浅谈火车站机电设备监控(BAS)系统设计

摘 要：根据BAS系统出发的某个报警信号，比如某一天机电设备的能耗过高，某个房间的温度不正常，这就提醒维修人员注意，查找耗能过高的原因，制定降低能耗措施。从而达到节能降耗的目的。本文结合汉口站改造工程实例阐述火车站机电设备监控系统设计。供大家参考。

关键词：机电；设备监控；火车站

Abstract: according to the system of an alarm BAS signals, such as a day of high energy consumption of mechanical and electrical equipment, a the temperature of the room is not normal, it will remind the maintenance personnel note, find the cause of the highly energy-consuming, formulate measures to reduce the energy consumption. So as to achieve the purpose of saving energy and reducing consumption. This paper HanKouZhan reconstruction project examples railway station monitoring control system for electromechanical equipment design. For your reference.

Keywords: mechanical and electrical; Equipment monitoring; Railway station

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

引言

随着铁路运输系统的快速发展和人们生活水平的不断提高，以人为本，无论是工作人员还是旅客，对火车站环境的要求越来越高。为了满足人们的这些需求，提高铁路企业的生产安全水平和现代化管理水平，站房各类机电设备，如通风空调、给排水、电扶梯等，采用先进的计算机控制技术和通信技术，对它们进行自动监视、控制和管理，以达到节能降耗、减员增效的目标，提高安全水平和管理水平。

一、机电设备监控（BAS）系统组成

站房机电设备监控系统，简称BAS系统，采用分层、分布式结构，由中央监控站、现场控制器DDC、输入输出设备及相关通信网络组成；通信网络由管理层以太网和监控层工业以太网组成。

BAS系统由中央监控站、现场控制器、其他监控子系统（如中央空调监控子系等）、传感器、执行机构及通信网络组成。

1、中央监控站

设于站房综合控制室，由工作站、服务器、管理网络、电子值班系统、打印机及UPS等组成，负责站房所有机电设备的监视和控制，并提供与FAS系统的通信接口，在发生火灾时接收FAS火灾信息执行火灾模式。

2、DDC现场控制器

在机电设备相对集中的现场设置DDC，完成对通风、空调、给排水设备等的监控。

DDC采用以太网及TCP/IP网络技术，直接接入监控层工业以太网；内嵌Web服务器，无需特定的软件，只需使用通用浏览器（如IE）便可以进行基本监控；扩展灵活方便，通过内部总线即可扩展输入/输出模块。

3、其他监控子系统

站房监控子系统包括中央空调监控子系统、电扶梯智能控制器，这些子系统通过必要的通信适配器接入就近区域工业以太网交换机，纳入BAS中央监控站实现统一监控和调度管理。

4、现场传感器和执行机构

现场层包括各种传感器、智能仪器仪表、执行机构等，负责机电设备运行状态的数据采集，包括模拟量、交流量、开关量、脉冲量、数字量等；接收控制器和上级主站的命令，通过开关、阀门（执行器）、调节器等输出控制；

5、通信网络

通信网络由中央监控站管理网和监控网络，采用以太网和TCP/IP网络协议，管理网和监控网实现无缝集成。如下图所示

中央监控站管理网采用双以太网结构。

监控网络采用综合布线技术，由干线网络和各工作区域网络组成。干线网络采用多模光缆构成具有自愈功能的光纤环形工业以太网，连接中央监控站和分布在现场的工作区域网络。站房机电设备相对集中的区域组成一个区域监控网络，区域网络由工业以太网交换机、通信适配器、UPS、配线架等组成，DDC、监控子系统和智能控制器就近接入；各监控子系统内部采用现场总线。

6、 通信协议

通信协议要求如下：

1）中央监控站

中央监控站软件提供专门的通信规约库，支持OPC、ModBus、IEC870-5-101/104等；

2）DDC控制器：提供以太网接口，支持TCP/IP网络协议；提供Web服务；支持OPC。

3）监控子系统:采用现场总线技术，如RS-485、Lon、CAN等。

7、通信接口

BAS系统可与下列系统进行通信：FAS系统、上级监控主站、与变电所智能监控系统、车站客服系统、智能照明系统。

二、机电设备监控（BAS）系统主要监控对象

1、通风空调系统

包括空调处理机组、新风机、排风机。其中，本站空调主机房、空调机房的机组群控及各种设备的连锁功能集成后，通过通信适配器接入就近区域网络，纳入BAS中央监控站监控。

BAS系统监测全热换气机状态、故障、手自动，并远程控制其启停。

BAS系统监测多联室外机运行状态、故障、手自动等监控点。

2、排水

BAS系统检查地道排水泵的状态、故障、手自动以及污水坑的连续水位。

3、电扶梯

车站各类电扶梯均配置智能控制器，经通信适配器接入就近区域网络，纳入BAS监控，BAS系统读取其内部相关数据。

4、照明系统

与智能照明控制系接口。

5、低压变配电系统

与低压配电所监控系统接口。

6、其他

其他监视对象有温湿度传感器、温度传感器，监控对象包括电动风阀、电动防火阀、电动防火调节阀及电动卷帘门等。

7、与FAS接口及消防联动原则

正常工况和火灾工况都需要运行的设备由BAS系统监控，仅在火灾工况时运行的设备由FAS系统监控。

火灾时，由FAS系统发出火灾报警信息和火灾模式指令，BAS系统按照预先设定好的火灾运行模式，联动相关设备执行火灾模式。

三、机电设备监控（BAS）系统主要功能

BAS系统只需在中央监控站安排一至二名操作管理人员，即可承担对站房所有监控设备管理任务，从而可大大减少有关的设备管理人员。

1、监视操作功能

（1）环境参数温湿度监视

（2）设备启停控制及监测

（3）调校设定点

（4）修正时间控制程序

（5）执行或接通有关监控点的报警状态

（6）执行或停止有关监控点的时间记录/趋势记录

（7）调整有关PID控制回路的参数设定值

（8）设定假期表，修正系统的时间

（9）输入临时性的超载控制表

（10）加入或更改模拟量输入点的报警门值/危险门值的数值

（11）检查报警及提示报警上下限数值

（12）执行或终止执行任务的“工作次序”

2、模式控制

机电设备监控系统按照线路的运行模式可分为：正常运行模式、防灾及阻塞模式。当BAS收到FAS火灾报警信息后优先执行防灾阻塞模式。

3、节能控制

监控系统节能软件，允许用户根据现场情况而作出相应的设定，实现优化控制。

（1）每日的预定时间表

（2）每年的预定日程表

（3）假期（如春运）的安排表

（4）临时超越控制安排表

（5）最佳启/停功能

（6）夜间设定点自动调节控制

（7）温度设定点的重置

（8）冷冻机组/热交换器的组合及次序控制

（9）用电量高峰期的限制等

4、报警管理

报警管理包括监查、缓冲、储存及将报警送至指定的操作站上。

报警系统覆盖系统中引发报警的任何事件以及操作人员采取的应对措施。

状态改变也可以产生一段信息传递给操作人员。操作人员定义报警对象，然后将其与系统中的信号相连。当其状态改变时，数字信号触发报警。模拟信号的值与规定的高、低限值相比较，如果超出界限则报警。

5、时间管理

接受GPS对时信号，并对整个系统进行对时，保证系统中所有自动化设备和装置具有统一、正确的时间。

提供时间日历表，对设备进行时间控制，这些功能可以用来启动和停止设备间的不同设备；时间表能够与列车运行图配合，为行车提供更好的服务。

6、历史记录

历史记录是用来自动记录并存贮系统中发生的每一事件。系统中所有事件均被自动记录。

历史记录可跟踪诸如对象的创建/编辑/删除，报警前的事件，登录和退出等事件进程。

机电设备监控系统能够自动启动存贮下列事件：

（1）报警激发、确认、复位、解除和互锁

（2）记录对象的更新、变换及删除。

（3）登录

（4）退出

（5）文件对象的改变

（6）对物理单元下达命令，命令的下载和上达

（7）配置命令

7、趋势记录

根据具体的对象和处理/显示的需要而定。趋势记录有成效的楼宇管理系统需要让操作者不仅知道整个建筑物目前的运行情况，而且能了解过去所发生的事情。

将各控制子站所采集的历史数据送入到中央管理计算机，管理员就能在中央管理计算机上观察站房机电设备系统在过去曾经历的性能变化曲线。

8、电子值班功能

系统故障报警等通过GSM/GPRS拨号、短信方式，远程通知值班人员或相关人员，从而可以大大降低调度人员劳动强大，提高劳动生产率。

四、结束语

综上所述，我们应根据历史数据管理功能对机电设备的耗能的进行反馈测量，和现在的运行数据进行比较分析，得出设备的最佳运行点。比较每天的耗能变化，当我们预见到一个用电的需求高峰到来的时候，就可以关闭一些用电设备，或延时启动一些用电设备，来避免超过一个设定的能源损耗目标。

作者简介

万光平，男，大学本科，高级工程师，注册电气工程师 中铁第四勘察设计院集团有限公司电化处，现主要从事铁路电力设计。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。