南京地鐵三號(hào)線BAS系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)的探討

呂 磊

(南京地鐵運(yùn)營(yíng)有限責(zé)任公司，江蘇 南京 210012)

南京地鐵三號(hào)線BAS系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)的探討

呂 磊

(南京地鐵運(yùn)營(yíng)有限責(zé)任公司，江蘇 南京 210012)

地鐵BAS系統(tǒng)是地鐵設(shè)備與環(huán)境監(jiān)控的綜合管理系統(tǒng)，是地鐵的安全運(yùn)營(yíng)重要技術(shù)支撐，本文主要闡述了南京地鐵三號(hào)線BAS系統(tǒng)的軟件架構(gòu)以及相關(guān)權(quán)限的流程設(shè)計(jì)，最后探討了BAS系統(tǒng)設(shè)備控制及方式，僅供參考。

BAS系統(tǒng)；軟件架構(gòu)；設(shè)備控制；權(quán)限設(shè)計(jì)

1、BAS 系統(tǒng)主要功能

1. BAS系統(tǒng)在邏輯上分為中央級(jí)、車站級(jí)、就地級(jí)三個(gè)級(jí)層，不同級(jí)層的控制系統(tǒng)有各自的作用。中央級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)能夠使地鐵各設(shè)備按預(yù)定的模式運(yùn)行，對(duì)區(qū)間隧道通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行災(zāi)害及正常模式控制，對(duì)全線各站的空調(diào)系統(tǒng)、上下扶梯、垂梯、自動(dòng)門、出入檢票口等設(shè)備進(jìn)行控制。車站級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)用來(lái)監(jiān)控本車站及對(duì)應(yīng)區(qū)間隧道的通風(fēng)系統(tǒng)、站內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)、自動(dòng)扶梯等設(shè)備，對(duì)意外事件進(jìn)行報(bào)警，其方式主要是族群控制。

2.BAS軟件架構(gòu)

對(duì)于地下車站，BAS系統(tǒng)有兩對(duì)控制器，設(shè)置在地下車站兩端的環(huán)控電控室PLC控制柜內(nèi)，分別用于控制車站兩端的機(jī)電設(shè)備。以車站大端的控制器為主，小端的控制器為輔。

對(duì)于高架車站，BAS系統(tǒng)只有一對(duì)控制器，設(shè)置在高架車站大端的綜合監(jiān)控設(shè)備室PLC控制柜內(nèi)，整個(gè)車站內(nèi)的所有機(jī)電設(shè)備監(jiān)控、環(huán)境參數(shù)監(jiān)視等均由這一對(duì)控制器實(shí)現(xiàn)。與地下車站相比，兼具大端和小端所有的功能。

3.權(quán)限流程設(shè)計(jì)思路

通過(guò)BAS系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制指令來(lái)源有OCC ISCS、車站ISCS、IBP盤、FAS火災(zāi)報(bào)警、模式指令解析（含時(shí)間表指令），以上這些來(lái)源可以分為中央級(jí)和車站級(jí)指令，對(duì)于大多數(shù)設(shè)備來(lái)說(shuō)都還具有現(xiàn)場(chǎng)控制箱，實(shí)現(xiàn)最低層的就地控制功能，所以對(duì)于一個(gè)設(shè)備來(lái)說(shuō)其控制層面可以分為中央級(jí)、車站級(jí)和就地級(jí)三級(jí)。其中就地級(jí)控制為最低層，優(yōu)先級(jí)別最高且每個(gè)設(shè)備具有1個(gè)；車站級(jí)控制的優(yōu)先級(jí)別次之每個(gè)車站1個(gè)；中央級(jí)控制的優(yōu)先級(jí)別最低也是每個(gè)車站1個(gè)；每個(gè)層面之間的控制權(quán)限切換只能是從優(yōu)先級(jí)高的向優(yōu)先級(jí)低的切換而不能由優(yōu)先級(jí)低的來(lái)奪取優(yōu)先級(jí)高的權(quán)限。

綜合以上，在南京三號(hào)線BAS系統(tǒng)的設(shè)備控制權(quán)限可以按以下區(qū)分結(jié)合以上思路：

（1）就地/遠(yuǎn)控；（2）IBP盤有效/無(wú)效；（3）FAS指令；（4）車站ISCS允許/禁止；

（5）OCC ISCS允許。

其中（1）為設(shè)備級(jí)別的權(quán)限，每個(gè)受控設(shè)備一個(gè)；由設(shè)置在就地控制箱上的旋鈕或開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)權(quán)限的獲取，具有最高優(yōu)先級(jí)。權(quán)限表示為遠(yuǎn)程/就地中的就地。

其中（2）、（3）、（4）為車站級(jí)別的權(quán)限，每個(gè)車站一個(gè)；（5）為中央級(jí)別的權(quán)限，全線只有一個(gè)。FAS指令是指車站BAS系統(tǒng)運(yùn)行在非火災(zāi)工況條件下時(shí)，F(xiàn)AS系統(tǒng)確認(rèn)后發(fā)給BAS的第一個(gè)火災(zāi)報(bào)警指令。當(dāng)就地設(shè)備控制權(quán)限在遠(yuǎn)程的時(shí)候，由BAS系統(tǒng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制。對(duì)于BAS的設(shè)備控制操作又細(xì)分為：BAS模式控制設(shè)備、BAS點(diǎn)動(dòng)（車站工作站點(diǎn)動(dòng)或OCC工作站點(diǎn)動(dòng)）控制設(shè)備。設(shè)備是參加模式控制還是本身點(diǎn)動(dòng)控制是由BAS軟件中的標(biāo)志位來(lái)控制，此標(biāo)志位在上位機(jī)畫(huà)面上體現(xiàn)為“手動(dòng)/自動(dòng)”狀態(tài)。

4. 設(shè)備控制及其方式

設(shè)備控制方式分為：點(diǎn)動(dòng)、手動(dòng)模式、自由模式、時(shí)間表。點(diǎn)動(dòng)方式針對(duì)單個(gè)設(shè)備而言，手動(dòng)模式、自由模式針對(duì)一組設(shè)備而言，時(shí)間表針對(duì)多組設(shè)備而言。

點(diǎn)動(dòng)：?jiǎn)蝹€(gè)設(shè)備的啟停、開(kāi)關(guān)控制。

手動(dòng)模式：運(yùn)營(yíng)人員可以在ISCS HMI上對(duì)單個(gè)模式進(jìn)行控制。

自由模式：根據(jù)設(shè)置在車站公共區(qū)、回風(fēng)管路上等處的溫濕度傳感器或者計(jì)算出焓值后（焓值計(jì)算公式由環(huán)控工藝提出），同設(shè)計(jì)依據(jù)比較得出的目前環(huán)境條件下應(yīng)該切換到執(zhí)行哪種模式，如小新風(fēng)、全新風(fēng)或通風(fēng)模式。

時(shí)間表：根據(jù)預(yù)先定義好的時(shí)間序列自動(dòng)執(zhí)行該時(shí)刻的系統(tǒng)模式。

4.1 點(diǎn)動(dòng)控制方式

點(diǎn)動(dòng)控制方式是針對(duì)單個(gè)設(shè)備而言的。對(duì)于參加模式的可控設(shè)備，主要是通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備和照明設(shè)備，每個(gè)設(shè)備都設(shè)置了一個(gè)“手動(dòng)/自動(dòng)”切換按鈕，運(yùn)營(yíng)人員可在ISCS HMI上點(diǎn)擊此按鈕以改變?cè)O(shè)備所處控制方式。當(dāng)設(shè)備在“手動(dòng)”位置時(shí)，HMI設(shè)備開(kāi)關(guān)控制指令亮顯，表示該設(shè)備能接受單體設(shè)備控制指令；當(dāng)設(shè)備在“自動(dòng)”位置時(shí)，HMI設(shè)備開(kāi)關(guān)控制指定變灰，表示不能接受單個(gè)控制指令，該設(shè)備只接受群組即模式控制指令。設(shè)備在工作站上點(diǎn)動(dòng)控制只受此“手動(dòng)”位置影響，不受其他限制（例如不受IBP盤“有效/無(wú)效”轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的限制）。但是對(duì)于在ISCS工作站上被掛牌的設(shè)備，無(wú)論火災(zāi)還是正常工況下模式解析指令、單體設(shè)備點(diǎn)動(dòng)控制指令都不能被執(zhí)行。

同時(shí)在ISCS HMI上設(shè)置三個(gè)按鈕（非保持型），“所有設(shè)備全自動(dòng)方式”、“所有設(shè)備全手動(dòng)方式”、“解除所有設(shè)備掛牌”。點(diǎn)擊“所有設(shè)備全自動(dòng)方式”按鈕時(shí)，將使所有有“手動(dòng)/自動(dòng)”位的設(shè)備全部轉(zhuǎn)到自動(dòng)位置只接受模式解析控制指令；點(diǎn)擊“所有設(shè)備全手動(dòng)方式”按鈕時(shí)，將使所有有“手動(dòng)/自動(dòng)”位的設(shè)備全部轉(zhuǎn)到手動(dòng)位置只接受HMI上單個(gè)設(shè)備控制指令；點(diǎn)擊“解除所有設(shè)備掛牌”按鈕時(shí)，將解除所有設(shè)備的掛牌，從而使設(shè)備可以接受開(kāi)關(guān)控制命令。

4.2 手動(dòng)模式控制方式

模式根據(jù)工況不同，可以分為正常模式、火災(zāi)模式、阻塞模式。

手動(dòng)模式控制方式時(shí)對(duì)這三種模式都可以單個(gè)進(jìn)行操作。

正常工況時(shí)，正常模式指令下發(fā)，解析出設(shè)備動(dòng)作指令后，將指令發(fā)送給設(shè)備。當(dāng)ISCS上設(shè)備的控制方式在“手動(dòng)”位置時(shí)，設(shè)備不接受此指令，此指令無(wú)效；只有當(dāng)設(shè)備控制方式在“自動(dòng)”位置時(shí)，此指令才有效。

火災(zāi)或阻塞工況時(shí)，無(wú)論ISCS上設(shè)備在“手動(dòng)”或“自動(dòng)”位置時(shí)，災(zāi)害模式下發(fā)來(lái)的模式指令解析出的設(shè)備動(dòng)作指令均有效。即災(zāi)害模式不受“手動(dòng)/自動(dòng)”位置的限制。

當(dāng)系統(tǒng)執(zhí)行某一模式時(shí)，將其中某一設(shè)備由“自動(dòng)”位變?yōu)椤笆謩?dòng)”位時(shí)，設(shè)備退出模式執(zhí)行方式進(jìn)行檢修或其他操作；當(dāng)檢修或操作完成后，再將該設(shè)備從“手動(dòng)”位變?yōu)椤白詣?dòng)”位時(shí)，設(shè)備重新投入模式執(zhí)行方式，則此時(shí)設(shè)備重新再執(zhí)行前一時(shí)刻模式解析的動(dòng)作指令。即模式控制指令一直保持。

正常模式、火災(zāi)模式、阻塞模式的執(zhí)行，不受IBP “有效/無(wú)效”轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的限制。即IBP “有效/無(wú)效”轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)僅限制IBP盤按鈕是否有效，不對(duì)ISCS工作站上下發(fā)的模式、FAS聯(lián)動(dòng)BAS下發(fā)的模式等進(jìn)行限制。

4.3 自由模式控制方式

自由模式控制僅限于正常工況時(shí)的通風(fēng)空調(diào)模式的切換，僅對(duì)于空調(diào)大系統(tǒng)、空調(diào)小系統(tǒng)、冷水系統(tǒng)（統(tǒng)稱為空調(diào)系統(tǒng)）而言。

自由模式是指BAS根據(jù)環(huán)境傳感器的測(cè)量值同設(shè)計(jì)依據(jù)比較得出的現(xiàn)在應(yīng)該執(zhí)行哪一種模式。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行方式處于自由模式下，當(dāng)前系統(tǒng)處于正常模式1，但是根據(jù)焓值計(jì)算或條件判斷此時(shí)系統(tǒng)應(yīng)該執(zhí)行正常模式2，則系統(tǒng)將由正常模式1切換到正常模式2，其中風(fēng)機(jī)、風(fēng)閥等的控制將隨著正常模式2的模式解析指令而改變。

在自由模式的情況下，BAS系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前的環(huán)境參數(shù)，并以一定的時(shí)間間隔，根據(jù)濕球溫度或計(jì)算焓值選擇需要執(zhí)行的模式，以實(shí)現(xiàn)最大限度的節(jié)能。

結(jié)語(yǔ)

隨著南京地鐵三號(hào)線即將開(kāi)通運(yùn)營(yíng)，地鐵BAS系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)備的后期維護(hù)和檢修也是一項(xiàng)重要的任務(wù)，在日常的工作中，由于相關(guān)設(shè)備的分散，在日常的維護(hù)與檢修中需要結(jié)合每個(gè)站點(diǎn)情況制定相應(yīng)的檢修計(jì)劃表，也可以通過(guò)建立相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)等信息系統(tǒng)，從而進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)地鐵BAS系統(tǒng)生命周期的全過(guò)程控制，這也是地鐵BAS系統(tǒng)的管理工作重要內(nèi)容之一。

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1007-6344（2015）06-0017-01