任務(wù)二車站級監(jiān)控系統(tǒng)功能

任務(wù)二車站級監(jiān)控系統(tǒng)功能北京華鑫北京交通運輸職業(yè)學(xué)院01車站BAS系統(tǒng)可以是一個以車站為單位的相對獨立的系統(tǒng)，從而完成車站BAS功能。車站BAS系統(tǒng)功能的主要目的是：?正常工況下，提供靈活多樣的、全面的監(jiān)控方式與手段實現(xiàn)對車站環(huán)控系統(tǒng)及其他機電設(shè)備的監(jiān)控操作、實時控制，并通過先進的、實用的控制算法和策略達到節(jié)能與優(yōu)化控制的目的。?非正常情況下，提供方便的協(xié)調(diào)和調(diào)度監(jiān)控手段來滿足和應(yīng)對特殊的工況需求，并根據(jù)調(diào)度及觸發(fā)命令完成模式控制。011．實時監(jiān)控與聯(lián)動控制實時數(shù)據(jù)處理和控制主要由各PLC控制器完成，PLC是車站BAS系統(tǒng)的控制核心。BAS系統(tǒng)接收來自各種監(jiān)控及接口設(shè)備的操作指令來控制各個被控設(shè)備運行，并且保障設(shè)備運行的安全。同時，BAS系統(tǒng)采集并判斷各個被控設(shè)備、模式、系統(tǒng)的運行狀態(tài)，經(jīng)過整理傳送至各級監(jiān)控系統(tǒng)。對于車站空調(diào)系統(tǒng)，BAS系統(tǒng)能夠以焓值計算的方式自動控制各被控制設(shè)備狀態(tài)，調(diào)節(jié)空間的溫度和濕度。BAS系統(tǒng)能夠?qū)刂葡到y(tǒng)本身進行監(jiān)視和故障診斷，并在出現(xiàn)故障時對被控設(shè)備進行保護。01012．車站環(huán)境參數(shù)監(jiān)控正常工況下，車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)承擔(dān)著營造車站良好的候車與乘車環(huán)境的任務(wù)。根據(jù)工藝設(shè)計，車站大系統(tǒng)用來維持車站公共區(qū)的溫濕度(主要是溫度調(diào)節(jié)，無直接調(diào)濕手段)，小系統(tǒng)則用來維持車站重要設(shè)備與管理用房的溫濕度。車站級BAS系統(tǒng)應(yīng)實時監(jiān)控設(shè)置在車站各處的溫濕度傳感器值，從而作為控制與調(diào)節(jié)的依據(jù)并在HMI上實時顯示其數(shù)據(jù)值。這些傳感器包括：室外溫濕度(一般位于車站新風(fēng)井)、大系統(tǒng)回風(fēng)溫濕度、大系統(tǒng)送風(fēng)溫濕度、大系統(tǒng)出風(fēng)溫濕度、站廳站臺溫濕度(一般每層設(shè)置4個，實際控制時取其算術(shù)平均值或加權(quán)平均值作為站廳或站臺的實際平均溫度)，信號機械室溫濕度、通信機械室溫濕度等。01013．車站空調(diào)系統(tǒng)控制通過與冷機控制器通信，采集空調(diào)水系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)值，如供回水壓力、溫度、流量、制冷量、機組運行狀態(tài)、連鎖設(shè)備運行狀態(tài)等參數(shù)。另外還可以通過硬線方式直接讀取冷水末端(包括冷站水系統(tǒng)末端)相關(guān)傳感器參數(shù)值，如流量、壓力、壓差、溫度及二通閥開度等參數(shù)值，并可以根據(jù)工藝要求，通過優(yōu)化算法實現(xiàn)對大系統(tǒng)水系統(tǒng)的控制，包括：風(fēng)量控制(如果采用變風(fēng)量系統(tǒng))；二通閥開度控制：冷機臺數(shù)控制；集中供冷冷凍水回路壓差控制等。014．大系統(tǒng)設(shè)備的優(yōu)化與智能控制正常工況下，BAS系統(tǒng)將通過室內(nèi)外溫濕度值實時計算空氣焓值，并自動確定空調(diào)工況，控制空調(diào)系統(tǒng)的運行工況轉(zhuǎn)換，如盛夏季節(jié)，控制空調(diào)運行于最小新風(fēng)工況，最大程度防止冷量的散失，同時維持車站內(nèi)的最小新風(fēng)需求，從而達到節(jié)能的目的。當(dāng)計算出當(dāng)前季節(jié)為過渡季時，則控制空調(diào)系統(tǒng)進入全新風(fēng)工況，盡量利用室外低含濕量空氣，同樣達到節(jié)能的目的。當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)溫度不小于室外溫度時，BAS系統(tǒng)則控制空調(diào)系統(tǒng)進入通風(fēng)工況，此時將停止冷機的運行。為防止一天之內(nèi)空調(diào)工況的頻繁轉(zhuǎn)換，減少設(shè)備損耗，BAS系統(tǒng)將對空氣參數(shù)的運算采用定時處理方式，時間用戶可設(shè)定，設(shè)定時間應(yīng)不小于0．5h。另外系統(tǒng)將對一段時間內(nèi)(2～5h，可調(diào)整)計算的空氣焓值進行算術(shù)平均計算，作為空調(diào)工況控制依據(jù)。015．設(shè)備控制BAS系統(tǒng)的被控對象是車站的各種機電設(shè)備，BAS系統(tǒng)支持下述設(shè)備控制功能。?焓值自動控制；?時間表控制。BAS系統(tǒng)支持三類時間表(當(dāng)前時間表、預(yù)定時間表、特殊日時間表，當(dāng)前和預(yù)定時間表包括工作口、周末、夜間三套)的運行，同時在車站監(jiān)控工作站上可以監(jiān)控任何一個時間表。?單體設(shè)備控制：?設(shè)備組控制；?模式控制。01模式的定義根據(jù)工藝設(shè)計要求而形成，其觸發(fā)可有兩種方式：人為觸發(fā)(HMI，IBP)和自動觸發(fā)(車站FAS系統(tǒng))。BAS系統(tǒng)在車站的模式控制與操作包括兩方面：(1)作為OCC的輔助實現(xiàn)對隧道環(huán)控系統(tǒng)的非常模式和早晚換氣模式的控制及模式編輯；(2)執(zhí)行OCC下發(fā)的車站系統(tǒng)的模式表，并可手動控制車站系統(tǒng)模式。根據(jù)需求，可提供模式編輯功能。016．防災(zāi)聯(lián)動控制車站BAS系統(tǒng)須完成部分消防聯(lián)動控制功能，即在車站發(fā)生火災(zāi)的情況下，須完成對車站防排煙系統(tǒng)的火災(zāi)模式控制功能。根據(jù)設(shè)計規(guī)范的要求，在車站FAS火災(zāi)報警信息通過串口接入BAS系統(tǒng)。BAS系統(tǒng)根據(jù)報警信息進行解析，得到發(fā)生火災(zāi)的具體位置，并且得出相應(yīng)的火災(zāi)模式號。BAS系統(tǒng)將解析的結(jié)果以報警的形式在車站監(jiān)控工作站和IBP盤面進行顯示，并根據(jù)模式號進行模式優(yōu)先級和沖突判斷，如果模式能夠執(zhí)行，則轉(zhuǎn)變?yōu)榫唧w設(shè)備控制指令，由車站主控PLC分解指令到相關(guān)ECS控制器中實現(xiàn)設(shè)備級的控制。0101車站BAS可有效應(yīng)對和處理各種緊急情況，例如，車站火災(zāi)、隧道火災(zāi)、隧道阻塞、車站突發(fā)事件等特殊情況。系統(tǒng)具有和FAS系統(tǒng)的接口，可實時接收FAS系統(tǒng)發(fā)出的車站火災(zāi)信息。車站BAS可接收來自O(shè)CC的模式命令，同時通過車站監(jiān)控工作站和IBP均可對車站BAS系統(tǒng)發(fā)出緊急模式指令。車站BAS系統(tǒng)在接收到上述任何一個信息時，應(yīng)能夠在第一時間進入防災(zāi)模式，實時控制與調(diào)度防災(zāi)設(shè)備按既定方式運行。01BAS系統(tǒng)主控PLC將行使操作優(yōu)先級和模式?jīng)_突判斷。主控PLC分別接收來自O(shè)CC、車站和IBP盤(含F(xiàn)AS自動觸發(fā)的)的模式觸發(fā)命令，主控PLC首先判斷觸發(fā)優(yōu)先級(建議觸發(fā)優(yōu)先級由高到低定義為：IBP，PgMT，MCS，分別用不同的數(shù)字表示)，后判斷模式代表的工況(其緊迫程度由高到低為：火災(zāi)、阻塞、正常，同樣用不同的數(shù)字表示)，通過兩者數(shù)字的結(jié)合便產(chǎn)生了包含觸發(fā)點與工況信息的最終模式號，將此模式號和當(dāng)前運行的模式號比較，如果不沖突，則執(zhí)行；沖突則執(zhí)行模式號大(人為定義)的模式，模式號小的模式自然退出；同時反饋判斷的結(jié)果，從而完成模式優(yōu)先級及沖突判斷的工作。017．緊急后備操作通過IBP(IntegratedBackPlant)綜合后備盤可以實現(xiàn)緊急模式控制功能。IBP盤的功能定義為：在監(jiān)控系統(tǒng)失去作用或通信發(fā)生故障時，IBP盤作為緊急工況下的后備模式控制人機接口裝備。模式控制由BAS系統(tǒng)實現(xiàn)。BAS系統(tǒng)應(yīng)完全滿足上述需求。01018．子系統(tǒng)獨立性提供的BAS系統(tǒng)中環(huán)控(ECS)和其他機電設(shè)備控制系統(tǒng)(BS)可相對獨立工作，具體措施是：?ECS和BS子系統(tǒng)的被控對象之間無工藝連鎖關(guān)系；?ECS和BS子系統(tǒng)分別由各自的控制器完成，具有各自獨立的現(xiàn)場級設(shè)備級網(wǎng)絡(luò)(I／O總線及模塊)，控制任務(wù)之間沒有直接的協(xié)調(diào)關(guān)系。01正常情況下，兩個子系統(tǒng)控制器通過車站監(jiān)控局域網(wǎng)向監(jiān)控設(shè)備反饋各種狀態(tài)信息，接收各種操作指令。當(dāng)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時，上述兩個系統(tǒng)可完全保持獨立的運行，此時的運行方式將保持在最后通信正常時的狀態(tài)。同時，為提高系統(tǒng)的通信自診斷和報警能力，BAS系統(tǒng)應(yīng)采取必要措施，如設(shè)置看門狗等監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)絡(luò)上各控制器的運行狀態(tài)。019．智能、優(yōu)化與調(diào)節(jié)控制提供的BAS系統(tǒng)將滿足下述智能與優(yōu)化控制功能。(1)設(shè)備運行均衡控制BAS系統(tǒng)能夠?qū)囌镜囊恍┐笮驮O(shè)備進行運行均衡控制。例如，冷水機組，運行前期大多數(shù)時間可能只需一臺即可滿足要求。BAS系統(tǒng)能夠?qū)Ω鱾€冷水機的運行時間進行累計，并在達到一定累計值時自動切換至另外一臺機組，使各個機組的累計運行時間基本相同。01(2)互為備用的設(shè)備自動切換控制設(shè)備的自動切換控制主要有兩種方式：互為備用的設(shè)備定時自動切換，設(shè)備故障時自動切換至備用設(shè)備運行?；閭溆玫脑O(shè)備定時自動切換的目的是進行設(shè)備運行均衡控制，控制方式已經(jīng)在上文中說明。設(shè)備故障時自動切換至備用設(shè)備運行，目的是保障BAS系統(tǒng)運行狀態(tài)不受故障設(shè)備的影響。BAS系統(tǒng)監(jiān)測被控設(shè)備的狀態(tài)，當(dāng)被控設(shè)備故障時，BAS系統(tǒng)將故障信息傳送至操作員站，向被控設(shè)備發(fā)出停止指令，同時自動啟動備用設(shè)備。01(3)設(shè)備順控功能這里所謂“順控”并非PSCADA概念，而是系統(tǒng)解決眾多大功率設(shè)備由于同時啟動而沖擊電網(wǎng)的問題。這種情況常發(fā)生在每天運營開始及模式運行時。BAS系統(tǒng)將隨時檢測這種情況的發(fā)生，并設(shè)置順序啟動間隔計時器，每當(dāng)時間一到則啟動l臺預(yù)啟動的大功率設(shè)備，從而實現(xiàn)一種順控的功能。01(4)PID調(diào)節(jié)控制BAS系統(tǒng)能夠通過PID優(yōu)化算法進行冷水系統(tǒng)供回水壓力控制，末端冷量控制(二通調(diào)節(jié)閥開度控制)等。(5)時鐘同步車站BAS系統(tǒng)可以接收來自中心的對時信息，同步于對時系統(tǒng)中的所有控制器，使其時鐘達到與車站時鐘信息一致。各個PLC控制器均具有內(nèi)部時鐘，可精確至秒。將編制專門的對時程序，用于系統(tǒng)時鐘的同步，一般至少l天對時一次。0110．用戶友好的監(jiān)控功能BAS系統(tǒng)的軟件平臺應(yīng)提供功能強大的、用戶友好的人機界面體系，結(jié)合BAS系統(tǒng)的實際應(yīng)用，面向操作與維護人員而設(shè)計，如功能鍵的定義、圖標(biāo)的使用、菜單條的形式等，要符合人們的日常操作習(xí)慣。同時在圖形顯示窗口內(nèi)，將結(jié)合具體工藝情況，提供彩色動態(tài)的監(jiān)控畫面，用以表達工藝系統(tǒng)狀況、設(shè)備運行情況及狀態(tài)反饋等信息。BAS系統(tǒng)將具備但不限于下述界面。01?車站地圖，以車站平面結(jié)構(gòu)為地圖，綜合顯示各個房間內(nèi)設(shè)備分布情況、運行情況、工況(火災(zāi))等內(nèi)容，并且支持操作員單擊查看任何一個系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備詳細(xì)情況并可以對其實施操作控制。?BAS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)畫面，用來顯示每個車站BAS系統(tǒng)的實際構(gòu)成情況，控制箱柜的相對位置，可監(jiān)控各個控制器的運行狀態(tài)、網(wǎng)絡(luò)運行狀態(tài)等。?工藝系統(tǒng)畫面，包括隧道風(fēng)系統(tǒng)、車站大系統(tǒng)、車站各個小系統(tǒng)、車站空調(diào)水系統(tǒng)、給排水設(shè)備、電扶梯設(shè)備、照明、導(dǎo)向等，同樣，系統(tǒng)支持對界面內(nèi)任何一個設(shè)備的操作控制。01?模式監(jiān)控畫面，用來集中進行模式觸發(fā)操作和運行反饋信息監(jiān)視，并且可以監(jiān)控模式的具體運行情況，對模式內(nèi)各設(shè)備的實際運行狀態(tài)和模式要求狀態(tài)做動態(tài)比較，對模式運行的細(xì)節(jié)情況可一目了然。?事件監(jiān)控畫面，用來進行事件列表、事件分析。事件記錄將詳細(xì)展示事件發(fā)生的時間、具體事件描述、當(dāng)時的用戶等情況，并提供模糊查詢功能，用于檢索。?報警監(jiān)控畫面，用來集中監(jiān)控各類各個級別和各種報警處理情況，通過不同底色表示不同的報警級別，無底色用來表示確認(rèn)的報警等，并提供模糊查詢手段用于用戶檢索，并提供在線存儲和打印功能，用來記錄和打印查詢結(jié)果。?設(shè)備列表，用來集中監(jiān)控各個被控對象的情況，包括設(shè)備標(biāo)記、所在位置、當(dāng)前運行狀態(tài)、統(tǒng)計信息(累計運行時間、故障次數(shù)及檢修次數(shù)等)等，同樣提供查詢手段，用來快速檢索某個設(shè)備或某類設(shè)備，用戶可不必翻閱圖紙，通過監(jiān)控工作站即可檢索和BAS相關(guān)的任何設(shè)備信息，為維護提供大大的便利。0111．系統(tǒng)安全措施BAS系統(tǒng)設(shè)置全線統(tǒng)一的用戶與權(quán)限管理功能，并在車輛段實現(xiàn)集中管理。權(quán)限與用戶數(shù)據(jù)存放于服務(wù)器中，可查詢、可更改。并設(shè)置身份識別系統(tǒng)，運用雙因子加密技術(shù)實現(xiàn)系統(tǒng)登錄及操作的保護。通過系統(tǒng)權(quán)限及身份識別可有效區(qū)分不同級別人員對系統(tǒng)的監(jiān)控操作范圍，為運營管理提供基本的管理工具；通過用戶管理可有效地屏蔽非授權(quán)人員的操作，以避免系統(tǒng)的意外人為事故的發(fā)生。授權(quán)用戶需利用電子身份證(利用USB口和監(jiān)控工作站連接，內(nèi)部存有個人身份信息，相當(dāng)于電子鑰匙)和密碼才能登錄進入系統(tǒng)，另外系統(tǒng)設(shè)置操作定時器，即在規(guī)定時間內(nèi)如檢測無操作，則自動注銷用戶。授權(quán)用戶可以在線修改自己的密碼。0112．報警監(jiān)控與管理功能車站BAS的報警監(jiān)控和管理功能與中心BAS系統(tǒng)的相關(guān)功能相同。13．消防聯(lián)動車站BAS系統(tǒng)除了要具備火災(zāi)工況下的防災(zāi)聯(lián)動控制功能外，同時要具備對控制范圍內(nèi)的其他設(shè)備的聯(lián)動控制，如電源控制、導(dǎo)向控制和屏蔽門的控制等。其中對于電源的控制是應(yīng)消防規(guī)范的要求，此項功能由BS系統(tǒng)來實現(xiàn)。當(dāng)IBP盤PLC接收到火災(zāi)命令時，或接收到人為車站火災(zāi)模式觸發(fā)命令時，BAS的BS子系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)工藝設(shè)計要求，聯(lián)動切除非消防電源及車站三類負(fù)荷，待事件處理完畢后，手動解除。0114．系統(tǒng)恢復(fù)與保持功能車站BAS屬于供電一類負(fù)荷，通過車站兩端UPS受電，車站BAS系統(tǒng)提供智能接口實現(xiàn)同UPS連接，通過該接口，BAS可實時間接監(jiān)控供電情況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)供電中斷時，BAS系統(tǒng)應(yīng)在短時間(秒級)內(nèi)根據(jù)情況，根據(jù)事先的工藝設(shè)計要求，屏蔽所有設(shè)備的控制輸出(PLC的DO輸出，AO保持當(dāng)前值)，同時觸發(fā)報警和記錄事件，并在HMI屏蔽相關(guān)設(shè)備的監(jiān)控操作。當(dāng)檢測供電恢復(fù)后，系統(tǒng)按照順控規(guī)則，依次恢復(fù)斷電前的設(shè)備運行狀態(tài)，使系統(tǒng)快速地恢復(fù)正常。0115．系統(tǒng)自診斷功能BAS系統(tǒng)具備較完善的自診斷和故障處理功能。(1)PLC系統(tǒng)的自檢測與診斷：系統(tǒng)應(yīng)利用產(chǎn)品的自身功能或通過編程等必要手段用來甄別系統(tǒng)自身的各種故障，如各種模板／塊故障，并且這些信息均應(yīng)實時反饋給HMI并可以根據(jù)情況觸發(fā)報警。(2)UPS的監(jiān)控：系統(tǒng)應(yīng)選用質(zhì)量好的UPS產(chǎn)品，該產(chǎn)品應(yīng)提供智能接口用于接入控制系統(tǒng)。BAS系統(tǒng)通過該接口可實時監(jiān)控UPS的工作狀態(tài)、各種電量參數(shù)及電池狀態(tài)等。采集到數(shù)據(jù)可實時反饋到HMI供維護人員監(jiān)控及管理，并可根據(jù)需求觸發(fā)報警，如電池的應(yīng)用情況等。另外，通過監(jiān)視UPS的供電情況，BAS可以適時采取措施，保護系統(tǒng)的運行環(huán)境。01(3)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的監(jiān)控：BAS系統(tǒng)可以通過多種措施監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)運行狀態(tài)，包括局域網(wǎng)和控制網(wǎng)。BAS能夠?qū)刂葡到y(tǒng)中的上述各種狀態(tài)進行監(jiān)視，并對故障點進行診斷。當(dāng)出現(xiàn)故障時，BAS系統(tǒng)向監(jiān)控工作站觸發(fā)報警使相關(guān)控制程序立即轉(zhuǎn)入緊急處理程序，從而保障被控設(shè)備的安全。0116．系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控對于車站設(shè)備的監(jiān)控，由MCS系統(tǒng)(包括OS和IBP)、車站BAS系統(tǒng)及就地控制設(shè)備在邏輯上構(gòu)成了一個多級控制系統(tǒng)，即MCS，BAS及就地控制設(shè)備均可以對控制范圍內(nèi)的某個工藝設(shè)備進行控制，因此存在多處操作監(jiān)控的情況。這些監(jiān)控操作點包括CMCS監(jiān)控工作站、SMCS監(jiān)控工作站、BAS系統(tǒng)PgMT、IBP、SMCC等。0117．參數(shù)化系統(tǒng)BAS系統(tǒng)是一個面向運營維護的、可參數(shù)化的系統(tǒng)，或稱之為用戶可組態(tài)的系統(tǒng)。BAS系統(tǒng)集成商應(yīng)將BAS系統(tǒng)進行封裝，并通過人機界面向用戶提供系統(tǒng)運行參數(shù)整定界面，用戶可對系統(tǒng)運行或控制方式進行在線動態(tài)調(diào)整，以