10號(hào)線照明系統(tǒng)BAS控制方式分析與改進(jìn)研究

陳超

（北京市地鐵運(yùn)營(yíng)有限公司機(jī)電分公司，北京 100043）

1 BAS系統(tǒng)概述

環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)被稱為BAS系統(tǒng)（Building Automation System）。該系統(tǒng)對(duì)北京地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、動(dòng)力照明系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)等車站設(shè)備進(jìn)行全面、有效地進(jìn)行自動(dòng)化監(jiān)控及管理；及時(shí)、準(zhǔn)確地將監(jiān)視數(shù)據(jù)上傳給綜合監(jiān)控系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱ISCS），同時(shí)接收ISCS所下達(dá)的單點(diǎn)控制、模式控制、時(shí)間表控制等控制方式指令；確保設(shè)備處于安全、可靠、高效、節(jié)能的最佳運(yùn)行狀態(tài)，從而提供一個(gè)舒適的乘車環(huán)境。并能在火災(zāi)或阻塞等災(zāi)害狀態(tài)下，更好地協(xié)調(diào)車站設(shè)備的運(yùn)行，充分發(fā)揮各種設(shè)備應(yīng)有的作用，保證乘客的安全和設(shè)備的正常運(yùn)行。

2 10號(hào)線照明控制方式及穩(wěn)定性分析

2.1 10號(hào)線照明工作原理

如圖1所示，轉(zhuǎn)換開關(guān)1SA打至自動(dòng)位時(shí)，3，4點(diǎn)導(dǎo)通。運(yùn)營(yíng)時(shí)段BAS系統(tǒng)給常壓信號(hào)后 DC24V中間繼電器1KAK線圈得電吸合，1KAK輔助常開觸點(diǎn)閉合，運(yùn)行指示燈1HG點(diǎn)亮，同時(shí)，主繼電器1KM線圈得電，主回路主繼電器1KM主觸點(diǎn)閉合。照明回路導(dǎo)通。輔助常開觸點(diǎn)1KM閉合，照明回路自保持。停運(yùn)后BAS收回命令，DC24V中間繼電器1KAK線圈失電，1KAK輔助常開觸點(diǎn)斷開，運(yùn)行指示燈熄滅，同時(shí)主繼電器1KM線圈失電，主回路主繼電器1KM主觸點(diǎn)斷開。照明回路斷開。

圖1 XX站照明二次接線圖

綜上所述，10號(hào)線照明控制方式為BAS常壓信號(hào)正邏輯，即在運(yùn)營(yíng)時(shí)段BAS給常壓信號(hào)，將中繼的常開點(diǎn)接入照明回路，停運(yùn)后BAS收回命令，照明熄滅。

2.2 事故案例分析

2019年，10號(hào)線XX站發(fā)生了東站臺(tái)東站廳工作照明熄滅的故障，針對(duì)這一事故，進(jìn)行了詳細(xì)的調(diào)查，詳細(xì)事故分析如下：

（1）事故概述。XX站東站廳，東南站臺(tái)，東北站臺(tái)工作，節(jié)電照明熄滅。8：15手動(dòng)恢復(fù)。經(jīng)查：是由綜合控制機(jī)房?jī)?nèi)UPS電源饋出柜內(nèi)的PLC22的空開跳閘造成機(jī)電東環(huán)控內(nèi)BAS電源箱上口無電，致使東端站臺(tái)站廳照明熄滅。EPS應(yīng)急照明正常。

（2）調(diào)查分析結(jié)果。①由于模塊箱內(nèi)的配電合理，所以排除模塊箱以及其所控電源柜短路或過載引起的PLC22空開跳閘。②PLC22空開型號(hào)與BAS22電源箱內(nèi)的9個(gè)小型斷路器不匹配。根據(jù)斷路器產(chǎn)品特點(diǎn)：PLC22空開型號(hào)為C20即額定電流In為20A，用C型脫扣曲線即瞬時(shí)脫扣電流為（5～10）倍In，即瞬時(shí)脫扣電流為100～200A。而9個(gè)小型斷路器型號(hào)為D16，其額定電流為16A，由于D型脫扣曲線的脫扣電流為（10～14）In，所以其瞬時(shí)脫扣電流為160～224A。從數(shù)據(jù)看出，雖然額定電流上一級(jí)的空開要比下一級(jí)的空開數(shù)值大，但是在遇到過載和短路時(shí)，上一級(jí)的空開要優(yōu)先斷開。主要是C系列是針對(duì)感性負(fù)荷和高感照明系統(tǒng)提供線路保護(hù)。D系列對(duì)高感性負(fù)荷和有較大沖擊電流產(chǎn)生的配電系統(tǒng)提供線路保護(hù)。所以當(dāng)發(fā)生人為停電或意外停電（如：打雷、臺(tái)風(fēng)、意外短路、意外斷路等）時(shí)，會(huì)導(dǎo)致BAS系統(tǒng)上口失電或網(wǎng)路故障，進(jìn)而影響照明回路正常工作。③由于十號(hào)線照明控制方式在BAS系統(tǒng)上口失電或網(wǎng)路故障，發(fā)不出命令時(shí)，會(huì)導(dǎo)致照明熄滅，所以當(dāng)PCL22空開跳閘后，導(dǎo)致東站廳，東南站臺(tái)，東北站臺(tái)工作，節(jié)電照明熄滅。通過調(diào)查XX站照明故障的事故，發(fā)現(xiàn)存在當(dāng)BAS系統(tǒng)上口失電或網(wǎng)路故障時(shí)，導(dǎo)會(huì)致弱電信號(hào)消失，進(jìn)而導(dǎo)致照明回路斷開的隱患；同時(shí)我們也不能忽略當(dāng)電壓波動(dòng)或倒閘時(shí)，會(huì)使照明回路斷開；電源恢復(fù)后，照明無法立即恢復(fù)的隱患。下面我將通過對(duì)有可能出現(xiàn)的電源側(cè)故障或BAS系統(tǒng)故障，對(duì)10號(hào)線照明控制方式的穩(wěn)定性進(jìn)行分析和研究。

2.3 系統(tǒng)穩(wěn)定性分析

針對(duì)運(yùn)營(yíng)過程中有可能出現(xiàn)的電源側(cè)故障或BAS系統(tǒng)故障，下面將分析出現(xiàn)上述情況后10號(hào)線照明控制的工作方式。（1）電源側(cè)隱患。當(dāng)發(fā)生電源側(cè)倒閘或電壓波動(dòng)時(shí)，電源電壓降至0V，電源指示燈1HY熄滅，同時(shí)轉(zhuǎn)換開關(guān)1SA3、4點(diǎn)斷電，主接觸器1KM線圈失電，主回路主繼電器1KM主觸點(diǎn)斷開。照明回路斷開。當(dāng)線路中雙電源切換后或電源恢復(fù)時(shí)，轉(zhuǎn)換開關(guān)1SA3、4點(diǎn)導(dǎo)通，由于BAS系統(tǒng)采用常壓信號(hào)，即1KAK常開觸點(diǎn)始終閉合，所以主繼電器1KM線圈得電，主回路主繼電器1KM主觸點(diǎn)閉合。照明回路導(dǎo)通。（2）BAS系統(tǒng)隱患。BAS系統(tǒng)上口失電或網(wǎng)路故障（如PLC或PLC主站與從站通訊鏈路出現(xiàn)故障），發(fā)不出命令時(shí)，DC24V中間繼電器1KAK線圈失電，1KAK輔助常開觸點(diǎn)斷開，運(yùn)行指示燈熄滅，同時(shí)主繼電器1KM線圈失電，主回路主繼電器1KM主觸點(diǎn)斷開。照明回路斷開。照明回路斷開期間，只能等待BAS系統(tǒng)恢復(fù)后給出運(yùn)行指令或者到配電室將轉(zhuǎn)換開關(guān)打到手動(dòng)位置，手動(dòng)啟停照明。（3）穩(wěn)定性分析結(jié)果。通過以上分析得出結(jié)論：10號(hào)線照明控制優(yōu)點(diǎn)是能夠抵御電源側(cè)倒閘或波動(dòng)對(duì)照明的影響，電源電壓波動(dòng)時(shí)照明失壓；電源恢復(fù)，照明立即恢復(fù)。缺點(diǎn)是在BAS系統(tǒng)上口失電或網(wǎng)路故障，發(fā)不出命令時(shí)，無法及時(shí)恢復(fù)照明供電，只能到配電室將轉(zhuǎn)換開關(guān)打到手動(dòng)位置，手動(dòng)啟停照明。

3 改進(jìn)方案

為了避免類似現(xiàn)象發(fā)生，建議。

（1）將9個(gè)小型斷路器型號(hào)由D16改為C16，因?yàn)橐堰_(dá)到對(duì)所轄設(shè)備更好的保護(hù)以及更好地發(fā)現(xiàn)問題。（2）對(duì)10號(hào)線照明控制方式由常壓正邏輯改為常壓反邏輯。即將1KAK常開觸點(diǎn)改為常閉觸點(diǎn)。

方案論證：改進(jìn)后的照明控制方式在運(yùn)營(yíng)時(shí)段，BAS不發(fā)命令，將中繼的常閉點(diǎn)接入照明控制回路，當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)1SA打至自動(dòng)位時(shí)，運(yùn)行指示燈1HG點(diǎn)亮，同時(shí)主繼電器1KM線圈得電，主回路主繼電器1KM主觸點(diǎn)閉合。照明回路導(dǎo)通。停運(yùn)后BAS發(fā)出命令，DC24V中間繼電器1KAK線圈得電，1KAK輔助常閉觸點(diǎn)斷開，運(yùn)行指示燈熄滅，同時(shí)主繼電器1KM線圈失電，主回路主繼電器1KM主觸點(diǎn)斷開。照明回路斷開。由于中繼的常閉點(diǎn)接入照明控制回路，所以當(dāng)發(fā)生BAS系統(tǒng)上口失電或網(wǎng)路故障時(shí)，不會(huì)使中間繼電器線圈得電，進(jìn)而不會(huì)使中繼的常閉點(diǎn)斷開，保證了照明回路的正常工作。同時(shí)，由于照明控制方式采用常壓信號(hào)，保留了系統(tǒng)應(yīng)對(duì)電源側(cè)故障時(shí)不會(huì)對(duì)照明回路起到影響的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)然，系統(tǒng)中也存在一定的缺點(diǎn)，一旦BAS系統(tǒng)故障，停運(yùn)后照明不能自動(dòng)熄滅，要到配電室將轉(zhuǎn)換開關(guān)打到手動(dòng)位置，手動(dòng)停照明。但考慮此缺點(diǎn)不會(huì)對(duì)安全運(yùn)營(yíng)造成威脅，并且修改費(fèi)用低。用時(shí)短，所以認(rèn)為此方案可行。

4 結(jié)語(yǔ)

通過對(duì)10號(hào)線照明控制方式的研究和分析，發(fā)現(xiàn)確實(shí)存在當(dāng)BAS系統(tǒng)上口失電或網(wǎng)路故障，發(fā)不出命令時(shí)，無法及時(shí)恢復(fù)照明供電的隱患。將常壓正邏輯信號(hào)改為常壓反邏輯，在保留原控制方式的優(yōu)點(diǎn)同時(shí)增加照明回路對(duì)BAS系統(tǒng)故障時(shí)的抵御能力。由于地鐵環(huán)控系統(tǒng)的復(fù)雜性和特殊性，對(duì)車站設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的控制要求往往同一般樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)區(qū)別很大，在硬件的配置和軟件功能上有其特殊的要求，因此，在今后的地鐵建設(shè)中，要根據(jù)地鐵的實(shí)際情況，合理配置系統(tǒng)，完善系統(tǒng)功能，最大限度地提高地鐵環(huán)境控制系統(tǒng)的自動(dòng)化水平。