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[摘 要]在我国社会经济快速发展和进步的当下,地铁事业也随之取得了较大的进步,地铁现如今已经成为了人们的首先交通工具。但是,对于地铁建设中监控系统控制逻辑分析方面的研究非常少,导致其在各个方面都存在较多的问题。本文着重围绕地铁工程中控制逻辑及工程特点、系统特点及运营部门实际需求等相互结合,基于地铁设备监控系统的控制逻辑部门做出了全面的分析。
[关键词]地铁; 设备监控系统; 控制逻辑; 可编程控制器; 设计
中图分类号:U231 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)18-0119-01
保证地铁的安全运行实际上就是保障了人们的生命和财产安全,因此,应加大对地铁实际运营情况的研究力度。目前国内的地铁设备监控系统主流方案是通过可编程控制器( PLC) 实现对被控设备的监控。因此,基于 PLC 开发的逻辑程序就成为设备监控系统的灵魂。
1 城市轨道交通的项目特点
地铁建设工程是一项复杂繁琐、且覆盖层面比较广的工程项目,在地铁工程建设完成投入正常运营后,由于人流量及车流量密度较大,极易在紧密的空间内产生热量、有害气体及带电粉末等,如不采取有效措施,必将造成地铁内环境的不断恶化,甚至导致不可逆的洞体损坏。因此需要建立一套完善的设备监控系统和控制预案,通过对地铁内的温度、湿度和空气流向等进行控制,实现控制洞体升温、为乘客提供适宜的乘车环境的目的,并在紧急情况下减少人员伤亡,保证乘客的安全。在城市轨道交通项目中设备监控系统负责的工作比较繁杂,发挥着不可缺少的重要作用
2 设备监控系统各接口的目的分析
首先,对地铁通风系统接口进行分析,此接口主要是为了能够让地铁处于优质的运行环境,通过接口实现地铁通风及环境控制,还能够达到节省能源的目的,此外,如果地铁内发生火灾能够通过接口将烟雾排除。
其次,分析地铁水系统接口,此接口主要是为地铁提供所需水源的关键之处,大致分为冷水系统与给排水系统,其中冷水系统负责车站冷源提供,而设备控制系统则是控制二通调节阀对冷水流量进行调整,从而调节车站内的温度和湿度。给排水系统的监控主要包括根据水位实现相关水泵的监控及对生活用供水设备的监控。
第三,消防系统接口,顾名思义就是为了保证地铁发生火灾时能够合理有效的控制所设置的,设备监控系统在接受到消防系统所发出的指令便会选择有效的控制方式。如对火灾发生的通风、空调设备进行控制,对防火分区防排烟系统控制。
第四,主要是为了保障在地铁出现各种突发现象时屏蔽门或安全门能够及时的打开或关闭,这就需要在综合后备应急控制系统中安设屏蔽门或安全门的状态指示及应急控制按钮。
第五,照明系统接口是为了在发生应急事件时,能够通过控制指令要求启动应急照明,并同时关闭工作照明系统。需要结合时间段及室外照度对各项照明设备的开关合理控制。
除了上述内容外还包括了导向系统与电扶梯系统接口等。其中导向系统接口社会为了实现对客流量进行可视调整,确保地铁正常、停运或紧急事件发生时客流量有序;而对电扶梯监视是为了保证紧急工况下对电梯实施有效控制,从而达到安全层。
3 设备监控系统控制逻辑的实现
3.1 模式控制
这里所说的模式控制在整个地铁控制系统中占据着核心位置,是最主要的控制逻辑。一般情况下模式控制会根据时间进行控制,另一种是在应急工况下控制的。所谓时间表控制则是设备监控系统在不同时间段的各种模式的控制。而应急工况通常分为大系统火灾、小系统火灾和阻塞模式,其中大系统火灾又分为站厅层火灾、站台层火灾以及区间火灾 3 种工况。当设备监控系统需要运行某一个模式的时候,环控通风系统控制,火灾报警系统联动控制,照明系统控制,乘客导向系统控制,综合后备应急控制盘的控制逻辑,区间通风系统控制这些子单元均需要根据相应的模式控制的要求执行各自对应的模式,从而形成整个车站的机电设备同时联动保证模式执行的效果。
3.2 环控通风系统控制单元和区间通风系统控制单元
环控通风机区间通风控制实际上是保证地铁运行环境质量的关键,地铁项目环境控制具有比较特殊的性质,所以在控制过程中需要注意的问题很多,具体有:(1)由于地铁车站及区间的规模面积广,很容易出现空调系统滞后现象,因此控制逻辑应适当考虑一定的时间因素和误差的变化速率;(2)地下车站及区间属于人员高度密集区,一旦出现紧急情况极易导致重大人员伤亡,并造成严重的社会影响。因此,这就要求控制系统在第一时间内控制住事故的危险源,完成灭火、排烟、疏散等工作内容,必须保证在最短的时间内快速完成所有的紧急操作;(3)地铁投入运营以后,随着客流量上升和行车密度加大,将在地下空间内积累大量的热量及有害气体和粉尘,因此设备监控系统的控制方案不应是一成不变的,而应根据地铁内实际的污染物数量和浓度定期进行调整,以适应不断变化的地铁空间内的环境。
3.3 应急通风系统联动控制通常包括区间阻塞控制
主要是在地铁正常运行过程中,如果区间出现了紧急事故需要停运,环控系统此时要结合紧急运行模式指令操作。而区间阻塞模式指令则能够确保地铁表冷器在这一局面下正常运行。因为地铁在区间出现故障,表冷器的正常运行可以保证乘客的身心健康。由于车辆上表冷器的散热受到狭长的地铁区间的限制,如果车辆故障时间较长,会导致表冷器过热故障。因此当运营车辆故障停在区间时间较长时需要环控系统运行区间阻塞模式。火灾报警系统联动控制是设备监控系统在地铁车站发生火灾时需要运行的模式。当火灾发生在车站时,针对火灾发生地点的不同,设备监控系统对应运行相应的火灾模式,以尽快将车站内人员疏散到站外,同时尽快将车站内的有毒烟气排放到地面。
3.4 照明系统
照明系统与环控通风系统之间有一些共同点,二者都划分了正常及事故工况两种。一般在正常运行过程中会进行夜间及运行控制模式操作,而当紧急事件发生时则起动相应的火灾模式,投入应急照明。由于照明系统不需要进行联锁控制,因此控制逻辑较环控系统容易实现。对于城市轨道交通项目中的地面站、高架站,照明控制逻辑中可以引入室外光照度信息。照明控制系统的控制逻辑结合光照度信息进行设计,据此启动相应的照明模式,可以有效地节约能源。
4 结语
随着城市化建设的不断深入,人们对地铁的需求越来越高,在地铁轨道交通项目建设过程中,设备监控系统所要承担的工作事项复杂繁琐,所以,想要保证地铁可以在一个安全、可靠、高效且节能的环境下运行,就要保证设备监控系统的有效性。控制逻辑是设备监控系统的核心,控制逻辑实现的成功与否直接决定着地铁设备监控系统的成败,甚至对地铁运营效率的高低都将产生决定性影响,因此,设备监控系统的控制逻辑的实现过程应引起工程设计单位的高度重视。
参考文献:
[1]华春阳,曹建成. 地铁设备监控系统的控制逻辑开发浅析[J]. 铁道标准设计,2014,06:144-148.
[2]符惠龙,俞水良. 地铁车站设备监控系统设计与开发[J]. 机电一体化,2013,10:81-84.
[关键词]地铁; 设备监控系统; 控制逻辑; 可编程控制器; 设计
中图分类号:U231 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)18-0119-01
保证地铁的安全运行实际上就是保障了人们的生命和财产安全,因此,应加大对地铁实际运营情况的研究力度。目前国内的地铁设备监控系统主流方案是通过可编程控制器( PLC) 实现对被控设备的监控。因此,基于 PLC 开发的逻辑程序就成为设备监控系统的灵魂。
1 城市轨道交通的项目特点
地铁建设工程是一项复杂繁琐、且覆盖层面比较广的工程项目,在地铁工程建设完成投入正常运营后,由于人流量及车流量密度较大,极易在紧密的空间内产生热量、有害气体及带电粉末等,如不采取有效措施,必将造成地铁内环境的不断恶化,甚至导致不可逆的洞体损坏。因此需要建立一套完善的设备监控系统和控制预案,通过对地铁内的温度、湿度和空气流向等进行控制,实现控制洞体升温、为乘客提供适宜的乘车环境的目的,并在紧急情况下减少人员伤亡,保证乘客的安全。在城市轨道交通项目中设备监控系统负责的工作比较繁杂,发挥着不可缺少的重要作用
2 设备监控系统各接口的目的分析
首先,对地铁通风系统接口进行分析,此接口主要是为了能够让地铁处于优质的运行环境,通过接口实现地铁通风及环境控制,还能够达到节省能源的目的,此外,如果地铁内发生火灾能够通过接口将烟雾排除。
其次,分析地铁水系统接口,此接口主要是为地铁提供所需水源的关键之处,大致分为冷水系统与给排水系统,其中冷水系统负责车站冷源提供,而设备控制系统则是控制二通调节阀对冷水流量进行调整,从而调节车站内的温度和湿度。给排水系统的监控主要包括根据水位实现相关水泵的监控及对生活用供水设备的监控。
第三,消防系统接口,顾名思义就是为了保证地铁发生火灾时能够合理有效的控制所设置的,设备监控系统在接受到消防系统所发出的指令便会选择有效的控制方式。如对火灾发生的通风、空调设备进行控制,对防火分区防排烟系统控制。
第四,主要是为了保障在地铁出现各种突发现象时屏蔽门或安全门能够及时的打开或关闭,这就需要在综合后备应急控制系统中安设屏蔽门或安全门的状态指示及应急控制按钮。
第五,照明系统接口是为了在发生应急事件时,能够通过控制指令要求启动应急照明,并同时关闭工作照明系统。需要结合时间段及室外照度对各项照明设备的开关合理控制。
除了上述内容外还包括了导向系统与电扶梯系统接口等。其中导向系统接口社会为了实现对客流量进行可视调整,确保地铁正常、停运或紧急事件发生时客流量有序;而对电扶梯监视是为了保证紧急工况下对电梯实施有效控制,从而达到安全层。
3 设备监控系统控制逻辑的实现
3.1 模式控制
这里所说的模式控制在整个地铁控制系统中占据着核心位置,是最主要的控制逻辑。一般情况下模式控制会根据时间进行控制,另一种是在应急工况下控制的。所谓时间表控制则是设备监控系统在不同时间段的各种模式的控制。而应急工况通常分为大系统火灾、小系统火灾和阻塞模式,其中大系统火灾又分为站厅层火灾、站台层火灾以及区间火灾 3 种工况。当设备监控系统需要运行某一个模式的时候,环控通风系统控制,火灾报警系统联动控制,照明系统控制,乘客导向系统控制,综合后备应急控制盘的控制逻辑,区间通风系统控制这些子单元均需要根据相应的模式控制的要求执行各自对应的模式,从而形成整个车站的机电设备同时联动保证模式执行的效果。
3.2 环控通风系统控制单元和区间通风系统控制单元
环控通风机区间通风控制实际上是保证地铁运行环境质量的关键,地铁项目环境控制具有比较特殊的性质,所以在控制过程中需要注意的问题很多,具体有:(1)由于地铁车站及区间的规模面积广,很容易出现空调系统滞后现象,因此控制逻辑应适当考虑一定的时间因素和误差的变化速率;(2)地下车站及区间属于人员高度密集区,一旦出现紧急情况极易导致重大人员伤亡,并造成严重的社会影响。因此,这就要求控制系统在第一时间内控制住事故的危险源,完成灭火、排烟、疏散等工作内容,必须保证在最短的时间内快速完成所有的紧急操作;(3)地铁投入运营以后,随着客流量上升和行车密度加大,将在地下空间内积累大量的热量及有害气体和粉尘,因此设备监控系统的控制方案不应是一成不变的,而应根据地铁内实际的污染物数量和浓度定期进行调整,以适应不断变化的地铁空间内的环境。
3.3 应急通风系统联动控制通常包括区间阻塞控制
主要是在地铁正常运行过程中,如果区间出现了紧急事故需要停运,环控系统此时要结合紧急运行模式指令操作。而区间阻塞模式指令则能够确保地铁表冷器在这一局面下正常运行。因为地铁在区间出现故障,表冷器的正常运行可以保证乘客的身心健康。由于车辆上表冷器的散热受到狭长的地铁区间的限制,如果车辆故障时间较长,会导致表冷器过热故障。因此当运营车辆故障停在区间时间较长时需要环控系统运行区间阻塞模式。火灾报警系统联动控制是设备监控系统在地铁车站发生火灾时需要运行的模式。当火灾发生在车站时,针对火灾发生地点的不同,设备监控系统对应运行相应的火灾模式,以尽快将车站内人员疏散到站外,同时尽快将车站内的有毒烟气排放到地面。
3.4 照明系统
照明系统与环控通风系统之间有一些共同点,二者都划分了正常及事故工况两种。一般在正常运行过程中会进行夜间及运行控制模式操作,而当紧急事件发生时则起动相应的火灾模式,投入应急照明。由于照明系统不需要进行联锁控制,因此控制逻辑较环控系统容易实现。对于城市轨道交通项目中的地面站、高架站,照明控制逻辑中可以引入室外光照度信息。照明控制系统的控制逻辑结合光照度信息进行设计,据此启动相应的照明模式,可以有效地节约能源。
4 结语
随着城市化建设的不断深入,人们对地铁的需求越来越高,在地铁轨道交通项目建设过程中,设备监控系统所要承担的工作事项复杂繁琐,所以,想要保证地铁可以在一个安全、可靠、高效且节能的环境下运行,就要保证设备监控系统的有效性。控制逻辑是设备监控系统的核心,控制逻辑实现的成功与否直接决定着地铁设备监控系统的成败,甚至对地铁运营效率的高低都将产生决定性影响,因此,设备监控系统的控制逻辑的实现过程应引起工程设计单位的高度重视。
参考文献:
[1]华春阳,曹建成. 地铁设备监控系统的控制逻辑开发浅析[J]. 铁道标准设计,2014,06:144-148.
[2]符惠龙,俞水良. 地铁车站设备监控系统设计与开发[J]. 机电一体化,2013,10:81-84.