯(lián)動(dòng)控制 BAS需要通過通信方式和FAS主機(jī)進(jìn)行接口，通過該接口接收FAS確認(rèn)的火災(zāi)報(bào)警信息，用來觸發(fā)模式控制。如圖所示：,49,行業(yè)相關(guān),50,行業(yè)相關(guān),2.4 接口處