论文部分内容阅读
【摘 要】BAS作为地铁机电设施的重要部分，设备管理成效直接影响工程施工质量与管理效果。因此，在实际工作中，必须尽量做好地铁BAS机电设施管理工作。
【关键词】地铁；BAS系统；机电设施；管理策略
随着现代化技术的快速发展，城市交通中的地下通道得到了很大的发展。而运用自動化技术，不仅有助于对地铁机电设施进行集中管理域控制，也为地铁环空设施能高效、科学运行创造了可能，它让地下环境变得更加舒适、安全。
1.地铁机电设施监控系统
针对现代交通运营要求，各个车站为了确保运营设施的经济、安全，设置了空调通风、照明设施、屏蔽门、给排水、自扶性楼梯、自动报警以及自动售票等机电设施；为了满足紧急状态下的疏散乘客、报警与救灾等要求，在车站还设置了水消防、火灾报警、气体灭火、防排烟和防烟设施。为了让这些设备与系统达到相互监视与控制等要求，在交通线上还设置了设备与环境监控系统，如此也就形成了强大的运营保障体系。
地铁环境监控是本着可靠、安全、节能等原则，以现代网络、计算机、软件与自动控制技术为基础，对各种机电设施进行的智能化控制，让系统达到可靠、安全、节省物力、人力，控制运营成本等要求。
BAS监控主要包括隧道区间和车站的给排水、空调通风、电梯、照明、扶梯等设施。BAS系统对其进行全方位的管理与监控，以确保发挥最好的成效，保障区间隧道、地下车站有合适的湿度与温度，让照明、给排水、扶梯、电梯等设施安全运行。当出现堵塞、火灾等情况时，能及时将其转入灾害处理模式，将损失减到最小。
同时，BAS体系必须整合四季气象特征和列车运营情况，在符合环境标准的基础上，尽量减小列车运行损耗。在设计中，以系统稳定性、安全性、畅通性为基准，并且配置对应的软件系统，这样才能让调度人员充分运用适时数据，为车站设施运行提供方便，方便掌握车站环境情况、现场运行。
2.BAS系统改造
在原系统中，大部分车站的排风系统都由BAS负责，空调通风负责冷水机和风机本体。风机控制命令由工作站的BAS车站发送给PLC系统，再从BAS中的PLC纵线路现场传递给PLC风机柜，变频风机柜通过命令传输给变频器。
在这期间，变频器完全根据命令掌控风机运行。相反，变频器与风机的运行状态、故障报警都由PLC和变频风机获得，通过现场总线将其传输给PLC主线，然后再由PLC将其传输给工作站，并且在上位软件上显示与存档。
从这也可以看出：控制期间的反馈与输出环节并没有闭环。因此，系统不能单纯的根据车站温度变化调整风机状态，反之就会影响自动控制。
为了实现温度的良好控制与调节，必须努力将控制体系变成闭环；为了控制工作量与工作经费，避免不必要的程序改动，一般不对硬件设施修改、添加，也不对变频风机柜、变频参数、总线组态进行修改，通过改造上位与下位程序就能达到预期效果。
2.1PLC（下位程序）改造
在BAS中的PLC程序中大部分空调系统使用的是模式控制。整合不同的时段、季节，按照公交车后湿度、温度与焓值，对排风机的转向与启停进行各种控制。
在这期间，它不需要任何修改，除了风机运行程序的频率。在原程序中，PLC被动接受着上位软件与值班员发出的命令，通过频率风机将其下发给变频器，而不是根据现场温度调整机速。
因此，在规划BAS中的程序时，必须设定好自动模式与手动模式。自动模式，即：正常运行模式，所有的风机控制都由PLC实施，控制模式确定转向与启停，转速则由PID完成。手动模式，一般在检修与应急情况下使用，风机转向、起停、频率完全由程序员操作。
2.2HMI界面程序（上位程序）改造
在原上位程序的风机窗口中，通常只有参数输入、各种功能键、风机信息反馈等画面，缺乏参数输入与自动控制。目前，已经开始在上位程序中增加自动控制与参数输入栏，通过将下位程序标签和参数输入功能键与标签相连接，从源头上促使下位、上位程序关联。
3.BAS系统调试中存在的问题与解决方式
在下位、上位编辑结束后，为了检验硬件、软件能否达到系统要求与预期效果，必须充分利用修改和检验进行验证。和传统的编程比较，调试需要更多的精力。从现实反馈的信息来看：我们发现了很多和预期规划不相称的地方。
3.1车站主回排风机的联动问题
为了让车站环境更加便于控制，一般情况下都会对台风机进行有效控制。也就是每台风机根据温度传感器反馈的结果，利用PID对其进行有效调试。
在调试中我们发现：在复杂的车站空间中，除了空间结构繁杂，受活塞风的影响也很大，局部地区的环境反馈值比所有温度传感器的平均值都大。在风机处于运行状态后，各个风机之间互相也会产生影响。因此，克服单独的PID影响，找到对应的参数很难，车站温度反而增加波动，在执行该方案时也会出现得不偿失的状况。
基于此，在地铁BAS系统机电设施管理中，我们放弃了PID设置，让几台风机共同使用一个程序，在运行中让风机转速保持一致。这样修改后，就能大大调整工程量与编程。从测试过程来看：车站温度总体上要比之前稳定，风机转速得到了很好的控制。在其后的车站编程中，还做了PID整体设置，同时也避免了很多不必要的劳动。
3.2PID参数设定
在设定PID时，由于缺乏经验，只得依赖参考资料与微分D、积分I、比例P进行建模，特别是Rockwell中的工程指南。而关于微分D的设定，由于D针对的是大滞后、大惯量对象的调整；在该系统中并不适用，设置它只会对其他参数构成影响，故将该参数取消，把Td全部设置成0。
在比例性参数P设定中，PID控制器的超调量、稳定性、响应速度都取决于PID参数调节中，以整体性比例参数为主。受Kp影响最多的是速度，当偏差较大时，一般通过增加Kp值，增强响应力度；当Kp越大，它的响应就越快，当然过大的Kp也会造成振荡、超调，甚至破坏系统稳定性。在偏差逐步降低的过程中，为了控制超调量，保障稳定性，应该适时降低Kp。
在进入状态后，为了控制好稳态误差，必须适当增加Kp。从机电设施反馈的信息来看：如果一开始就将其设置的很大，不仅会造成振荡与超调现象，还会影响环境温度，难以保障风机的正常运行。在反复的运行测试与调节后，我们也得到了较为合理的取值。
在设定积分I时，积分调整和系统精度、稳定性有着密切的关系，它能快速降低稳态误差。
其中，积分时间T1为积分大小，T1越大，它的作用越弱、速度越小，过度时间也就越长，由于不能快速处于稳定状态，消除静差的速度较慢。相反，T1越小，积分的作用越强、速度越快，静差消除的时间也较快。一旦积分作用力度过大就会造成动态误差。在调节中，积分作用也会随着偏差降低而增强。需要注意的是：必须避免过大超调。
4.结语
为了将地铁BAS系统机电设施管理真正落实，除了要从管理细节入手，还必须整合实际情况，分析地铁机电系统的具体措施与流程，这样才能提高BAS设备管理成效。
参考文献：
[1]虞赛君.地铁BAS系统机电设备管理策略[J].机电工程技术，2014，（1）：84-86.
[2]严豪.地铁BAS系统机电设备管理策略[J].商品与质量·建筑与发展，2014，（11）：76-76.
[3]王菁，路勇.地铁环境与设备监控系统的设计[J].铁路计算机应用，2011，20（12）：58-60.
[4]吴浦升，吴溥峰.西安地铁2号线综合监控系统和环境与机电设备监控系统联调综述[J].城市轨道交通研究，2013，16（12）：123-126.
【关键词】地铁；BAS系统；机电设施；管理策略
随着现代化技术的快速发展，城市交通中的地下通道得到了很大的发展。而运用自動化技术，不仅有助于对地铁机电设施进行集中管理域控制，也为地铁环空设施能高效、科学运行创造了可能，它让地下环境变得更加舒适、安全。
1.地铁机电设施监控系统
针对现代交通运营要求，各个车站为了确保运营设施的经济、安全，设置了空调通风、照明设施、屏蔽门、给排水、自扶性楼梯、自动报警以及自动售票等机电设施；为了满足紧急状态下的疏散乘客、报警与救灾等要求，在车站还设置了水消防、火灾报警、气体灭火、防排烟和防烟设施。为了让这些设备与系统达到相互监视与控制等要求，在交通线上还设置了设备与环境监控系统，如此也就形成了强大的运营保障体系。
地铁环境监控是本着可靠、安全、节能等原则，以现代网络、计算机、软件与自动控制技术为基础，对各种机电设施进行的智能化控制，让系统达到可靠、安全、节省物力、人力，控制运营成本等要求。
BAS监控主要包括隧道区间和车站的给排水、空调通风、电梯、照明、扶梯等设施。BAS系统对其进行全方位的管理与监控，以确保发挥最好的成效，保障区间隧道、地下车站有合适的湿度与温度，让照明、给排水、扶梯、电梯等设施安全运行。当出现堵塞、火灾等情况时，能及时将其转入灾害处理模式，将损失减到最小。
同时，BAS体系必须整合四季气象特征和列车运营情况，在符合环境标准的基础上，尽量减小列车运行损耗。在设计中，以系统稳定性、安全性、畅通性为基准，并且配置对应的软件系统，这样才能让调度人员充分运用适时数据，为车站设施运行提供方便，方便掌握车站环境情况、现场运行。
2.BAS系统改造
在原系统中，大部分车站的排风系统都由BAS负责，空调通风负责冷水机和风机本体。风机控制命令由工作站的BAS车站发送给PLC系统，再从BAS中的PLC纵线路现场传递给PLC风机柜，变频风机柜通过命令传输给变频器。
在这期间，变频器完全根据命令掌控风机运行。相反，变频器与风机的运行状态、故障报警都由PLC和变频风机获得，通过现场总线将其传输给PLC主线，然后再由PLC将其传输给工作站，并且在上位软件上显示与存档。
从这也可以看出：控制期间的反馈与输出环节并没有闭环。因此，系统不能单纯的根据车站温度变化调整风机状态，反之就会影响自动控制。
为了实现温度的良好控制与调节，必须努力将控制体系变成闭环；为了控制工作量与工作经费，避免不必要的程序改动，一般不对硬件设施修改、添加，也不对变频风机柜、变频参数、总线组态进行修改，通过改造上位与下位程序就能达到预期效果。
2.1PLC（下位程序）改造
在BAS中的PLC程序中大部分空调系统使用的是模式控制。整合不同的时段、季节，按照公交车后湿度、温度与焓值，对排风机的转向与启停进行各种控制。
在这期间，它不需要任何修改，除了风机运行程序的频率。在原程序中，PLC被动接受着上位软件与值班员发出的命令，通过频率风机将其下发给变频器，而不是根据现场温度调整机速。
因此，在规划BAS中的程序时，必须设定好自动模式与手动模式。自动模式，即：正常运行模式，所有的风机控制都由PLC实施，控制模式确定转向与启停，转速则由PID完成。手动模式，一般在检修与应急情况下使用，风机转向、起停、频率完全由程序员操作。
2.2HMI界面程序（上位程序）改造
在原上位程序的风机窗口中，通常只有参数输入、各种功能键、风机信息反馈等画面，缺乏参数输入与自动控制。目前，已经开始在上位程序中增加自动控制与参数输入栏，通过将下位程序标签和参数输入功能键与标签相连接，从源头上促使下位、上位程序关联。
3.BAS系统调试中存在的问题与解决方式
在下位、上位编辑结束后，为了检验硬件、软件能否达到系统要求与预期效果，必须充分利用修改和检验进行验证。和传统的编程比较，调试需要更多的精力。从现实反馈的信息来看：我们发现了很多和预期规划不相称的地方。
3.1车站主回排风机的联动问题
为了让车站环境更加便于控制，一般情况下都会对台风机进行有效控制。也就是每台风机根据温度传感器反馈的结果，利用PID对其进行有效调试。
在调试中我们发现：在复杂的车站空间中，除了空间结构繁杂，受活塞风的影响也很大，局部地区的环境反馈值比所有温度传感器的平均值都大。在风机处于运行状态后，各个风机之间互相也会产生影响。因此，克服单独的PID影响，找到对应的参数很难，车站温度反而增加波动，在执行该方案时也会出现得不偿失的状况。
基于此，在地铁BAS系统机电设施管理中，我们放弃了PID设置，让几台风机共同使用一个程序，在运行中让风机转速保持一致。这样修改后，就能大大调整工程量与编程。从测试过程来看：车站温度总体上要比之前稳定，风机转速得到了很好的控制。在其后的车站编程中，还做了PID整体设置，同时也避免了很多不必要的劳动。
3.2PID参数设定
在设定PID时，由于缺乏经验，只得依赖参考资料与微分D、积分I、比例P进行建模，特别是Rockwell中的工程指南。而关于微分D的设定，由于D针对的是大滞后、大惯量对象的调整；在该系统中并不适用，设置它只会对其他参数构成影响，故将该参数取消，把Td全部设置成0。
在比例性参数P设定中，PID控制器的超调量、稳定性、响应速度都取决于PID参数调节中，以整体性比例参数为主。受Kp影响最多的是速度，当偏差较大时，一般通过增加Kp值，增强响应力度；当Kp越大，它的响应就越快，当然过大的Kp也会造成振荡、超调，甚至破坏系统稳定性。在偏差逐步降低的过程中，为了控制超调量，保障稳定性，应该适时降低Kp。
在进入状态后，为了控制好稳态误差，必须适当增加Kp。从机电设施反馈的信息来看：如果一开始就将其设置的很大，不仅会造成振荡与超调现象，还会影响环境温度，难以保障风机的正常运行。在反复的运行测试与调节后，我们也得到了较为合理的取值。
在设定积分I时，积分调整和系统精度、稳定性有着密切的关系，它能快速降低稳态误差。
其中，积分时间T1为积分大小，T1越大，它的作用越弱、速度越小，过度时间也就越长，由于不能快速处于稳定状态，消除静差的速度较慢。相反，T1越小，积分的作用越强、速度越快，静差消除的时间也较快。一旦积分作用力度过大就会造成动态误差。在调节中，积分作用也会随着偏差降低而增强。需要注意的是：必须避免过大超调。
4.结语
为了将地铁BAS系统机电设施管理真正落实，除了要从管理细节入手，还必须整合实际情况，分析地铁机电系统的具体措施与流程，这样才能提高BAS设备管理成效。
参考文献：
[1]虞赛君.地铁BAS系统机电设备管理策略[J].机电工程技术，2014，（1）：84-86.
[2]严豪.地铁BAS系统机电设备管理策略[J].商品与质量·建筑与发展，2014，（11）：76-76.
[3]王菁，路勇.地铁环境与设备监控系统的设计[J].铁路计算机应用，2011，20（12）：58-60.
[4]吴浦升，吴溥峰.西安地铁2号线综合监控系统和环境与机电设备监控系统联调综述[J].城市轨道交通研究，2013，16（12）：123-126.