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轨道交通环境与设备监控系统设计

作　者: 马文昭
导　师: 胡业林
学　校: 安徽理工大学
专　业: 电路与系统
关键词: 环境与设备监控系统冷水系统给排水系统接口设计控制器编程
分类号: U29-39
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

环境与设备监控系统(简称BAS系统),Building Automation System是指对地铁建筑物内的环境与空气条件、通风状况、照明、人防门、给排水、乘客导向、自动扶梯及电梯等建筑设备和系统进行集中的监制和管理的系统。在早期的地铁建设运营中,环境监控也早已存在,但由于技术、设备有限,地铁环境监控系统并未被正式的提出和定义规范。随着地铁的不断发展,地铁设备越来越多,地铁的环境也越来越复杂,人们对乘坐地铁的舒适度和安全系数的要求也不断提高,相应的地铁的环境和设备的监控系统也在不停地发展。大致分为三个阶段：以人工为主的监控管理系统、独立的自动化监控系统、综合监控系统BAS子系统。本文结合深圳地铁某号线项目(以下称为深圳地铁N号线),深入研究综合监控系统BAS子系统的设计方案。首先阐述了国内外地铁的发展状况,国内环境与设备监控系统(简称BAS系统)的发展历程及其必要性,介绍BAS系统的基本框架及管理运行流程：中央监控管理级—车站监控管理级—现场控制级(监控模块)—受控设备,其中重点研究车站级BAS系统。阐述了BAS系统的设计规范及要求,对BAS系统的监控对象及其监控对象的功能进行研究。结合系统的规范及要求,对车站级BAS系统进行设计,其中重点对BAS中的环控系统进行最优化设计。其次,对BAS系统与其监控对象的系统、综合监控系统(ISCS系统)、火灾报警系统(FAS系统)的接口进行设计。最后以深圳地铁N号线为例,从软件和硬件方面研究BAS系统的实现,其中通讯实现重点介绍了BAS控制器与第三方设备的通讯实现。本文对BAS系统中的环控通风系统进行最优化设计,包括指出问题关键、研究解决方案以及具体的控制方法。使水泵及风机均能依据实际负荷的变化自行调节其转速,使得冷量可以实时随负荷的变化而变化,从而达到节能的目的且效果显著,同时也增加了空调设备的使用寿命。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-14
1 绪论  14-20
  1.1 国内外地铁的发展动态及现状  14-15
  1.2 环境与设备监控系统的发展历程及其必要性  15-16
    1.2.1 以人工为主的监控管理系统  15
    1.2.2 独立的自动化监控系统  15-16
    1.2.3 综合监控系统BAS子系统  16
  1.3 BAS系统的基本框架  16-17
  1.4 本论文的主要研究内容  17-20
2 环境与设备监控系统的设计基础  20-30
  2.1 工程概况  20-21
    2.1.1 BAS系统的概述  20
    2.1.2 站内设备的使用条件  20-21
  2.2 地铁BAS系统的主要功能  21-23
    2.2.1 中央综合监控BAS子系统功能  21-22
    2.2.2 车站综合监控BAS子系统功能  22-23
  2.3 地铁BAS系统监控对象及要求  23-27
    2.3.1 BAS系统监控对象  24
    2.3.2 BAS系统被监控对象功能要求  24-27
  2.4 地铁BAS系统性能要求  27-28
  2.5 环境与设备监控子系统设计原则  28
  2.6 本章小结  28-30
3 环境与设备监控系统的设计方案  30-52
  3.1 BAS系统的车站级设计方案  30-33
    3.1.1 地下车站BAS系统的设计  30-31
    3.1.2 高架车站BAS系统的设计  31-32
    3.1.3 车辆段BAS系统的设计  32-33
    3.1.4 BAS系统电源与接地的配置  33
  3.2 BAS环控系统最优化设计  33-51
    3.2.1 全局最优控制方案设计  34-35
    3.2.2 室内温度控制  35-38
    3.2.3 室内压力控制  38-42
    3.2.4 送风温度控制  42-47
    3.2.5 冷水压差控制  47-50
    3.2.6 冷源流量控制  50-51
    3.2.7 性能分析  51
  3.3 本章小结  51-52
4 环境与设备监控系统的接口设计  52-62
  4.1 BAS系统与其监控对象的接口  52-57
    4.1.1 与低压配电系统的接口  52-53
    4.1.2 与通风空调系统的接口  53-55
    4.1.3 与给排水系统的接口  55
    4.1.4 与电梯、自动扶梯的接口  55-56
    4.1.5 与人防门的接口  56-57
    4.1.6 与FAS系统的接口  57
  4.2 BAS子系统与综合监控系统的接口  57-61
    4.2.1 BAS系统与中央综合监控系统的接口  57-58
    4.2.2 车站级BAS系统与综合监控系统的接口  58-59
    4.2.3 车站段BAS系统与车辆段综合监控系统的接口  59-60
    4.2.4 停车场BAS系统与停车场综合监控系统的接口  60-61
    4.2.5 接口功能  61
  4.3 本章小结  61-62
5 环境与设备监控系统的实现  62-82
  5.1 BAS系统的硬件平台搭建及选型  62-69
    5.1.1 PLC控制器  62-64
    5.1.2 远程I/O(RI/O)  64-68
    5.1.3 BAS控制柜/控制箱  68-69
    5.1.4 传感器  69
    5.1.5 转换装置  69
  5.2 BAS系统的软件设计  69-81
    5.2.1 BAS环控系统模式判定  70-73
    5.2.2 BAS系统通讯实现  73-76
    5.2.3 控制器编程软件  76-78
    5.2.4 监控系统的实现  78-81
  5.3 本章小结  81-82
6 总结与展望  82-84
  6.1 总结  82-83
  6.2 展望  83-84
参考文献  84-88
致谢  88-90
作者简介及读研期间主要科研成果  90

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