苏州轨道交通一号线环境与设备监控系统设计
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇苏州轨道交通一号线环境与设备监控系统设计范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
1工程概述
全线共设24个地下车站及区间、1座车辆段。
2系统组成和功能
1）综合监控系统在控制中心、车站、车辆段集成BAS系统，完成BAS的中央级监控功能和车站级监控功能。ISCS与各站点内相对独立的现场级BAS系统共同构成全线完整的BAS；
2）负责全线正常、阻塞工况下的通风空调系统、给排水系统、照明系统、电扶梯、导向标志等设备运行状态的监视和控制。
3中央级监控系统
对各个车站的区间隧道通风设备、给排水设备进行监控，对各个车站通风空调设备等设备进行监视或控制，由综合监控系统实现。
1）管理隧道通风系统运行模式并对信号系统的阻塞信号做出联动、对隧道火灾进行模式联动；
2）车站及隧道正常运行工况模式时间表的编辑下发功能；
3）各车站通风空调系统温（湿）度调节目标参数的设定；
4）对全线车站的各系统运行工况的监视；
5）接收并存储各车站的设备运行状态、故障信息、运行时间累计等数据，生成报告作为设备维护和运营管理部门进行设备检修、主备切换的依据。
除以上的功能外还具有设备、模式控制功能，设备、模式状态监视功能，报警信息查阅功能，系统状态监视功能等各车站亦需具有的功能。监控主要环控设备运行状态和各站环境工况；当中央级BAS有选择地调用某个车站的数据时，采用问答方式，中央级下达含有节点地址、数据类型等调用指令的查询报文，相关车站的BAS子系统即予以响应，按指令要求上送含有相关数据信息的回答报文。
4车站级BAS系统
4.1车站级BAS系统设备组成
1）车站级BAS系统设备由工业冗余ControlNet现场总线、Rockwell Automation公司高端的ControlLogix系列冗余1756-L61控制器及设于环控电控柜内的E3plus智能电机保护器、智能低压网、通信管理器、远程I/O模块箱、工程师站、IBP盘内PLC等构成；
2）车站两端设置两套冗余的ControlLogix系列 PLC控制器，CPU，两套冗余PLC之间通过工业冗余现场总线ControlNet相连；远程I/O采用Rockwell Automation公司FLEX系列IO，冗余PLC通过工业级冗余现场总线ControlNet连接到通讯处理器；冗余PLC和远程I/O以通讯或硬线方式实现车站和区间的通风空调系统、照明、导向标识、EPS、三级负荷小动力回路、自动扶梯、电梯、人防门（防淹门）及给排水等各类系统及设备监控；BAS系统在车站控制室内设置一套非冗余PLC，实现对环控系统通风排烟等模式控制。
4.2车站级BAS系统主要功能
4.2.1 数据采集与处理功能
1）当设备开启后，控制器应可收集到相关监控设备的状态；
2）当系统初次启动、更新及将监控点值储存时，控制器可以接受来自OCC监控工作站、车控室监控工作站或其它控制系统的信息，并传输监控点信息到车站BAS工程师站及上传监控点信息到综合监控系统；
3）车站级BAS系统具有数据采集与处理功能，控制器可收集到相关监控设备的状态并在人机界面上显示。当系统初次启动、更新及将监控点值储存时，控制器可以接受来自OCC监控工作站、车控室监控工作站或其它控制系统的信息，并传输监控点信息到车站BAS工程师站及上传监控点信息到综合监控系统；
4）车站级的BAS系统在初次启动或重新冷启动后，具备自动恢复与OCC工作站、车站工作站及其他被监控系统的通讯自恢复能力，保证信息的接收或上传。
4.2.2 安全监视功能
1）监视和记录车站典型区域测试点的温度、湿度、二氧化碳浓度等环境参数；
2）对通风系统的变频器进行监控，能在线监视变频器的工作状况、转速、电压、频率、电流、输出功率、轴温报警，以及变频器故障报警及历史记录显示。监视电机的温度、转速、振动，判断电机故障；
3）对通风系统的软起动器进行监控，能在线监视软起动器的工作状况、电压、电流、输出功率、轴温报警，以及软起动器故障报警及历史记录显示。监视电机的温度，判断电机故障。
5 监控对象概述和控制描述
5.1 监控对象概述
1）通风与空调系统主要包括区间隧道通风系统、车站隧道通风系统、车站公共区通风空调系统（也称大系统）、设备用房空调通风系统（也称小系统）、空调水系统；
2）通风空调系统的功能为：正常运行时为乘客提供舒适的乘车环境、为地铁工作人员提供舒适的工作环境、为设备系统提供良好的运行环境；阻塞运行时能保证阻塞列车空调器正常运行、为疏散乘客提供足够新风并引导乘客安全疏散；火灾运行时能迅速排除烟气、诱导乘客安全撤离火灾区；
3）对上述各个子系统的设备及工艺过程参数组织实施全面的自动测量、监视、通讯以及全过程的自动控制和调节，满足地铁运行的一切需求。
5.2 控制描述
5.2.1 车站隧道通风系统
1）第一个控制层面为现场控制器控制。现场控制器由PLC系统组成，每个车站两端的车站轨道排风机和风阀均由PLC控制器控制，按控制指令启、停轨道排风机及对应的风阀。轨道排风机用于排出列车在车站时，上下排出的热气，其运行工况为排风。在现场的风机风阀设备还有强电控制箱，其转换开关在“就地”时即为就地手工操作，此时风机风阀不受PLC系统控制，但其状态信号送PLC，接受PLC的检测；其转换开关在“遥控”时，则接受PLC系统的监控；
2）第二个控制层面为车站级工作站控制。在ISCS工作站上实现对车站隧道通风系统的控制。车站隧道通风系统的控制以车站级工作站控制为主，只有车站级控制系统出现故障时，或因火灾等事故从隧道一体化控制需要出发，中央级工作站才能获得对车站隧道通风系统的控制权；
3）在第二个控制层面，有一个特殊情况，就是在紧急情况下，使用“车站综合后备盘”IBP控制。当IBP盘上的带钥匙切换旋钮处于“本地”（即IBP盘）控制时，这时车站隧道通风系统的排风机、风阀就接受IBP盘上的按钮直接操作控制。按照预设控制模式分别进行开、关操作；
4）第三个控制层面为中央级工作站控制，即在中央控制室可对车站隧道通风系统进行控制。正常情况下以车站级控制为主。火灾事故时，以中央级工作站监控为主。车站级以及中央级工作站对车站隧道通风系统的控制可以按时间表或按模式进行。控制模式有正常运行模式、单机控制模式、火灾事故运行模式等。
5.2.2 模式控制分为以下几种
1）正常运行模式
正常运行以车站级监控为主，PLC按时间表定时自动运行。
2）单机控制模式
根据需要对某风机、风阀开启、关闭控制。
3）火灾事故运行模式
当列车在车站隧道发生火灾或车站隧道发生火灾时，以中央级工作站监控为主。车站级工作站可将车站隧道模式监控权切换至中央站，中央站也可主动取得监控权。现场控制器将自动严格按照火灾事故运行模式的设计要求对轨道风机、风阀进行控制。
除了上述模式外，还可以根据各种工况的需要设计通风系统其它运行模式，例如维修通风等。
总之，对于所有被监控的设备，都可以在车站级和中央级工作站上实现单独控制、联锁联动控制，各种模式手动和自控。
4）区间隧道通风系统的隧道风机、风阀等在各个区间隧道，按不同的开、关状态组合，以满足上述各个模式的要求。工程正式开始还可根据运营需求，再确定设备具体每个模式中的工况。
BAS系统采用先进的系统构建和控制技术，选用美国罗克韦尔自动化的ControlLogix平台产品构成全冗余总线网络方案。BAS控制器采用ControlLogix系列中的高端产品，主备控制器通过冗余模块及采用传输速率恒定的5MBps ControlNet总线技术，实现从控制器、控制网的双重冗余，保证了系统的实时性和可靠性。
同时，结合现场实施及系统控制要求，BAS系统设计充分考虑并预留了与相关专业的接口。在智能低压系统中，运用先进的现场总线技术，采用了罗克韦尔自动化的智能马达保护器（E3 Plus）、智能低压网关PLC，由于采用符合国际标准协议（IEC61158）的工业总线，无需复杂编程和I/O映射，即可方便实现互联，为工程实施及系统互联创造了良好的基础。
参考文献
[1]魏晓东.城市轨道交通自动化系统与技术[M].电子工业出版社，2004.
[2]《地铁设计规范》GB50157-2003主编部门：北京城市建设设计研究总院.批准部门：中华人民共和国建设部.
[3]《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98 国家质量技术监督局及中华人民共和国建设部联合.
[4]《地铁设计规范》GB50157-2003主编部门：北京城市建设设计研究总院；批准部门：中华人民共和国建设部.