GE智能設(shè)備（上海）有限公司 陳新宇

9號(hào)線二期工程,由徐家匯至浦東楊高中路，全長(zhǎng)14.5公里，共計(jì)10個(gè)車站，在2008年底實(shí)現(xiàn)貫通，計(jì)劃將于世博之前通車。9號(hào)線向西可達(dá)松江、向東可達(dá)浦東（遠(yuǎn)期至崇明），是上海最長(zhǎng)的地鐵線路。

應(yīng)用背景

軌道交通9號(hào)線二期工程（初期）工程BAS系統(tǒng)制式：地下車站均采用屏蔽門系統(tǒng)。在車站兩端分別設(shè)置區(qū)間隧道活塞/機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)和車行區(qū)排熱系統(tǒng)。地鐵地下站僅有車站的出入口、通風(fēng)亭及隧道口與大氣相通，地鐵投運(yùn)后，隨著客流量上升和行車密度加大，將在地下空間內(nèi)產(chǎn)生大量的熱量及有害氣體，如不采取有效措施，必將造成地鐵內(nèi)環(huán)境的不斷惡化。

　　客戶需求

因此，將對(duì)地鐵內(nèi)的溫度、濕度和空氣流速等進(jìn)行控制，控制峒體升溫，為乘客提供適宜的乘車環(huán)境，并在緊急情況下保證乘客的安全；同時(shí)對(duì)車站建筑內(nèi)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)主要包括區(qū)間隧道通風(fēng)系統(tǒng)、車站隧道通風(fēng)系統(tǒng)、車站公共區(qū)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)（也稱大系統(tǒng)）、設(shè)備用房空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)（也稱小系統(tǒng)）、車站的水系統(tǒng)的設(shè)備加以監(jiān)控，以保證地鐵正常運(yùn)營。

　　解決方案

上海軌道交通9號(hào)線二期工程BAS系統(tǒng)，采用兩級(jí)治理、三級(jí)控制模式，對(duì)全線各車站的通風(fēng)空調(diào)、給排水及消防、照明等系統(tǒng)、電梯及自動(dòng)扶梯、屏蔽門、人防密閉門、防淹門等機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。系統(tǒng)接入一期工程控制中心統(tǒng)一治理，中心級(jí)設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)在一期工程基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展。正常情況下，一般送排風(fēng)和防排煙設(shè)備由BAS控制。發(fā)生火災(zāi)和列車阻塞等情況時(shí)，BAS響應(yīng)FAS發(fā)出的聯(lián)動(dòng)控制信號(hào)，強(qiáng)制轉(zhuǎn)入相應(yīng)的災(zāi)難模式，執(zhí)行對(duì)應(yīng)模式下站內(nèi)和區(qū)間防排煙通風(fēng)設(shè)備的聯(lián)動(dòng)控制。

　　根據(jù)上海軌道交通9號(hào)線二期工程BAS系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)，BAS控制器采用了GE公司的高端產(chǎn)品PACSystems RX7i自動(dòng)化系列產(chǎn)品，采用GE公司的VersaMax系列作為RI/O和I/O模塊。

　　本方案所選控制系統(tǒng)的設(shè)備具有先進(jìn)性、開放性和可靠性。在十年內(nèi)不被淘汰或可以用同類型產(chǎn)品代替，且不需要改變其它相關(guān)設(shè)備的硬件和軟件，保證設(shè)備的兼容性。

1.系統(tǒng)構(gòu)成及配置

1.1.網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成及配置

　　BAS系統(tǒng)由設(shè)置在控制中心中央級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)、設(shè)置在車站控制室車站監(jiān)控系就地監(jiān)控設(shè)備組成。

　　中央級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)建立在開放的、高可靠性的TCP/IP雙以太網(wǎng)環(huán)境中，是一個(gè)具有客戶/服務(wù)器（Client/Server）結(jié)構(gòu)的開放式計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)。中央級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)在控制中心內(nèi)。OCC局域網(wǎng)是采用冗余標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)以太網(wǎng)（TCP/IP協(xié)議），把OCC的所有車站設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備連接起來，通過通信轉(zhuǎn)換接口連接到通信系統(tǒng)所提供的接口，實(shí)現(xiàn)OCC局域網(wǎng)與車站設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)廣域網(wǎng)的連接。

　　地下站車站級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)由工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)構(gòu)成。車站級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)有互為冗余的控制器、遠(yuǎn)程I/O等設(shè)備。監(jiān)控、記錄全線各車站的通風(fēng)、空調(diào)、給排水、照明、電梯、自動(dòng)扶梯、屏蔽門/安全門、防淹門等設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及故障報(bào)警。同時(shí)在車站控制室設(shè)置緊急控制盤IBP。

1.2中央級(jí)構(gòu)成及配置

中央級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)由OCC局域網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)包括主備監(jiān)控站、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、工程師工作機(jī)、操作員監(jiān)控工程站等設(shè)備。如圖：

1.3車站級(jí)構(gòu)成及配置

車站的站級(jí)BAS為帶有監(jiān)控工作站的PLC 控制系統(tǒng)，主要設(shè)備包括監(jiān)控工作站、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、打印機(jī)、PLC 控制器、遠(yuǎn)程I/O 裝置、IBP盤、傳感器、現(xiàn)場(chǎng)總線及總線轉(zhuǎn)換器等。

車站級(jí)PLC 控制系統(tǒng)采用兩臺(tái)相同配置的PACSystems RX7i，分別設(shè)在車站兩端的環(huán)控電控室，并以同步光纜相互連接。兩臺(tái)PACSystems RX7i能實(shí)現(xiàn)無縫切換，任何一臺(tái)PLC的故障均不能造成設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)功能的下降。車站級(jí)PLC 系統(tǒng)采用工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)連接遠(yuǎn)程I/O 裝置，站內(nèi)的風(fēng)水電設(shè)備和檢測(cè)儀表采用硬線和遠(yuǎn)程I/O裝置接口連接。車站級(jí)PLC 系統(tǒng)同時(shí)采用通信接口連接FAS 控制器，實(shí)現(xiàn)火災(zāi)狀態(tài)下各種機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行協(xié)調(diào)。PACSystems RX7i控制器具備控制設(shè)備聯(lián)動(dòng)、操作優(yōu)先次序、實(shí)現(xiàn)時(shí)間表操作和實(shí)現(xiàn)模式控制等功能，并對(duì)設(shè)備進(jìn)行有秩序的監(jiān)控，通過一定的計(jì)算，來實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制，對(duì)中央級(jí)下達(dá)的控制指令和控制模式、設(shè)定值的更改和其他關(guān)聯(lián)參數(shù)的修正，亦由控制器處理后執(zhí)行。

　　2.系統(tǒng)功能

2.1. 控制中心級(jí)功能

根據(jù)地鐵運(yùn)行環(huán)境及車站其他系統(tǒng)的監(jiān)控要求，確定并修改全線隧道及車站通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行模式，并把相關(guān)的運(yùn)行模式通過監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)下載給車站，使車站設(shè)備按給定的模式運(yùn)行；同時(shí)按照節(jié)能優(yōu)化系統(tǒng)的控制要求，確定最優(yōu)的運(yùn)行模式，也向車站下達(dá)其他所有車站設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)控制的機(jī)電設(shè)備的模式和時(shí)間表控制。

2.2.車站級(jí)功能

·對(duì)車站及區(qū)間的環(huán)控、給排水、照明設(shè)備實(shí)施運(yùn)行監(jiān)視和控制，對(duì)站內(nèi)電梯、自動(dòng)扶梯、屏蔽門/安全門、防淹門等設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及故障報(bào)警實(shí)施監(jiān)視。

·對(duì)車站典型區(qū)域的溫度、濕度等環(huán)境參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

· 采集和記錄車站及區(qū)間機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和故障報(bào)警信息和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并按需要報(bào)送控制中心。

· 在執(zhí)行控制中心的控制指令時(shí)，進(jìn)行站內(nèi)相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行協(xié)調(diào)。

·采集火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)等系統(tǒng)數(shù)據(jù)，交換運(yùn)行信息和控制信息，按照火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的控制要求，控制與防災(zāi)有關(guān)設(shè)備在火災(zāi)工況下的運(yùn)行模式，并將執(zhí)行完畢后的設(shè)備狀態(tài)反饋給火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的報(bào)警主機(jī)，保證在各種工況下的運(yùn)行控制協(xié)調(diào)。

·具有針對(duì)各種運(yùn)行模式、各種狀態(tài)條件的控制預(yù)案和控制時(shí)間表，正常情況下按時(shí)間表程序運(yùn)行，事故、阻塞或故障情況下執(zhí)行預(yù)案程序。

· 統(tǒng)計(jì)車站和區(qū)間設(shè)備的累計(jì)運(yùn)行時(shí)間，并根據(jù)設(shè)備保養(yǎng)要求，對(duì)設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)提供建議。能自動(dòng)形成各種設(shè)備運(yùn)行參數(shù)報(bào)表，或隨時(shí)變更設(shè)備運(yùn)行參數(shù)（如啟停時(shí)間、控制參數(shù)等）?？蓪?shí)現(xiàn)備用設(shè)備自動(dòng)切換運(yùn)行等，控制有關(guān)機(jī)電設(shè)備的平均使用時(shí)間，從而延長(zhǎng)此類設(shè)備（如各種水泵等）的使用壽命。

·實(shí)施預(yù)定的能源管理方案，使得車站在滿足舒適性條件下，降低能耗，提高經(jīng)濟(jì)效益。

·具有彩色動(dòng)態(tài)顯示及多級(jí)功能顯示，對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀況、設(shè)備故障及其報(bào)警級(jí)別有直觀表示，報(bào)警的同時(shí)具有聲光報(bào)警。

· 能根據(jù)需要自動(dòng)生成各類統(tǒng)計(jì)報(bào)表，定期打印輸出數(shù)據(jù)報(bào)表（日?qǐng)?bào)表、周報(bào)表、月報(bào)表等）。

2.3.模式控制要求

BAS系統(tǒng)主要包括以下幾種運(yùn)行模式，每一種模式可以按照時(shí)間、地點(diǎn)、環(huán)境、工況的不同作進(jìn)一步細(xì)分。

　　1) 正常模式

行車按計(jì)劃進(jìn)行、各系統(tǒng)運(yùn)行正常、主要設(shè)備運(yùn)行正常時(shí)的工作模式，是最常用的一類工作模式。

正常模式下，BAS主要按照時(shí)間表的編排，對(duì)各種機(jī)電設(shè)備進(jìn)行常規(guī)控制。

控制中心可以實(shí)時(shí)顯示各車站監(jiān)控對(duì)象的工作狀態(tài)，在對(duì)全線各車站及區(qū)間內(nèi)設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)巡檢的基礎(chǔ)上，建立設(shè)備管理歷史數(shù)據(jù)庫，并根據(jù)需要生成各種統(tǒng)計(jì)報(bào)表，為變頻節(jié)能控制儲(chǔ)備歷史資料。

　　2) 災(zāi)害模式

發(fā)生火災(zāi)、水災(zāi)或其他重大災(zāi)害性事故情況下的工作模式，其中按災(zāi)害事件發(fā)生的位置又分為區(qū)間災(zāi)害和車站災(zāi)害等幾種。

當(dāng)火災(zāi)報(bào)警控制器的報(bào)警信號(hào)被確認(rèn)時(shí)，火災(zāi)報(bào)警控制器將火災(zāi)的位置以及聯(lián)動(dòng)控制指令發(fā)送到BAS，令BAS進(jìn)入火災(zāi)控制模式。此時(shí)，BAS按照火災(zāi)報(bào)警控制器的模式控制指令，強(qiáng)制執(zhí)行預(yù)先編制的控制預(yù)案，調(diào)用相應(yīng)模式的控制程序，或按照人工操作指令執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作，配合車站和區(qū)間的防排煙控制和人員疏散。

　　3) 阻塞模式

列車在區(qū)間或車站運(yùn)行受阻，導(dǎo)致無法按計(jì)劃行車時(shí)的工作模式。

相關(guān)的車站冗余PLC控制主機(jī)接收來自中央控制室防災(zāi)指揮中心的阻塞模式控制指令， 轉(zhuǎn)入阻塞工作模式。阻塞模式下，BAS按照接收到的列車阻塞位置以及區(qū)間、車站的人員情況，執(zhí)行預(yù)先編制的控制預(yù)案，配合進(jìn)行車站和區(qū)間的通風(fēng)控制和人員疏散。

3.機(jī)電設(shè)備監(jiān)控

3.1.大系統(tǒng)監(jiān)控功能

要保證地鐵車站的站廳層和站臺(tái)層的空氣品質(zhì)，不僅要做到焓值控制、空氣品質(zhì)控制、干球溫度優(yōu)化控制，還要做到整個(gè)空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)有良好的氣流組織，保證將新鮮的空氣運(yùn)送到目的地，將污染物排出地鐵外，同時(shí)使得地鐵車站的整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)處于高效節(jié)能的優(yōu)化運(yùn)行狀態(tài)。

典型地鐵車站大系統(tǒng)監(jiān)控主畫面如下圖所示：

3.2.小系統(tǒng)監(jiān)控功能

小系統(tǒng)主要由設(shè)在車站小系統(tǒng)內(nèi)的空氣處理機(jī)組、送、回/排風(fēng)機(jī)來實(shí)現(xiàn)。通過測(cè)量典型房間的溫度、濕度和其他參數(shù)去控制相關(guān)的空氣處理機(jī)組、送、回/排風(fēng)機(jī)的運(yùn)行。小系統(tǒng)的溫度、濕度監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置設(shè)于車站控制室、兩端的環(huán)控電控室、及高、低壓室內(nèi)。

典型地鐵車站小系統(tǒng)監(jiān)控主畫面如下圖所示：

3.3.車站空調(diào)水系統(tǒng)

車站大系統(tǒng)和小系統(tǒng)共用一套冷水系統(tǒng)，由車站冷水機(jī)組提供冷凍水。車站監(jiān)控系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)通訊方式與冷凍水系統(tǒng)接口，對(duì)車站用水冷螺桿式冷水機(jī)組、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔等進(jìn)行監(jiān)控。

典型地鐵車站空調(diào)水系統(tǒng)監(jiān)控主畫面如下圖所示：

3.4.給排水系統(tǒng)

污水泵、廢水泵、雨水泵、區(qū)間水泵等。

典型地鐵車站給水系統(tǒng)監(jiān)控主畫面如下圖所示：

3.5.照明

工作照明、出入口照明、事故照明電源的監(jiān)控等。

典型地鐵車站給水系統(tǒng)監(jiān)控主畫面如下圖所示：

3.6.自動(dòng)扶梯、電梯系統(tǒng)

站臺(tái)與站廳自動(dòng)扶梯、電梯、出入口自動(dòng)扶梯。

典型地鐵車站給水系統(tǒng)監(jiān)控主畫面如下圖所示：

　　實(shí)施結(jié)果

　　目前該項(xiàng)目正在項(xiàng)目實(shí)施階段。

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