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、有效的對地鐵環控系統設備以及其他機電設備進行自動化監控及管理。并在緊急情況下，通過對車站運行設備的調度及協調，使各種設備應用充分發揮其作用，保障設備正常運行，進而保證乘客安全。
關鍵詞：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進入高速發展時期，并且在未來數十年都將會是城市建設的重要領域。因為地鐵是人流聚集的公共場所并深處地下，為確保設備處于可靠、高效、節能的最佳運行狀態，營造舒適安全的地下乘車環境，就必須全面、有效的對地鐵環控系統設備和其他機電設備進行自動化監控和管理。尤其是在遇到阻塞或火災等緊急情況下，通過對車站運行設備的調度與協調，使各種設備應用的作用充分發揮，保障設備正常運行，進而保證乘客安全。隨著對地鐵運營安全和管理水平要求的不斷提高，機電設備的種類和數量多，分布廣，運營過程中被監控對象之間的關系越來越復雜，因此需要一種功能強大、實施方便、結構簡單的機電設備監控系統(以下簡稱BAS)來對車站中的各系統進行實時監控和管理，提高工作效率，保證地鐵的正常運營。
二、機電設備監控系統分析
1.BAS的監控范圍。一個典型車站的BAS控制的對象通常包括：環控系統(冷水機組、冷卻水泵、冷凍水泵、冷卻塔風機、空調機組、客氣處理機、風機盤管、新風機、送風機、回排風機、TVF風機、射流風機、U/O風機、聯鎖風閥、電動防火閥、全電動防火閥、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、電動蝶閥)、照明系統(照明回路、事故照明)、人防門系統、電梯系統、自動扶梯系統及屏蔽門系統。由于地下車站的環控設備系統復雜、耗能多，而地面和高架車站的環控設備系統簡單，所以地下車站應設置BAS，地面和高架車站一般不設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、設置在各個車站車控室的車站級監控系統及就地級監控設備組成。系統網絡結構分為車站監控系統局域網、城市軌道交通骨干網和OCC(控制中心)局域網。車站監控系統局域網與OCC局域網均采用冗余的高速以太網，局域網之間通過骨干網進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，二是現場設備。針對被控設備的特點，進行現場I/O控制箱和傳感器的選型及配置，進而釆用熱備冗余的PLC控制器構建車站級BAS系統。通常會根據系統控制范圍、車站規模、控制設備的分布特點及工藝需求配置系統。對于通風空調系統的監控需求，高架車站與地下車站有所不同，修建與地面上的高架車站，不需要設置隧道通風系統。因此，高架車站系統設置一套冗余的控制器，要求控制器選型與地下車站一致，而地下車站系統需要分別在車站兩端設置冗余的主、從控制器。當一臺控制器失靈時，另一臺自動投入運行，保證系統正常運作，負責對車站及所轄區間環控設備的監控。為了實現對相關設備的監控，系統控制器應配置與電梯和自動扶梯、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接口。為了實時監測環境參數，要在現場布設二氧化碳濃度和溫濕度傳感器。在車控室設置系統與系統的通信接口，系統通過此接口接受系統發出的火災模式指令，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，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站、區間隧道、高架車站內各種正常運營保障設施和事故緊急防救災設施，是一個地理上分散的大型實時自動化監控系統。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組態軟件開發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，實現操作人員和各監控子系統之間的信息聯系。該系統可以實現實時監控，建立實時數據庫，采集相關數據并保存，查詢歷史數據，報警一覽及歷史報警數據查詢，生成、打印、保存日報表等功能。
四、系統功能
1.中心級功能。BAS網絡采用分層分布式現場總線結構，通過現場總線和RI／O與被控設備相連，監視車站的通風、空調、給水排水、照明、電扶梯、屏蔽門、人防門等系統的運行狀態并對相關設備進行控制，配置與綜合監控、FAS等系統數據通信接口。2.車站級功能。BAS系統可以全面有效的對車站各系統設備進行自動化監控及管理，實時、自動、定時、現場就地監視設備運行狀態和參數。為了達到節能運行的目的，可根據環境參數對環控設備進行最優化控制和運行工況轉換。為確保設備運行狀態達到最佳，可以采集、處理有關信息，建立實時數據庫，報警一覽、歷史數據查詢，從而進行設備維修管理，為乘客提供一個舒適且安全的乘車環境。
五、結語
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行了具體的分析和研究，該系統涉及了較多專業設備監控與運行的要求，在以后的實踐中，我們要綜合運用計算機、自動控制、網絡等技術，結合地鐵實際情況，提高地鐵BAS系統對各類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。
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