地鐵bas解決方案

1、文檔來源為 :從網(wǎng)絡收集整理 .word 版本可編輯 .歡迎下載支持地鐵 bas 解決方案篇一：地鐵 BAS空調(diào)調(diào)節(jié)方案 地鐵 BAS空調(diào)調(diào)節(jié)方案一概述 地鐵運營中，空調(diào)系統(tǒng)是個耗能大戶，其中對于空調(diào) 系統(tǒng)冷機、風機、水泵是主要的耗電設(shè)備，要想降低空調(diào)系 統(tǒng)的能耗， 只能從這些設(shè)備的正確運行中實現(xiàn)。 根本上來說， 空調(diào)系統(tǒng)的總能耗的多少最終是由室內(nèi)達到的溫濕度環(huán)境 決定的，即空調(diào)系統(tǒng)的能耗維持整個車站溫濕度與室外溫濕 度的差。如果室內(nèi)環(huán)境高于大多數(shù)人都比較滿意的溫濕度要 求，高出需求的這部分空調(diào)系統(tǒng)能耗顯然是毫無必要的。因 此要想降低空調(diào)系統(tǒng)能耗，必須首先從合理的室內(nèi)溫濕度環(huán) 境上，進行分析研

2、究，最理想的模式就是任何情況下所供給 的等于所需求的。變風量空調(diào)的基本原理正是通過改變送入 室內(nèi)的風量及溫度來滿足整個車站人員對室內(nèi)不同溫濕度 的要求，同時自動地適應室外環(huán)境對車站建筑物內(nèi)溫濕度的 影響，真正達到所供即所需。顯然，不同人員對溫濕度的需 求是不同的，而且室外環(huán)境也是不停變化的，要想達到所供 即所需，空調(diào)系統(tǒng)就必須是一個實時自適應的系統(tǒng)。地鐵空調(diào)系統(tǒng)有別于地面建筑，特別是空調(diào)大系統(tǒng)， 其調(diào)節(jié)對象是一個大空間的溫度，具有明顯的大滯后特點，但有一點有利因素是，廣州地鐵五號線環(huán)控采用屏蔽門制式， 使得被控對象免除受活塞風的干擾，這樣為EMCS系統(tǒng)控制調(diào)節(jié)提供了便利，調(diào)節(jié)可只考慮出入口處的

3、冷量散失。正常 情況下，地鐵公共區(qū)熱負荷主要來自乘客，具有一定的規(guī)律 性。為闡述上的方便，本節(jié)將集中關(guān)于 EMCS系統(tǒng)如何實現(xiàn) 對地鐵空調(diào)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)與控制，重點圍繞包括水系統(tǒng)末端二 通閥的調(diào)節(jié)控制、冷站供回水壓力控制、機組臺數(shù)控制等的 控制策略及工程實現(xiàn)方法而展開，如下所述。二空調(diào)水系統(tǒng)1冷站節(jié)能及優(yōu)化控制1）能量調(diào)節(jié)及水系統(tǒng)控制 為保證冷源及水系統(tǒng)的正常運行，充分利用EMCS系統(tǒng)強大的數(shù)據(jù)處理與分析功能，恰當?shù)貙ο到y(tǒng)進行調(diào)節(jié)，從而 達到提高運行品質(zhì)，降低運行能耗的作用，產(chǎn)生經(jīng)濟效益。冷源及水系統(tǒng)的能耗由冷水機組主機電耗、冷凍水、 冷卻水和各循環(huán)水泵電耗、冷卻塔風機電耗等構(gòu)成。如果冷 凍水末端

4、各站都有良好的自動控制，冷水機組供冷量在滿足 各站需求的前提下，其節(jié)能就要靠恰當?shù)卣{(diào)節(jié)機組的運行狀 態(tài)，提高其制冷效率（即 COP值）和降低冷凍水循環(huán)泵、冷 卻水循環(huán)泵及冷卻塔風機的電耗來獲得。由于冷站同時為多個車站供冷，冷凍水循環(huán)泵須提供足夠的循環(huán)水量并滿足各站的壓降，可能的節(jié)能途徑是減少各個站冷凍水調(diào)節(jié)閥的節(jié) 流損失，并盡可能使循環(huán)水泵在效率最高點運行。這樣，冷 源與水系統(tǒng)的節(jié)能控制就主要通過如下 3 個途徑完成： 維持各車站的最低冷量需求，盡可能提高冷水機組出 口水溫以提高冷水機組的 COP；當采用二級泵系統(tǒng)時，減少 冷凍水加壓泵的運行臺數(shù)或降低泵的轉(zhuǎn)速，以減少水泵的電 耗；根據(jù)冷負荷狀

5、態(tài)恰當?shù)卮_定冷水機組運行臺數(shù)，以提 高冷水機組 COP值；在冷水機組運行所允許的條件下，盡可能降低冷卻水 溫度，同時又不增加冷卻泵和冷卻塔的運行電耗。2）冷凍水的調(diào)節(jié)控制 目前供冷回路多采用二級泵系統(tǒng)，二級加壓泵采用變 頻調(diào)速時，運行費最省。常規(guī)的運行方式是固定冷水機組的 供水溫度設(shè)定值 （如 7），同時按照設(shè)計工況要求的各站壓 頭確定末端各站供回水干管壓差的設(shè)定值 pset ，根據(jù)實測 出的該點壓差與 pset 之關(guān)系調(diào)整冷凍水加壓泵的轉(zhuǎn)速， 使 該處壓差一直維持于 pset 。這樣做可以滿足各個站的要求， 但并非是最省能的運行方式。如果設(shè)計工況下要求各站的資用壓頭為50kPa，管網(wǎng)壓降為

6、100kPa 時，冷水回壓泵的揚程為 15m。在部分負荷時， 如果在 7供水溫度下所有各站都只要求50%流量，則管網(wǎng)壓降僅為 25 kPa ，為了仍維持 50 kPa 的末端壓差，加壓泵 揚程應為。這時若將加壓泵轉(zhuǎn)速降至50%，其揚程僅為，因此只能將泵的轉(zhuǎn)速降至 70%左右，并使其工作點左移，偏離 水泵的最高效率點。由此加壓泵就不能如變頻器廠商所宣傳 的“流量降低至一半，電耗可節(jié)約 %”，而只能節(jié)約 50%左右 （視泵的工作曲線形狀） ，實際上此時各個站并不需要 50 kPa 壓差。如果不調(diào)節(jié)閥門，應僅需要 kPa 壓差。由此只好關(guān)小 閥門，大部分壓力消耗在各站調(diào)節(jié)閥上。這時，如果適當提 高制

7、冷機供水溫度，增加各站需要的水量，可提高冷水機組 的 COP，從而降低冷水機組電耗；也可以進一步降低加壓泵 轉(zhuǎn)速，不去維持末端的 50 kPa 資用壓頭，減少各站調(diào)節(jié)閥 的消耗，從而進一步減少水泵能耗。實際上各個站對水量和水溫的要求不會同時降低，冷 凍水系統(tǒng)應滿足所有各站的要求，這就要靠EMCS系統(tǒng)觀測各個車站的工作狀況，確定各站對流量和水溫的最大要求， 從而做出適宜的調(diào)整。當冷凍水系統(tǒng)的各站是用二通閥自動進行變水量調(diào)節(jié) 時，其調(diào)節(jié)的本質(zhì)是通過增大水量來降低回水溫度，由此使 水側(cè)平均溫度下降，傳至空氣側(cè)的冷量增加；或者減少水量 以提高回水溫度，從而使水側(cè)平均溫度上升，減少傳至空氣 側(cè)的冷量。這

8、樣，當各站的冷水閥開至最大，各站的供回水 溫差仍很大時，說明各站水側(cè)的資用壓頭不夠，導致流量不 足，應通過增加冷凍水加壓泵轉(zhuǎn)速來提高各站的資用壓頭從 而提高各站流量；當各站冷水閥開至最大，而供回水溫差已 很小時，則表明通過各站的水量已很大，但水溫偏高，應進 一步降低供水溫度。反之亦然，當各站水閥關(guān)得很小而供回 水溫差仍然很小時，說明資用壓頭太大，各站水量太高，應 降低回壓泵轉(zhuǎn)速；而當水閥關(guān)得很小，供回水溫差過大時， 表明各站在很小的流量上即已滿足需求，此時可以適當提高 供水溫度，使各站流量適當加大。這樣，由各站的閥位狀況 及供回水溫差狀況即可判斷該各站對水側(cè)壓頭及供水溫度 的需求。由于冷凍水系

9、統(tǒng)需同時滿足所有各站對水量及水溫的要求，因此可按表 3-3 的邏輯去確定對水溫及水泵的調(diào)節(jié)。 兩級泵系統(tǒng)的控制邏輯如下表 B1-08 所述： 表 B1-08其中 tmax ，tmin 分別為希望的供回水最大溫差和 最小溫差， 當設(shè)計的供回水溫差為 5時，可取 tmax=6， tmin=4 。允許的溫差太大可降低要求的流量，但相應要 降低冷水機組出口溫度設(shè)定值，降低冷水機組效率，而允許 的溫差太小盡管可適當提高冷水機組水溫設(shè)定值，但將使水 泵流量增大，電耗增加。上述調(diào)節(jié)方式可以在滿足各站工況要求的前提下最大 限度地提高冷水機組運行效率和降低本泵運行電耗，從而達 到最大的節(jié)能效果。同時這種調(diào)節(jié)方式

10、還具有很好的穩(wěn)定性。 例如當 Vmax 大于 90%， t1 tmax 時，按照上述邏輯， 應加大水泵轉(zhuǎn)速。 由此使各個站流量增大， 空氣側(cè)溫度降低， 各調(diào)節(jié)閥相應地逐漸關(guān)小，至開度最大的閥門閥位降至 90% 以下，水泵的調(diào)節(jié)停止。而按照維持末端壓差的傳統(tǒng)方法時當各站要求減少流 量而關(guān)小閥門時，末端壓力升高，由此使水泵轉(zhuǎn)速降低，這 將導致各個站流量又偏小，空氣側(cè)溫度逐漸升高，于是又紛 紛開大閥門， 使流量加大， 引起末端壓力監(jiān)測點的壓力降低， 進而又導致水泵轉(zhuǎn)速增加。由于各個站是根據(jù)工況來調(diào)節(jié)其 閥門，具有較大熱慣性和時間延遲，而閥門及水泵的調(diào)節(jié)作 用導致的末端壓力的變化慣性很小，由此很容易造

11、成上述的 振蕩過程發(fā)生， 需要小心地設(shè)計控制算法， 整定好調(diào)節(jié)參數(shù)， 才能消除此振蕩。與此相比，表 B1-11 的調(diào)節(jié)方式卻是從其 機理上就具備自穩(wěn)定性質(zhì)的調(diào)節(jié)過程，建議采用這種方案。上述的調(diào)節(jié)方法的條件是各車站空調(diào)為兩通閥變流量 調(diào)節(jié)，并均有控制器控制。各車站的現(xiàn)場控制器都需要具有 與冷站的控制器通訊功能。通過通訊得到各個冷水站的實際 需求，從而實現(xiàn)這種恰好使各站的要求得到滿足的調(diào)節(jié)。如果廣州地鐵四號線的工程現(xiàn)狀不具備上述調(diào)節(jié)的條 件，我們研究了一套壓差方法調(diào)節(jié)的優(yōu)化方案，并在以往的 工程實際應用中，十分成功。此方案具體描述如下圖 B1-14 所示：上述調(diào)節(jié)方法中的表 B1-08 的控制邏輯

12、中，不難發(fā)現(xiàn)供 回水管的溫差及閥門的開度的變化，其目標在房間的冷量需 求，其源在冷水機組的出水口水溫及供回水壓差，即房間冷 量的需求影響著閥門的開度，當閥門開到最大程度，將會影 響著供回水管的溫差的增大，當溫差變化達到極限后，還不 能滿足房間冷量的需求時，需調(diào)節(jié)二級泵增壓，二級泵轉(zhuǎn)速 達到極限（極限指設(shè)備運行最佳效率的區(qū)間范圍，比如轉(zhuǎn)速 在 80%90%范圍運行效率最高）時，就只能降低冷水機組出 水口的水溫來滿足要求。下面我們再分析一下，當房間冷量需求一定時，冷機 出水口水溫 t （本參數(shù)設(shè)為定值，此定值設(shè)定點為供冷高效效范圍的中間值， 在所有的參數(shù)變化均不能滿足負荷要求時，方可降低此參 數(shù)）

13、、供回水壓差 P、供回水溫差 t 、空調(diào)二通閥閥位 L 四個變量的關(guān)系，見下表 B1-09 ：表 B1-09 弄清上述參數(shù)的關(guān)系后，我們很容易得出以下結(jié)論 表 B1-10 的各參數(shù)之間的邏輯關(guān)系 （因為間接影響因素滯后， 本邏輯關(guān)系可按各個環(huán)節(jié)組織，忽略間接影響因素） ：表 B1-10上述方案具體調(diào)節(jié)回路如下圖 B1-15 （二級泵調(diào)速回 路），圖 B1-16 （空調(diào)二通閥開度調(diào)節(jié)回路） ：圖 B1-15圖篇二：地鐵 BAS系統(tǒng)現(xiàn)場網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的說明 V1關(guān)于地鐵 BAS系統(tǒng)現(xiàn)場級網(wǎng)絡應用的說明1、概述地鐵 BAS 系統(tǒng)作為綜合監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分承擔 著地下車站機電設(shè)備監(jiān)控以及緊急情況下防災救

14、災的重責。 由于地下車站機電設(shè)備分布廣泛，因此BAS系統(tǒng)核心控制器及遠程 IO 之間一般通過網(wǎng)絡通信的形式連接。隨著城市軌 道交通技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)外地鐵環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)走 過了各站分離的階段，進入了全線組網(wǎng)的新階段，設(shè)備監(jiān)控 多采用分散控制、集中管理的系統(tǒng)模式。目前BAS系統(tǒng)現(xiàn)場級網(wǎng)絡主要有全總線和工業(yè)以太網(wǎng)兩種實現(xiàn)形式。由于現(xiàn)場總線技術(shù)的各種標準之間轉(zhuǎn)換困難、系統(tǒng)集 成存在各種壁壘等種種制約性，而相對的工業(yè)以太網(wǎng)的種種 優(yōu)勢，隨著全球工業(yè)自動化技術(shù)的不斷進步，造成了BAS系統(tǒng)網(wǎng)絡正在從現(xiàn)場總線向工業(yè)以太網(wǎng)方向發(fā)展的趨勢。2、工業(yè)以太網(wǎng)與現(xiàn)場總線比較目前國內(nèi)城市軌道交通 BAS系統(tǒng)普遍采

15、用 PLC 設(shè)備， 是一個基于網(wǎng)絡的自動化系統(tǒng)，涉及多種通信及網(wǎng)絡技術(shù)， 如用于裝置控制層的現(xiàn)場總線技術(shù)。而由于現(xiàn)場總線標準存 在 12 種之多，如何統(tǒng)一現(xiàn)場總線標準經(jīng)過了16 年的標準大戰(zhàn)，最終沒有形成一個統(tǒng)一的標準，多標準等于無標準，因 此無論是最終用戶還是制造商，普遍都在關(guān)注現(xiàn)場總線技術(shù) 的發(fā)展動態(tài)，尋求高性能低成本的方案。以太網(wǎng)技術(shù)由于其 開放性、穩(wěn)定性和可靠性，在全球范圍取得了巨大成功，因 此如何對以太網(wǎng)技術(shù)進行改進，使其適合應用于工業(yè)控制領(lǐng)域的數(shù)字通信，已成為業(yè)內(nèi)近 些年內(nèi)的熱門研究方向，很多人都寄希望于現(xiàn)場總線技術(shù)在 以太網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上達成統(tǒng)一，改變目前多標準并存的現(xiàn)狀， 同時用

16、以太網(wǎng)統(tǒng)一工業(yè)控制網(wǎng)絡的各個層次，實現(xiàn)真正的無 縫信息集成。 BAS 系統(tǒng)網(wǎng)絡也隨著工業(yè)以太網(wǎng)的發(fā)展，逐漸 實現(xiàn)裝置控制層設(shè)備由采用現(xiàn)場總線改變?yōu)楣I(yè)以太網(wǎng)技 術(shù)。1) BAS 系統(tǒng)采用工業(yè)以太網(wǎng)方案對比傳統(tǒng)的總線方 案具有以下優(yōu)點：傳統(tǒng)雙現(xiàn)場總線方案中，車站兩端冗余 PLC 各自負責 一端的 BAS系統(tǒng)設(shè)備。對于車站內(nèi)需要聯(lián)動運行的部分設(shè)備， 如正常模式下分布在車站不同端的風機、風閥聯(lián)動、火災模 式下的兩端空調(diào)系統(tǒng)聯(lián)動等均需要兩端的冗余PLC之間首先相互聯(lián)動和確認設(shè)備狀態(tài)到位后才能執(zhí)行下一步動作。在常 規(guī)地鐵設(shè)計中，車站兩端的冗余 PLC 雖然采用了熱備方式， 配置了兩塊背板、兩塊 CPU、

17、兩塊電源等，但所有的模塊均 放置在同一房間甚至同一面控制柜內(nèi)，當房間內(nèi)發(fā)生火災或 電源故障，容易引起冗余 PLC 整體故障。而一端的冗余 PLC 一旦退出服務，則另一端的冗余 PLC則可能因為聯(lián)鎖動作失 敗而導致系統(tǒng)整體癱瘓。若采用光纖環(huán)網(wǎng)方式連接兩端冗余 PLC，若一端冗余 PLC 發(fā)生整體性故障退出服務，系統(tǒng)將立 即切換到另一端的一套冗余 PLC上繼續(xù)工作，保證系統(tǒng)在極 端惡劣的情況下能正常運行，中央和車站下達的指令能迅速 傳達到現(xiàn)場設(shè)備。 ?傳統(tǒng)雙現(xiàn)場總線方案中，雙總線均采用平行布線方式， 兩條總線緊靠著分布到就地控制箱。發(fā)生火災或其他特殊情況時，極易引起兩條總線同時中斷，從而造成系統(tǒng)與

18、 RI/O 之間失去聯(lián) 系。而光纖環(huán)網(wǎng)采用分布式布線方式，一條光纖在車站內(nèi)分 布成環(huán)狀，一旦發(fā)生火災或其他特殊情況，總線將立即切換 傳輸路徑，不會造成 PLC與 RIO 之間的通信中斷。傳統(tǒng)雙現(xiàn) 場總線方案中，主要傳輸介質(zhì)是通訊電纜。在復雜環(huán)境下， 通訊電纜容易受到地鐵內(nèi)各種電磁干擾源的干擾。而采用光 纖介質(zhì)則可從根源上避免電磁干擾對系統(tǒng)的影響。傳統(tǒng)雙現(xiàn)場總線方案中，各廠家的控制器均采用專用 的協(xié)議進行通信，現(xiàn)場調(diào)試或診斷時需要專用工具或特殊軟 件才可進行。而光纖環(huán)網(wǎng)采用標準開放的 Modbus TCP/IP 協(xié) 議，通過手提電腦上的 RJ45 接口即可進行調(diào)試和診斷，現(xiàn) 場調(diào)試和維護將十分便

19、利。2）相對現(xiàn)場總線而言，現(xiàn)場級裝置采用工業(yè)以太網(wǎng)也 存在一些不足：現(xiàn)場級裝置采用工業(yè)以太網(wǎng)組網(wǎng)將增加前期投資費用， 由于地鐵車站內(nèi)通訊距離較長，故采用工業(yè)以太網(wǎng)需增加環(huán) 網(wǎng)光纖設(shè)備及光纖熔接費用。 大量采用光纖熔接會造成施 工控制難度較大。綜上所述，采用環(huán)線環(huán)網(wǎng)的 BAS 系統(tǒng)方案具有系統(tǒng)可 靠性高，抗干擾能力強以及調(diào)試、維護方便等特點，但同樣 也存在相應的不足性，但整體對比傳統(tǒng)現(xiàn)場總線方案具有更 大的實用優(yōu)勢。 3 、國內(nèi)軌道交通 BAS現(xiàn)場網(wǎng)絡應用狀況從國內(nèi)軌道交通歷史和現(xiàn)狀看，在BAS 系統(tǒng)出現(xiàn)的早期，由于條件的限制， 其現(xiàn)場級網(wǎng)絡主要以全總線網(wǎng)絡為主。 具有地鐵 BAS系統(tǒng)應用業(yè)績的四大品牌：羅克韋爾（ A-B）、施耐德