西安地铁系统施工与运营分析

西安地铁二号线BAS系统施工与运营分析

摘要：本文主要针对BAS系统在西安地铁项目中的应用作为主要研究分析对象，从系统组成、施工建设、运行维护三个方面详述BAS系统的应用。

关键词：中央级、车站级、模式控制

西安地铁建设已经进入快车道。自2007年开工建设以来，第一条即将开通运行的2号线安装调试即将完成，各项工作都在有条不紊的进行着。作为地铁机电设备守护者的BAS系统，有着其非常重要的地位。下面我们将从系统组成和功能入手，着重分析BAS系统在建设及运营过程中比较重要的一些问题。

1．西安地铁二号线BAS系统组成和功能

1.1系统功能

1.1.1中央级功能

中央级功能主要在控制中心（OCC）实现，即全线功能。

（1）监视全线各类机电设备的运行状态。

（2）根据通风与空调系统提供的环控工艺要求，对全线隧道通风系统设备进行正常模式控制，灾害模式控制。

（3）根据地铁运行环境及车站其他系统的监控要求，将相关的运行模式控制命令下达给车站BAS系统，使车站设备按设定的模式运行。

（4）在线编辑各个车站运行模式时间表，对车站运行状况在模式一级进行集中的控制。

（5）报表打印、报警记录查询、时钟同步等功能。

1.1.2车站级功能

车站级功能主要在车站实现，通过BAS设置在车站的工作站、PLC、局域网、现场控制网完成。

（1）车站机电设备监控对象有：通风空调系统、照明导向系统、给排水系统、电扶梯系统。

（2）监视和记录车站典型区域测试点的温度、湿度、二氧化碳、照度等环境参数。

（3）对于所有的监控设备，可以实现单独控制和各种模式手动和自动控制。

（4）接受FAS的指令，控制车站通风空调及相关设备转入灾害模式运行。

（5）通过过程控制算法，控制车站通风空调系统，调节站内的环境参数，保证车站环境的舒适性，同时实现最大限度的节能。

1.1.3.就地级功能

就地级功能主要通过BAS设置在各处的PLC、RIO、仪器、仪表等现场设备实现。

（1）能对单台设备进行就地控制，满足设备的现场调试要求。

（2）能实现对现场信号的采集、信号的转换和控制信号的输出。

（3）具有智能通信接口的各个现场设备通过现场总线和控制器相连接，实现数据的通讯。

（4）丰富的通信接口，用以实现不同通信要求的转换，保证通信数据的实时采集和安全传输。

1.2设备组成

1.2.1中央级设备

BAS中央功能主要通过设置在中央级的交换机、服务器、工作站实现，交换机主要用于各设备接入全线公用网络，全线公用网络为全线各车站、各专业公用，由其他通信传输专业提供。

BAS在中央级的应用软件可以根据不同的用户需要选用不同的软件平台，在广州地铁的实际应用中，因为有综合监控专业，BAS专业在中央级的功能要求不高，西安地铁采用了AB 公司的RSview32软件。在南京地铁的实际应用中，BAS在中央级的要求较高，采用的是Wonderware软件平台，在控制中心可以满足20万点的监控要求。

1.2.2．车站级设备

在车站级主要设置PLC、工作站、交换机、打印机等设备。

BAS在车站级设置工业级局域网来实现车站级功能，可以采用工业级以太网或现场总线。广州和南京的应用中均采用了光纤冗余环网的方案，通过分别设置在两个光纤环网的上的交换机，来实现车站各个数据点的通信，西安地铁二号线采用的是工业级局域网。

根据不同的用户需求，地铁车站一般可以划分为三个主要数据点，分别是车站设备区的两端（A、B两端）、车站控制室。这三个主要的数据点，通过车站局域网进行连接。A、B 两端主要完成本端设备的监控，车站控制室设置紧急后备盘（IBP盘），在紧急情况下，通过设置在IBP盘上的按钮来启动相应的灾害模式或者重要的设备，同时也可在IBP盘上设置指示灯，来监视设备、模式的运行状态。BAS专业需要在车站控制室设置PLC或者IO来接受IBP盘控制按钮的指令，并给指示灯反馈状态。

设置在A、B两端的PLC监控了车站的主要设备，要求有较高的可靠性，一般均要求采用热备冗余的PLC系统。在广州地铁4号线EMCS中，使用的是AB公司的ControlLogix冗余PLC系统，在南京地铁2号线BAS系统中，使用的Schneider的Unity Quantum 67160冗余

系统，西安地铁采用了AB公司的PLC系统。

1.2.3就地级设备

就地级设备主要包括PLC、远程IO、通信模件、传感器等。

BAS通过设置在各系统末端（风系统、水系统、公共区）的传感器采集车站主要的环境参数。

BAS通过设置在就地的远程IO控制箱中的DI、DO、AI、AO模块监控通风空调系统、照明配电系统、给排水系统的设备。

对于某些专业的设备，需要采用数据接口进行通信，则BAS设置相应的数据接口设备，例如，UPS、EPS、电扶梯、安全门、变频器、时钟、信号、FAS等专业或设备在实际应用中采用数据接口（Modbus RS485、Modbus TCP或其他）与BAS专业进行通信。

设置在不同区域的远程控制箱通过现场总线接入设置在车站A、B两端环控电控室的主PLC中。

IBP的按钮、指示灯通过硬线接入设置在车控室的IBP控制器IO上。

1.2.4．各级设备在BAS系统中接口方式

（1）硬线接口

通过硬接线的方式接入BAS系统（RIO），包括开关量、模拟量，例如照明、导向、温湿度传感器。

（2）通信接口

通过数据总线的方式接入BAS系统，例如变频风机、UPS、应急电源等系统。接口协议一般采用通用、开放、标准协议，如Modbus、Modbus TCP/IP，各PLC厂家总线协议等。接入综合监控系统的接口采用Modbus TCP/IP。

西安地铁典型系统结构图（见下图）