城市轨道交通环境与设备控制系统(BAS)介绍
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地铁机电系统之BAS介绍
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广州地铁三号线BAS系统图
典型方案配置及工程案例分析
重庆地铁三号线BAS系统图
典型方案配置及工程案例分析
重庆地铁3 号线B A S 系统——地下站
站内系统网络10/100M 工业级以太双环网
现场工业设备级网络 12M工业级PROFIBUS双总线
IBP PLC ISCS
交换机
百兆工业光纤双环网
S7 400H，A端
Unity Pro
iFix/GE Proficy CIMPLICITY 7.0 Machine Wincc Step7
典型方案配置及工程案例分析
北京地铁四号线BAS系统图
典型方案配置及工程案例分析
广州地铁二八线BAS系统图
典型方案配置及工程案例分析
南京地铁1号线BAS系统图
典型方案配置及工程案例分析
轨道交通BAS系统
一．BAS系统概述 二．监控对象 三．BAS系统构成 四．系统功能 五．BAS系统接口 六．典型方案配置及工程案例
BAS系统概述
名词解释 BAS系统（ Building Automatic System）——环境与设备监控系统
BAS系统目的 对车站机电设备进行自动化监控及管理； 为乘客和运营人员提供舒适的环境； 节约能源、降低运营费用
地铁车站的BAS系统
地下车站机电设备系统自动控制系统联动相关的，机电设备转向火灾模 式，实现地下轨道交通发生火灾时机电设备联动自动化，将火灾的影响 程度降低到最低，保证轨道交通设备和乘客的安全。
当列车在区间发生火灾和阻塞时，联动控制区间隧道通风设备执行火灾 工况；监视车站和相关建筑物内各泵房危险水位；监控区间泵房水位状 态，保证轨道交通安全运行。
2、车站级
系统车站级设于车控室内其主要由计算机 主机，显示器，打印机，网络TAP，控制 器接口，消防报警接口（HLI）等组成车站 工作站。控制器接口通过车站监控系统通 信网络与车站监控工作站及控制中心通信， 接收控制中心指令并控制现场控制器，同 时，将设备运行状态和参数送到车站监控 工作站及控制中心。车站控制系统通过网 络接口设备向上与中央监控EMCS系统连接。
2、不正常运行方式：一旦失电，必须关掉计算机、 打印机，查找失电原因。若供电恢复正常，再开 启计算机、打印机，并通知环控调度和分公司调 度，由专业人员进行处理。若发现计算机病毒， 必须追究责任。
二、计算机操作中注意事项
1、本机电设备自动控制系统一旦安装调试完成，即处于 二十四小时连续工作，操作人员可任意开关计算机和打印 机电源，但不能随便关闭系统电源。
通过对车站机电设备运行状态，保证轨道交通安全运行。通过对车站机 电设备运行状况分析，环境参数的采集，为设备管理提供决策依据，实 现车站机电设备科学管理合理维护。
第二节
地下车站机电设备自动控制系统的组成及主要功能
第二节 地下车站机电设备自动控制系统的组成及主要功能
地下车站机电设备自动控制系统通常由中 央，车站，现场三级实现对环控，给排水， 冷水机组，热泵机组的监视和控制。目前 运营的地下轨道交通线路中只有轨道交通 二、三、四号线实现中央，车站，现场三 级实现对环控，给排水，冷水系统。而轨 道交通一号线只有车站，现场二级实现对 环控，给排水，冷水系统的监视和控制。
当列车在区间发生火灾和阻塞时，联动控制区间隧道通风设备执行火灾 工况；监视车站和相关建筑物内各泵房危险水位；监控区间泵房水位状 态，保证轨道交通安全运行。
2、车站级
系统车站级设于车控室内其主要由计算机 主机，显示器，打印机，网络TAP，控制 器接口，消防报警接口（HLI）等组成车站 工作站。控制器接口通过车站监控系统通 信网络与车站监控工作站及控制中心通信， 接收控制中心指令并控制现场控制器，同 时，将设备运行状态和参数送到车站监控 工作站及控制中心。车站控制系统通过网 络接口设备向上与中央监控EMCS系统连接。
2、不正常运行方式：一旦失电，必须关掉计算机、 打印机，查找失电原因。若供电恢复正常，再开 启计算机、打印机，并通知环控调度和分公司调 度，由专业人员进行处理。若发现计算机病毒， 必须追究责任。
二、计算机操作中注意事项
1、本机电设备自动控制系统一旦安装调试完成，即处于 二十四小时连续工作，操作人员可任意开关计算机和打印 机电源，但不能随便关闭系统电源。
通过对车站机电设备运行状态，保证轨道交通安全运行。通过对车站机 电设备运行状况分析，环境参数的采集，为设备管理提供决策依据，实 现车站机电设备科学管理合理维护。
第二节
地下车站机电设备自动控制系统的组成及主要功能
第二节 地下车站机电设备自动控制系统的组成及主要功能
地下车站机电设备自动控制系统通常由中 央，车站，现场三级实现对环控，给排水， 冷水机组，热泵机组的监视和控制。目前 运营的地下轨道交通线路中只有轨道交通 二、三、四号线实现中央，车站，现场三 级实现对环控，给排水，冷水系统。而轨 道交通一号线只有车站，现场二级实现对 环控，给排水，冷水系统的监视和控制。
BAS系统结构综述
2.2 车站级BAS系统结构
环境与设备监控系统提供的车站BAS构成如下： a) 车站BAS网络采用分层分布式现场总线结构； b) 由PLC控制器、现场传感器、维护终端等组成。 c) 监控对象包括： d) 车站隧道兼公共区通风系统； e) 车站小系统； f) 暖通空调系统； g) 冷水系统； h) 车站给排水系统； i) 电扶梯系统； j) 照明系统等设备。
典型地高架站系统网络图 图 2-3典型车辆段/停车场系统网络图
2.3 BAS现场级网络
地下车站BAS在靠近车控室一侧的环控电控室设一组冗余的 BAS主控制器和BAS维护工作站，在远离车控室一侧的环控电 控室设置另外一组冗余控制器，作为车站BAS的从控制器。车 辆段/停车场BAS在环控设备机房设一组非冗余的BAS主控制器 和BAS维护工作站，控制车辆段/停车场的所有设备 车站BAS主控制器经双以太网与综合监控系统（ISCS）冗 余交换机相连。 地下车站两端BAS冗余控制器通过冗余以太网采用光纤进行 连接。
在车站控制室设IBP盘（综合监控系统提供），作为灾害模 式下紧急后备控制。
系统的构成方案
在靠近车站控制室一端的环控电控室内设置一套冗余PLC控 制器，作为整个车站的主控制器兼作与综合监控系统的接口， 并通过冗余以太网与车站BAS维护工作站、IBP盘PLC、及车 站从控制器进行连接，同时负责本端的设备监控，在每个CPU 上标准配置两个以太网接口，通过工业以太网分别连接到综合 监控系统的两台互备冗余交换机上，实现双冗余通讯。 在远离车站控制室侧环控电控室设置一套冗余PLC控制器， 作为车站BAS的从控制器，通过冗余的工业以太网与车站BAS 主控制器进行通讯连接，同时负责本端的设备监控。
典型高架站系统网络图
图 2-2典型高架站系统网络图
地铁车站环境与设备监控系统
BAS是从智能建筑领域引用过来的，本意为建筑设备自动化系统。 它是对建筑物内的通风空调设备、给排水设备、供配电设备、照明设备 、电梯及自动扶梯等进行集中监视、控制和管理的系统。
城市轨道交通沿线车站作为一种特殊类型的智能建筑，其内部安装 设置的各类机电设备为轨道交通营造舒适的运营环境提供了保证。而且 ，城市轨道车站比传统的建筑还增加了一些特殊设备，如站台门、防淹 门等。因此，环境与设备监控系统也称为BAS。
1. 车站环境与设备监控系统的组成
（3）就地级设备
就地级设备主要包括PLC、远程I/O、传感器和执行器等。其控制器一般相 对集中于环控电控室，在照明配电室、冷冻机房、区间风井、区间泵房等附近设 置就地级监控设备和就地控制箱等。
分析：一个典型地下站的BAS系统网络结构
BAS系统的组网采用三层网络通讯结构。 最底层是设备层（DeviceNet设备网），智能仪表、智能马达、电 扶梯、冷水机组、EPS、UPS等设备，通过DeviceNet或者RS485连接到 通讯模块，通风空调、给排水、照明、各类传感器等设备，通过一般的 工业电缆接到I/O模块； 中间是控制层（ControlNet控制网），通讯模块、I/O模块、PLC控 制器等通过同轴电缆或者光电中继器连接到冗余的ControlNet网络上， PLC机架接收底层设备的状态信息，主PLC与热备的PLC机架之间通过光 缆连接，实现热备冗余模式。 最上层是信息层（Ethernet以太网），主PLC通过工业以太网上传给 车站冗余交换机。综合监控就通过车站的冗余交换机获取BAS系统的各 类监控数据或者下发指令。
系统的组成
系统的监控内容和功能 第三方系统信息交换接
口
项目九 车站环境与设备监控系
统
在《地铁设计规范》（GB 50157—2013）中，将环境与设备监控 系统（BAS）定义为对地铁建筑物内的环境与空气调节、通风、给排水 、照明、乘客导向、自动扶梯及电梯、站台门、防淹门等建筑设备和系 统进行集中监视、控制和管理的系统。
城市轨道交通沿线车站作为一种特殊类型的智能建筑，其内部安装 设置的各类机电设备为轨道交通营造舒适的运营环境提供了保证。而且 ，城市轨道车站比传统的建筑还增加了一些特殊设备，如站台门、防淹 门等。因此，环境与设备监控系统也称为BAS。
1. 车站环境与设备监控系统的组成
（3）就地级设备
就地级设备主要包括PLC、远程I/O、传感器和执行器等。其控制器一般相 对集中于环控电控室，在照明配电室、冷冻机房、区间风井、区间泵房等附近设 置就地级监控设备和就地控制箱等。
分析：一个典型地下站的BAS系统网络结构
BAS系统的组网采用三层网络通讯结构。 最底层是设备层（DeviceNet设备网），智能仪表、智能马达、电 扶梯、冷水机组、EPS、UPS等设备，通过DeviceNet或者RS485连接到 通讯模块，通风空调、给排水、照明、各类传感器等设备，通过一般的 工业电缆接到I/O模块； 中间是控制层（ControlNet控制网），通讯模块、I/O模块、PLC控 制器等通过同轴电缆或者光电中继器连接到冗余的ControlNet网络上， PLC机架接收底层设备的状态信息，主PLC与热备的PLC机架之间通过光 缆连接，实现热备冗余模式。 最上层是信息层（Ethernet以太网），主PLC通过工业以太网上传给 车站冗余交换机。综合监控就通过车站的冗余交换机获取BAS系统的各 类监控数据或者下发指令。
系统的组成
系统的监控内容和功能 第三方系统信息交换接
口
项目九 车站环境与设备监控系
统
在《地铁设计规范》（GB 50157—2013）中，将环境与设备监控 系统（BAS）定义为对地铁建筑物内的环境与空气调节、通风、给排水 、照明、乘客导向、自动扶梯及电梯、站台门、防淹门等建筑设备和系 统进行集中监视、控制和管理的系统。
城市轨道交通环境与设备控制系统(BAS)介绍
防排烟与送排风系统的风机和风阀有兼顾共用设备，执行正常 和救灾两种运行模式
系统设计、配置设备均应具备较强的抗电磁干扰、抗静电干扰 能力，满足电车特殊环境条件下正常使用。
3.BAS系统构成
BAS系统采用单独组建局域 网，通信专业负责提供全线 传输通道。车站不设置管理 工作站。被监控的设备应实 现中央级、车站级、现场控
和报警信息。
具有与中央主时钟同步的功能， 接受通信系统的同步时钟信号， 并把时钟信号下达到各车站， 使整个系统的时钟与全线其他
系统保持一致。
4.BAS系统功能
车站级功能
监视本车站和车辆基地的通风空 调系统、给排水系统、自动扶梯、 照明系统、车站应急照明电源等 设备的运行状态，并对故障进行
报警。
控制本车站的通风空调系统、照 明系统等设备运行。在火灾发生 时，按照消防的要求在设备室按 区域切断非消防电源。监视和记 录本车站和车辆基地典型区域测 试点和重要设备房的温度、湿度
• 为乘客和运营 人员提供舒适 的环境；
• 节约能源、降 低运营费用。
• 对车站和车辆 段的机电设备 （通风空调、 动力照明、给 排水、电扶梯、 卷帘门、等） 进行监控管理。
1.BAS系统概述
《采暖通风与空气调节设计规范》（GBJ-19-87）（2001年版）
《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T 16-2008）
相关规范及标准
《火灾自动报警系统设计规范》(GB50116-2013) 《工业控制用软件评定准则》（GB/T13423----1992）
《工业过程测量和控制装置的电磁兼容性》（GB/T13926-92）
《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》（GB/T50169）
《过程检测和控制流程图形符号》（GB2625-81）
系统设计、配置设备均应具备较强的抗电磁干扰、抗静电干扰 能力，满足电车特殊环境条件下正常使用。
3.BAS系统构成
BAS系统采用单独组建局域 网，通信专业负责提供全线 传输通道。车站不设置管理 工作站。被监控的设备应实 现中央级、车站级、现场控
和报警信息。
具有与中央主时钟同步的功能， 接受通信系统的同步时钟信号， 并把时钟信号下达到各车站， 使整个系统的时钟与全线其他
系统保持一致。
4.BAS系统功能
车站级功能
监视本车站和车辆基地的通风空 调系统、给排水系统、自动扶梯、 照明系统、车站应急照明电源等 设备的运行状态，并对故障进行
报警。
控制本车站的通风空调系统、照 明系统等设备运行。在火灾发生 时，按照消防的要求在设备室按 区域切断非消防电源。监视和记 录本车站和车辆基地典型区域测 试点和重要设备房的温度、湿度
• 为乘客和运营 人员提供舒适 的环境；
• 节约能源、降 低运营费用。
• 对车站和车辆 段的机电设备 （通风空调、 动力照明、给 排水、电扶梯、 卷帘门、等） 进行监控管理。
1.BAS系统概述
《采暖通风与空气调节设计规范》（GBJ-19-87）（2001年版）
《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T 16-2008）
相关规范及标准
《火灾自动报警系统设计规范》(GB50116-2013) 《工业控制用软件评定准则》（GB/T13423----1992）
《工业过程测量和控制装置的电磁兼容性》（GB/T13926-92）
《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》（GB/T50169）
《过程检测和控制流程图形符号》（GB2625-81）
什么是BAS系统
什么就是BAS系统为了满足轨道交通的运营要求,在车站设置了保障正常运营的照明设备、通风空调设备、给排水设备、屏蔽门系统、自动扶梯等机电设备;同时,为满足在紧急状态的报警、乘客疏散、救灾等要求,在轨道交通车站还设置了火灾报警系统、水消防系统、气体灭火系统、防排烟系统、防烟设备等机电设备与系统。
为了实施这些系统与设备相互间的有序联动控制与监视,在轨道交通线上设置了称之为环境与设备监控系统(Electrical and Mechanical Control System-EMCS或Building Automatic System-BAS)的自动控制系统。
设计原则Ø 应针对地铁的特点与各城市的气候环境、经济情况,设置不同水平的BAS系统;Ø 分散控制、集中管理、资源共享;Ø 应满足地铁运营管理的需要;Ø BAS设备应选择具备可靠性、容错性、可维护性与工业级控制产品;Ø 事故通风与排烟系统的监控宜采取冗余措施。
构成原则Ø 采用分布式计算机系统,即“三层、两库、一支撑”组成,三层包括中央管理层、车站监控层、现场控制层,两库包括实时数据库、历史数据库,一支撑即相关的通信骨干网;Ø 在地下线路为四站三区间及以上时,必须设中央管理级系统,区间列车火灾由中央级控制相邻两站的隧道排烟设备执行相应排烟模式;Ø 在地下线路为三站二区间或以下时,可不设置中央管理级系统,仅设车站管理级工作站,区间列车火灾可由车站级工作站控制相邻两站的隧道排烟设备执行相应排烟模式。
与FAS、PSCADA的关系Ø 当BAS与FAS独立设置(即不采用综合集成方案,两系统的监控平台独立)时,系统之间应设置高可靠性通信接口,防排烟系统与正常通风系统合用的设备由BAS统一监控,火灾工况由FAS发布火灾模式指令,BAS优先执行相应的控制程序;Ø BAS、FAS综合集成时,集成平台宜为车站及以上平台;Ø BAS、FAS、PSCADA综合集成时,宜组建综合集成系统平台。
地铁车站的BAS系统
2、车站级
系统车站级设于车控室内其主要由计算机 主机，显示器，打印机，网络TAP，控制 器接口，消防报警接口（HLI）等组成车站 工作站。控制器接口通过车站监控系统通 信网络与车站监控工作站及控制中心通信， 接收控制中心指令并控制现场控制器，同 时，将设备运行状态和参数送到车站监控 工作站及控制中心。车站控制系统通过网 络接口设备向上与中央监控EMCS系统连接。
3、现场级
现场级现场控制器相对一般集中于环控电控室， 部分分散设置于现场被监控设备的附近。上海轨 道交通线路地下车站机电设备自动控制系统的现 场控制，设备采用PLC系统。现场控制器具备软 件联锁保护设置；控制被控对象设备顺序动作； 系统各种运行参数的采集存储通过一定的计算， 来实现环境和设备优化控制；对中央级、车站级 下达的控制指令和控制模式、设定值的更改和其 他关联参数的修正，由现场控制器处理后执行。 接收安装于各测试点内的传感器、检测器的信息， 按内部预先设置的参数和执行程序自动实施对相 应机电设备的监控，或随时接收监控工作站及中 央系统发来的指令信息，调整参数或有关执行程 序，改变对相应机电设备的监控要求。
三、轨道交通机电设备自动控制系统计算机操作顺序
3E 如果要对某一设备进行控制，可用鼠标选中该设备的控制 图标按钮，双击左键，出现对话框后，在控制状态窗口 （CONTROL STATE）中，会标示出将要发出的命令，然后点 击关闭对话框，该图标按钮随即会变成绿色，表示命令已发出。 图标按钮延时复位，恢复原始图样。如果点击确认键 （DOWNLOAD）后出现“禁止”对话框，应考虑系统单元控 制器电源是否正常等等。在控制状态对话框顶部标有此点的点 号的10位编号（1、2位表示车站，3、4位表示车站的东端或西 端，5、6位表示该点所属的单元控制器，7、8位表示该点在单 元控制器内的编号，最后二位表示该点的类型）及点的名称和 描述。 编号方法：LLSSUUPPBB LL ―― 控制器网号（01―13） SS ―― 控制器号 （01－04） UU ―― UC的编号 （00－nn） PP ―― 输入 /出点号 （00－07） BB ――输入/出点的类型 DO,DI,DA,AI
第2章BAS系统1
培养学生“安全第一，预防为主”的安全意识
教学
重点
1、BAS的组成；
2、BAS的各个功能。
教学
难点
突发事件的应急处理
教学
方法
讲授
教学
准备
1、熟悉教学对象；
2、熟悉教材、教材，编写教案；
3、准备PPT。
教学过程设计
教学内容
教师活动
学生活动
概述
1.BAS系统的定义
对地铁建筑物内的环境与空气条件、通风、给排水、照明、乘客导向、自动扶梯、电梯、屏蔽门、人防门等建筑设备和系统进行集中监视、控制和管理的系统。
2.BAS系统的作用
机电设备监控功能；执行防灾及阻塞模式；环境监控与节能运行管理；环境和设备管理。
3.BAS系统与被监控对象及其他系统的接口关系，如下图所示：
4.BAS系统的结构
网络（分布式）：通信传输网、中央级和车站级监控网（局域网）、现场总线
物理：控制中心层、车站层
BAS对通风、空调系统的监控
一、控制方式
成都工贸职业技术学院教案
课程名称
城市轨道交通车站机电设备
年级
2016级
专业
交机电专
授课教师
袁玲
授课时间
学时
4
授课
题目
环境控系统（一）
教学
目标
知识目标：
1、认识环境与设备监控（BAS）系统的组成；
2、了解BAS系统的功能；
3、能完成相关突发事件的应急处置。
技能目标：
培养学生自主学习、独立思考的能力
素质目标：
2 BAS系统的结构特点
3 BAS系统不同设备的优先级顺序
作业
教材
教学反馈
教学
重点
1、BAS的组成；
2、BAS的各个功能。
教学
难点
突发事件的应急处理
教学
方法
讲授
教学
准备
1、熟悉教学对象；
2、熟悉教材、教材，编写教案；
3、准备PPT。
教学过程设计
教学内容
教师活动
学生活动
概述
1.BAS系统的定义
对地铁建筑物内的环境与空气条件、通风、给排水、照明、乘客导向、自动扶梯、电梯、屏蔽门、人防门等建筑设备和系统进行集中监视、控制和管理的系统。
2.BAS系统的作用
机电设备监控功能；执行防灾及阻塞模式；环境监控与节能运行管理；环境和设备管理。
3.BAS系统与被监控对象及其他系统的接口关系，如下图所示：
4.BAS系统的结构
网络（分布式）：通信传输网、中央级和车站级监控网（局域网）、现场总线
物理：控制中心层、车站层
BAS对通风、空调系统的监控
一、控制方式
成都工贸职业技术学院教案
课程名称
城市轨道交通车站机电设备
年级
2016级
专业
交机电专
授课教师
袁玲
授课时间
学时
4
授课
题目
环境控系统（一）
教学
目标
知识目标：
1、认识环境与设备监控（BAS）系统的组成；
2、了解BAS系统的功能；
3、能完成相关突发事件的应急处置。
技能目标：
培养学生自主学习、独立思考的能力
素质目标：
2 BAS系统的结构特点
3 BAS系统不同设备的优先级顺序
作业
教材
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系统接口:与给排水专业
BAS系统设计责任： 负责向给排水专业提出监控状态的接口要求。 给排水专业责任： ①负责与BAS系统连接电缆的安装设计； ②负责提供监控的状态信号。
系统接口:与低压配电专业
BAS系统设计责任： ①负责BAS系统就地控制柜/箱设计； ②负责提供BAS系统供电电源和接地 要求； ③负责提供BAS系统就地控制柜/箱的 尺寸、安装要求。 低压配电专业设计责任： ①负责BAS系统供电电源箱的设计 ②负责各种控制器与开关柜或配电箱 之间配电电缆的安装设计。 ③负责提供被控设备（应急照明电源、 通风与空调、给排水泵等）的状态反 馈信息、故障信号及控制要求； ④负责BAS系统接地端子排的设计。
BAS系统设计责任： ①负责BAS系统与FAS系统之间通信电缆的设计； ②根据火灾自动报警系统防灾要求，负责灾害工况下的功能设计。 火灾自动报警系统设计责任： ①负责提供接口的通信要求和通信数据设计； ②负责提供防灾AS系统设计责任：负责BAS系统与通信设备室之间通 信电缆的安装、选型设计；负责提出通道要求。 通信专业设计责任：负责提供通信系统与BAS系统接口 标准。
内容提纲
1.BAS系统概述
1.BAS系统概述
相关规范及标准
2.BAS系统主要设计原则
3.BAS系统构成
4.BAS系统功能 中央级功能
4.BAS系统功能 车站级功能
系统接口:与通风空调专业
BAS系统设计责任： ①负责BAS系统与各种传感 器输出端子、执行器输出端 子和通信接口端子之间的电 缆设计； ②负责有关测量元件的选型、 安装设计。 通风空调专业设计责任： ①负责提供通风空调模式控 制要求； ②负责提供环控设备要求的 有关测量元件及安装要求。
系统接口:与扶梯、电梯接口
BAS系统设计责任： 负责与扶梯、楼梯升降机控制箱连接电缆的设计； ②负责向扶梯、楼梯升降机专业提供控制接口； ③负责向扶梯、楼梯升降机专业提出监视状态的接口要求。 扶梯、楼梯升降机专业设计责任： ①负责与BAS系统连接端子排的设计； ②负责提供监控的状态信号。
系统接口:与火灾自动报警（FAS）