地铁车站bas系统结构设计浅析

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1、地铁车站BAS系统结构设计浅析1引言BAS（BuildingAutomationSystem，建筑自动化系统，《地铁设计规范》称环境与设备监控系统）因其涉及防灾及节能功能而倍受关注，2003版《地铁设计规范》专辟章节对其予以规范，包括系统结构及控制设备等。其中规范要求车站BAS宜采用分布式计算机系统，但如何根据不同的需求和实际情况，设计并搭建一个经济的、高效的车站BAS系统涉及诸多细节问题，如：1）控制器的类型、数量和档次选择——影响系统成本和系统性能；2）控制箱柜规划及分布设计——影响系统的可实施性、可维护性和可管理性；3）系统的网络结

2、构设计——影响系统的性能。上述内容是BAS系统工程设计的基础和重要内容，合理的设计将会有效降低系统的硬件成本，提高系统的整体性能，减小系统的复杂性并提高系统的可实施性。总体而言，车站BAS系统结构设计原则应是：相对集中，适度分散。这即是逻辑概念又是物理概念，即：1）构成BAS系统的控制器不宜过多，应以车站两端为单位进行监控任务的集中处理，适度设置若干分布式IO（InputandOutput，输入与输出）站，这是逻辑概念；2）构成BAS系统的各个控制箱柜不宜过度分散安放，特别是不宜安放于隧道内，应以车站两端为单位进行集中安放，适度设置一些就

3、地控制箱，这是物理概念；2控制器地铁对BAS的特殊功能需求和其特殊的应用环境已经决定了构建BAS系统的监控设备应是工业级的，因此地铁设计规范已明确要求使用PLC（ProgrammableLogicController，可编程控制器）作为地铁BAS的控制器，PLC适用于地铁应用的特点是：1）工业级控制设备，具有很强的环境（电磁环境，物理环境，化学环境等）适应能力；2）单机功能非常强大，可监控高达数十万物理点，而一个车站BAS的监控点数一般不会超过5000点；3）处理速度快，支持多种工业级实时控制网络，系统整体实时性强；4）可靠性极高，MTB

4、F（MeanTimeBetweenFailures，平均故障间隔时间）达数十万小时以上；5）应用灵活，支持创造性设计思维，可以方便地构建复杂监控系统并实现复杂的控制功能。然而对于分布式的地铁BAS系统，选择什么档次和数量的PLC一直是工程设计时难以把握的问题，将直接影响BAS系统造价。在说明问题之前，有必要分析和明确BAS监控范围和被控对象分布特点：1）环控系统设备是BAS的监控重点，其分布较有规律，一般集中在车站两端风机房，其电气控制柜亦集中安放于车站两端；2）车站其他机电设备（如屏蔽门、电扶梯、给排水、照明、事故电源等），分布不是很规

5、律；3）IBP（IntegratedBackupPanel，集成后备盘）盘有关BAS元件集中于车控室IBP盘。2.1控制器数量规划根据“相对集中、适度分散”的设计原则，结合被控对象的性质和分布特点，以及PLC的性能特点，可规划BAS系统控制器的数量如下：1）设置一套监控级的主控PLC，用来作为和监控层的接口，同时作为BAS控制层的实时数据库，协调车站就地控制器的控制任务，同时控制IBP盘盘面元件，该控制器冗余配置；2）根据重点监控对象——环控设备的分布特点，在车站两端各设置一套就地控制器，主要用于对车站两端环控系统设备的集中处理，如承担防

6、灾功能，可考虑冗余配置；3）对车站其他机电设备的监控任务可分别由车站两端的就地控制器承担。这是因为车站其他机电设备多是自成系统或带有控制器的智能设备（如屏蔽门、电扶梯、事故电源、排水泵等），且BAS多以数据采集为主，而只有少量的设备如给水蝶阀、照明等需要控制，这些设备的控制工艺相对简单，数量不是很多，因此没有必要对这些设备单独设置控制器。根据他们的分布特点，设置适当的分布式IO站；值得一题的是，人们在作系统设计时，习惯用地面建筑DDC（DirectDigitalController，直接数字控制器）系统的设计理念，设置过多的PLC控制器，

7、认为这样才符合规范的要求，但这样过度分散的方式并不符合现代PLC系统的应用，因为DDC和PLC两者无论是产品形态、编程方式、网络、应用领域及设计思想均具有着本质的区别。另外，由于地铁风系统设备之间的连锁、联动关系较为复杂，如果由多个控制器来完成控制，势必造成控制器间频繁传递连锁信息的情况，从而对控制网络的可靠性、实时性、确定性及带宽资源均提出较高的要求。同时，PLC的编程是以控制器为单位逐一进行的，控制器越多，工程复杂性越高，可实施性就越低，系统可靠性反而降低了。实际应用表明，控制任务的过度分散设计应用于PLC系统，只能导致系统的整体性能

8、降低，得不偿失，由此可知，BAS系统设计思路不能停留在DDC产品的概念内，更不能将PLC当作DDC产品运用，而结合被控设备的运行及分布特点，采用PLC来适当分散控制任务是合理的设计和明智的选择