地铁机电设备监控研究

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摘要：本文从地铁安全和节能角度，提出了一种基于IFIX的机电设备监控系统设计方案，该系统可以全面、有效的对地铁环控系统设备以及其他机电设备进行自动化监控及管理。并在紧急情况下，通过对车站运行设备的调度及协调，使各种设备应用充分发挥其作用，保障设备正常运行，进而保证乘客安全。

关键词：地铁；监控系统；机电设备

一、概述

我国城市轨道交通建设已经进入高速发展时期，并且在未来数十年都将会是城市建设的重要领域。因为地铁是人流聚集的公共场所并深处地下，为确保设备处于可靠、高效、节能的最佳运行状态，营造舒适安全的地下乘车环境，就必须全面、有效的对地铁环控系统设备和其他机电设备进行自动化监控和管理。尤其是在遇到阻塞或火灾等紧急情况下，通过对车站运行设备的调度与协调，使各种设备应用的作用充分发挥，保障设备正常运行，进而保证乘客安全。随着对地铁运营安全和管理水平要求的不断提高，机电设备的种类和数量多，分布广，运营过程中被监控对象之间的关系越来越复杂，因此需要一种功能强大、实施方便、结构简单的机电设备监控系统(以下简称BAS)来对车站中的各系统进行实时监控和管理，提高工作效率，保证地铁的正常运营。

二、机电设备监控系统分析

1.BAS的监控范围。一个典型车站的BAS控制的对象通常包括：环控系统(冷水机组、冷却水泵、冷冻水泵、冷却塔风机、空调机组、客气处理机、风机盘管、新风机、送风机、回排风机、TVF风机、射流风机、U/O风机、联锁风阀、电动防火阀、全电动防火阀、二通调节阀、压差调节阀、温度传感器、温湿度传感器、压力传感器、流量传感器、压差传感器等)、给排水系统(水泵、电动蝶阀)、照明系统(照明回路、事故照明)、人防门系统、电梯系统、自动扶梯系统及屏蔽门系统。由于地下车站的环控设备系统复杂、耗能多，而地面和高架车站的环控设备系统简单，所以地下车站应设置BAS，地面和高架车站一般不设BAS。2.BAS的组成。城市轨道交通BAS由设置在控制中心的中央级监控系统、设置在各个车站车控室的车站级监控系统及就地级监控设备组成。系统网络结构分为车站监控系统局域网、城市轨道交通骨干网和OCC(控制中心)局域网。车站监控系统局域网与OCC局域网均采用冗余的高速以太网，局域网之间通过骨干网进行数据和命令的传输。

三、机电设备监控系统设计

1.硬件设计方案。车站级BAS系统的硬件体系包括两部分，一是PLC控制器，二是现场设备。针对被控设备的特点，进行现场I/O控制箱和传感器的选型及配置，进而釆用热备冗余的PLC控制器构建车站级BAS系统。通常会根据系统控制范围、车站规模、控制设备的分布特点及工艺需求配置系统。对于通风空调系统的监控需求，高架车站与地下车站有所不同，修建与地面上的高架车站，不需要设置隧道通风系统。因此，高架车站系统设置一套冗余的控制器，要求控制器选型与地下车站一致，而地下车站系统需要分别在车站两端设置冗余的主、从控制器。当一台控制器失灵时，另一台自动投入运行，保证系统正常运作，负责对车站及所辖区间环控设备的监控。为了实现对相关设备的监控，系统控制器应配置与电梯和自动扶梯、智能低压控制柜设备、应急照明电源、冷水机组等设备的数据通信接口以及与给排水水泵等的硬线接口。为了实时监测环境参数，要在现场布设二氧化碳浓度和温湿度传感器。在车控室设置系统与系统的通信接口，系统通过此接口接受系统发出的火灾模式指令，并按接收到的模式指令将所监控的设备转换成预定的火灾运行模式状态，将接收确认信号反馈给系统。2.软件设计方案。BAS系统负责监控地下车站、区间隧道、高架车站内各种正常运营保障设施和事故紧急防救灾设施，是一个地理上分散的大型实时自动化监控系统。其软件架构一般包括人机界面层、应用数据处理层、接口通信层等。以Windows操作系统为基础，根据机电设备的硬件特点和监控需求，可采用美国通用电气公司(GE)的ProficyHMI/SCADA-iFIX软件平台，利用IFIX组态软件开发和设计地铁机电设备监控系统软件架构的人机交互界面HMI，实现操作人员和各监控子系统之间的信息联系。该系统可以实现实时监控，建立实时数据库，采集相关数据并保存，查询历史数据，报警一览及历史报警数据查询，生成、打印、保存日报表等功能。

四、系统功能

1.中心级功能。BAS网络采用分层分布式现场总线结构，通过现场总线和RI／O与被控设备相连，监视车站的通风、空调、给水排水、照明、电扶梯、屏蔽门、人防门等系统的运行状态并对相关设备进行控制，配置与综合监控、FAS等系统数据通信接口。2.车站级功能。BAS系统可以全面有效的对车站各系统设备进行自动化监控及管理，实时、自动、定时、现场就地监视设备运行状态和参数。为了达到节能运行的目的，可根据环境参数对环控设备进行最优化控制和运行工况转换。为确保设备运行状态达到最佳，可以采集、处理有关信息，建立实时数据库，报警一览、历史数据查询，从而进行设备维修管理，为乘客提供一个舒适且安全的乘车环境。

五、结语

地铁机电设备监控系统属于全新的智能化控制系统，对提高地铁的运营和管理的效率有巨大的作用。本文针对地铁机电设备监控系统设计方案进行了具体的分析和研究，该系统涉及了较多专业设备监控与运行的要求，在以后的实践中，我们要综合运用计算机、自动控制、网络等技术，结合地铁实际情况，提高地铁BAS系统对各类机电设备的智能化控制水平，提高工作效率，保证地铁的正常运营。

作者:金立艳 单位:南京交通职业技术学院机电工程学院

参考文献：

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