城市轨道交通城市轨道交通车站设备车站设备单元九 环境与设备监控系统任务1 环境与设备监控系统任务任务1 环境与设备监控系统环境与设备监控系统【学习目标学习目标】1、了解环境与设备监控系统构成；2、熟悉中央级控制系统的基本功能；3、熟悉车站级控制系统的基本功能；4、掌握设备监控系统主要的监控内容任务任务1 环境与设备监控系统环境与设备监控系统 一、环境与设备监控系统构成 城市轨道交通环境与设备监控系统是为给乘客创造安全、舒适、可靠的乘车环境，对城市轨道交通车站、区间的空调、通风、给排水、照明、车站动力、自动扶梯等设备的运行状态进行自动化管理，使设备按预设状态自动运行，节省能源，方便管理，使设备发挥最佳效益两个子系统：一是对通风空调系统设备、排烟设备，总称ECS(Environment Control System)设备进行监控的管理网络，其控制器采用冗余配置；二是对车站照明、自动扶梯、给排水等设备总称BS(Building System)设备进行监控的管理网络任务任务1 环境与设备监控系统环境与设备监控系统 城市轨道交通设备监控系统通过若干传感器采集信息，传输给就地控制器或远程I/O，完成控制和数据处理,OBS数据通过车站局域网进行数据交换，同时将数据传递给车站及监控系统计算机，同时执行车站监控系统计算机的控制指令，并将数据送至中央监控计算机，并执行中央监控计算机的控制指令。
ECS对于城市轨道交通的正常运行较为重要，由于PLC控制器具有较高的可靠性，采用冗余的PLC控制系统，保证ECS的安全可靠对于BS，则可采用PLC或DCS来实现任务任务1 环境与设备监控系统环境与设备监控系统 城市轨道交通设备监控系统设控制中心和车站两级管理，控制中心为主控级，车站为分控级控制结构为控制中心、车站、就地三级控制车站管理级的监控设备设置于车站控制室，控制中心管理级的监控设备设置于控制中心的中央控制室目前，不同城市轨道交通运营企业的设备监控系统根据各自线路本身的特点会有一定的区别，但其功能和逻辑结构基本相同，本书以北京地铁4号线的设备监控系统为例，简单介绍其功能，北京地铁4号线设备监控系统示意图如图9-l所示任务任务1 环境与设备监控系统环境与设备监控系统图9-l典型车站环境与设备监控系统构成图任务任务1 环境与设备监控系统环境与设备监控系统1、物理结构环境与设备监控系统结构分监控操作和控制两部分，完成对大多数设备或其子系统的监控任务如图9-1所示，监控操作分为OCC和SCR两层OCC：由监控工作站、大屏幕、服务器及其他计算机外围设备构成，其监控操作范围是全线所有的区间及车站监控子系统或设备。
SCR：由监控工作站、MCP及其他计算机外围设备构成，其监控操作范围是某车站及相关区间所有监控子系统或设备任务任务1 环境与设备监控系统环境与设备监控系统 如图9-1所示，典型车站环境与设备监控系统的主要控制设备包括主控PLC、MCP盘PLC、就地控制站PLC、车站监控主站、通信控制器、MCP盘等各个设备的功能规划如下：（1）主控PLC（冗余配置）主控PLC（冗余配置）是PLC系统控制核心，也是数据中心，其功能包括：操作或指令优先级判断（操作源、工况等）；模式冲突判断并执行；时间表存储；时间表控制；任务任务1 环境与设备监控系统环境与设备监控系统时间同步；被控设备信息数据汇总并存储；与管理层交换数据；与MCP盘PLC交换数据；与各就地控制站PLC交换数据；焓值计算及回路调节2）MCP盘PLCMCP盘控制器，同时作为主控PLC的备份，其功能包括：MCP盘控制；MCP操作记录；任务任务1 环境与设备监控系统环境与设备监控系统根据接收到的FAS信息，生成火灾模式的模式号码及触发源信息；操作或指令优先级判断；时间同步；被控设备信息数据汇总并存储；与管理层交换数据；与主控PLC交换数据（数据转发、操作源信息、操作记录）；与各就地控制站PLC交换数据。
任务任务1 环境与设备监控系统环境与设备监控系统（3）就地控制站PLC 就地控制站PLC的功能包括：所控设备的状态数据采集；所控设备的控制输出；所控设备之问的连锁判断与控制；所控设备的逻辑控制（故障互备、定时互备）；所控设备控制优先级判断（手动、模式、时问表、自动等）；与主控PLC交换数据；与MCP盘PLC交换数据；和其他就地控制站PLC交换数据；任务任务1 环境与设备监控系统环境与设备监控系统执行主控MCP盘PLC的控制命令；大功率设备启动计时；设备运行时数累计；设备故障次数累计；设备报检；设备更换统计信息清零任务任务1 环境与设备监控系统环境与设备监控系统（4）车站监控主站车站监控主站的功能包括：采集并显示本车站设备监控系统及其设备状态；传达操作员向系统发出的指令；记录操作、事件及趋势信息；与OCC交换数据；与主控PLC和MCP盘PLC交换数据；向主控PLC转发FAS信息任务任务1 环境与设备监控系统环境与设备监控系统（5）通信控制器是环境与设备监控系统与其他系统的申行接口控制器，同时作为车站监控主站的IO冗余，其功能包括：控制与冷水机组、事故电源、屏蔽门系统、电扶梯系统的串行通信；车站监控主站的IO.Alarm和Trend冗余。
6）MCP盘MCP盘的功能包括：向车站EMCS系统发出灾害模式控制指令；显示灾害模式的运行状态任务任务1 环境与设备监控系统环境与设备监控系统2、逻辑结构 环境与设备监控系统的一般软件逻辑结构如图9-2所示其中OCC和车站的HMI客户端的逻辑地位是相同的，且是互为备用的关系同理在车站，SCR/OS和车站监控系统通信控制器形成IO,Alarm和Trend功能的冗余关系，从而保证同车站控制系统实时数据传输的可靠性任务任务1 环境与设备监控系统环境与设备监控系统图9-2环境与设备监控系统逻辑结构图任务任务1 环境与设备监控系统环境与设备监控系统 二、环境与设备监控系统运行基本原则1、监控操作优先级 （l）监控操作源优先级 监控操作源有3个：OCC监控工作站（简称OCC/OS），SCR监控工作站(简称SCROS),SCR的MCP盘（简称MCP），设备就地控制箱（简称LCP）优先级原则为：越靠近底层的（即距离设备越近的）操作源其优先级越高根据这个原则，则上述3个监控操作源优先级顺序关系如表9-1所示任务任务1 环境与设备监控系统环境与设备监控系统表9-1监控操作源优先级顺序关系编编 号号优先优先级级()名名 称称操作地点操作地点实现方式实现方式备备 注注A11LCP就地控制箱手自动转换开关，电气方式A22MCP车控室使能钥匙开关，逻辑判断A33SCR/OS车控室HMI画面切换按钮，逻辑判断A34OCC/OS控制中心任务任务1 环境与设备监控系统环境与设备监控系统（2）系统运行工况优先级 系统运行工况有3种：B1，火灾工况；B2，阻塞工况；B3，正常工况。
火灾工况优先级最高，正常工况优先级最低2、灾害工况控制优先级 灾工况和阻塞工况统称为灾害工况结合操作控制源和工况，优先级组合情况如表9-2所示系统灾害工况控制优先级的判断原则是：先判断操作源，后判断工况任务任务1 环境与设备监控系统环境与设备监控系统表9-2优先级组合情况编号编号优先级优先级()说说 明明操作地点操作地点备备 注注A1l单台设备就地控制就地控制箱A2B12MCP盘火灾模式控制车控室MCP盘A2B23MCP盘阻塞模式控制车控室MCP盘A3B13SCR火灾模式控制车控室监控工作站A3B25SCR阻塞模式控制车控室监控工作站A3B17OCC火灾模式控制OCC监控工作站A3B28OCC阻塞模式控制OCC监控工作站任务任务1 环境与设备监控系统环境与设备监控系统3、正常工况控制优先级 正常工况下对设备的控制有三种方式：手动、时间表和自动手动操作在任何时候均有效，即手动操作随时可以打断时间表或自动控制方式当操作员对某系统中某一设备进行手动操作后，则该系统自动进入手动控制状态，不受时间表和自动控制的限制，并且该系统其余设备均保持控制方式转换前的运行状态任务任务1 环境与设备监控系统环境与设备监控系统三、中央级控制中心基本功能 环境与设备监控系统中央级功能包括：管理、监控全线机电设备的运行情况；确定全线BAS的运行参数；确定全线BAS的运行模式，管理模式库和模式动作表；协调阻塞事故时的车站设备运行；全线运行数据采集、存储及处理；利用接收和存储的数据提供高级应用（提供设备检修报告、运行情况分析报告等）。
主要包括数据采集功能、显示功能、控制功能、管理功能具体功能描述如下：任务任务1 环境与设备监控系统环境与设备监控系统1、数据采集功能 中央级拉制中心采用应答、实时、定时三种方式与车站级实现双向数据传输1）应答方式：先由中央级下达数据调用指令及车站节点地址和数据类型，与车站节点地址吻合的车站系统予以响应，将本站数据信息选择性上传中央级下发控制指令，进行状态显示，程序下载等应用时，采用应答方式获取数据2）实时方式：事件一旦发生，则相关数据立即进行传送3）定时方式：根据预设的时间表，在预定的时间实现数据传送任务任务1 环境与设备监控系统环境与设备监控系统2、显示功能（1）车站设备综合显示：（2）工艺图显示：（3）分画面显示：（4）趋势图显示：（5）控制方式显示：（6）运行模式显示：（7）设备统计显示：任务任务1 环境与设备监控系统环境与设备监控系统3、控制功能 管理人员通过对全线设备和环境参数的自动监视，制定全线运行模式，调度、组织、协调全线车站设备按指定模式运行正常情况下，中心级BAS可以预选或编制运行模式，对环控自动化全线系统发布运行模式的调控指令；中心级可对车站主要设备进行遥控，其设备包括大型轴流风机、空调机组、冷水机组。
控制中心控制功能提供远程控制设备的能力，典型的控制命令有：开关，启停，升降，合分等一般情况下，不建议在中央级使用此种控制任务任务1 环境与设备监控系统环境与设备监控系统 在非正常丁作模式下启动相应的预设模式控制各相关系统高效协调丁作这是中央级最重要的控制功能在正常T作模式下，也可以对备车站的环境进行控制，设置车站控制参数（设定温度、湿度等），设定运行模式等l）控制方式选择：通过中央级控制方式显示画面，管理人员可以选择BAS控制方式当中央级选择中心控制方式且某车站级控制方式与中央级吻合时，中央级具有BAS的控制权限；当中央级选择车站级控制方式时，控制权限下放至车站控制权限为车站级优先任务任务1 环境与设备监控系统环境与设备监控系统（2）环控工艺选择：通过中央级环控工艺管理画面，管理人员可选择、修改各车站环控工艺模式（包括事故模式）环控工艺模式选择既可是单一模式，也可进行模式排队选择好的模式，经确认后下传至车站车站级控制系统将根据控制模式启动相关设备，并按时间表进行模式切换3）运行模式可编程：用户可在RSView中定制中心级运行模式显示面面，通过中心级运行模式显示画面，管理人员可修改、删除保存在数据库中全线各车站运行模式表的内容（包括事故运行模式）。
经确认，运行模式表下传至车站机电监控系统任务任务1 环境与设备监控系统环境与设备监控系统（4）运行模式预选及确认：（5）运行模式切换：（6）屏蔽和强制操作：（7）系统参数修改：包括报警限值修改、时间表修改、顺控序列修改等通过系统的优先级管理、安全机制、授权机制等实现控制的权限、优先级和安全性控制方式主要包括单点控制、模式控制、顺序控制、时间表控制、系统联动控制等任务任务1 环境与设备监控系统环境与设备监控系统4、管理功能 控制中心管理功能主要是对地铁机电设备（空调、通风、给排水及消防系统、自动扶梯照明等）实现自动化管理，进行程序自动、实时、定时监视设备运行状态，控制开启和关停，检测环境参数，调控环境舒适度及进行节能管理采集、处理有关信息，进行历史资料存档和设备维修管理通过数据库管理系统，实现对地铁全线设备的现代化管理，为地铁创建舒适、安全的乘车环境。