轨道交通自动化工程BAS系统设计方案.docx
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1、轨道交通环境与设备监控系统(EMCS/BAS)1、系统概述轨道交通工程环境与设备监控系统(简称BAS)包含环境调节(Environment Control System)和设备监控(Building Automation System)二部分,对轨道交通全线所有地下车站、高架车站、地面车站、停车场、车辆段、临时控制中心、区间隧道内设置的各种正常运营保障设施(包括通风空调设备、给排水设备、照明设备、自动扶梯、电梯等)和事故紧急防救灾设施(防排烟系统、应急照明系统等)进行实时的监控管理,并确保以上这些系统的安全可靠运行,特别是在地下车站发生火灾事故的情况下,使有关救灾设施按照设计工况及时有效地运行
2、,从而保障人身安全。车站、车辆段/停车场环境与设备监控系统通过冗余通信接口与ISCS连接,将信息集中上传至ISCS,实现环境与设备监控系统在ISCS中的集成。1.1系统监控对象BAS系统的监控对象可分为: 环控系统 车站空调通风系统 车站公共区暖通空调系统 设备及管理用房暖通空调系统 空调冷水系统 隧道通风系统 区间隧道活塞风系统和机械通风系统(TVF) 区间隧道配线通风系统 站台下/轨道顶排热通风系统(UPE/OTC) 机电设备系统 电扶梯系统 照明系统 应急照明系统 给排水系统2、系统设计方案系统采用工业以太网加双总线构建车站BAS局域网络。在车站控制室、A端环控电控室、B端环控电控室分别
3、设置1套冗余的工业以太网交换机(具备光口和电口),使用光纤互连组成100M双环光纤工业以太网。A端主控制器通过冗余通信接口与ISCS连接,将信息集中上传至ISCS,实现BAS在ISCS中的集成。A、B两端PLC控制器下设置双总线将各类远端I/O、具有智能通信口的现场设备以及现场小型控制器等设备统一接入,分别对车站A、B两端的环控、机电设备进行监控管理。在车站控制室,由ISCS统一布设IBP盘,BAS在盘内设置PLC,通过硬接线将盘上与消防联动直接有关的火灾模式手动按钮(隧道通风系统、车站大系统、车站小系统等的火灾模式)连接到PLC上,实现对IBP手动火灾模式指令的接收和模式执行状态信息的反馈。
4、FAS系统通过车站控制室IBP控制器与BAS进行接口。火灾模式下,FAS向BAS下发火灾模式指令,BAS两端的控制器将按预定工况转入灾害模式下启动相关设备。 BAS和ISCS之间通过工业以太网进行数据通信、BAS内部的数据通过专用网络Modbus Plus进行通信。 现场级控制网采用冗余工业总线网络Modbus Plus。 车站冗余PLC与智能低压之间采用独立的冗余总线进行连接。 在地下车站的A端环控电控室设置维护工作站、B端环控电控室设置维护终端,并通过MODBUS PLUS总线与主控制器连接。 BAS配置满足所有通信协议转换要求的装置与其他智能设备接口,满足BAS系统的功能及扩展要求。 现
5、场总线为Modbus Plus,为符合国际和国家通用标准的开放通信协议的工业现场总线。传输介质为无卤、低烟、阻燃型屏蔽电缆(线)或光纤。 区间被控设备以冗余光纤连接方式接入相关车站的BAS现场级控制网络。地下车站A、B两端的主、从PLC之间采用冗余MODBUS PLUS总线进行连接。车辆段/停车场各单体之间采用冗余光纤或总线进行连接。 车站每端单一网络能最多连接63节点,并能根据应用需要,支持灵活的网络结构,可实现网络之间的通讯桥接、隔离和数据交换。 Modbus Plu距离最长为450米(不带中继),加电口中继器可达1800米,光纤中继器最长可达3km(多模光纤)。 在不带中继器情况下,MB
6、+总线的传输率为恒定1Mbit/s,带中继器只增加网络的传输距离。 现场总线的最高速率不低于1Mbps。除第三方系统通信接口外,本BAS系统除了与FAS、UPS以及风机空调变频器有网关连接外,其余系统内部的包括网关、RI/O等均采用Modbus Plus通信协议连接。 现场级控制网符合国际标准IEC61158。3、系统功能3.1环境与设备监控的目的地铁环境控制的目的是利用通风和空调等手段,把车站与区间隧道的热环境控制在一定范围内,以创造一个适宜的人工环境,满足乘客和工作人员生理和心理上对所处环境中空气的温度、湿度、质量、流速、噪声等诸多因素的综合要求,同时保证地铁列车和其它机电设备正常地工作。
7、3.2环境与设备监控系统的功能系统对全线不同运营模式下的机电设备进行监视、控制和管理。系统按中心级、车站级两级管理,实现中心级、车站级、就地级三级控制方式,中心级主要负责全线BAS的日常调度、控制模式、运行统计等工作,车站级主要负责本站机电设备的单点控制、执行中心级模式控制、编辑临时时间表控制、显示各种工作状态与报警。3.2.1正常运行模式通过空调或通风等手段排除余热、余湿,为地铁乘客创造一往返于地面至车站至地铁列车内的过渡性舒适环境,最大限度地吸引客流。为满足地铁车站内各种设备及管理用房的工艺和功能要求提供适宜的温度和湿度条件,保证地铁内的工作人员和运行设备有一个良好的工作环境,以确保地铁列
8、车正常安全运营。系统对给排水系统、照明系统、应急照明系统、电扶梯系统等系统的系统工作状态、设备状态、报警信息进行监视、控制和管理。3.2.2阻塞运营模式向阻塞区间内提供足够的送、排风量,以保证列车空调冷凝器能继续运行。3.2.3火灾事故运营模式向疏散的旅客提供迎面新风,诱导乘客安全撤离,同时还具备排烟功能,防止乘客和工作人员被窒息。4、系统性能 车站BAS控制响应时间(车站ISCS、BAS维护终端发出命令到RI/O输出动作的时间)不大于1秒。 车站BAS信息响应时间(RI/O输入接受动作信号到车站ISCS、BAS维护终端正常显示的时间)不大于1秒。 系统整体实现的显示精度为: 模拟量的显示精度
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