环控电控柜设备及其典型故障处理维护保养方法

环控电控柜设备及其典型故障处理维护保养方法通风空调系统概述12345环控电控系统架构典型元器件的简介与设置火灾工况下的工作流程故障处理与维护保养目录一通风空调系统概述利于保护乘客人身安全降低了列车进站的噪音，提高了服务品质减少了隧道和车站的空气对流，车站空气品质与温度场易控增强了隧道的活塞效应，利于隧道的通风与排热★特点（站台门制式）区间隧道通风系统机械早晚通风隧道风机（TVF）车站隧道通风系统：轨顶与轨底风道轨排风机（TEF）大系统：小系统：空调水系统：主要用于夏季降温的情况，经过过滤、杀菌、表冷等一系列处理后送入车站公共区和管理区。隧道活塞风大系统是对站厅站台公共区供冷、换风处理。对设备用房、管理用房进行换风、供冷。一通风空调系统概述★组成一通风空调系统概述★风机设置隧道风机（TVF）：设于车站两端的环控机房内，通常一端有两台，为双向轴流风机。运营前半小时与运营后半小时后开启，风机反转向隧道内送风，正转指风机由隧道向外界大气排风，采用软启动器启动。排热风机（TEF）：设于车站两端的环控机房内，通常一端有一台，为单向轴流风机。功率比隧道风机小，在运营时候开启，采用变频调节。大、小系统风机：包括车站大、小系统的新风机、回排风机、排烟风机和加压送风机，大系统风机设于车站公共区，小系统风机设于管理设备区。射流风机：设于区间隧道顶部、侧壁，为双向轴流风机。列车存车线、渡线、联络线处才有，通常区间隧道过长。一通风空调系统概述二环控电控系统架构车站通风、空调设备及各层设备管理用房的空调通风设备，区间隧道通风设备，需电动的水阀、风阀等相关用电设备均由附近环控电控柜供电。环控电控室通常有两个，分设于站厅A、B两端（上行车头方向为A端），各负担车站环控半边负荷。

环控电控柜为单母线分段接线方式，设母联开关。在一路电源失电时，另一路自动投入。设自投自复电源自动切换装置，一次进线原理图如下：二环控电控系统架构D阀、DT阀、电动蝶阀D阀、DT阀、排风机、新风机等排烟风机、回排风机、组合式空调器等TEF风机TVF风机1进线1进线2D阀、DT阀TVF风机2轴温仪表箱、加压送风机、组合风阀等D阀、DT阀、组合风阀等空调箱、组合风阀、排风机等核心二环控电控系统架构★控制柜

控制柜设于BAS柜旁，是环控电控系统的一个核心。它像一个大的容器，收集了该站内绝大部分环控设备的运行状态，也集成了与外部系统的接口。主要由一套以施耐德140系列的PLC为核心构成的下位系统。通过马保与PLC通信，完成D阀、DT阀、电动组合风阀、小功率风机（排烟风机、新风机、加压送风机等）的状态采集；PLC与软启动器的实时通信，实现对TVF的车站级模控；TEF采用变频器启动，直接上传给BAS。通风设备的“就地级”控制弱电系统工作可靠性（UPS）与其它系统（如BAS）的接口转换火灾工况的及时响应

综上，控制柜归纳起来主要有如下几方面的功能：二环控电控系统架构施耐德140系列PLC连接BM85网关网口，连接就地操作站BM85网关，供电电源可选，AC220V开关电源，供小PLC、就地操作站与信号采集电源UPS电池，单节DC12V，共3节，串联连接柜内插座与空开，UPS小母排空开，开关电源供电空开等二环控电控系统架构山特在线式UPS主机，逆变器一直工作，切换时间零中断，供电质量高加热器电池二环控电控系统架构UPS小母排UPS的进线电源就近取自与控制柜相邻的柜子后端的大母排，进线经过控制柜的空开后，接到UPS小母排上，小母排布于柜子底端，柜子与柜子之间的UPS小母排采用导线连接。它通过垂直小母线引至马保的电源转换模块上。若环控柜有两排，UPS小母线靠两个微型断路器HD（一排一个）相连。加热器小母线

加热器功率为100W。对于设在环控机房内的单台独立柜（大系统回排风机、组合式空调器），加热器与防凝露自动加热装置串联在同一回路使用，二者电源取自柜内开关进线侧；对于其它柜体，加热器供电电源取自加热器小母线。与UPS小母线不同，加热器小母线在两路进线处分断。若环控室柜子有两排，加热器小母线靠两个微型断路器HD（一排一个）相连。二环控电控系统架构网关就地级控制工作站弱电信号采集供电等在线式

UPSUPS小母排二环控电控系统架构BM85S485网关模块

BM85网关主要用于外部设备通过串口方式、利用自由协议或Modbus协议，实现外部设备与PLC、上位计算机（PLC或上位计算机等设备与BM85通过ModbusPlus通讯方式进行数据交换）等设备的数据交换功能。

网关集成了4个RS485串行通讯端口，所有4个通讯端口通过BorlandC++软件编程方式完成各种通讯协议的实现，完成与外部设备的数据交换。网关上还集成有2个ModbusPlus通讯端口，利用ModbusPlus通讯端口可完成BM85网关与PLC、上位计算机之间的相互数据交换功能，实现PLC或上位计算机对现场设备的数据采集和控制等功能。二环控电控系统架构二环控电控系统架构串口正常工作时，对应指示灯闪黄，两个MB+的通道常亮红表示故障或未使用，但只要有一个通道正常工作，ModbusPlus指示灯大概每500ms闪绿一次二环控电控系统架构网关工作模式有三种：测试、下载和运行，可通过SERIALPORTSWITCHS拨码开关的第6、7、8位设置；也可以由四个串口指示灯表示。

测试模式：用于自检（网关硬件和通讯端口），四个指示灯同频率闪烁下载模式：允许用户将闪烁好的可执行文件下载到网关中，Port4500ms闪烁，同时其它三个同步闪烁运行模式：执行网关内存储的可执行程序，各灯可能不同，与程序有关二环控电控系统架构最终形成操作站和一个ISCS远程远程监控界面，前者不需要环调下发控制权限，索要控制权限拨打环调值班电话。对设有现场控制箱的环控负荷，均以现场控制为最优级。现场控制箱为非就地模式时，才能远控。对轨排风机，火灾模式时工频运行；对隧道风机，火灾模式时旁路运行，正反转切换时间小于1min；区间火灾起射流风机时，马保的故障点被继电器干接点屏蔽，即便有故障也只会报警不动作。二环控电控系统架构★进线柜手动操作（储能电机、复位）时间参数的整定（longtime、shorttime）二环控电控系统架构★馈线柜馈线柜的负载功率相对较大，一次与二次线均为三相电，辅以保护与控制功能。标准站的大馈线柜通常有轨排风机（一端一台）、隧道风机（一端两台）、大系统回排风机（一端一台）、组合式空调器（一端一台）四种类型。除隧道风机为软启控制外，其它均为变频控制。

二环控电控系统架构看图tips?二环控电控系统架构★抽屉柜

抽屉柜包括小功率风机、风阀、电动调节风阀、电动组合风阀、消防蝶阀等的配电与控制。二环控电控系统架构三主要元器件介绍★变频器通过将固定频率的交流电变成频率可调的交流电源，以此来控制交流电机的设备。主要由整流、滤波、逆变、制动单元、驱动单元、检测单元及微处理单元组成。节能，启动电流较小，降低对电网的冲击能实现无级变速利于远程监控电机运行状态，必要时能实现速度优化内部保护完善，带各种故障保护功能三主要元器件介绍丹佛斯变频器FC302用于轨排风机馈线柜中，外壳防护等级为IP20，防止大于12mm的固体物体侵入，对水与湿气无特殊防护，共有43（0-42）个参数组可以设置，涵盖电机参数、负载保护、故障与报警等多个方面。如右图所示，实际接线中，控制端子只用到了通讯端子61、68（+）、69（-）和可编程的12、18、27、29、32、33和37共7个数字输入、输出端子。内置两种基于485物理层的通信协议：DoffossFC和MoudbusRTU，在此选用后者。添加选件卡后可采用其它协议。三主要元器件介绍进线端出线端共享负载端两路模拟量输入，端子50提供三线制模拟量（如电位计）的电压，两线制的模拟量使用53（或54）与55构成，且是无源的，需外部提供回路电源。模拟开关可选择测量电压或电流可编程的数字输入输出，参数组里可更改默认设置（18为启动使用，27为惯性停车反逻辑），通常，27保持默认设置时需高电平，否则设置无功能37安全转矩关断功能，参数组5-12设置通讯端子，带Chassis的接机箱上的第6端子制动电阻，防止惯性大的电机减速时向变频器放电，吸收这部分电能两个继电器输出模拟量输出，在参数组6-50配置量程通讯终端电阻，ON代表变频器为通讯末端24V直流供电电压，用于数字输入和外部传感器，最大负载电流为200mA三主要元器件介绍安全转矩关断（端子37）启用电机操作（端子27）在参数组5-12设置启用后，该端子上须连接到端子12或者13的跳线，正常运转时保持高电平。当加载在安全逆变器端子37上的电压被关断时，将激活安全停止功能，变频器将发出报警，发生跳闸并使电动机惯性停车至停止。而若要在激活安全停止功能之后恢复正常运行，必须首先对端子37重新施加24V直流电压（此时仍会显示‘安全停止以激活’字样），必须接着给出一个复位信号（通过总线，数字I／O或LCP上的［Reset］键）。使用默认出厂设置的参数工作时，该端子须为高电平，否则变频器将无法操作。当LCP底部的状态行显示“自动远程惯性停车”时表明变频器已经做好运行准备，只不过端子27上缺少输入信号。电机自整定功能（AMA）

AMA是一个程序，用于在变频器和电机之间实现最佳兼容性。执行此功能时，变频器会建立一个用于调节电机输出电流的数学模型，并将电机特性与用户输入的铭牌数据进行比较。运行AMA时，电机不转动。三主要元器件介绍LCP面板图形显示器菜单键和指示灯导航键和指示灯操作键和指示灯状态行操作员数据行，显示用户定义或选择的数据，按[Statu]键时，最多可增加一行状态信息LCP能实时显示电机运行情况，包括转速、电流及告警信息等；也可实现本地模式下的启动，停止，速度控制等功能。三主要元器件介绍编号功能描述编号功能描述1电机速度[0-20]12查看要显示功能的定义2电机电流[0-21]13导航键3电机功率[0-22]14确定键，可访问某个参数组或启用设置4频率[0-23]15通电指示灯，常亮5参考值[0-24]16警告LED灯（有文字提示）6运行信息17报警LED灯（同上）7访问编程参数，了解初始设置说明与应用18手动启动，用本地控制模式启动变频器8主菜单，可访问所有参数设置组19使电机停止，但不切断变频器供电9当前报警和最近10个报警和维护记录20自动启动，可远程启动变频器10返回上一步21故障清除后复位变频器11取消当前操作三主要元器件介绍★变频器设置使用[SmartStart]向导[SmartStart]向导在变频器首次通电或初始化时自动启动，设置包括电机铭牌在内的一些重要参数。也可通过快捷菜单栏下的Q4-SmartStart启动。使用[MainMenu]调试[MainMenu]分参数组对变频器的设置进行了归类，常用的有如下8组：参数组功能描述参数组功能描述0-**操作和显示基本设置，如语言、字体大小、访问密码等4-**极限/警告引起告警的因素，如速度上下限、转矩上下限、电流上下限等1-**负载和电动机变频器设置的重要一面，电机铭牌数据、启动延时、过载保护、负载类型与惯量等5-**数字输入/输出配置数字I/O的模式、继电器功能与延时、编码器、脉冲设置相关等2-**制动制动相关设置，有直流制动、制动能量功能、机械制动等6-**模拟输入/输出配置模拟量的断线超时功能、电压、电流的上下限等3-**参考值/加减速变频器的预制参考值相关设置、四种斜坡加减速时间等8-**通讯和选件端口协议、波特率、奇偶校验、通信超时、预制参考值选择等三主要元器件介绍一个典型的开环变频设置可按如下表来：参数组位置功能描述参数组位置功能描述0-01设置语言1-29设置AMA功能，建议执行完整AMA1-20电机铭牌功率3-02设置电机主轴的最小转速（参考值）1-22电机铭牌电压3-03设置电机主轴的最高转速（参考值）1-23电机铭牌频率3-41根据电机同步速度来设置加速时间1-24电机铭牌电流3-42根据电机同步速度来设置减速时间1-25电机额定转速（RPM）3-13设置参考值必须从哪个位置工作5-12如果端子的默认设置为惯性停车，则设置无功能，这样在执行AMA功能时，端子27不需要跳线注意：使用导航键可快捷地设置相关参数，使相关设置生效，必须再按下[OK]键。此步骤未涉及通信相关设置三主要元器件介绍变频器启动方式本地启动1.按[HandOn]（手动启动）键，可以向变频器发出本地启动命令。2.按

[▲]可将变频器加速到全速。将光标移至小数点左侧，可以快速更改设定值。3.启动过程中，注意任何加、减速问题。4.按[OFF]停止变频器输出。远程启动1.按[AutoOn]（自动启动）。2.施加一个外部运行命令。3.在整个速度范围内调整速度参考值。4.终止外部运行命令。5.检查电机的声音和振动级别以确保系统正常工作。三主要元器件介绍安全性

三主要元器件介绍★马达保护器TesysT是施耐德公司推出的一款高性能电机保护产品，不仅具有全面与电流和电压相关的保护功能（如过流、过载、电流不平衡、过欠压、缺相、倒相、接地、堵转、起动时间过长等），还具备相应的监视和数据统计功能:a.可以通过人机界面或总线对电机运行的状态和所有电参数做实时的监视；b.可以记录一百次故障，并对最后5次故障有详细的纪录。三主要元器件介绍TesysT的控制功能TeSysT具有六种控制模式，除了单向、可逆（正反转）、过载模式外，还有双步模式（星-三角起动）、双速模式和自定义模式（允许用户通过逻辑组态控制电机）。TesysT的通信功能TeSysT的通信功能强大，本体或扩展模块都具有双通信接口，一个用于连接现场总线，直接支持Modbus、CANopen、DeviceNet、ProfibusDP，以及Ethernet，另外一个用于与操作终端（HMI）通信（用于调试与程序烧写）。TeSysT内置了电流互感器，对于100A以下的电路无需另配互感器；对于100~810A之间的电流，可选择相应的外置互感器。三主要元器件介绍★马达保护器----Powersuite通信连接成功三主要元器件介绍断开、连接、上载与下传查看马保网络地址是否一致马达热容量，表征马达的综合运行状况，当该值大于100%时，经过一定的延时，马保产生热脱扣保护COM口设置Voltage和Power默认跳过马保设置三主要元器件介绍额定功率需查看设计图纸，ResetMode改成Remote，意为可以在马达保护器本体上进行脱扣复位或者通过通讯远程复位普通故障。对于进行过复位操作，而没有把故障复位清除的话，需要通过软件在线监视到底马保产生了什么故障。MotorandControl三主要元器件介绍FLC1:意译马达全负载电流1，这个电流是所有普通风机、排烟风机、正反转风机、双速风机低速运行时的负载额定电流；FLC2:意译马达全负载电流2，这个电流是所有双速风机负载的高速运行额定电流；Thermal三主要元器件介绍CurrentGroundCurrentMode:意译接地电流模式，主要有两种：内部与外部。一般说来，内部是通过计算三相电流的矢量和与全负载电流的比值得出的百分数；外部是通过外接接地漏电流互感器获得，单位为安培。统一选择内部模式。OverCurrent使用默认设置。三主要元器件介绍CommunicationandHMIAddress项需看马保的网络地址，BaudRate一律设置为9600，数据奇偶校验设置为“Even”（偶校验）。三主要元器件介绍★PLC

环控系统中，主控PLC负责联系BAS，小PLC负责风阀和风机的状态采集，送给主控柜内的网关模块（4号线为BM85，3号线为ETG1002），通过主控PLC上传给BAS。

在PLC的配置过程中，除了对通信参数的配置外，还有对模拟量采集通道的配置。模拟量采集通常有0-10V或4-20mA两种采集类型，地铁中选用4-20mA的电流采集，且采集类型为二线制（注意+-接线），此外还有三线制（如可变电阻信号）、四线制（电源与信号分开）。数字量的采集不分正负（俗称开关量）。工业上一个典型的二线制模拟量和四线制模拟量采集如下图：三主要元器件介绍

PLC模块对每个数字量采集通道都有相应的通道指示灯表征，通常通道指示灯亮表示当前通道数字量为“1”。采集通道所需要的24V电源可由板载24V输出提供，也可由外界额外配备的开关电源提供。三主要元器件介绍

若PLC自带的I/O点、通信端口不够，可扩展相应的I/O模块与通信模块。可扩展的模块数量与PLC型号有关。模块与模块之间通过机架上预设的总线或模块端面的插针总线连接，这些模块的地址宜重新配置后使用。

有些场合下，为保证系统更稳定的工作，也配备两套互相冗余的PLC，一主一备。当其中一套PLC不能工作时，自动启动另外一套PLC。冗余的实现有硬件冗余和软件冗余两种：前者使用冗余模块，冗余模块间由专用电缆连接；软件冗余更多依赖PLC内部的代码实现。四火灾工况下的工作流程★火灾工况

地铁系统复杂而且庞大，与之对应的火灾点的不确定性也大，不可能用一个消防与通风管网来应对所有火灾工况，应分区域（防火分区）、分火灾位置来灵活应对。基于此，ISCS（综合监控）与BAS用不同的模式号来代表这些信息。

一个完整的火灾工作流程可以这样来描述：同一防火分区的烟感、温感、手报和消报至少两个被触发→火灾被确认→FAS主机被触发→联动火灾模式→三类负荷切除、警铃、站台门、疏散指示、闸机、广播、PIS、通风系统等设备动作。

在这一系列设备动作过程中：FAS主机直接触发警铃、防火卷帘、消防泵，切除三类负荷等；FAS主机与ISCS通信，由后者释放闸机、启动疏散广播、电梯迫降、门禁释放等；BAS接到FAS主机的模式号，由前者启动通风系统设备。四火灾工况下的工作流程环控大系统对应公共区的通风换气，小系统对应设备管理区的通风换气。一个火灾模式启动时，往往启动的是一系列通风换气设备。风机启动前，连锁的风阀须完好且先开到位，否则ISCS会报风路不通故障。四火灾工况下的工作流程火灾工况之设备房火灾加压送风机启动，保证车控室空气流动四火灾工况下的工作流程站台公共区火灾（站厅与此类似）站台火灾时，需人工就地开启一侧站台门两端门，确保开启的站台门与事故风机处于同侧。站厅启动排烟模式，辅助站台排烟四火灾工况下的工作流程区间列车火灾区间疏散以迎风疏散为准，即气流方向与疏散箭头方向（即人撤离的方向）相反，疏散箭头指向区间逃生通道。隧道风机有正反转之分，反转时外界向隧道内送风，正转时风机由隧道向外界大气排风四火灾工况下的工作流程区间电缆火灾四火灾工况下的工作流程区间列车火灾区间疏散以迎风疏散为准，即气流方向与疏散箭头方向（即人撤离的方向）相反，疏散箭头指向区间逃生通道。隧道风机有正反转之分，反转时外界向隧道内送风，正转时风机由隧道向外界大气排风五故障处理与维护保养

高效地处理故障比较大地依赖于经验，不可一概而论。现场的噪音、异味均可作为快速查找故障的依据。大规模排查故障前，利用系统元件的自恢复功能，确认设备可以重启且保证自身安全的情况下，重启设备往往能带来意想不到的收获。对电路的查找，优先查看断路器、熔断器、继电器等元件。在此分享几个遇见的故障及当时的处理方法：故障描述处理方法马保故障灯亮着重检查给马保供电的开关电源是否正常；对双排环控柜，还可以检查微型断路器开关是否闭合隧道风机与排热风机等故障灯亮着重检查热继电器是否动作，复位后可以调大相关时间参数400V未跳，进线MT开关故障查看左上方的复位按钮是否弹出，若有，进行复位操作五故障处理与维护保养★变频器故障过电流跳闸(1)重新起动时，一升速就跳闸。典型的过电流表现。可能原因有：1）负载侧短路2）工作机械卡住3）逆变管损坏4）