关于南京地铁三号线BAS系统相关技术的探讨论文

时间:2020-01-13

  1、BAS 系统主要功能

  1. BAS 系统在逻辑上分为中央级、车站级、就地级三个级层,不同级层的控制系统有各自的作用。中央级监控系统能够使地铁各设备按预定的模式运行,对区间隧道通风系统设备进行灾害及正常模式控制,对全线各站的空调系统、上下扶梯、垂梯、自动门、出入检票口等设备进行控制。车站级监控系统用来监控本车站及对应区间隧道的通风系统、站内空调系统、自动扶梯等设备,对意外事件进行报警,其方式主要是族群控制。

  2.BAS 软件架构

  对于地下车站,BAS 系统有两对控制器,设置在地下车站两端的环控电控室PLC 控制柜内,分别用于控制车站两端的机电设备。以车站大端的控制器为主,小端的控制器为辅。

  对于高架车站,BAS 系统只有一对控制器,设置在高架车站大端的综合监控设备室PLC 控制柜内,整个车站内的所有机电设备监控、环境参数监视等均由这一对控制器实现。与地下车站相比,兼具大端和小端所有的功能。

  3.权限流程设计思路

  通过 BAS 系统进行监控的现场设备的控制指令来源有OCC ISCS、车站ISCS、IBP 盘、FAS 火灾报警、模式指令解析(含时间表指令),以上这些来源可以分为中央级和车站级指令,对于大多数设备来说都还具有现场控制箱,实现最低层的就地控制功能,所以对于一个设备来说其控制层面可以分为中央级、车站级和就地级三级。其中就地级控制为最低层,优先级别最高且每个设备具有1 个;车站级控制的优先级别次之每个车站1 个;中央级控制的优先级别最低也是每个车站1个;每个层面之间的控制权限切换只能是从优先级高的向优先级低的切换而不能由优先级低的来夺取优先级高的权限。

  综合以上,在南京三号线BAS 系统的设备控制权限可以按以下区分结合以上思路:

  (1)就地/远控;(2)IBP 盘有效/无效;(3)FAS 指令;(4)车站ISCS 允许/禁止;(5)OCC ISCS 允许。

  其中(1)为设备级别的权限,每个受控设备一个;由设置在就地控制箱上的旋钮或开关实现权限的获取,具有最高优先级。权限表示为远程/就地中的就地。其中(2)、(3)、(4)为车站级别的权限,每个车站一个;(5)为中央级别的权限,全线只有一个。FAS 指令是指车站BAS 系统运行在非火灾工况条件下时,FAS 系统确认后发给BAS 的第一个火灾报警指令。当就地设备控制权限在远程的时候,由BAS 系统对设备进行控制。对于BAS 的设备控制操作又细分为:BAS 模式控制设备、BAS 点动(车站工作站点动或OCC 工作站点动)控制设备。设备是参加模式控制还是本身点动控制是由BAS 软件中的标志位来控制,此标志位在上位机画面上体现为“手动/自动”状态。

  4. 设备控制及其方式

  设备控制方式分为:点动、手动模式、自由模式、时间表。点动方式针对单个设备而言,手动模式、自由模式针对一组设备而言,时间表针对多组设备而言。点动:单个设备的启停、开关控制。

  手动模式:运营人员可以在ISCS HMI 上对单个模式进行控制。

  自由模式:根据设置在车站公共区、回风管路上等处的温湿度传感器或者计算出焓值后(焓值计算公式由环控工艺提出),同设计依据比较得出的目前环境条件下应该切换到执行哪种模式,如小新风、全新风或通风模式。

  时间表:根据预先定义好的时间序列自动执行该时刻的系统模式。

  4.1 点动控制方式

  点动控制方式是针对单个设备而言的。对于参加模式的可控设备,主要是通风空调系统设备和照明设备,每个设备都设置了一个“手动/自动”切换按钮,运营人员可在ISCS HMI 上点击此按钮以改变设备所处控制方式。当设备在“手动”位置时,HMI 设备开关控制指令亮显,表示该设备能接受单体设备控制指令;当设备在“自动”位置时,HMI 设备开关控制指定变灰,表示不能接受单个控制指令,该设备只接受群组即模式控制指令。设备在工作站上点动控制只受此“手动”位置影响,不受其他限制(例如不受IBP 盘“有效/无效”转换开关的限制)。但是对于在ISCS 工作站上被挂牌的设备,无论火灾还是正常工况下模式解析指令、单体设备点动控制指令都不能被执行。

  同时在ISCS HMI 上设置三个按钮(非保持型),“所有设备全自动方式”、“所有设备全手动方式”、“解除所有设备挂牌”。点击“所有设备全自动方式”按钮时,将使所有有“手动/自动”位的设备全部转到自动位置只接受模式解析控制指令;点击“所有设备全手动方式”按钮时,将使所有有“手动/自动”位的设备全部转到手动位置只接受HMI 上单个设备控制指令;点击“解除所有设备挂牌”按钮时,将解除所有设备的挂牌,从而使设备可以接受开关控制命令。

  4.2 手动模式控制方式

  模式根据工况不同,可以分为正常模式、火灾模式、阻塞模式。手动模式控制方式时对这三种模式都可以单个进行操作。

  正常工况时,正常模式指令下发,解析出设备动作指令后,将指令发送给设备。当ISCS 上设备的控制方式在“手动”位置时,设备不接受此指令,此指令无效;只有当设备控制方式在“自动”位置时,此指令才有效。

  火灾或阻塞工况时,无论ISCS 上设备在“手动”或“自动”位置时,灾害模式下发来的模式指令解析出的设备动作指令均有效。即灾害模式不受“手动/自动”位置的限制。

  当系统执行某一模式时,将其中某一设备由“自动”位变为“手动”位时,设备退出模式执行方式进行检修或其他操作;当检修或操作完成后,再将该设备从“手动”位变为“自动”位时,设备重新投入模式执行方式,则此时设备重新再执行前一时刻模式解析的动作指令。即模式控制指令一直保持。

  正常模式、火灾模式、阻塞模式的执行,不受IBP “有效/无效”转换开关的限制。即IBP “有效/无效”转换开关仅限制IBP 盘按钮是否有效,不对ISCS 工作站上下发的模式、FAS 联动BAS 下发的模式等进行限制。

  4.3 自由模式控制方式

  自由模式控制仅限于正常工况时的通风空调模式的切换,仅对于空调大系统、空调小系统、冷水系统(统称为空调系统)而言。

  自由模式是指BAS 根据环境传感器的测量值同设计依据比较得出的现在应该执行哪一种模式。当系统运行方式处于自由模式下,当前系统处于正常模式1,但是根据焓值计算或条件判断此时系统应该执行正常模式2,则系统将由正常模式1切换到正常模式2,其中风机、风阀等的控制将随着正常模式2 的模式解析指令而改变。

  在自由模式的情况下,BAS 系统根据当前的环境参数,并以一定的时间间隔,根据湿球温度或计算焓值选择需要执行的模式,以实现最大限度的节能。

  结语

  随着南京地铁三号线即将开通运营,地铁BAS 系统的相关设备的后期维护和检修也是一项重要的任务,在日常的工作中,由于相关设备的分散,在日常的维护与检修中需要结合每个站点情况制定相应的检修计划表,也可以通过建立相关的数据库等信息系统,从而进一步实现对地铁BAS 系统生命周期的全过程控制,这也是地铁BAS 系统的管理工作重要内容之一。