地铁bas解决方案

1、文档来源为 :从网络收集整理 .word 版本可编辑 .欢迎下载支持地铁 bas 解决方案篇一：地铁 BAS空调调节方案 地铁 BAS空调调节方案一概述 地铁运营中，空调系统是个耗能大户，其中对于空调 系统冷机、风机、水泵是主要的耗电设备，要想降低空调系 统的能耗， 只能从这些设备的正确运行中实现。 根本上来说， 空调系统的总能耗的多少最终是由室内达到的温湿度环境 决定的，即空调系统的能耗维持整个车站温湿度与室外温湿 度的差。如果室内环境高于大多数人都比较满意的温湿度要 求，高出需求的这部分空调系统能耗显然是毫无必要的。因 此要想降低空调系统能耗，必须首先从合理的室内温湿度环 境上，进行分析研

2、究，最理想的模式就是任何情况下所供给 的等于所需求的。变风量空调的基本原理正是通过改变送入 室内的风量及温度来满足整个车站人员对室内不同温湿度 的要求，同时自动地适应室外环境对车站建筑物内温湿度的 影响，真正达到所供即所需。显然，不同人员对温湿度的需 求是不同的，而且室外环境也是不停变化的，要想达到所供 即所需，空调系统就必须是一个实时自适应的系统。地铁空调系统有别于地面建筑，特别是空调大系统， 其调节对象是一个大空间的温度，具有明显的大滞后特点，但有一点有利因素是，广州地铁五号线环控采用屏蔽门制式， 使得被控对象免除受活塞风的干扰，这样为EMCS系统控制调节提供了便利，调节可只考虑出入口处的

3、冷量散失。正常 情况下，地铁公共区热负荷主要来自乘客，具有一定的规律 性。为阐述上的方便，本节将集中关于 EMCS系统如何实现 对地铁空调系统的调节与控制，重点围绕包括水系统末端二 通阀的调节控制、冷站供回水压力控制、机组台数控制等的 控制策略及工程实现方法而展开，如下所述。二空调水系统1冷站节能及优化控制1）能量调节及水系统控制 为保证冷源及水系统的正常运行，充分利用EMCS系统强大的数据处理与分析功能，恰当地对系统进行调节，从而 达到提高运行品质，降低运行能耗的作用，产生经济效益。冷源及水系统的能耗由冷水机组主机电耗、冷冻水、 冷却水和各循环水泵电耗、冷却塔风机电耗等构成。如果冷 冻水末端

4、各站都有良好的自动控制，冷水机组供冷量在满足 各站需求的前提下，其节能就要靠恰当地调节机组的运行状 态，提高其制冷效率（即 COP值）和降低冷冻水循环泵、冷 却水循环泵及冷却塔风机的电耗来获得。由于冷站同时为多个车站供冷，冷冻水循环泵须提供足够的循环水量并满足各站的压降，可能的节能途径是减少各个站冷冻水调节阀的节 流损失，并尽可能使循环水泵在效率最高点运行。这样，冷 源与水系统的节能控制就主要通过如下 3 个途径完成： 维持各车站的最低冷量需求，尽可能提高冷水机组出 口水温以提高冷水机组的 COP；当采用二级泵系统时，减少 冷冻水加压泵的运行台数或降低泵的转速，以减少水泵的电 耗；根据冷负荷状

5、态恰当地确定冷水机组运行台数，以提 高冷水机组 COP值；在冷水机组运行所允许的条件下，尽可能降低冷却水 温度，同时又不增加冷却泵和冷却塔的运行电耗。2）冷冻水的调节控制 目前供冷回路多采用二级泵系统，二级加压泵采用变 频调速时，运行费最省。常规的运行方式是固定冷水机组的 供水温度设定值 （如 7），同时按照设计工况要求的各站压 头确定末端各站供回水干管压差的设定值 pset ，根据实测 出的该点压差与 pset 之关系调整冷冻水加压泵的转速， 使 该处压差一直维持于 pset 。这样做可以满足各个站的要求， 但并非是最省能的运行方式。如果设计工况下要求各站的资用压头为50kPa，管网压降为

6、100kPa 时，冷水回压泵的扬程为 15m。在部分负荷时， 如果在 7供水温度下所有各站都只要求50%流量，则管网压降仅为 25 kPa ，为了仍维持 50 kPa 的末端压差，加压泵 扬程应为。这时若将加压泵转速降至50%，其扬程仅为，因此只能将泵的转速降至 70%左右，并使其工作点左移，偏离 水泵的最高效率点。由此加压泵就不能如变频器厂商所宣传 的“流量降低至一半，电耗可节约 %”，而只能节约 50%左右 （视泵的工作曲线形状） ，实际上此时各个站并不需要 50 kPa 压差。如果不调节阀门，应仅需要 kPa 压差。由此只好关小 阀门，大部分压力消耗在各站调节阀上。这时，如果适当提 高制

7、冷机供水温度，增加各站需要的水量，可提高冷水机组 的 COP，从而降低冷水机组电耗；也可以进一步降低加压泵 转速，不去维持末端的 50 kPa 资用压头，减少各站调节阀 的消耗，从而进一步减少水泵能耗。实际上各个站对水量和水温的要求不会同时降低，冷 冻水系统应满足所有各站的要求，这就要靠EMCS系统观测各个车站的工作状况，确定各站对流量和水温的最大要求， 从而做出适宜的调整。当冷冻水系统的各站是用二通阀自动进行变水量调节 时，其调节的本质是通过增大水量来降低回水温度，由此使 水侧平均温度下降，传至空气侧的冷量增加；或者减少水量 以提高回水温度，从而使水侧平均温度上升，减少传至空气 侧的冷量。这

8、样，当各站的冷水阀开至最大，各站的供回水 温差仍很大时，说明各站水侧的资用压头不够，导致流量不 足，应通过增加冷冻水加压泵转速来提高各站的资用压头从 而提高各站流量；当各站冷水阀开至最大，而供回水温差已 很小时，则表明通过各站的水量已很大，但水温偏高，应进 一步降低供水温度。反之亦然，当各站水阀关得很小而供回 水温差仍然很小时，说明资用压头太大，各站水量太高，应 降低回压泵转速；而当水阀关得很小，供回水温差过大时， 表明各站在很小的流量上即已满足需求，此时可以适当提高 供水温度，使各站流量适当加大。这样，由各站的阀位状况 及供回水温差状况即可判断该各站对水侧压头及供水温度 的需求。由于冷冻水系

9、统需同时满足所有各站对水量及水温的要求，因此可按表 3-3 的逻辑去确定对水温及水泵的调节。 两级泵系统的控制逻辑如下表 B1-08 所述： 表 B1-08其中 tmax ，tmin 分别为希望的供回水最大温差和 最小温差， 当设计的供回水温差为 5时，可取 tmax=6， tmin=4 。允许的温差太大可降低要求的流量，但相应要 降低冷水机组出口温度设定值，降低冷水机组效率，而允许 的温差太小尽管可适当提高冷水机组水温设定值，但将使水 泵流量增大，电耗增加。上述调节方式可以在满足各站工况要求的前提下最大 限度地提高冷水机组运行效率和降低本泵运行电耗，从而达 到最大的节能效果。同时这种调节方式

10、还具有很好的稳定性。 例如当 Vmax 大于 90%， t1 tmax 时，按照上述逻辑， 应加大水泵转速。 由此使各个站流量增大， 空气侧温度降低， 各调节阀相应地逐渐关小，至开度最大的阀门阀位降至 90% 以下，水泵的调节停止。而按照维持末端压差的传统方法时当各站要求减少流 量而关小阀门时，末端压力升高，由此使水泵转速降低，这 将导致各个站流量又偏小，空气侧温度逐渐升高，于是又纷 纷开大阀门， 使流量加大， 引起末端压力监测点的压力降低， 进而又导致水泵转速增加。由于各个站是根据工况来调节其 阀门，具有较大热惯性和时间延迟，而阀门及水泵的调节作 用导致的末端压力的变化惯性很小，由此很容易造

11、成上述的 振荡过程发生， 需要小心地设计控制算法， 整定好调节参数， 才能消除此振荡。与此相比，表 B1-11 的调节方式却是从其 机理上就具备自稳定性质的调节过程，建议采用这种方案。上述的调节方法的条件是各车站空调为两通阀变流量 调节，并均有控制器控制。各车站的现场控制器都需要具有 与冷站的控制器通讯功能。通过通讯得到各个冷水站的实际 需求，从而实现这种恰好使各站的要求得到满足的调节。如果广州地铁四号线的工程现状不具备上述调节的条 件，我们研究了一套压差方法调节的优化方案，并在以往的 工程实际应用中，十分成功。此方案具体描述如下图 B1-14 所示：上述调节方法中的表 B1-08 的控制逻辑

12、中，不难发现供 回水管的温差及阀门的开度的变化，其目标在房间的冷量需 求，其源在冷水机组的出水口水温及供回水压差，即房间冷 量的需求影响着阀门的开度，当阀门开到最大程度，将会影 响着供回水管的温差的增大，当温差变化达到极限后，还不 能满足房间冷量的需求时，需调节二级泵增压，二级泵转速 达到极限（极限指设备运行最佳效率的区间范围，比如转速 在 80%90%范围运行效率最高）时，就只能降低冷水机组出 水口的水温来满足要求。下面我们再分析一下，当房间冷量需求一定时，冷机 出水口水温 t （本参数设为定值，此定值设定点为供冷高效效范围的中间值， 在所有的参数变化均不能满足负荷要求时，方可降低此参 数）

13、、供回水压差 P、供回水温差 t 、空调二通阀阀位 L 四个变量的关系，见下表 B1-09 ：表 B1-09 弄清上述参数的关系后，我们很容易得出以下结论 表 B1-10 的各参数之间的逻辑关系 （因为间接影响因素滞后， 本逻辑关系可按各个环节组织，忽略间接影响因素） ：表 B1-10上述方案具体调节回路如下图 B1-15 （二级泵调速回 路），图 B1-16 （空调二通阀开度调节回路） ：图 B1-15图篇二：地铁 BAS系统现场网络结构的说明 V1关于地铁 BAS系统现场级网络应用的说明1、概述地铁 BAS 系统作为综合监控系统的重要组成部分承担 着地下车站机电设备监控以及紧急情况下防灾救

14、灾的重责。 由于地下车站机电设备分布广泛，因此BAS系统核心控制器及远程 IO 之间一般通过网络通信的形式连接。随着城市轨 道交通技术的发展，国内外地铁环境与设备监控系统已经走 过了各站分离的阶段，进入了全线组网的新阶段，设备监控 多采用分散控制、集中管理的系统模式。目前BAS系统现场级网络主要有全总线和工业以太网两种实现形式。由于现场总线技术的各种标准之间转换困难、系统集 成存在各种壁垒等种种制约性，而相对的工业以太网的种种 优势，随着全球工业自动化技术的不断进步，造成了BAS系统网络正在从现场总线向工业以太网方向发展的趋势。2、工业以太网与现场总线比较目前国内城市轨道交通 BAS系统普遍采

15、用 PLC 设备， 是一个基于网络的自动化系统，涉及多种通信及网络技术， 如用于装置控制层的现场总线技术。而由于现场总线标准存 在 12 种之多，如何统一现场总线标准经过了16 年的标准大战，最终没有形成一个统一的标准，多标准等于无标准，因 此无论是最终用户还是制造商，普遍都在关注现场总线技术 的发展动态，寻求高性能低成本的方案。以太网技术由于其 开放性、稳定性和可靠性，在全球范围取得了巨大成功，因 此如何对以太网技术进行改进，使其适合应用于工业控制领域的数字通信，已成为业内近 些年内的热门研究方向，很多人都寄希望于现场总线技术在 以太网技术的基础上达成统一，改变目前多标准并存的现状， 同时用

16、以太网统一工业控制网络的各个层次，实现真正的无 缝信息集成。 BAS 系统网络也随着工业以太网的发展，逐渐 实现装置控制层设备由采用现场总线改变为工业以太网技 术。1) BAS 系统采用工业以太网方案对比传统的总线方 案具有以下优点：传统双现场总线方案中，车站两端冗余 PLC 各自负责 一端的 BAS系统设备。对于车站内需要联动运行的部分设备， 如正常模式下分布在车站不同端的风机、风阀联动、火灾模 式下的两端空调系统联动等均需要两端的冗余PLC之间首先相互联动和确认设备状态到位后才能执行下一步动作。在常 规地铁设计中，车站两端的冗余 PLC 虽然采用了热备方式， 配置了两块背板、两块 CPU、

17、两块电源等，但所有的模块均 放置在同一房间甚至同一面控制柜内，当房间内发生火灾或 电源故障，容易引起冗余 PLC 整体故障。而一端的冗余 PLC 一旦退出服务，则另一端的冗余 PLC则可能因为联锁动作失 败而导致系统整体瘫痪。若采用光纤环网方式连接两端冗余 PLC，若一端冗余 PLC 发生整体性故障退出服务，系统将立 即切换到另一端的一套冗余 PLC上继续工作，保证系统在极 端恶劣的情况下能正常运行，中央和车站下达的指令能迅速 传达到现场设备。 ?传统双现场总线方案中，双总线均采用平行布线方式， 两条总线紧靠着分布到就地控制箱。发生火灾或其他特殊情况时，极易引起两条总线同时中断，从而造成系统与

18、 RI/O 之间失去联 系。而光纤环网采用分布式布线方式，一条光纤在车站内分 布成环状，一旦发生火灾或其他特殊情况，总线将立即切换 传输路径，不会造成 PLC与 RIO 之间的通信中断。传统双现 场总线方案中，主要传输介质是通讯电缆。在复杂环境下， 通讯电缆容易受到地铁内各种电磁干扰源的干扰。而采用光 纤介质则可从根源上避免电磁干扰对系统的影响。传统双现场总线方案中，各厂家的控制器均采用专用 的协议进行通信，现场调试或诊断时需要专用工具或特殊软 件才可进行。而光纤环网采用标准开放的 Modbus TCP/IP 协 议，通过手提电脑上的 RJ45 接口即可进行调试和诊断，现 场调试和维护将十分便

19、利。2）相对现场总线而言，现场级装置采用工业以太网也 存在一些不足：现场级装置采用工业以太网组网将增加前期投资费用， 由于地铁车站内通讯距离较长，故采用工业以太网需增加环 网光纤设备及光纤熔接费用。 大量采用光纤熔接会造成施 工控制难度较大。综上所述，采用环线环网的 BAS 系统方案具有系统可 靠性高，抗干扰能力强以及调试、维护方便等特点，但同样 也存在相应的不足性，但整体对比传统现场总线方案具有更 大的实用优势。 3 、国内轨道交通 BAS现场网络应用状况从国内轨道交通历史和现状看，在BAS 系统出现的早期，由于条件的限制， 其现场级网络主要以全总线网络为主。 具有地铁 BAS系统应用业绩的四大品牌：罗克韦尔（ A-B）、施耐德