地铁站bas系统工作原理（科普地铁BAS系统）

地铁站bas系统工作原理（科普地铁BAS系统）BAS系统对全线车站、场段、隧道区间设备进行全面、有效的自动化监控及管理，确保系统设备处于安全、可靠、高效、节能的最佳运行状态，从而提供一个舒适的乘车环境，并能在火灾等灾害或阻塞状态下，更好地协调系统设备的运行，充分发挥各种设备应有的作用，保证乘客的安全和设备的正常运行。对于平时用于送、排风，火灾时执行防排烟任务的车站共用设备，由BAS控制，火灾时FAS向BAS发出火灾模式指令。专用排烟风机、消防泵、防火阀等火灾专用设备由FAS进行控制。在火灾时，BAS通过与FAS或ISCS的通信接口接受下达的救灾指令，并按照相应的火灾模式控制现场设备动作，FAS具有优先权。1 概述环境与设备监控系统简称BAS系统，是为地铁全线各车站、场段、隧道区间相关机电设备监控而设的自动监控系统。被监控的设备主要包括隧道通风系统设备、车站/场段通风空调大系统、通风空调小系统、空调水系统设备、给排水设备、自动扶梯、电梯

前言

本文将详细介绍环境与设备监控系统（BAS），主要包括功能和构成，通过本文可以对BAS系统有一个整体的认知。后续文章中还将对BAS系统中的一些核心功能进行单独论述。

1 概述

环境与设备监控系统简称BAS系统，是为地铁全线各车站、场段、隧道区间相关机电设备监控而设的自动监控系统。被监控的设备主要包括隧道通风系统设备、车站/场段通风空调大系统、通风空调小系统、空调水系统设备、给排水设备、自动扶梯、电梯、卷帘门、照明系统(含智能照明系统)、应急照明电源、区间给排水等设备的运行状态和系统参数以及车站公共区和设备房环境温湿度的参数等。

通常，BAS系统在车站集成于ISCS中，中央级、车站级的BAS功能由ISCS实现。

对于平时用于送、排风，火灾时执行防排烟任务的车站共用设备，由BAS控制，火灾时FAS向BAS发出火灾模式指令。专用排烟风机、消防泵、防火阀等火灾专用设备由FAS进行控制。在火灾时，BAS通过与FAS或ISCS的通信接口接受下达的救灾指令，并按照相应的火灾模式控制现场设备动作，FAS具有优先权。

BAS系统对全线车站、场段、隧道区间设备进行全面、有效的自动化监控及管理，确保系统设备处于安全、可靠、高效、节能的最佳运行状态，从而提供一个舒适的乘车环境，并能在火灾等灾害或阻塞状态下，更好地协调系统设备的运行，充分发挥各种设备应有的作用，保证乘客的安全和设备的正常运行。

2 系统设立原则

1. BAS应围绕提供优良车站候车环境、提高车站设备管理水平、增强灾害情况下辅助救灾能力等内容开展设计，以进一步提高运营管理的水平。
2. BAS采用控制中心和车站两级管理，中心、车站、就地三级控制；BAS在车站集成于综合监控系统，中心级、车站级功能由综合监控系统实现。
3. BAS不单独组建全线网络，由综合监控系统组建全线监控网络。
4. BAS作为综合监控系统的一个集成子系统，应保证相对独立性，即BAS脱离综合监控系统时，仍能独立运行（仅限于单个车站）。
5. 当出现异常情况由正常运行模式转为灾害运行模式时，BAS系统应能迅速转变为救灾模式。
6. BAS系统应具备模式控制、群组控制以及点控等功能。BAS系统应能反映各监控对象的工作状态。相关的安全联锁功能由控制层设备实现，与火灾密切关联的的重要联动功能由控制层实现。
7. 地铁隧道区间的防灾和环控设备纳入相邻车站进行监控。区间火灾和列车阻塞停车时，隧道通风、排烟控制程序命令由防灾指挥中心（控制中心）发布，车站BAS系统接收命令并执行。
8. FAS和BAS间接口应可靠。对于平时用于送/排风，火灾时执行防排烟任务的车站共用设备，由BAS控制；火灾时FAS向BAS发出火灾模式指令；专用排烟风机、消防泵等火灾专用设备由FAS进行控制。
9. BAS系统监控点规划预留一定的的裕量（通常为15%左右）。
10. BAS遵循分散控制、集中管理、资源共享的原则。
11. 按全线同一时间只发生一次火灾考虑系统的防救灾能力。
12. BAS采用模块化设计，易于扩展。
13. BAS设计采用标准通信接口，标准的、开放的通信协议。
14. BAS采用高可靠、抗电磁干扰、满足地铁特殊环境条件的产品，另外应考虑防尘、防潮、防毒，保证设备能全天候不间断地运行。

3 系统构成

BAS在车站两端的环控电控室分别设置BAS控制柜，柜内配置冗余PLC、I/O组件、通信接口模块等设备，分别对车站两端的机电设备（通风空调、动力照明、给排水、电/扶梯、卷帘门等）进行监控。其中靠近车站控制室的一端（A端）的冗余PLC为主控制器，另一端（B端）的冗余PLC为从控制器。

BAS在车站控制室IBP盘（综合监控系统提供）上设置1套远程I/O组件（有时设置非冗余小型PLC），用于实现IBP上各种模式控制命令的下发、显示等功能。主、从控制器与IBP盘远程I/O组件之间直接通过高速冗余现场总线或自愈光纤以太环网连接通信。在主、从控制器下设置双总线或自愈光纤以太环网将各类RI/O统一接入，分别实现对车站两端及所辖区间的机电设备（通风空调、动力照明、给排水、电/扶梯、卷帘门等）进行监控管理。

BAS在设备房、公共区、风管等位置设置温湿度、二氧化碳浓度等传感器采集环境参数用以控制相关阀门的开度；在车站及车站所辖区间的环控机房、照明配电室、各类水泵、电/扶梯附近等位置设置远程I/O模块箱，通过RI/O模块实现对通风空调、动力照明、给排水、电/扶梯、各类传感器等设备的监控。远程I/O模块箱通过冗余现场总线或自愈光纤以太环网接入主、从控制器。

主控制器（A端冗余PLC）通过4个以太网卡与车站级综合监控系统交换机连接，实现与综合监控系统的数据交换，要求车站的BAS和综合监控系统之间与BAS内部的数据流在逻辑和物理上分开考虑。车站BAS的维修信息由综合监控系统集成，综合监控系统在停车场/车辆段设置全线总维修管理工作站。车站控制室IBP盘的布设由综合监控系统统一设置。

部分换乘车站需考虑两线通过中央级监控系统的接口传递相关信息，实现换乘站线路正常、阻塞、火灾情况下的信息互通，保证换乘站及相邻区间不同线路机电设备能统一协调工作。

场段BAS系统由冗余BAS控制器、远程I/O模块、现场总线或自愈光纤以太环网等组成。其主要功能是监控场段内水泵、室外照明、EPS等机电设备的运行。

火灾模式下，FAS向BAS下发火灾模式指令，BAS控制器转入火灾工况并启动相关设备。

常见的BAS系统PLC品牌有施耐德、西门子及罗克韦尔（AB），下面将简要描述下这三个品牌的PLC构成方案。

（1） 施耐德方案

施耐德在近两年地铁BAS系统中，只有自愈光纤以太环网方案，放弃了冗余现场总线方案，符合“一网到底”的工业互联网思想，构成图如下：

（2）西门子方案

西门子近两年在地铁BAS系统中获得了较多的市场份额，方案配置比较灵活，可以根据各地业主需求提供自愈光纤以太网方案和冗余总线方案。其中，自愈光纤以太网方案如下图:

“大环网”构成方案图

“A、B端双环网”构成方案图

冗余双总线构成方案图

（3）罗克韦尔（AB）方案

罗克韦尔（AB）作为老牌的PLC厂商，在全国BAS系统中占有比较大的市场份额，以往应用较多的为冗余总线方案，现在顺应时代潮流，也在推广自愈光纤环网方案。

冗余总线方案图

自愈光纤大环网方案图

4 系统功能

（1）监视功能

1）设备动态图形显示功能

操作员通过平面图、系统图等人机界面可以直观地看到设备当前的工作状态，还可看到风回路、水回路的动态效果。通过鼠标的单击可以弹出设备属性框，看到具体的设备属性信息和完成基本操作。

2）故障报警功能

实时、可靠的报警系统可以使用户快速区分和辨别故障，减少系统的故障时间。车站级综合监控系统支持模拟量越限报警、开关量报警和设备报警三种类型的报警。

（2）控制功能

1）设备控制功能

车站的被控对象是车站的各种机电设备。车站级综合监控系统操作站将支持下述控制功能，并且在车站操作员可以选择设备的控制方式，包括：

(1) 焓值自动控制

(2) 时间表控制

(3) 单体设备控制

(4) 设备群组控制

2）模式控制

车站级综合监控系统提供控制模式选择画面，操作员在模式选择画面中对隧道风机、空调系统进行模式点选。车站级综合监控系统在控制模式画面中进行模式参数设置、时间表的修改，下载到车站PLC中，如空调温度值的修改、早晚停送照明时间的修改等。

模式控制属于一种特定的设备组控制。模式的定义是根据工艺设计要求而形成，其触发可有两种方式：人为触发和自动触发，包括：

(1) 早晚换气模式控制

(2) 异常模式控制

(3) 阻塞模式控制

(4) 模式切换

(5) 模式切换的优先级有三种，按由低到高顺序排列：

1. 正常工况：设备点动、设备组控（正常模式）、自动控制、时间表控制；
2. 阻塞模式切换（隧道通风系统）；
3. 火灾模式切换。

（3）调节功能

车站PLC能够根据所检测的车站环境参数自动判断车站所处空调季工况，根据检测参数采用科学的算法和实用的控制策略，对空调冷水系统的二通调节阀、公共区风机转速根据时间的信息进行调节。

（4）参数存储

所有系统参数、所有模式控制、预制时间表控制等相关参数由操作站进行设置，经确认后下载到PLC中，这些参数全部存储于PLC 中，因此车站PLC能够脱离综合监控系统独立运行。

（5）统计功能

在PLC控制器中进行设备累计运行时间、设备故障累计次数等信息的统计，并将统计结果上传给综合监控系统。

（6）显示功能

此功能同综合监控系统操作站的多级显示功能。

每个监控画面都集工艺系统状态、设备状态、报警、控制等多种功能于一身，具有强大的综合显示和操作能力。

监控画面分区域、分系统的动态显示设备状态信息。

1）分区域显示设备状态

车站平面图是分区域显示。选择不同的区域按钮，显示相应区域平面图；如分别显示站台、换乘厅、车站公共区、设备管理用户等区域画面。

车站系统图是分系统显示，选择不同的系统按钮，显示各系统图：如分别显示事故电源系统图、通风系统图、给排水系统图。

2）趋势图显示

车站级综合监控系统操作站可以显示本站监控的模拟量数据的实时趋势和历史趋势。趋势实际上是一个实时和历史数据的无缝的组合。当显示一个实时趋势时，可以通过点击翻滚按钮或拖拉时间指针查看历史数据。在PLC中对模拟量信号进行线性化处理，将测量值转换成工程量。

3）工艺图显示

暖通工艺系统图显示了本车站及隧道空调通风系统的原理图，体现了工艺设备的逻辑位置。

4）控制方式显示

在车站级综合监控系统工作站每个监控界面都能显示系统或设备的当前控制权，以体现控制优先级。

5）设备统计显示

为了设备维护的需要，车站综合监控系统通过PLC对主要设备的信息进行统计。

6）底层设备监视功能

车站级综合监控系统可对车站及所辖区间所有机电设备进行监视和控制，在车站操作工作站上触发报警信息对操作人员进行提示。

7）模式运行显示

在车站级综合监控系统的人机界面上显示模式的实际运行状态与预计模式运行状态，并用不同的颜色区分。方便操作人员方便查找模式运行时设备的故障等情况。

8）设备汇总显示

在车站级综合监控系统的人机界面上用汇总表格的方式，显示车站主要机电设备的运行状态，如车站通风大系统的送排风机、冷水机组、电扶梯、空调机组等。方便运营人员的统一调度与管理。

城市轨道交通BAS系统就简单介绍这些内容，通过上文的描述已经可以对BAS系统有一个整体的认知，如果想要深入了解BAS系统控制模式（模式控制、时间表控制、节能控制等），请关注本公众号，将在后续文章中进行详细描述。