BAS系统及其在地铁环境控制中的应用

【摘要】本文以广州地铁一号线车站设备监控(BAS)系统为例,介绍了在地铁环境控制中BAS系统的应用,针对地铁环境自动控制的BAS系统，阐述了一些具体的实施方法和方案。

【关键词】BAS系统；地铁；环控系统；

中图分类号：U231+.4文献标识码： A 文章编号：

1、前言

计算机技术随着新时代的发展也在迅速的发展，像楼宇管理、地铁管理等很多领域都在广泛的应用智能控制系统。笔者研究了广州地铁一号线的车站设备监控(BAS)系统。自动化应用技术在不断的发展,在监控地铁全线环境控制系统的时候, 采用集散控制系统(DCS)，并且监视全线车站的扶梯、给排水设备和应急电源，有问题随时进行报警。通常也用BAS(buildingautomation system)系统来称呼铁车站设备监控系统，就是因为该系统引进了楼宇控制概念。

2、网络配置和构成BAS系统

2.1构成BAS系统的因素

（1）以广州地铁一号线为例，其BAS监控系统有：中央级、车站级、就地级三级对环控设备和其他机电设备,网络系统结构图如图1所示：

（2）过程控制单元是PCU，8输入，8输出,可以扩展到32输入，也可以16入16出；单元控制器接口是UCI,控制器UC下带最多只有32个单元， 通信采用主从通讯方式进行,最多可以达到512个监控点数；模拟屏驱动接口是MPI；高级数据接口是HLI。

（3）设置3块UCI于车站的控制室，分别对车站两端的环控设备进行监控就是那2块UCI，对电控室模拟屏实施环控工作,负责检测站厅/站台，检测一些设备用房的温度和湿度是，最后一块UCI,在防灾报警系统(FAS)发错火警信号的时候进行接收,监控车控室内的模拟屏，除此之外的一些系统也进行监控。

（4）设置一块PCU在冷水机房内，用来监控冷水机组；设置一块PCU在每端空调机房内，对风室和设备/管理用房的温湿度实施检测,并对空调机出水二通阀的开度进行控制。

（5）设置2到4块PCU辅助UCI在每端环控电控室之内，对本端环控系统进行监控。在车站BAS系统设置有跟FAS系统和冷水机组的数据接口HLI,对第三方设备的数据进行接收。

2.2 有关网络配置

（1）改系统软件是由美国CSI国际控制系统公司设计提供的BAS系统,针对I/NET7700系统CSI公司提供了最新的局域网(LAN)和广域网(WAN)技术。在I/NET7700网络环境下,任何一个带有微处理器和存储器的远程站，都能够独立的进行BAS操作,这样才能使得广州地铁的BAS系统，具有十分高的可靠性能。RS485、MODEM、光纤通信和以太网(LANTASTIC)是网络通信的4种方式。

（2）环境控制软件I/NET7700的功能很强，而且非常的灵活,可以控制和监视对通风空调、照明和其他的环境系统。作为操作站或者是备份站,该系统采用的是IBM或者兼容机，可以进行在线编程和对I/NET进行控制,对操作者的要求很简单，不需要具有特殊的软件编程知识，或者没有厂方的帮助，就能够快速的熟悉，并且对参数进行调整。

（3） I/NET系统有4种带状分层的网络,连接操作工作站和备份工作站的以太网在该结构的顶部,连接操作工作站和接头的主网络在下面,连接DCU的控制器网紧接着主网,在控制器网下的子网上分布着独立控制。

3、BAS系统的一些功能

3.1中央级的一些主要功能

(1)对整条线路上，每个车站和OCC大楼通风空调的设备，供给排水和自动扶梯运行设备进行监控和协调；

(2)对整条线的隧道里面的通风系统中的运行设备进行监控和协调；

(3)如果车站之内的机电设备产生故障，会产生报警,并对累积运行的时间进行统计；

(4)检测、分析和报警整条线路环境、温度和湿度的参数和水系统参数；

(5)对FAS系统火灾报警信息进行接收，同时对BAS系统的灾害运行模式进行触发,对环控设备进行控制，并且使得环控设备按灾害模式运行；

(6)接收区间堵车信息,并通过信号ATS接口接收，使得相关环控设备执行相应命令；

(7)通过车站模拟屏在紧急状况之下，对环控设备进行控制，使之执行相关命令；

(8)为保证BAS系统时针同步，和主时针接口。

3.2有关车站级的主要功能

（1)对车站和所辖隧道区间的通风空调、给排水和自动扶梯设备的运行状态，采用车站级监视；

（2)为使车站设备动作协调，对其进行调节,人工进行干预,进行修改设备参数、调整工作模式等；

（3)对及时显示的设备故障进行报警,并显示出危险水位；

（4)对探测点的温度、湿度和二氧化碳浓度进行接收；

（5)向中央级及时传送警报以及探测点数据；

（6)对车站级FAS系统的报警进行接受,并把事故风机等设备向灾害运行模式转向；

（7)实现灾害模式的运行，并通过车站模拟屏。

3.3有关就地级的功能

在环控机房和泵房有就地级的控制器,该控制器有对设备状态进行传送，并传送到车站级计算机，执行车站级命令的作用,在车站级产生故障的时候,就地级可以对设备进行独立监视和控制。就地级控制器通过开关信号或者模拟信号对设备进行控制，其控制过程的实现就是通过对探测数据进行接收，并且接收被控设备的返回信号。

4、在环控中BAS系统的应用

4.1组成环控系统的系统

有关车站站厅/站台通风空调系统，为大系统；用于房通风空调系统的车站设备，为小系统；车站冷水机组系统，为水系统；隧道通风系统，其中包括隧道风机、联动风阀、推力风机和组合风阀；这四种系统组成了环境控制系统。

4.2运行车站大系统的模式

想要车站大系统运行正常，自动判定执行的模式主要有以下4个条件：

（1)判定大系统之内的执行空调，不是空调季节的模式，可以根据屋子之外温度来进行判定；

（2)判定全新的风流，小新的风流模式的时候，根据以车站内外空气焓值为依据进行比较判定；

（3)判定执行负荷大于50%，比50%模式小的时候根据车站负荷情况来进行判定；

（4)对夜间、白天模式判定的时候根据时间来判定；

根据计算结果BAS系统自动判定执行通常的环控模式，设置的模式为手动, 选定人工强制模式，在特殊情况当中，比如火灾，所以实行火灾模式的时候是优先考虑的，但是必须进行人工确认之后，才可以执行。

4.3有关车站水系统的运行模式

（1)根据BAS系统来选择并确定正常运行水系统的模式，其选定依据如下：

判定白天、夜间运行模式的时候，以运行时间表来进行判定；判定水系统有没有到空调运行季节的时候根据室外焓值来判定；对开机数量进行判定的时候以车站冷负荷为依据来进行判定。判断水系统模式运行的流程如图3所示：

图2 水系统运行模式判断示意图

（2）在夜间，开启活塞机组的时候以关键设备房的温度为根据,在运营之前，先提前30分钟把两台离心机组打开，但是必须保持在预冷车站时间之内，之后就可以进行判断车站的冷负荷情况。

（3）水系统的分水器温度，冷冻水出水温度，来判定站内负荷,在预订的设定值之下，如果分水器的温度高的话，就把两台离心机组开启，如果比该值低，那么就把剩下的离心机组开启，其值采用死区控制，7到9e是广州地铁研究的线路设定值。

（4）对设备进行保护，对冷水机组的动作要避免频繁，对冷水系统模式的最少运行时间进行设定，比如90 min。

4.4在控制环控设备的程序当中，广州地铁一号线在保护设备和优化运行上主要有以下几个方面：

（1）在转换单体设备的时候,把备用模式进行合并，应用在模式的主备用当中，把模式转换的频率减少了，这样的话，模式执行的效率就被提高了。

（2）设备没有运行的时候，比较主备用的设备运行时间，对执行下次模式的时候需要把哪一台设备开启做出决定，开启设备之后, 保持该值不变，在设备运行中避免进行转换。

（3）实时检测设备的故障情况，如果设备故障或者相关设备故障，就把另一台设备启动。

5、结束语

环控地铁系统是非常复杂和特殊的，控制车站设备监控系统的要求和一般自动化系统相比，是毫不相同的，控制车站设备监控系统的硬件配置和软件功能要求都很特殊。通过对预先选定的对象的研究，笔者觉得该系统的设计方案十分合理，自动化控制地铁环境系统的水平是最大限度的提高。

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