地鐵機電設備監控研究論文

　　摘要：本文從地鐵安全和節能角度，提出了一種基于IFIX的機電設備監控系統設計方案，該系統可以全面、有效的對地鐵環(huán)控系統設備以及其他機電設備進(jìn)行自動(dòng)化監控及管理。并在緊急情況下，通過(guò)對車(chē)站運行設備的調度及協(xié)調，使各種設備應用充分發(fā)揮其作用，保障設備正常運行，進(jìn)而保證乘客安全。

　　關(guān)鍵詞：地鐵；監控系統；機電設備

　　一、概述

　　我國城市軌道交通建設已經(jīng)進(jìn)入高速發(fā)展時(shí)期，并且在未來(lái)數十年都將會(huì )是城市建設的重要領(lǐng)域。因為地鐵是人流聚集的公共場(chǎng)所并深處地下，為確保設備處于可靠、高效、節能的最佳運行狀態(tài)，營(yíng)造舒適安全的地下乘車(chē)環(huán)境，就必須全面、有效的對地鐵環(huán)控系統設備和其他機電設備進(jìn)行自動(dòng)化監控和管理。尤其是在遇到阻塞或火災等緊急情況下，通過(guò)對車(chē)站運行設備的調度與協(xié)調，使各種設備應用的作用充分發(fā)揮，保障設備正常運行，進(jìn)而保證乘客安全。隨著(zhù)對地鐵運營(yíng)安全和管理水平要求的不斷提高，機電設備的種類(lèi)和數量多，分布廣，運營(yíng)過(guò)程中被監控對象之間的關(guān)系越來(lái)越復雜，因此需要一種功能強大、實(shí)施方便、結構簡(jiǎn)單的機電設備監控系統(以下簡(jiǎn)稱(chēng)BAS)來(lái)對車(chē)站中的各系統進(jìn)行實(shí)時(shí)監控和管理，提高工作效率，保證地鐵的正常運營(yíng)。

　　二、機電設備監控系統分析

　　1.BAS的監控范圍。一個(gè)典型車(chē)站的BAS控制的對象通常包括：環(huán)控系統(冷水機組、冷卻水泵、冷凍水泵、冷卻塔風(fēng)機、空調機組、客氣處理機、風(fēng)機盤(pán)管、新風(fēng)機、送風(fēng)機、回排風(fēng)機、TVF風(fēng)機、射流風(fēng)機、U/O風(fēng)機、聯(lián)鎖風(fēng)閥、電動(dòng)防火閥、全電動(dòng)防火閥、二通調節閥、壓差調節閥、溫度傳感器、溫濕度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器、壓差傳感器等)、給排水系統(水泵、電動(dòng)蝶閥)、照明系統(照明回路、事故照明)、人防門(mén)系統、電梯系統、自動(dòng)扶梯系統及屏蔽門(mén)系統。由于地下車(chē)站的環(huán)控設備系統復雜、耗能多，而地面和高架車(chē)站的環(huán)控設備系統簡(jiǎn)單，所以地下車(chē)站應設置BAS，地面和高架車(chē)站一般不設BAS。2.BAS的組成。城市軌道交通BAS由設置在控制中心的中央級監控系統、設置在各個(gè)車(chē)站車(chē)控室的車(chē)站級監控系統及就地級監控設備組成。系統網(wǎng)絡(luò )結構分為車(chē)站監控系統局域網(wǎng)、城市軌道交通骨干網(wǎng)和OCC(控制中心)局域網(wǎng)。車(chē)站監控系統局域網(wǎng)與OCC局域網(wǎng)均采用冗余的高速以太網(wǎng)，局域網(wǎng)之間通過(guò)骨干網(wǎng)進(jìn)行數據和命令的傳輸。

　　三、機電設備監控系統設計

　　1.硬件設計方案。車(chē)站級BAS系統的硬件體系包括兩部分，一是PLC控制器，二是現場(chǎng)設備。針對被控設備的特點(diǎn)，進(jìn)行現場(chǎng)I/O控制箱和傳感器的選型及配置，進(jìn)而釆用熱備冗余的PLC控制器構建車(chē)站級BAS系統。通常會(huì )根據系統控制范圍、車(chē)站規模、控制設備的分布特點(diǎn)及工藝需求配置系統。對于通風(fēng)空調系統的監控需求，高架車(chē)站與地下車(chē)站有所不同，修建與地面上的高架車(chē)站，不需要設置隧道通風(fēng)系統。因此，高架車(chē)站系統設置一套冗余的控制器，要求控制器選型與地下車(chē)站一致，而地下車(chē)站系統需要分別在車(chē)站兩端設置冗余的主、從控制器。當一臺控制器失靈時(shí)，另一臺自動(dòng)投入運行，保證系統正常運作，負責對車(chē)站及所轄區間環(huán)控設備的監控。為了實(shí)現對相關(guān)設備的監控，系統控制器應配置與電梯和自動(dòng)扶梯、智能低壓控制柜設備、應急照明電源、冷水機組等設備的數據通信接口以及與給排水水泵等的硬線(xiàn)接口。為了實(shí)時(shí)監測環(huán)境參數，要在現場(chǎng)布設二氧化碳濃度和溫濕度傳感器。在車(chē)控室設置系統與系統的通信接口，系統通過(guò)此接口接受系統發(fā)出的火災模式指令，并按接收到的模式指令將所監控的設備轉換成預定的火災運行模式狀態(tài)，將接收確認信號反饋給系統。2.軟件設計方案。BAS系統負責監控地下車(chē)站、區間隧道、高架車(chē)站內各種正常運營(yíng)保障設施和事故緊急防救災設施，是一個(gè)地理上分散的大型實(shí)時(shí)自動(dòng)化監控系統。其軟件架構一般包括人機界面層、應用數據處理層、接口通信層等。以Windows操作系統為基礎，根據機電設備的硬件特點(diǎn)和監控需求，可采用美國通用電氣公司(GE)的ProficyHMI/SCADA-iFIX軟件平臺，利用IFIX組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)和設計地鐵機電設備監控系統軟件架構的人機交互界面HMI，實(shí)現操作人員和各監控子系統之間的信息聯(lián)系。該系統可以實(shí)現實(shí)時(shí)監控，建立實(shí)時(shí)數據庫，采集相關(guān)數據并保存，查詢(xún)歷史數據，報警一覽及歷史報警數據查詢(xún)，生成、打印、保存日報表等功能。

　　四、系統功能

　　1.中心級功能。BAS網(wǎng)絡(luò )采用分層分布式現場(chǎng)總線(xiàn)結構，通過(guò)現場(chǎng)總線(xiàn)和RI／O與被控設備相連，監視車(chē)站的通風(fēng)、空調、給水排水、照明、電扶梯、屏蔽門(mén)、人防門(mén)等系統的運行狀態(tài)并對相關(guān)設備進(jìn)行控制，配置與綜合監控、FAS等系統數據通信接口。2.車(chē)站級功能。BAS系統可以全面有效的對車(chē)站各系統設備進(jìn)行自動(dòng)化監控及管理，實(shí)時(shí)、自動(dòng)、定時(shí)、現場(chǎng)就地監視設備運行狀態(tài)和參數。為了達到節能運行的目的，可根據環(huán)境參數對環(huán)控設備進(jìn)行最優(yōu)化控制和運行工況轉換。為確保設備運行狀態(tài)達到最佳，可以采集、處理有關(guān)信息，建立實(shí)時(shí)數據庫，報警一覽、歷史數據查詢(xún)，從而進(jìn)行設備維修管理，為乘客提供一個(gè)舒適且安全的乘車(chē)環(huán)境。

　　五、結語(yǔ)

　　地鐵機電設備監控系統屬于全新的智能化控制系統，對提高地鐵的運營(yíng)和管理的效率有巨大的作用。本文針對地鐵機電設備監控系統設計方案進(jìn)行了具體的分析和研究，該系統涉及了較多專(zhuān)業(yè)設備監控與運行的要求，在以后的實(shí)踐中，我們要綜合運用計算機、自動(dòng)控制、網(wǎng)絡(luò )等技術(shù)，結合地鐵實(shí)際情況，提高地鐵BAS系統對各類(lèi)機電設備的智能化控制水平，提高工作效率，保證地鐵的正常運營(yíng)。

　　參考文獻：

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