《城市轨道交通设备管理》课件：第十四章 设备监控系统（1）

1,城市轨道交通设备管理第十四章设备监控系统（1）,2,第十四章设备监控系统（1）,主要内容第一节设备监控系统概述第二节设备监控系统体系结构第三节系统设备接口,3,第一节设备监控系统概述,环境与设备监控系统英文简写为EMCSEnvironmentAndMachinecontrolSystem我国地铁规范为BASBuildingAutomaticSystem,4,第一节设备监控系统概述,BAS系统一个典型的集成系统具备集成系统的3个基本特性：开放系统应用需求接口,5,第一节设备监控系统概述,BAS系统所监控设备工艺作用方面可划分为两类：环控系统工艺设备地铁建筑附属其他机电设备,6,第一节设备监控系统概述,BAS系统的控制范围及相互关系,7,第一节设备监控系统概述,一、环控系统设备包括：车站通风空调系统隧道通风系统,8,第一节设备监控系统概述,1、车站通风空调系统1)公共区通风空调系统设备“大系统”兼做车站公共区排烟系统。,9,第一节设备监控系统概述,组成组合式空调机组空调新风机、回排风机消声器电动组合风阀、多叶调节阀、防排烟防火阀新风井、风道、混合室和风管,10,第一节设备监控系统概述,11,第一节设备监控系统概述,12,第一节设备监控系统概述,13,第一节设备监控系统概述,14,第一节设备监控系统概述,15,第一节设备监控系统概述,16,第一节设备监控系统概述,17,第一节设备监控系统概述,18,第一节设备监控系统概述,19,第一节设备监控系统概述,20,第一节设备监控系统概述,21,第一节设备监控系统概述,22,第一节设备监控系统概述,23,第一节设备监控系统概述,24,第一节设备监控系统概述,25,第一节设备监控系统概述,26,第一节设备监控系统概述,27,第一节设备监控系统概述,风机设备正常运行,风机设备故障,28,第一节设备监控系统概述,风阀开风阀关阀门开或关的过程中,29,第一节设备监控系统概述,柜式空调,30,第一节设备监控系统概述,吊顶空调,31,第一节设备监控系统概述,组合空调滤网堵塞故障空调运行空调故障,32,第一节设备监控系统概述,BAS系统控制对象是：组合式空调机组空调新风机回排风机各类电动风阀,33,第一节设备监控系统概述,这些设备两态设备回排风机有时也设计成三态设备。风阀一般被设计工作在不可调节的固定开度。,34,第一节设备监控系统概述,大系统一般集中、对称地分布车站站厅层两端的环控通风机房机房分别设置l台或2台组合式空调机组每台机组对应一台回排风机；车站每端设置一台空调小新风机。,35,第一节设备监控系统概述,大系统,36,第一节设备监控系统概述,2)车站设备与管理用房通风空调系统设备小系统兼排烟系统,37,第一节设备监控系统概述,组成空气处理机送风机、回排风机、排风机消声器(耐高温)多叶调节阀防排烟防火阀风管,38,第一节设备监控系统概述,BAS系统控制对象是空气处理机送风机、回排风机，排风机各类电动风阀。小系统设备车站站厅层两端的环控机房小系统通风机房内。,39,第一节设备监控系统概述,小系统,40,第一节设备监控系统概述,3)空调水系统设备车站制冷空调循环水系统组成冷水机组冷冻泵、冷却泵、冷却塔集水器、分水器、膨胀水箱二通调节阀、输水管道,41,第一节设备监控系统概述,BAS系统的监控对象是：冷水机组冷冻泵、冷却泵、冷却塔差压调节阀、二通调节阀测点是：冷冻水供回水温度冷却水供回水温度,42,第一节设备监控系统概述,二通阀,43,第一节设备监控系统概述,冷冻水泵运行水泵故障,44,第一节设备监控系统概述,水泵故障（红色）水泵运行（绿色）水泵停止（灰色）,45,第一节设备监控系统概述,供冷方式集中供冷设置l到多个集中冷站多个车站的冷量供应分站(独立)供冷。车站内部设置一个冷站本站的冷量供应。,46,第一节设备监控系统概述,水系统提供冷源冷源是冷冻水。水系统由两个循环组成冷冻水循环冷却水循环。BAS调节点一般是末端装置，及调节阀。,47,第一节设备监控系统概述,大系统水系统,48,第一节设备监控系统概述,小系统水系统,49,第一节设备监控系统概述,4)各类传感器、执行器温、湿度传感器(分室内、室外及风管式)二氧化碳浓度传感器等。输出标准信号010V420mA,50,第一节设备监控系统概述,执行器调节二通阀、压差调节阀开度可接收010V的控制信号。通过IO同BAS接口。,51,第一节设备监控系统概述,2、隧道风系统设备包括区间隧道车站隧道正常运营情况下排热换气灾害情况下定向排烟、排热和送新风。,52,第一节设备监控系统概述,这些设备一般包括：区间隧道风机(TVF)车站站层两端头长区间隧道的中部配线隧道风机配线隧道内隧道交汇处,53,第一节设备监控系统概述,车站隧道风机车站站厅层两端相关组合风阀各种风机、风井附近隧道洞口的风幕机,54,第一节设备监控系统概述,55,第一节设备监控系统概述,区间隧道风机、射流风机三态设备正转、反转和停止多个状态反馈点。车站隧道风机三态设备高速、低速和停止多个状态反馈点。其他均为两态设备。,56,第一节设备监控系统概述,隧道,57,第一节设备监控系统概述,3、给排水设备包括两类设备：电动蝶阀水泵,58,第一节设备监控系统概述,给排水设备,59,第一节设备监控系统概述,4、照明与导向指示照明一般包括：工作照明广告照明出入口照明区间照明事故照明电源消防无关的电源,60,第一节设备监控系统概述,5、电梯与自动扶梯车站公共区的配套设备车站公共区出入口处,61,第一节设备监控系统概述,6、屏蔽门环控系统采用屏蔽门制式BAS的监控和管理范围。屏蔽门自成系统专用控制器控制串口方式,62,第一节设备监控系统概述,7、人防门位于隧道内平时常开BAS通过IO接口人防门只监视，不控制。,63,第一节设备监控系统概述,8、防淹门过江或湖泊隧道内设有防淹门BAS系统通过IO接口防淹门监视其状态,64,第一节设备监控系统概述,门关门开门故障(底色变红),65,第一节设备监控系统概述,按图形可以弹出下面画面看防淹门的信息。,66,第一节设备监控系统概述,二、设备分布特点车站两端集中安装地风机房冷水机房车站两端的不同位置其他设备,67,第一节设备监控系统概述,分布不规律电扶梯排水设备站厅站台的空气参数传感器,68,第二节设备监控系统体系结构,一、系统结构与构成BAS从系统组成角度而言包括：中心BAS系统车辆段BAS系统车站BAS系统。,69,第二节设备监控系统体系结构,70,第二节设备监控系统体系结构,完整的BAS功能系统是一个大型SCADA系统以骨干网为基础地理上分散分层分布式系统结构,71,第二节设备监控系统体系结构,1、硬件系统结构从逻辑上讲硬件系统纵向包括3个层次中央级监控系统车站级监控系统现场控制级设备,72,第二节设备监控系统体系结构,BAS系统构成图,73,第二节设备监控系统体系结构,1）中央级监控系统主要位于OCC，其硬件构成：中央实时服务器中央历史服务器操作员工作站工程师工作站打印设备网络设备大屏幕或模拟显示设备等,74,第二节设备监控系统体系结构,75,第二节设备监控系统体系结构,其软件构成则包括：操作系统大型数据库系统应用软件应用软件开发与维护平台网管软件其他辅助软件等,76,第二节设备监控系统体系结构,2）车站级监控系统车站监控工作站PLC控制器具体包括：车站监控局域网打印机后备操作盘,77,第二节设备监控系统体系结构,78,第二节设备监控系统体系结构,3）现场控制级设备车站各就地监控点数据采集点具体包括：各类传感器执行器远程IO模块接口模块或装置,79,第二节设备监控系统体系结构,2、软件系统结构软件结构则同大多数的SCADA系统相同，包括：数据接口层数据处理层人机界面层,80,第二节设备监控系统体系结构,车站BAS结构又细分为三个层次：所承担的任务及网络监控层控制层接口层,81,第二节设备监控系统体系结构,车站BAS结构,82,第二节设备监控系统体系结构,监控层构成：车站监控工作站后备操作盘控制层包括：各种控制器通信控制器接口层则指：各种IO接口其他智能接口设备,83,第二节设备监控系统体系结构,二、系统设备BAS系统设备总体而言包括3类设备：监控设备接口及控制设备传感器与执行器,84,第二节设备监控系统体系结构,1、监控设备主要是指监控层设备包括网络设备、服务器监控工作站、维修工作站(工程师站)打印设备存储设备模拟屏或大屏幕,85,第二节设备监控系统体系结构,实时数据服务器/防病毒服务器,历史数据服务器,86,第二节设备监控系统体系结构,中央级系统服务器,87,第二节设备监控系统体系结构,车站级系统服务器,88,第二节设备监控系统体系结构,典型配置是：中心监控工作站。中心实时数据服务器。中心历史数据服务器。中心事件打印机。,89,第二节设备监控系统体系结构,中心报表打印机。中心模拟监控盘。中心大屏幕。中心交换机。中心打印服务器。,90,第二节设备监控系统体系结构,车站监控工作站及实时数据服务器。车站打印机。车站后备操作盘。车站两端图形操作终端。,91,第二节设备监控系统体系结构,风机监控室主柜,92,第二节设备监控系统体系结构,现场模块箱,93,第二节设备监控系统体系结构,2、接口及控制设备BAS的控制层包括：各种通信接口设备控制器等,94,第二节设备监控系统体系结构,1）控制器构建环控和机电设备控制层类型选择设置及数量档次,主控PLC,95,第二节设备监控系统体系结构,IBP控制盘PLC,A、B端环控冗余热备PLC,96,第二节设备监控系统体系结构,2）接口设备监控和管理各种机电设备通信转换装置对各种异步通信接口的处理,97,第二节设备监控系统体系结构,3、传感器及执行器BAS系统的重点环境控制末端装置BAS的主要控制内容,98,第二节设备监控系统体系结构,室外温湿度传感器,二氧化碳浓度传感器,99,第二节设备监控系统体系结构,风管温度传感器,压力传感器,100,第二节设备监控系统体系结构,电动调节阀门,电动执行器,101,第二节设备监控系统体系结构,BAS的控制与调节质量灵敏度精度可靠性耐用,102,第二节设备监控系统体系结构,三、系统网络构成BAS的主要环节支撑BAS三层结构传递BAS各种数据,103,第二节设备监控系统体系结构,1、车站监控网一般选择以太网。交换式快速(百兆)以太网拓扑结构星型或环型。,交换机,104,第二节设备监控系统体系结构,工业以太网使用环形网络，设置简单网络自愈时间10ms,105,第二节设备监控系统体系结构,2、控制网控制器之间的网络传递实时数据。应用中专用网络较多PLC制造厂商。分布在车站的两端,MB+网络,106,第二节设备监控系统体系结构,控制网的特点是：可靠性高冗余措施较完备保证实时性和确定性环网拓扑结构冗余配置介质为光纤,107,第二节设备监控系统体系结构,108,第二节设备监控系统体系结构,109,第二节设备监控系统体系结构,四、系统供电与接地独立、集中、不间断供电方式性质应属于一类负荷后备时间不小于30min,110,第二节设备监控系统体系结构,系统的接地问题。保护地工作地屏蔽地保护地和屏蔽地接在地铁综合接地网上避免多点接地,111,第三节系统设备接口,对于一个集成系统而言接口形式有三种方式：硬线IO接口低速率异步串行接口网络接口,112,第三节系统设备接口,BAS系统接口分布总图,113,第三节系统设备接口,一、与FAS接口BAS在火灾工况下FAS的联动控制系统消防联动控制设备通用技术条件承担了多项消防联动控制功能控制方式响应性反馈显示,114,第三节系统设备接口,两个系统需要共同完成消防联动控制BAS用于：启动排烟风机控制电梯运行至首层切断非消防电源启动事故照明打开屏蔽门启动应急导向指示等,115,第三节系统设备接口,FAS系统专用于火灾的设备启动消防泵启动水喷淋灭火系统气体灭火系统关闭或打开防火(卷帘)门等。系统间的接口进行的,116,第三节系统设备接口,BAS和FAS主机进行接口通过通信方式。有应答的协议。另外需开辟新的通信路径。BAS与FAS的接口点位于车站综控室BAS侧接口设备为IBP盘控制器。,117,第三节系统设备接口,BAS系统与FAS系统的接口,118,第三节系统设备接口,119,第三节系统设备接口,120,第三节系统设备接口,121,第三节系统设备接口,122,第三节系统设备接口,二、与低压接口马达控制中心(MCC)集中对风机、风阀进行电气控制BAS接口马达控制中心实现对环控设备的控制,123,第三节系统设备接口,124,第三节系统设备接口,采用马达控制中心的优点是：集中管理和控制便于和BAS接口方便