城市轨道交通车站设备教学课件第9章环境与设备监控系统.pptx

环境与设备监控系统项目9学习目标了解智能建筑领域BAS的概念、结构和功能掌握城市轨道交通车站BAS的架构、设备组成和功能掌握城市轨道交通车站BAS控制功能的实现在地铁设计规范（GB501572013）中，将环境与设备监控系统（BAS）定义为对地铁建筑物内的环境与空气调节、通风、给排水、照明、乘客导向、自动扶梯及电梯、站台门、防淹门等建筑设备和系统进行集中监视、控制和管理的系统BAS是从智能建筑领域引用过来的，本意为建筑设备自动化系统城市轨道交通沿线车站作为一种特殊类型的智能建筑，其内部安装设置的各类机电设备为轨道交通营造舒适的运营环境提供了保证，而且城市轨道交通车站与传统的建筑相比，增加了一些特殊设备，如站台门、防淹门等因此，环境与设备监控系统也称为BASPARTONE建筑设备自动化系统简介 任务9.1建筑设备自动化系统（BAS）可以为建筑物内的人员提供良好的工作和生活环境，优化建筑物内机电设备的运行管理与控制，使设备节能高效运行，同时提高设备运行维护人员的工作效率，减少工作人员及费用9.1.1建筑设备自动化系统的结构与监控内容建筑设备自动化系统是将建筑物或建筑群内的空调与通风、变配电、照明、给排水、热源与热交换、冷冻站及电梯和自动扶梯等系统，以集中监视、控制和管理为目的构成的综合系统。

其功能是保证机电设备高效、安全、可靠运行，给用户提供安全、舒适、高效的生活和工作环境1.BAS的结构BAS通常由中央站、现场控制器、仪表和通信网络四个主要部分组成，一般采用分布式系统和多层次的网络结构典型的BAS网络结构由管理网络层、控制网络层和现场网络层三个网络层构成，如图9-1所示管理网络层完成系统集中监控和各种系统的集成，控制网络层完成建筑设备的自动控制，现场网络层完成末端设备控制和现场仪表设备的信息采集和处理三层之间的信息传输依靠通信网络系统来支持2.BAS的监控内容BAS作为控制系统，监控的对象范围包括暖通空调系统、给排水系统、供配电与照明系统、电梯系统等1）暖通空调系统暖通空调系统是建筑物内功能最复杂、涉及设备最多、设备分布最分散和能耗最大的一个系统，是BAS的主要控制对象需要监控的暖通空调设备有冷源系统（冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔）、热源系统（热水锅炉、热交换器、热水泵）、空调机组（新风机组、组合式空调机组、变风量空调）、送排风系统等2）给排水系统建筑中的给水系统通常有直接供水方式、高位水箱供水方式和气压罐压力供水方式等，而排水系统则先把污水集中于污水池，再用污水泵排出到室外排水管网。

给排水系统需要监控的设备主要有高位水箱、贮水池、污水池、水泵、热水供应设备、污水处理设备等3）供配电与照明系统供配电系统供配电系统为整幢建筑物各种机电设施正常供电，保障建筑物的正常工作秩序BAS可实现电力系统的继电保护与备用电源的自动投入，监视开关和变压器的状态，检测系统的电流、电压、有功功率与无功功率等参数，实现全面能量管理等功能照明系统照明系统为人们的工作和生活提供必需的光环境，既要满足人体舒适感的要求，又要实现节能的目的对于一般建筑而言，照明系统的能耗仅次于暖通空调系统，对照明系统实现智能监控对节能具有十分重要的意义4）电梯系统智能建筑中的运输系统主要有电梯、自动扶梯等BAS可以监测电梯楼层的状况、电气参数，通过电梯群控，控制平均设备使用率，并节约能源5）其他系统在工业建筑中，BAS可能还包括用于监控生产过程的压缩空气、蒸汽及热水系统等9.1.2.建筑设备自动化系统的功能建筑设备自动化系统在建筑中的功能主要体现在以下四个方面1.为建筑物提供良好的环境.人们在建筑物内长时间工作和生活，对各机电设备系统提供的人工环境提出了更高的要求BAS可以按照内部环境对各个机电设备的运行管理要求，自动控制建筑物的各种环境参数，如室内的温度、湿度、CO2浓度等，使建筑物内部具有良好的工作、生活环境。

2.优化建筑物内机电设备的运行管理与控制BAS实现对分散在建筑物内的各种机电设备进行集中而实时的监测、自动控制、故障报警、运行时间统计、数据报表打印等管理，实现管理的科学化3.能源管理与节能控制.建筑建成后的运营成本主要来自暖通空调、照明等机电设备所需的能耗及设备维修更新费用BAS通过合理或优化开停机时间以及高效运行节能设备来实现节能控制4.提高工作人员效率，减少运行人员及费用BAS由计算机系统对建筑物内的大量机电设备的运行状态进行集中监控和管理，及时发现并处理设备运行中出现的故障，从而大量节省运行管理和设备维修人员的工作，节省整个建筑内机电设备的运行管理和设备维护费用PARTTWO车站环境与设备监控系统 任务9.2城市轨道交通系统（特别是地铁）车站内的机电设备种类多，分布广，而且大部分设备处于地下空间，环境恶劣，因此，城市轨道交通车站环境与设备监控系统通过先进的检测与计算机控制技术，对车站内的环控系统、给排水系统、电梯及自动扶梯、低压配电与照明系统等进行全面、有效的自动监控，保证乘客出行的安全舒适和设备的正常运行9.2.1环境与设备监控系统的组成城市轨道交通BAS由设置在控制中心的中央级监控系统、设置在各个车站车控室的车站级监控系统及就地级设备组成。

BAS系统网络结构分为车站监控系统局域网、城市轨道交通骨干网和控制中心（operatedcontrolcenter，OCC）局域网车站监控系统局域网与OCC局域网均采用冗余的高速以太网，局域网之间通过骨干网进行数据和命令的传输1.中央级监控系统BAS中央级监控系统设于城市轨道线路的控制中心，为轨道线路环境调度提供监控全线通风空调系统设备的状态和全线的环境状况操作平台，具备向各站统一发布控制命令功能，定时记录设备运行状态，记录车站温度、湿度等原始数据，同时可根据操作人员的需要绘制曲线图、定制报表等中央级监控系统主要设备包括冗余服务器、工作站、打印机、大屏幕显示设备等1）服务器服务器采用冗余的两台服务器，实现全线数据的管理2）操作工作站在控制中心配置两台操作工作站，执行BAS监控和数据采集功能，主要用于环控调度员的日常环控设备操作、监视和调度管理工作3）维护工作站维护工作站主要供维护工程师在控制中心从事全线BAS软件的维护、组态、运行参数的定义、系统数据库的维护及用户操作画面的修改、增加，故障的检查和资料查询等4）打印机打印机可实现事件打印、报表打印和日常维护管理等打印功能5）大屏幕系统大屏幕系统可与其他系统共用，用于显示全线各站被监控设备的工作状态，便于调度人员及时了解设备情况。

6）不间断电源在控制中心设置不间断电源，保证BAS供电电源的稳定可靠中央级监控系统结构如图9-2所示2.车站级监控系统车站级监控系统设于城市轨道线路的车站，它为车站工作人员提供相应的人机界面，监控本站及所辖区间隧道的通风空调系统、给排水、照明、电梯及自动扶梯、屏蔽门、防淹门等设备的运行状态车站级监控系统主要设备包括车站级操作工作站、冗余PLC、IBP等车站级监控系统建立在开放的、可靠性高的冗余交换以太网上，车站局域网把车站的所有BAS设备连接起来，并通过城市轨道交通骨干网实现与中央级局域网的连接1）车站级操作工作站车站级操作工作站负责正常及事故情况下对车站各系统设备的监视、管理、控制指令的发出工作站接入冗余车站局域网，并通过城市轨道交通骨干网与中央级BAS操作工作站通信，接受并执行中央级BAS操作工作站发出的控制命令，并将设备运行状态信息上传到中央级操作工作站同时车站操作工作站接收和处理由可编程控制器（PLC）上传的设备运行状态和数据，并向PLC下达对设备的控制指令2）冗余PLC车站控制系统采用硬件冗余的大型PLC产品，组成BAS控制网络，对设备进行监视、控制和管理3）IBPIBP是一种人机接口装置，如图93所示。

IBP设置在车站控制室，实现对本车站内各种主要设备进行紧急控制与监视的功能在紧急情况下，由车站值班员操作指令按钮，实现对信号、屏蔽门、自动扶梯、环控系统、隧道通风系统、门禁系统、自动售检票系统、消火栓泵、气体灭火等系统的紧急控制图9-4（a）和图9-4（b）分别为IBP环控功能盘面和信号、自动售检票控制盘面4）打印机打印机用于实现本车站操作记录、事故记录、测量数据等事件打印和各类数据报表的定期打印和图表的输出打印5）不间断电源在车控室设置不间断电源，保证BAS供电电源的稳定可靠6）车站控制网车站PLC与远程I/O及变频器之间采用开放式工业控制网络，该网络是一种高速确定性网络，通信速率为10Mbit/s，通信介质为特种电缆，用于有苛刻要求应用场合的信息传输为保证BAS数据和控制指令传输的可靠性控制网络宜采用双冗余网络配置3.就地级设备就地级设备主要包括就地控制箱、各类传感器、执行器以及相关接口等根据机电设备的设置情况，在被控设备附近设置就地控制箱1）就地控制箱就地控制箱设置在环控机房、照明配电室、水泵房、出入口等地方靠近被控设备和环境条件相对好的房间内，如图9-5所示2）传感器及执行器在城市轨道交通车站设置的传感器有室内温湿度传感器、风管式温湿度传感器、水管温度传感器、压差传感器、流量传感器等，传感器可通过远程I/O或通信模块接入BAS。

执行器主要包括各种风门、阀门等室内温、湿度传感器安装在站厅和站台墙壁或立柱、设备管理用房墙壁上风管式温度、温湿度传感器安装于各类风道和风室内水管式温度传感器安装在各类水管上流量传感器、压力传感器、压差传感器安装在相关的设备及管道上二通阀执行机构安装在相关的水管路上9.2.2车站环境与设备监控系统的监控内容和功能环境与设备监控系统通过中央级监控系统、车站级监控系统、就地级设备实现对环控、给排水、自动扶梯、低压供配电、照明及屏蔽门等设备的监视和控制1.BAS的监控内容由于地下车站的环控设备系统复杂、耗能多，而地面和高架车站的环控设备系统简单、耗能少，所以地下车站应设置BAS，地面和高架车站BAS则相对简单BAS的监控内容如图9-6所示2.BAS的监控功能BAS对车站空调通风系统、空调冷水系统、照明系统、给排水系统等监控内容的监控功能如下：（1）BAS对车站空调通风系统应具有以下监控功能：空调机组的启停控制；风机状态显示；过载报警；过滤网状态显示及报警；就地/遥控指示；新风、送风、回风温度及湿度检测；空调机冷冻水流量调节；对变速风机进行变风量控制；接收FAS的指令，对风机联动控制；风机、风阀、调节阀之间的连锁控制及风阀的状态显示。

隧道风机的启停控制；正反转控制；风机状态显示；过载报警；就地/遥控指示；接收FAS系统的指令，对隧道风机联动控制送排风机的启停控制；风机状态显示；过载报警；送风温度、湿度检测；排风温度、湿度检测；就地/遥控指示；接收FAS的指令，对送排风机联动控制2）BAS对车站空调冷水系统应具有以下监控功能：冷水机组的启停控制；运行状态显示；过载报警；就地/遥控指示；冷冻水进出口温度、压力检测；冷却水进出口温度、压力检测；运行时间和启停次数记录冷冻水系统的冷冻水泵启停控制及状态显示；冷冻水泵过载报警；水路电动阀开启、关断控制及状态显示；冷冻水旁通阀门压差控制；冷冻水泵、电动蝶阀就地/遥控显示；水流量测量及冷量记录；分水、集水温度及流量测量冷却水系统的冷却水泵启停控制及状态显示；冷却塔风机启停控制及状态显示；冷却水泵、冷却塔风机过载报警；水路电动阀开启、关断控制及状态显示；冷却水泵、电动蝶阀就地/遥控显示制冷系统的控制系统应预留数据通信接口，以获取冷水机组和水系统的有关参数3)(5)(6)(4)BAS对正常照明系统应能定时和实时控制其开、关状态，并接收其运行的反馈信号BAS对防淹门系统应显示防淹门的开/关状态；接收防淹门的故障报警信号。

BAS对给排水系统应具有的监控功能：水泵启停控制；水泵运行状态显示；水泵故障报警；水位显示及危险水位报警；水泵运行时。