贵阳地铁一号线BAS系统的应用与实现

贵阳地铁一号线BAS系统的应用与实现

崔成剑

（国电南瑞科技股份有限公司江苏南京210000）

摘要：本文主要介绍了贵阳地铁一号线BAS项目的系统架构以及功能的实现等技术要点，并结合地铁BAS系统的控制要求，总结BAS常用的控制方式。

关键词：BAS；PLC；模式；时间表

一、项目简介

贵阳市地铁一号线线路全长35.11km，共设车站25座，首通段为观山湖区范围内的下麦西至贵阳北站，全长12.9km，共设车站10座，其中地下站8座、地面站1座、高架站1座，另设1座主变、1座车辆段、1座控制中心。BAS作为深度集成的系统，集成到综合监控系统中，其PLC采用的是Rockwell公司的Controlgix系列的产品。

二、BAS系统构成

1.整个项目中的硬件配置

1）PLC的型号

在车站A、B两端的环控电控室内分别设置两套ControlLogix系列1756-L61冗余PLC作为控制器。ControlLogix系列PLC为先进的工业级产品，且是该品牌中的高端产品。主要设备如下表：

2）远程IO模块

采用标准、成熟、可靠、稳定的FLEX系列远程I/O模块，PointRI/OEIP网络适配器1734-AENT，与PLC控制器同为Rockwell自动化产品，以保证整个PLC系统的完整性和稳定性。

3）协议转换模块

采用AB公司的2080-LC50-48QBB通信处理器，带以太网口，用2080-SERIALISOL作为RS485通信转换接口模块，支持开放标准协议，通过它实现与带智能接口的设备或系统通信，如FAS系统、智能照明、冷水群控、EPS等。

2.系统网络构成

BAS系统在车站内的网络可分为三级，分别为：车站级、子系统级（即BAS级）、现场级，以下分别进行描述其网络构成、网络功能、网络特点等。

（1）第一个是车站级工业以太网，车站主端的冗余PLC配置的以太网卡，通过BAS系统交换机接入车站级环网，网络配置由ISCS主体系统完成。

（2）第二个是A、B两端PLC与IBP盘PLC之间的以太网，由A/B端冗余PLC每个机架上的以太网卡、IBP盘PLC控制器自带的以太网口以及这三处的以太网交换机组成。

（3）第三个是现场级网络，由BAS系统负责配置，在A/B端冗余PLC中各配置一块1756-EN2T网络控制器，远程RIO箱配置的1734-AENT网络适配器，以及2080-LC50-48QBB通过以太环网实现各远程IO箱、各带智能通讯接口设备与PLC的通讯。A端PLC、B端PLC、各IO箱、IBP盘之间的通讯通过冗余光纤环网实现。高架站结构相当于地下站的A端结构，典型地下车站BAS系统结构示意图如下：

二、BAS系统实现的功能

1.冗余网络功能

该BAS系统A、B端以及IBP盘处分别有1块以太网模块，与A/B端的2个光纤交换机分别相连（见典型地下车站BAS系统结构示意图），构成双以太光纤环网，因此不会因为单点或任意两点间网络故障，造成三者间的数据通信出现中断。由于ABPLC冗余时，处于备用状态的PLC对应的以太网模块IP地址会自动加1，当主从切换时，原来备用PLC的以太网模块IP会即时减1，变为与ISCS通讯的IP地址，所以BAS与ISCS的通讯构成了冗余网络。

2.信息采集功能

BAS系统对现场各类传感器数据以及机电设备的运行状态、故障报警信息等进行实时采集、处理，以便及时准确的处理各类突发事故。

3.控制功能

BAS系统控制权分为4级控制，就地级、IBP盘、ISCS、BAS维护工作站。每个控制点的控制级别由高到低排列。每个可控制设备都有这4个控制级，在编写程序时需对设备控制点进行判断，通过下述控制功能实现对各机电设备的控制：

（1）设备单控

设备单体控制功能在所有权限里优先级是最低的。车站BAS系统对单体设备的控制方式，由ISCS、BAS维修工作站实现。BAS系统接收这些操作指令并根据连锁条件控制单体设备的启停。其触发方式由操作人员人工完成，车站BAS系统具体执行控制任务，并进行设备连锁逻辑判断。

（2）模式控制

模式的定义是根据环控工艺设计要求而形成，其触发有两种方式：人工触发（HMI，IBP）和自动触发（FAS系统、时间表）。BAS系统可以实现对本站所有模式及相关设备的控制功能。正常模式的状态分为：未启动、执行中、执行成功和执行失败。模式执行时间结束后，根据该模式中设备状态是否符合模式要求，判断模式的执行结果为成功或失败。火灾自动报警系统（即FAS系统）具有控制优先权，FAS系统向BAS系统传送已经人工确认的火灾报警对应的模式指令，BAS根据火灾模式指令启动相应的火灾模式。此后，BAS系统不再接收任何操作指令，直到FAS报警信号复位。

（3）焓值控制

主要是面向车站空调系统设备的一种控制方式。BAS将实时检测车站的空气参数并进行焓值运算，根据室内外焓值和温度，确定空调运行工况，实时控制空调设备的运行，如控制空调新风机的运行，控制各种风阀的开关，控制冷水机组的启停等。焓值控制分为暖通空调系统和冷水系统，暖通空调系统的焓值控制在PLC中完成。对每一个车站的同一个空调空间，作为一个监控对象进行环境温度控制，即对车站大系统按照同时控制车站两端的空调系统处理，作为一个控制对象。

（4）时间表控制

贵阳地铁一号线在正常运营时，每日所有BAS设备的控制均由ISCS的时间表功能实现。ISCS系统支持多种时间表（包括工作日、周末、节假日、夜间等）的编辑。编辑好的时间表可以被操作员保存，以及下发。ISCS与BAS主PLC间在下发/读回过程仅使用一张完整的时间表，每个车站的BAS主PLC控制器将保持住ISCS下发的最新一张时间表，并执行。BAS时间表的内容设计为各个子系统的模式号及其启动时间。根据BAS子系统的划分，每一张时间表被分成若干个部分。时间表作为BAS控制设备在正常情况下运行的控制输出，它以设备、设备组或系统为单位，确定设备在某段时间内的目标运行状态。ISCS将时间表下载到BASPLC中，BASPLC根据当前的系统时钟计时，自动判断并执行时间表内的相应模式号输出，控制模式的执行。

三、结束语

目前贵阳一号线首通段各系统已经调试完毕，并投入试运营，该BAS系统能对通风空调系统、给排水、低压配电与动力照明系统、智能照明系统、电梯、扶梯等车站系统设备进行全面、有效的自动化监控及管理，确保设备处于安全、可靠、高效、节能的最佳运行状态，并能在火灾或阻塞等灾害状态下，更好地协调车站设备的运行，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，达到营造舒适环境、降低能源消耗、节省人力、提高管理水平的目的，全面满足运营管理的需求。

参考文献：

[1]邓李.ControlLogix系统实用手册.机械工业出版社.2008