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1、3环境与设施监控系统（BAS 系统 ）的设计方案系统的车站级设计方案BAS 系统作为综合监控系统的子系统，车站控制室监控设施、控制中心设 备）配置及主要功能的实现均集成于综合监控系统， 车站级与中央级之间的通讯 网络也由综合监控系统搭建。 BAS 系统现场设施主要由 PLC 控制器、远程 I/O （ RI/O ）模块、通讯接口模块、各种传感器等设施以及现场级网络组成。依据 BAS 系统的性能要乞降设计原则对 BAS 系统的车站级设计以下。系统电源与接地的配置地下车站内A端BAS设施的不中断供应电源（UPS电源）由通讯综合UPS 电源供应，经过综合监控系统配电柜分派后， 为环境与设施监控系统供应
2、路馈出 回路，回路容量为9k VA，UPS 电源后备时间为知足最大负荷状况下许多于 1 小时，BAS控制柜设置配电回路对电源进行分派，供应给车站的BAS设施，车站内B 端 BAS 设施的 UPS 电源由 BAS 自行设置 UPS 供应。每个模块箱内部系统设施 工作电源和联动控制电源需分开设置。如图 4-1 是车辆段 BAS 系统图。至控制中心通讯通道打印机环调工作站综合监控系统系统服务器车站控制室IBP冗余PLC端冗余PLC （主）交 换 机交 换 机FAS控制器通讯接 口设施保护工作站冗余PLC区间水泵机房I/OI/OIBP盘PLC通讯接口设施通讯接口设施I/O冗余PLC光钎冗余PLC端冗余
3、PLC （从）通讯接 口设施I/OI/OI/O给 排低压动I力照明风机变通风空调设施给排水 I/O低 力E动 照明风机/风阀/照明给排水/空调设施/各种传感器/履行器图4-1车辆段BAS系统图车辆段BAS系统的设计在车辆段通风空调机房设置一套 BAS控制柜，内设一套非冗余PLC，对车辆 段主要建筑内的动力照明、空调、给排水设施进行监控吲，PLC与远方I/O之间采纳冗余总线通讯，车辆段主要模块采纳与车站PLC相同的型号。在BAS控制柜 设置1套保护工作站，实现对 BAS设施的保护管理功能。PLC经过与车辆段综合 监控系统、FAS系统等设施接口，实现综合监控系统对车辆段机电设施的监控， 火灾联动举
4、措的履行等功能。至控制中心通讯通道综合监控系统交换机交换机IBPPLCFAS控制器通讯接 口设施事七源智 能 照 明I/O通风空调保护工作站I/oI/O低压动力照明 风机/风阀/照明给排水/空调设施/各种传感器/履行器图4-2车辆段BAS系统图高架车站BAS系统的设计高架车站综合监控设施室内设置 BAS控制柜，内设1套冗余PLC、I/O组件、通讯接口组件等设施实现对车站机电设施的监控。在车站的空调机房、照明配电室、各种水泵邻近等地点设置远程I/O模块箱，实现对水泵、动力照明配电回路、各种传感器等设施的监控。冗余PLC经过冗余现场总线连结远程I/O模块箱。在BAS控制柜设置1套保护工作站，实现对
5、BAS设施的保护管理功能。冗余PLC通 过与车站级综合监控系统、FAS系统等设施接口，实现综合监控系统对车站机电设施的监控，火灾联动举措的履行等功能。至控制中心通讯通道综合监控系统交换机交换机IBPIBP盘PLCFAS控制器冗余PLC冗余PLC保护工作站冷事,水故机电组源LV.Jr通 风 空 调7d给排水-低压动力照明变 频 器通讯接口设施智能照明风机/风阀/照明给排水/空调设施/各种传感器/履行器图4-3高架车站BAS系统图地下车站BAS系统的设计BAS系统在车站控制室IBP盘（综合监控系统供应）上设置1套非冗余PLC, 用于实现IBP上的各样模式控制命令、点控命令的下发，机电设施运行状态的
6、显 示等功能。BAS系统在车站两头的环控电控室分别设置 BAS控制柜，柜内配置冗 余PLC、I/O组件、通讯接口组件等设施，分别对车站两头的机电设施进行监控。此 中凑近车站控制室的一端（A端）的冗余PLC为主控制器，另一端（B端）的冗 余PLC为从控制器。B端冗余PLC与A端冗余PLC之间经过高速冗余现场总线进行通讯，IBP盘 PL与主、从冗余PLC之间也经过高速冗余现场总线通讯，此网络独立于综合监 控系统的车站级网络。主控制器（A端冗余PLC ）经过与车站级综合监控系统（SISCS ）、火灾报警系统（FAS ）等设施接口，实现综合监控系统对车站机电 设施的监控，火灾联动举措的履行等功能。在A
7、端的BAS控制柜设置1套保护工 作站，实现对BAS设施的保护管理功能。在设施房、公共区、风管等地点设置不一样温湿度、温度、二氧化碳浓度等 传感器，在空调水系统设置二通调理阀等设施收集环境等参数以及控制阀门开度 等。在车站及车站所辖区间的环控机房、照明配电室、各种水泵邻近、电扶梯邻 近，等地点设置远程I/O模块箱，实现对空调水系统阀门、水泵、动力照明配电 回路、各种传感器等设施的监控。主从控制器经过冗余现场总线连结远程I/O模块箱。区间的远程I/O经过光纤 介质与车站PLC通讯。主、从控制器经过冗余现场总线与智能低压系统、排热风机 变频器、冷水机房冷水机组群控系统、EPS等连结，实现对有关设施的
8、监控。优化BAS环控系统设计环控（通风空调）系统主要包含车站冷水系统、车站通风系统和地道通风系统，是BAS系统的主要和重要的监控对象。由图 5可知，车站、地道通风系 统所需的凉风量是由冷水系统供应的，环控系统中的通风系统依据地铁环境、时 间、季节的不一样，运行的工况模式也不一样，相应冷水系统，所要供应地道和车站 的凉风量也有所不一样。所以，经过各样先进控制方法使环控系统中的各个设施始 终运行在最高效率范围内，是BAS系统的最优化状态。实此刻保障地铁环境舒坦 的同时，使地铁的能耗达到最低，节俭不用要的能源耗费，也适应了国家倡导的 节能理念。冷却塔送风 车站空调设施终端回风压差旁通阀冷却机组冷凝器
9、冷却机组冷凝器冷凝机组+旁通虑水办理设施旁通虑水办理设施图 4-4 水系统工艺原理图全局优化控制方案设计地铁空调水系统分为冷却水系统和冷冻水系统。 冷却水系统：从冷却塔送出 冷量，经过冷却水泵、冷水机组冷凝器、最后回到冷却塔；冷冻水系统：集水器 经过冷冻水泵、 冷水机组蒸发器再由分水器发送到各个空调机组， 冷量在各环节 循环后最后回到集水器。 在冷水机组蒸发器和冷凝器中有一次热能互换， 冷水通 过热互换汲取室内环境的热量经冷水循环系统将这些热量传递给蒸发器， 而后在 制冷剂循环系统的作用下， 热量转移到了冷凝器中， 载冷剂与冷却水在那边进行 热互换，热量最后进入冷却水循环。环控系统循环共有 5
10、 个可调理点：冷水机组：冷凝器和蒸发器、二级泵、二 通阀、送风机和回排风机，每个环节点之间都存在密切联系，互相影响。所以，只 需保证上述各个设施一直运行在最高效率范围， 即可使整个环控系统处于性能最 优状态，这是全局最优控制方案的基本思想。设计方案详细以下：应从终端出发，第一保证送风机工作在最高效率地区，知 足车站环境所需，为防止空调地区出现压差，应是回排风机以相同效率运行。其次， 挨次使二通阀， 二级泵均处于效率最高状态， 最后经过调理冷水机组台数与出水 温度来实现所需冷量。所以，将系统分为五个部分：室内温度控制、室内压力控制、 送风温度控制、冷冻水供回压差控制、冷源流量控制，每部分经过不一
11、样的调制方 法，实在该部分的性能最优，最后达到全局最优。室内温度控制1 控制方案室内温度控制采纳送风机变风量调理（VIW），变风量调理原理：利用变频 器调理风机转动频次，使风机传递冷量与空调区的温度变化互相持衡，使室温 T w 与环境要求温度 Ts 基本保持一致， 从而实现室内温度控制。 依据变风量调理 原理可知，变频器内置的限幅比率控制器可实现对送风机风速的闭环控制， 其采 用了一个温度闭环 PID 调理回路。*图4-5温室控制框图此中：T0=送风温度设定；ATs=室温偏差：GF目标送风量；f=送风机频次;Gs=送风量：AQ=室内负荷变化扰动：Tf室内温度。2问题重点(1 )过程变量选择地铁
12、环境十分复杂，有起码两个楼层，此中站厅、站台在不一样层，公共区面 积较大，人员流动分别不均，所以地铁室内的实质温度相差很大。这使丈量实质 室温Tw变得十分麻烦，关于这类状况有两种方法比较常用，此中一种是以车站 回风混淆室的温度Tc作为丈量的实质室温值；另一种是丈量地铁公共区多处温 度，去其加权均匀作为丈量的实质室温值。(2) VAV方式下空调地区数学建模地铁属于地下轨道交通，其大多数都在地下(高架铁占很小部分)，车站温度根源与太阳的辐射没关，除车站内设施发出热量，基本是流感人员所产生。从 而可知，车站室温变化主假如由流感人员所带动的热量和新风量的变化惹起的。所以, 室内温度控制是非线性、时变系
13、统。由能量守恒定律可知，室内的温度变化值是单位时间进入车站所带来的能量 除掉单位时间从车站流出的能量。表3-1回排风量调理符号说明持号说1fl1I-单检C,loreAn宝W IS热塑KJ/h怕温皇田护皓枸的热阻h.Cf KJh1,1 1*P空幣度.呵取严|立&n网凤S4度宁可认为Iu送眞湿厦弋Gc空勺毎压比摘.C-J.01Kj/K6/k宅外空T滋厦aCTi1恒温室时柯常0!hK恆祁蜀调节谧迥冊放大廉蠱Kn宦泡宜扰动通倉怖枚大蕭薮6 %室内蚪干扰址丽蜜代换轉成宝内热議的变化A G恆耀童入量卞起调节作用A tn怛規室输出易殖或破週琳耳综上所述，依据变风量调理环控系统的调理通道和扰乱通道的数学模型可得出 图4-6所示的空调地区模型构造图。图4-6 VAV下恒温空调地区模型构造图(3 )控制实现经过变风量调速(WIV )调理送风机的风量，实现室内温度控制，如图4-7。但有点需要注意，使用 VAV控制时，为防止室内的气压降低使组织气流恶化, 不可以将送风量调的太小，应保证系统的最小新风量。jl L乩殍Jaiff 1914 MB71AlM口助平苛打冷MlJi、Jr1_、L|HIM1_ jf-PtH3RLL 片r-HnlF4t HP髦宙-jF XLW瓦 e I r | drIFK龍警-f I rlLM.M H EH书虫CA詆林風沟图4-7送风机变风量回路调理图室内压力控制因为人体
