基于PLC地铁排水控制系统的设计
摘要
地铁排水系统是车站给排水及防灾系统的主要设施之一。及时排放车站内部的积水, 对车辆的正常运行及各类电器设备的保护有着重要意义。本系统采用西门子S7-200PLC 的226CPU和扩展模块以及少量的中间继电器来代替传统的继电--接触器控制系统，以PLC梯形图的“软接线控制网络”取代传统的继电器构成的硬接线控制线路，对各蓄水池按设定指令进行抽水，对各蓄水池水位进行实时监控。电机发生故障时及时报警并在一定时间后紧急停止系统。通过对系统工艺的详细分析，提出了对系统的控制要求，确定了系统的控制方案。本文设计了地铁排水控制系统的软件和硬件，有效的实现了地铁排水系统的逻辑控制、安全控制、故障诊断及其应对措施。同时也实现了泵、阀控制的自动化和智能化，大大降低了电气控制系统的复杂程度，提高了自动化程度和整个系统的可靠性。经过实验室模拟调试，本系统运行可靠。
关键词：排水，PLC，顺序控制，备用
The design of subway drainage control system based on PLC Author: Yang Quanzhi
Tutor: Ren Yanshuo
Abstract
The system for the subway drainage is one of the main facilities to the disaster prevention system and the drainage system. It’s important to vent seeper in the station in order to protect the subway system from be damaged. The system is controlled by the S7-200PLC produced by Siemens and the digital expansion module EM223 with some Intermediate relay to replace the traditional relay-contact system, use the Soft control network wiring programmed by the PLC to pump the water from every pool and monitor the water level of them instead of the Hard-wired control circuit constituted by the traditional relay-contact ones. When the pump driver is in error, the alarm will be touched off at the same time. If this alarm be kept for some times, the system will be shut down. After analyze the crafts of the system carefully, the request and the plan were worked out. This Paper contains the design of the software and the hardware for the system, and achieve the logical, safety control, fault measurement and the key for every alarm of it. At the same time, the automation and the intelligent of the control of the pump and the valve has been achieved in this paper. Lower the complication level of the Electrical Control System. Higher the degree of automation and the reliability of the system. After the Simulation in the lab, our system is reliable.
Key Words: Drainage, PLC, Sequence control,Standby
目录
摘要 ----------------------------------------------------------------- I Abstract ---------------------------------------------------------------- II 1 绪论 ------------------------------------------------------------------- 1
1.1 研究背景 ---------------------------------------------------------- 1
1.2 国内研究现状 ------------------------------------------------------ 1
1.3 设计的目的及意义 -------------------------------------------------- 2
1.4问题的提出及解决方法----------------------------------------------- 2
2 系统工艺设计 ----------------------------------------------------------- 4
2.1 系统控制的主要功能 ------------------------------------------------ 4
2.2系统控制工艺的确定------------------------------------------------- 4 3系统整体控制方案的选择-------------------------------------------------- 6
3.1系统控制方案的比较------------------------------------------------- 6
3.2控制器的选择------------------------------------------------------- 6
3.2.1 主流控制系统 ------------------------------------------------- 6
3.2.2 PLC与其他工业控制系统的比较--------------------------------- 6
3.3 系统控制方案的确定 ------------------------------------------------ 8 4系统硬件的设计--------------------------------------------------------- 10
4.1元器件的选型------------------------------------------------------ 10
4.1.1 PLC的选型--------------------------------------------------- 10
4.1.2 扩展模块的选择 ---------------------------------------------- 11
4.1.3传感器的选择------------------------------------------------- 12
4.1.4阀门的选择--------------------------------------------------- 12
4.1.5泵的选择----------------------------------------------------- 14
4.1.6电机的选择--------------------------------------------------- 15
4.1.7接触器的选择------------------------------------------------- 15
4.1.8过载保护装置------------------------------------------------- 15
4.2系统硬件部分设计-------------------------------------------------- 17
4.2.1系统配电图--------------------------------------------------- 17
4.2.2电机控制线路图----------------------------------------------- 18
4.2.3控制器外部接线----------------------------------------------- 19
5 系统控制程序设计 ------------------------------------------------------ 21
5.1软件总流程图------------------------------------------------------ 21
5.2 PLC控制程序的设计------------------------------------------------ 22结论 -------------------------------------------------------------------- 29致谢 ---------------------------------------------------- 错误！未定义书签。参考文献 ------------------------------------------------ 错误！未定义书签。附录 ------------------------------------------------ 错误！未定义书签。
1 绪论
1.1 研究背景
近年随着城市化进程的加快，城市人口急剧增多，国内各大城市的地面交通均面临着巨大的压力，城市轨道交通成为一种有效疏导地面人流和缓解交通堵塞的重要手段，目前已在国内多个城市中建成并投入运营，且大多以地下铁道为主。地铁作为城市建设的大型基础设施，不仅是城市公交客运的骨干系统,而且是作为城市建设和土地开发的支持系统.地铁现代化的发展，已成为城市交通现代化的重要标志之一。
地铁车站的排水设计是车站给排水及防灾设计的主要内容之一, 及时排放车站内部的积水, 对车辆的正常运行及各类电器设备的保护有着重要意义。[1]地铁车站设备监控系统分为中央级,车站级和就地级三级对车站设备进行监控,在中央级和车站级进行系统管理。车站设备监控系统对全线各个车站的通风空调系统设备、给排水设备、自动扶梯、电梯、车站公共区照明、广告照明、车站事故照明电源、屏蔽门、人防密闭隔断门等车站设备进行全面且有效的自动化监控及管理,确保设备处于高效,节能,可靠的最佳运行状态,创造一个舒适的地下环境；并能在火灾等灾害或阻塞事故状态下,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。
给排水系统包括给水系统,消防用水供水系统和排水系统。给排水,消防用水利用城市现有设施.地铁沿线的雨水排入城市雨水系统；生活污水及厕所冲洗水经化粪池处理后排入城市污水系统；结构渗透水,结构排水,车站冲洗水,消防废水均排入城市污水系统。
1.2 国内研究现状
本课题主要研究对象为地铁沿线的城市雨水系统
参考《上海地铁工程的给排水设计》排水系统的雨水系统部分：
车站敞开式出入口的设计雨水量按照50年一遇的暴雨重现期计算。敞开式出入口的自动扶梯下面设集水坑和雨水排出潜水泵，一备一用。集水坑的有效容积以大于最大一台泵5 min流量计。泵提升雨水经压力窨井后，再排入市政雨水管道系统。
随着计算机控制技术的迅速发展，以微处理器为核心的可编程序控制器(PLC)控制已逐步取代继电器控制，普遍应用于各行各业的自动化控制领域。地铁工程中双线隧道长
度大于1km时，一般需要在上、下行隧道之间设置区间泵站，用于渗漏水排放。区间泵站设于区间隧道的最低轨位处。
控制原则：
现场水位自动控制、手动控制，车站控制室集中控制，并在控制室内设显示排水泵工作状态和水位信号装置。
车站集水池水位控制：停泵水位、第一台泵启动水位、第二台泵启动水位及最高警戒水位。
车站污水池水位控制：停泵水位、开泵水位、最高警戒水位。
1.3 设计的目的及意义
本课题主要采用稳定性较好，编程，操作都比较简单的PLC控制系统来主导各个站点的排水控制。
随着社会经济的发展，上海地铁轨道网络将会愈加复杂，继电器控制已经无法满足各大地铁站点的排水控制需求。排水系统，其重要性并不亚于列车机组工作的稳定性。需要保持非常好的稳定性，同时由于本排水系统所处工作环境恶劣。所以本课题的主要研究目的是利用PLC，开发一套运行稳定，便于监控，自动化程度高的系统以降低系统的维护成本，延长系统的使用寿命。
在未来的几年中，随着排水需求的增加，其强大的扩展性能，完全可以满足未来更多的I/O点的需求。
1.4问题的提出及解决方法
问题的提出
实现无人值守稳定执行
本系统处于地下，工作环境非常恶劣，不适合由人工控制。其次由于需要非常繁琐的阀门开闭，电机启动等工作。虽然地铁系统每天都有一定时间的关闭保养时间，但是本排水系统的保养时间并不随地铁系统的保养而关闭，保养时间不定，需要24小时不间断处于待命或者工作状态。这对人工操作需要有很高的体力消耗，不仅对操作工的身体有害，并且并不利于系统的稳定运行。并且需要选择能够适应恶劣的工作环境及具备较强稳定性的控制器。
便于远程监控
虽然本系统能够在无人值守的状态下完成工作，但是机械的故障是不可避免的，并且为了便于维护人员能够在不进入其潮湿的工作环境下看到系统的工作状态。
面对大排水量需求的时候系统应具备应对方案
当出现一些客观因素（如大暴雨，路面水管爆裂等）引起的大量排水需求时，系统需要有备用方案应对突发情况。
问题的解决方法
选择可无人值守且稳定性高的控制器
当今世界工业自动化控制，主要的控制系统一般为工业微机、PLC、继电器控制系统、集散控制系统。考虑到PLC控制的优越性、稳定性及其性价比。本系统采用PLC为控制器。
系统的远程监控
由于蓄水池会处于不同的水位以及水泵的驱动电机会出现故障，与MCGS组态软件联机模拟现场的水位，阀门开启情况以及抽水机组工作情况。达到监控现场的目的。
面对大排量需求时的解决方法
系统设置4个蓄水池，其中一个蓄水池设置为备用池，遇到大量排水需求而一台抽水泵无法满足需求时，启动备用蓄水池和备用抽水泵以缓解抽水压力。
2 系统工艺设计
2.1 系统控制的主要功能
为保证各水池顺利排水，对系统进行以下要求
①有必要的电气保护：根据实际情况采用过载短路两种保护方式以保护电机不被损坏
②需要设置水位显示灯，便于监控
③两台主抽水泵实行两班倒轮换制(即12小时轮换一次)
④设置手动控制方式，便于在系统的人工检测维修
⑤设置备用泵，备用池。以备紧急情况
⑥各池阀门按一定顺序启闭
2.2系统控制工艺的确定
(1)由于地铁排水系统的地势比地面排水沟低很多，不能自然排出。本系统设置4个蓄水池(其中一池设为备用池)，每一个蓄水池都设置有水位传感器。设置有低水，满水两个状态。当水位达到不同状态时，设置有声光输出信号。
(2)4号池即备用池是一个比较特殊的蓄水池，系统启动以后排水阀门和进水阀门均不打开，当其他三个蓄水池都发出满水信号时，该池进水阀门打开，同时备用泵启动，满水后开阀排水。
(3)除备用池外任意池中水位为满水时，满水指示灯亮同时打开排水阀门，关闭进水阀门。
(4)为保证主泵的使用寿命，实行2台主泵两班制工作。
(5)当所有池处于无水状态时，处于工作时间的主泵停止工作，当任意一池处于满水状态时，此班主抽水泵启动并保持工作状态。
(6)停止：设置有维修状态的停止按钮，按钮触发最后一次排水信号，所有进水阀门关闭，排水阀门打开,一号电机和备用电机启动抽水5分钟后系统自动停止工作。
(7)系统安全：电机发生故障时,系统不可继续执行抽水工作。关闭所有进水阀门和排水阀门,系统发出报警,报警30分钟后自动断电。
(8)本系统除了对系统的逻辑顺序，电机，排水泵的功率等有较高的要求外，对排水管道的排布等也有一定要求，主排水管道排量需要大于单个蓄水池排水管道，否则备用机
组将起不到作用。其次，主进水管道的排布在平均进水量的状态时会存在3个主蓄水池同时报满的情况，此情况应尽量避免。排布情况可参考图2-1。但当进水量比较大时，进水主管道排量应大于水池进水管道的排量。若遇到大排量排水需求时，二号池将会来不及进水，溢出的废水将会进入三号蓄水池。
图2-1 管道排布示意图
3系统整体控制方案的选择
3.1系统控制方案的比较
(1)按顺序依次抽水
顾名思义，即按照固定顺序抽水，此抽水方案只需按照顺序抽出各个蓄水池中的水即可，但是各个蓄水池达到满水状态是随机的，若此池仍然在排队中，则会耽误抽水的时间，此系统无法面对大量的随机突发情况。
(2)按先满先抽原则抽水
设置有一个蓄水池作为备用池，平时关闭。前三个蓄水池池满情况随机，达到满水状态则开阀排水，同时为了提高抽水泵的使用效率，采取了满水即开排水阀，无水则开进水阀的模式，使系统更具有灵活应变的能力。
综合以上2种抽水方案，考虑到本系统的实际需求，选择按照先满先抽原则抽水的方案。
3.2控制器的选择
3.2.1 主流控制系统
(1)PLC控制系统
(2)继电器控制系统
(3)集散控制系统
(4)工业微机控制系统
3.2.2 PLC与其他工业控制系统的比较
（1）与继电器控制系统的比较
传统的继电器控制只能进行开关量的控制，而PLC既可进行开关量控制，又可进行模拟量控制，还能与计算机联成互联网，实现分级控制。
在PLC的编程语言中，梯形图是使用最广泛的语言。梯形图与继电器控制原理图十分相似，沿用了继电器控制电路的元件符号，仅个别地方有些不同。PLC与继电器控制系统相比主要有以下几点区别：
①组成的器件不同。
继电器控制线路是由许多硬件继电器组成的，而PLC则是由许多“软继电器”组成。
传统的继电器控制系统本来有很强的抗干扰能力，但其用了大量的机械触点，因物理性能疲劳、尘埃的隔离型及电弧的影响，系统可靠性大大降低。[2]PLC采用无机械出点的逻辑运算微电子技术，复杂的控制由PLC内部运算器完成，故寿命长、可靠性高。
②触点的数量不同。
继电器的触点数较少，一般只有4—8对；而“软继电器”可供编程的触点数有无限对。
③控制方法不同。
继电器控制系统是通过元件之间的硬件接线来实现的，控制功能就固定在线路中。PLC控制功能是通过软件编程来实现的，只要改变程序，功能即可改变，控制非常灵活。
④工作方式不同。
在继电器控制线路中，当电源接通时，线路中各继电器都处于受制约状态。在PLC 中，各“软继电器”都处于周期性循环扫描接通中，每个“软继电器”受制约接通的时间是短暂的。
（2）与集散控制系统的比较
PLC由继电器逻辑控制系统发展而来，而集散控制系统由回路仪表控制系统发展而来。不论是PLC还是集散系统，在发展过程中，而这始终是相互渗透、互为补充的。因此，PLC与集散控制系统的法杖越来越接近，很多工业生产地控制过程既可以用PLC实现，也可以用集散系统实现
（3）与工业微机控制系统的比较
工业微机在要求快速、实时性强、模型复杂的工业控制中占有优势。但是，使用工业微机的人员技术书评要求较高，一般应具有一定得计算机专业知识。另外，工业微机在整机结构上尚不能适应恶劣的工作环境，抗干扰能力及适应性差，这就是工业微机用在工业现场控制的致命弱点。工业生产现场的电磁辐射干扰、机械振动、温度及湿度的变化以及超标的粉尘，每一项足可以使工业微机不能正常工作。
PLC针对工业顺序控制，在工业现场有很高的可靠性。PLC在电路布局、机械结构及软件设计各方面决定了PLC的高抗干扰能力。电路布局方面的主要模块都采用大规模与超大规模的继承电路，在输入输出系统中采用完善隔离等的通道保护功能；在电路机构上对耐热、防潮、防尘及防震等各方面都做了周密的考虑；在电路硬件方面采用了隔离、屏蔽、滤波及接地等抗干扰技术；在软件上采用了数次滤波及循环扫描、成批输入、成批输出处理技术。所有这些都使PLC具有非常高的抗干扰能力，从而使PLC绝对不会出
现死机现象。
由于PLC的品种、型号、规格、功能各不相同，综合多种因素考虑，本设计选择了德国西门子公司的一种小型可编程控制器S7-200系列可编程控制器。[3]SIMATIC S7-200系列PLC适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有极高的性价比。
3.3 系统控制方案的确定
系统控制方案如图2-2所示，各个池，抽水机组以及阀门的动作均由主控制器控制。抽水机组按照指令将蓄水池中的废水抽出并排至指定的排水沟中。每台驱动电机对控制器都有故障报警的连接。为便于对系统的监控，监控器对外不仅有声光输出，还能够与远程PC终端进行连接。
图2-2 系统控制方案图
4系统硬件的设计
4.1元器件的选型
4.1.1 PLC的选型
(1)由表3-1可知，本系统所需的I/O接口需要37个点，其中输入13个点，输出需要24个点，选择西门子S7-200 CPU226型PLC，具有24入/16出，可连接7个扩展模块，最大扩展至248路数字量I/O点或35路模拟量I/O点；13 KB程序和数据存储空间；6个独立的30 kHz高速计数器，2路独立的20 kHz高速脉冲输出，具有比例、积分、微分(PID)控制器；2个RS485通信-编程口，具有PPI通信协议、MPI通信协议和自由方式通信能力；I/O端子排可很容易地整体拆卸。它是西门子S7-200系列中功能最强的单元，可完全满足一些中小型复杂控制系统的要求。
表3-1
Table Of I/O Distribution
根据实际情况判断，需要增加扩展模块。
(2)S7-200系列的特点
①极高的可靠性
②极丰富的指令集；易于掌握
③便捷的操作
④丰富的内置集成功能
⑤实时特性
⑥强劲的通讯能力
⑦丰富的扩展模块
4.1.2 扩展模块的选择
数字量扩展模块为使用除了本机继承的数字量输入/输出点外更多的输入/输出提供了途径。用户使用该模块有下列优势：
(1)最佳适应性用户可风别对PLC及任何扩展模块的混合体进行组态以满足应用的实际要求，同时节约不必要的投资费用。可提供8、16、32个输入/输出点的模块使用(2)灵活性很容易地扩展I/O点数。当应用范围扩大需要更多输入/输出点时，PLC可以增加I/O点数。
根据实际情况选用EM223型8输入8输出继电器输出数字扩展模块
4.1.3传感器的选择
采用SKYWEAL的LSYZ-6型侧装浮球开关（图3-1所示）
每个蓄水池在满水位和无水水位分别安装一个，可分别发出脉冲。
LYZ系列侧装型小尺寸单点液位开关。这种低价位的开关适合于在小容器的应用中大量使用。工程塑料的构造提供了与水、油和化学物质的广泛兼容性[4]。
(1)开关额定值：SPST，20VA
(2)引线规格：No.22 AWG
(3)安装方式：水平
(4)开关操作
(5)工作电压：DC24V
按照安装位置的不同，这些开关上的浮子随液位的上升或下降而移动。将开关旋转180°，开关的动作可以是N.O.(常开)或N.C.(常闭)。开关安装表面的箭头向上时表示N.O.(常开)
图3-1 水位开关
Figure 3-1 Water level switch
4.1.4阀门的选择
(1)阀门的选型
产品名称: 不锈钢法兰电磁阀；产品型号: ZBSF-2；产品类别: 电磁阀；选择公称直径为：150MM
工作电压AC220V
(2)用途
ZBSF系列全不锈钢电磁阀是工业过程自动化控制系用的执行器。它在接受电控信号后能自动开启或关闭，实现对管道中的液体介质的通断或流量调节控制。
本系列电磁阀可广泛地应用于纺织、印刷、化工、塑料、橡胶、制药、食品、建材、机械、电器、表面处理等生产和科研部门以及浴室、食堂、空调等人们日常生活设施中。ZBSF-Y系列电磁阀主要用于腐蚀性液体、超净液体和食用液体等液体介质的控制。ZBSF 系列电磁阀主要用于腐蚀气体、超净气体等气体介质的控制。
(3)结构原理
ZBSF不锈钢电磁阀为分步动作直接先导式电磁阀，根据断电时所处开关状态的不同，可分为常闭电磁阀和常开电磁阀。常闭电磁阀，线圈通电后衔铁在电磁力作用下先带动副阀工启，主阀在所形成的介质压差和电磁力的作用下而开启。线圈断电，衔铁部件复位，主副阀利用介质压力而紧密关关闭[5]。
常开电磁阀，线圈通电后，衔铁在磁力作用下下移，推动副阀阀塞下移，直到和副阀座压紧，副阀关闭，由于主阀阀杯上下压差趋于相等，主阀阀杯由磁力和自重压紧紧密封面，阀门关闭。线圈断电，磁力为零，衔铁和副阀阀塞由弹簧作用上升，副阀打开，主阀阀杯内介质经副阀流走，压力下降，主阀阀杯由下下压差作用向上升起，主阀打开，阀门开启。
(4)主要特点
①耐蚀：绝大部分零件用不锈钢或铸造不锈钢制成，防腐蚀性能良好。
②耐热：电磁部分、密封件全部采用特种耐高温电工材料和密封材料，并采用了有效
的隔热措施。
③耐磨：选材合理，阀杯和导向套间巧妙地利用流体的润滑作用，减少磨损。
④可靠：结构简单、紧凑、融合了直动式和先导间接式电磁阀的优点，在低压差或压
差为零情况下也能可靠工作。
图3-2 阀门结构图
Figure 3-2 Drawing of Vavle
4.1.5泵的选择
(1)名称及型号
WQ系列高效节能无堵塞排污泵； 40-15-30-2.2
其排水口径为40mm;流量为15m3/h;扬程30m;额定功率2.2Kw;额定转速2840r/min;工作效率为48%。
(2)泵的主要特点
①无堵塞
②高效率
③节能显著
④可配置控制柜
⑤不须专人看管
⑥极大的排污能力
⑦安全连续运行时间长
该泵是引进国外高效节能无堵塞排污泵先进经验，结合本单位技术力量研制而成，各项性能指标均达到国家标准同类产品水平。由于采用独特的单通道叶轮、动密封采用两组特殊材料的硬质合金机械密封装置。电机用油室隔开，具有无堵塞、高效率、节能显著，是我国泵类更新换代的最新产品，深受用户欢迎和好评
应用范围：该泵最大优点能输送含有固体颗粒和含有纤维材料的污水，不堵塞、不缠绕。适用于输送工业废水和城市生活污水，还可用作疏水泵、纸浆泵、过过滤冲洗冷凝循环泵，灌溉用泵等污水处理场合也可用于抽送清水[6]。
4.1.6电机的选择
与单相异步电动机相比，三相异步电动机运行性能好，并可节省各种材料。按转子结构的不同，三相异步电动机可分为笼式和绕线式两种。笼式转子的异步电动机结构简单、运行可靠、重量轻、价格便宜，得到了广泛的应用，其主要缺点是调速困难[7]。
电机型号
Y90L-2;额定功率：2.2kw；额定转速：2840r/min；额定电流：4.7A；
效率82%；功率因数：cosφ=0.86；堵转电流：7.0A；堵转转矩：2.2；最大转矩：2.2 由于本系统仅控制电机的启停与工作状态的保持，只需让电机保持在额定功率的运行即可。故选用成本较低的鼠笼式三相异步电机。
4.1.7接触器的选择
(1)交流接触器的特点：
交流接触器广泛用于电力传动系统中，作为频繁或分断带负荷电路的控制电器，交流接触器为电动操作，所以适合于远距离操作及自动控制系统。
交流接触器不具有过电流保护功能，因此在线路中使用需要与带有过电流保护功能的电器配合使用。如配合熔断器、动空气断路器、热继电器等。交流接触器由电磁系统、触头系统、灭弧装置及机构附件组成。电磁系统包括电磁线圈和静、动铁芯。
(2)接触器的选型
查新简明电工手册选择CJXIF-9型交流接触器[8]
主要技术参数:
①额定电流:9A
②线圈控制电压：220V
③可控电动机的最大功率4KW
④操作频率1000次/时
⑤机械寿命150000次
4.1.8过载保护装置
(1)继电器保护
继电器是一种基本的电气设备，它用来打开或关闭一定数量互相独立的电路。这种操作是利用由电压控制的线圈绕组所产生的电磁场来实现的。
继电器的种类繁多，各种强电弱电，低压高压的电气控制和保护都离不开继电器，随着科技的发展，出现了很多新型继电器。都是一般生产领域的继电器变化没有那么快，传统的继电器控制操作还是必不可少的。继电器作为一个控制电器来讲，它有两个主要部分：一个是控制系统(又叫输入回路)；另一个是被控制系统(又叫输出回路)。继电器之所以能起自动控制作用，是因为当它的控制系统中输入的某信号(输入量)，如电、磁、光、热等物理量，达到某一定值时，能使输出回路的被控制量(输出量)跳跃式的由零变化到一定值(或由一定位突跳到零)。我们把这种能自动使被控制量发生跳跃变化的控制元件称为继电器。
(2)继电器保护装置的选择
型号：MiCOM P24
同步、异步电动机保护
A.主要特点：
①数字光耦，电压可整定
②开入、开出和LED功能自定义
③图形化可编程逻辑
④ TA额定值1/5A自适应
⑤带事件记录、故障记录及故障录
B.功能配置
电动机差动保护;短路保护；接地故障保护；灵敏接地故障保护；热过负荷保护；负序过流保护；逆功率保护；低电压保护；过电压保护；零序电压保护；频率保护；电动机堵转保护；失步保护；启动次数限制；RTD输入、mA量输入输出[9]。
C.主要技术参数
①工作电压： 110-250V
②交流电流额定值:5A
③交流电压额定值：100-120V
④频率额定值： 50Hz, 60Hz
⑤定值精度： 2%
⑥电流过载能力：4In连续；100In,1s
⑦电压过载能力：2Un连续；2.6Un,10s
第一章地铁给排水系统简述 供水系统 地铁给排水（包括水消防）系统设备主要有以下作用： ⒈提供地铁运营所必须的生产、生活，消防等用水。 ⒉收集排出生产、生活，消防等产生的的废水，污水及地下结构渗漏水，雨水等。 ⒊提供完整的水消防系统，保证地铁的安全，正常运营。 地铁的生产、生活，消防水源取自城市自来水供水管网。消防用水为两路供水。地铁地下车站内不设消防蓄水池，消防增压水泵直接从供水管道抽水加压供消防使用。生活、生产用水为单路供水。 车站供水方式可分为以下四个独立系统： ⒈车站生产、生活供水系统； ⒉消火栓供水系统； ⒊水幕供水系统； ⒋空调冷却循环水系统。 消火栓系统 地下车站的消火栓系统由城市自来水管网引入二路水源进入车站消防泵房，泵房内设有两台IS型单级离心水泵直接从供水管道中抽水加压，消火栓管道出消防泵房后在车站内成环状布置，并与地铁去件隧道内的消火栓管道联通。每个地下车站消火栓增压水泵负责1/2区间隧道内消火栓的增压。 水幕系统 水幕系统设备用于车站的放火分隔水幕喷头，设在各站站台层的每个扶梯口。由城市自来水管网两路供水。消防泵房内设有2台IS型单级离心水泵，该系统增压水泵同样直接从供水管道中抽水加压。管道在车站内成环状布置。水幕系统管道不与其他管道相接。每个车站管网独立组成环路。 排水系统 地下车站的废水种类有地下结构渗漏水，冲洗水消防阀，车站污水仅指场所污水。 地下车站的排水方式主要有以下四个独立系统： ⒈底下车站废水由设有站厅、站台的地漏，将废水排入车站呐喊轨道两侧明沟和站台板下排水汇集至车站端头废水池内由排水泵提升，排入市政排水管道。 ⒉污水由厕所的下水管道汇集至污水池，然后由排水泵提升排入城市污水管道或地面化建设。 ⒊出入口雨水汇集至出入口的集水池后，由排水泵提升排入市政排水管道。 ⒋地下结构渗漏水汇集于就近的集水池，由排水泵提升排出车站。 地铁一号线的车站设计为高位站台，所以两个车站之间的区间隧道中点地势最低，在此设有区间泵排水。隧道内的结构渗漏水或消防废水等沿车轨道两侧明沟汇集至区间集水池，然后由排水泵提升排入车站废水池或直接排出车站。 在区间隧道的洞口出入处和火车站的折返段端头同样设有排水泵站。
地铁给排水设计分析 发表时间：2018-05-25T14:01:42.190Z 来源：《基层建设》2018年第6期作者：马珞[导读] 摘要：地铁作为人们日常出行的主要交通工具之一，整体规划和建设直接关乎到城市交通发展。 陕西城际铁路有限公司陕西西安 710018 摘要：地铁作为人们日常出行的主要交通工具之一，整体规划和建设直接关乎到城市交通发展。由于地铁自身特性，是一种地下交通工具，所以在设计中需要考虑的内容较为多样，尤其是给排水设计，如果工程出现漏水，将会影响到地铁行车安全，需要进一步优化设计。本文就地铁给排水设计进行分析，把握设计要点，设计更为合理的方案，推动地铁建设和发展。 关键词：地铁；给排水工程；设计 在城市交通建设和发展中，作为城市交通中重要组成部分，地铁工程建设质量直接关乎到地铁行车安全，影响因素较为多样，尤其是给排水工程，设计合理与否将直接影响到工程建设质量。在地铁给排水设计中，需要从源头上进行分析和把握，坚持安全性原则，做好细节性要点的考量，尽可能避免安全隐患的出现，提升地铁给排水设计合理性，为后续工程建设和发展奠定基础。由此，加强地铁给排水设计，可以改善其中的不足，对于后续工程建设具有一定促进作用。 一、地铁给水的设计 （一）水源 在地铁给水设计中，水源作为重点内容，通常情况下选择城市自来水，这样不仅可以满足地铁给水需求，还可以对用水合理分类，如果是消防用水需要选择相应的消防用水。 （二）管线设置 给水系统设计中，应该综合考量生产和消防用水需求，综合归纳和总结。在此基础上，合理设置水管线，提升对给水管道位置的设计重视程度，结合实际情况合理选择管道材料[1]。给水管道位置设计前，进行充分设计交底，并对电气设备和通信设备做好标记，尽可能远离这些区域设置管道线路，尽可能避免管道泄漏带来安全隐患，威胁到地铁行车安全和人身安全。与此同时，给水设计中应该提高对排气阀位置的重视程度，并且在沉降缝隙中安装波纹管伸缩器。在具体施工中，可以通过暗管敷设方式进行作业，可以有效避免管线过长问题的出现。如果仅仅使用自然补偿法是难以解决这一问题，可以设置固定支架进行施工，适当的缩小管道缝隙，管道的固定处理，确保给水管道可以安全稳定运行。 （三）给水立管和冲洗栓箱的设计 冲洗栓箱的设计需要予以高度重视，设计合理与否直接影响到后续的地铁车站清理工作，主要是通过暗箱辐射方式进行设计，在站台和站厅区域设置。需要注意的是，为了便于后续洒水，可以在洒水栓头前端安装闸阀，便于后续的洒水栓头更换，尽可能降低对地铁车站运行带来的不良影响。 二、排水系统的设计 地铁排水系统设计主要是包括两种，即废水排水系统和污水排水系统两种。其中污水排水系统是针对地铁车站的生活污水和厕所污水排水处理，而废水牌数系统则是对消防用水和雨水的处理[2]。当前很多地铁排水系统中主要是选择PVC无压管材作为排水管道主要材料，而车站内承压管道则是热镀锌材料的管道。管道支架是预制品，根据作业需要钻孔作业，并对孔眼涂抹油漆，然后安装管道支架。除此之外，还要安装存水弯，这样可以有效避免地铁车站出现恶臭气体，避免对地铁车站环境产生污染。为了可以减少后续的清理作业量，可以在排污管道设置伸缩节。 （一）排水方式 地铁主要是位于城市地下，是地下空间交通工具，在排水处理时需要借助压力将废水排出到地面，然后输入到市政污水处理系统中。对于不同的城市，地铁污水排放到地面后，具体是排放到污水管道还是雨水管道情况不一，需要遵循城市规划设计要求进行选择，综合考量实际情况的基础上，尽可能避免重复施工和反返工现象出现。 （二）排水构筑物设计 地铁车站排水构筑物设计中，其中包括排水检查井、压力检查井和化粪池，在具体设计中需要实地勘察，对梁顶标高和翻梁数据进行充分的了解，在此基础上设计排水构筑物，尽可能将其控制在地面覆土范围。而在上述的排水构筑物中，化粪池的设计难度较高，为了便于后续清理作业，尽可能选择人行道上，距离建筑物在5m以上。地铁车站的覆土如果满足要求，可以在室外设立化粪池，大概高度3.05m，反之则是将化粪池安装在附属建筑周边。 （三）排水接驳设计 地铁车站排水接驳设计中，可能由于设计不合理导致路面恢复与市政管网无法有效契合在一起，为后续的车站机电安装验收工作带来一定的阻碍和影响。所以，需要把握排水接驳设计重点和难点所在，并且考虑到地铁施工对交通和周围人们生活的影响，所以很多城市均制定了路面施工恢复后，在随后三到五年内不允许再次开挖。故此，在设计中应该做好管线交接工作，严格审批图纸的合理性，在道路周边设置接驳井，尽可能避免对城市规划产生影响[3]。 （四）多类型排水系统的设计 首先，雨水系统设计。雨水系统设计需要综合考量雨水和废水的收集，集水井和排水泵可以在地铁车站出入口区域设置。如果出现暴雨，可以借助两台排污泵进行排水处理，将雨水排放到城市雨水管网。 其次，废水系统设计。在线路中偶读最低位置上安装两天排污泵，使用消防用水时启用。 结论： 综上所述，地铁给排水设计合理与否，将直接影响到地铁运行安全，设计合理方案，有助于营造良好的环境，推动城市交通事业发展。 参考文献： [1]郝国芳.地铁给排水设计中容易疏忽的细节[J].企业文化（中旬刊），201722，（5）：269. [2]宋杨.地铁给排水设计中的细节问题研究[J].价值工程，2017，21（21）：144-145.
1前言 近年随着城市化进程的加快, 城市人口急剧增多, 国内各大城市的地面交通均面临着巨大的压力,城市轨道交通成为一种有效疏导地面人流和缓解交通堵塞的重要手段, 目前已在国内多个城市中建成并投入运营, 且大多以地下铁道为主。 地铁车站的排水设计是车站给排水及防灾设计的主要内容之一, 及时排放车站内部的积水, 对车辆的正常运行及各类电器设备的保护有着重要意义。地铁车站排水系统采用分流制, 主要由废水系统、污水系统和雨水系统组成, 其中废水系统包括车站冲洗水、消防废水和结构渗漏水等; 污水主要为卫生间生活污水; 雨水主要来自敞开式的出入口和风亭等。 2 地铁车站废水系统设计 车站内废水收集和排放流程如下: 各类废水→排水地漏→轨道排水明沟→主废水泵站→压力检查井→市政污水系统。 2.1 各类废水量设计计算标准 车站冲洗水排水量为4L m/2次, 计算面积为站厅站台层公共区域, 一日一次, 每次按1h 计算; 结构渗漏水通常设计标准为1Lm/2日, 计算面积为车站内表面积; 消防废水按一次消防水量100%计算。 2.2 排水地漏的布置 车站各类废水均由设在站台层、站厅层和有用水点的房间内的地漏收集, 通过排水立管排放至轨道两侧的排水明沟内。站厅层排水地漏设在车站主体内侧排水浅沟内, 相互间隔约40m, 此外车站出入口进站处应设置截水沟和排水地漏; 环控机房、保洁间、污水泵房、废水泵房、茶水间等有给水点的房间也应设置地漏。站台层地漏主要排放公共区冲洗废水, 与站台边缘相距2.5m 以上。对于各类风道进入车站主体处的地漏设置,《地铁设计规范》中并无明确规定, 笔者认为要避免不同类型风道因排水浅沟连通而造成的相互干扰, 每个风道入口处均应设置排水地漏, 不同风道不能共用排水地漏, 如图1 所示。
地铁区间排水泵站设计探讨 发表时间：2019-06-19T10:44:51.223Z 来源：《基层建设》2019年第8期作者：程浩[导读] 摘要：地铁线路设计中，地下区间一般地段整体道床需设两侧排水沟，区间最低处设置区间废水泵房，用来排除消防废水、结构渗漏水及轨道冲洗水等。 天津市排水管理处机电安装维修所天津市 300000 摘要：地铁线路设计中，地下区间一般地段整体道床需设两侧排水沟，区间最低处设置区间废水泵房，用来排除消防废水、结构渗漏水及轨道冲洗水等。 关键词：地铁区间；排水泵站；设计 1区间废水泵房位置的确定 道床排水沟的纵坡一般与线路坡度相同，现行地铁规范要求线路最小纵坡0.2%，最大坡度一般不大于4%，配设双侧式排水沟，也可采用中间排水沟排水。排水至线路最低处至废水集水池，并在该处设置区间废水泵房；一般情况下，在线路区间最低处联络通道，废水集水池设在联络通道下层，线路两侧来的废水，进入集水池后由设置的潜污泵提升排除。最低处两侧的坡度如果是不同的，则会造成线路曲线的实际最低点与线路的变坡点位置有偏差，两侧坡度差异较大时，线路曲线的实际最低点与线路的变坡点的偏差也比较大，下面就泵房位置确定进行理论计算，推导公式可快速求得区间最低处废水泵设置里程位置。 1.1已知的条件 （1）线路专业提供线路平面（略） （2）线路纵断面图（如图1） 1.2推导计算线路最低点公式 由图1中已知如下条件： 假定EF为地平线，左侧坡度θ1，右侧坡度θ2，曲线半径R；如果θ1=θ2，线路的最低点在B点的正上方H点，如果θ1和θ2不相同，会让最低点或左或右偏离到J点，JH长度就是偏差距离。 JH长度计算简图如图2。 EF线为纵坡交叉最低点水平线，B点为线路纵坡交叉最低点，做OA⊥EF，J点为线路实际最低点。 （1）-（2）得： 根据△OCN∽△BAN得： （3）-（4）得： 取JH中点M连接OM， JH就是因为坡度不同，造成的线路曲线实际最低点偏移的距离。 1.3应用计算 如上述实例，从纵断面图中可得：最低处线路两侧的坡度分别为24%，0.5%，0，角度分别为θ1=arctg0.024，θ2=arctg0.005，此处R=5000m。 图1 计算出：θ1=1.375°，θ2=0.287° 代入导出公式： JH=2*5000*sin0.272°=47.5m 也就是说，线路实际最低点，位于线路纵坡理论最低点里程右移47.5m。即从线路纵坡理论最低点里程S+170移至实际最低点S+217.5里程位置。 计算后将废水泵站位置插入图中，得到结果，如图3所示。 图2
地铁给排水工程设计中存在的问题及对策丁玲 发表时间：2019-04-30T14:53:27.843Z 来源：《防护工程》2019年第2期作者：丁玲 [导读] 地铁给排水工程中的每一个系统都发挥着极其重要的作用，因此，我们要做好给排水工程的设计工作。 兰州市轨道交通有限公司运营分公司甘肃兰州 730000 摘要：随着经济全球化，当前对经济发展的衡量标准有许多，交通方式也逐步成为经济发展的重要标志。不同于以往单一的传统交通模式，我国在交通运营方式上的发展突飞猛进。随着城市轨道运营的发展，地铁的建设和普及开始成为一个城市现代化的重要标志之一，地铁给排水工程设计关系着整个地铁工程的安全运营状况，虽然我国的地铁给排水技术不断提升，但是在实际的工程开展中依旧存在一些问题，文章通过详细的论述将这些问题一一展开，并提出对策。 关键词：城市轨道运营；地铁给排水工程；设计问题；解决对策 一、地铁给排水工程概述 地铁给排水工程和普通给排水工程总体上都是相同的，都是分为给水和排水两个系统。其中，给水系统主要包括地铁日常使用中的生活用水、消防用水等，而排水系统主要包括地铁日常使用中污水、雨水等的排放。由于给排水工程设计的特殊性，因此在构成上相对细致，给水和排水系统分别有自己的构成要素，以排水系统为例，一个完整的排水系统对于排水的划分是非常具体的，有排污水系统、排废水系统和排雨水系统等。地铁给排水工程中的每一个系统都发挥着极其重要的作用，因此，我们要做好给排水工程的设计工作。 二、地铁给排水工程的重要性分析 地铁的设计和构造和其他工程相比存在特殊性，由于其本身的结构较为复杂，既是处于相对封闭的环境之中，又会有非常大的人员流动性，存在的安全隐患太多，一旦出现问题，抢救工作的困难可想而知，对于人力的消耗、资金的损耗是巨大的。因此，在地铁工程中，给排水工程设计发挥着尤为关键的作用。完善的给排水工程既可以满足地铁站相关工作人员的日常必须用水，也能将清理地铁的废水及其他的排水及时排入市政排水系统，而且，一旦发生火灾健全的给水设备能够及时扑灭大火，保障人员和财产安全。由此可见，给排水工程的设计在地铁建设中是必不可少的。 三、地铁给排水工程设计中的问题 就当前我国的地铁发展现状而言，地铁给排水工程设计往往会受到材料、环境及人力等不同方面的影响，这些问题的出现阻碍了地铁给排水工程技术的革新，也制约了地铁的进一步发展，一项是对地铁给排水工程技术中存在问题的具体分析。 1、地铁给排水管道的相关问题 1.1管道材料的问题 地铁给排水工程设计中，对于管道材料的选择是一项较为基础的工作。良好的管道材料能够有效地避免管道渗漏、腐蚀，可以提升管道的使用寿命，大大减少后期的维护费用。对于管道材料的选择我们也要具体问题具体分析，根据不同的环境选择不同材料的管道，总之，必须要对管道材料进行严格把关，一定要通过试用或者测验来确保材料的质优价廉。 1.2管道渗漏的问题 造成给排水管道渗漏问题的最大原因之一就是对于管道材料选用的疏忽，当然，除此以外还有可能是由于管道腐蚀或者后期维护不到位等。地铁站环境不同于其他交通轨道，由于是设在地下，环境潮湿且化学成分偏多，再加上管道覆盖广且线路长，管道很容易遭受腐蚀并产生渗漏，同时，施工中对于管道材料的挤压碰撞，也有可能引起渗漏。总之，管道的渗漏不光有环境因素，也存在人为原因。 1.3管道堵塞的问题 除了以上提到的管道材料问题、管道渗漏问题，管道堵塞也是给排水工程中较为常见的问题之一。施工的突然中断很有可能会造成水泥、砂石等建筑垃圾进入管道，在管道的弯曲处造成堵塞，再加上不容易被人发现和清理不及时、不到位、清理困难等使得管道堵塞更加严重。 2、地铁积水的相关问题 地铁给排水工程包括给水系统和排水系统两部分。排水系统工作出现问题就会引起地铁积水现象。地铁工程所处的环境比较特殊，比较潮湿且不易排水，再加上一些地质环境因素和自然降水等很有可能排水不畅，长时间的排水不畅便会形成地铁积水，影响地铁的正常运营。 3、地铁项目中的其他不安全问题 在地铁项目的建设中，除了以上提到的几个较为普遍的问题以外，还有许多问题应当引起我们的关注和重视。地质条件、环境因素也对地铁项目产生了极大的阻碍和制约，同时，这两点也是地铁项目安全隐患产生的重要源头。地铁项目的实施首先要对地质条件也有一个较为准确的监测，但是开工前的监测毕竟受限太多，再加上后期地铁给排水工程设计中对于管道的铺设范围过于庞大，地下环境不稳定等，很容易引发监测之外的地质问题，形成安全事故。 四、地铁给排水工程设计中问题的优化策略 1、地铁给排水管道问题的解决对策 1.1管道材料选用 想要确保给排水管道使用寿命长，后期维护省时省力就要在管道材料的选择上多下功夫。在管道材料选择这一问题上，一定要坚持适用性原则，以站台板下的管材铺设为例，由于站台板下过于潮湿，则应选择球墨铸铁管作为消火栓管道；在对热镀锌钢管的使用上，一定要做好防腐处理等等。总而言之，在给排水管道材料的采购上要层层把关，从源头上保障质量，才能保证后续工作的顺利开展。 1.2管道渗漏问题的解决 对于地铁给排水工程中管道的渗漏问题，我们应该分两个角度去看待，既有客观方面，也有人为因素。对于客观方面，也就是管道材料方面的问题，我们以上已经做出了分析，对于人为因素产生的管道泄漏，我们应该做好预防和补救。施工中，难免会出现一些磕碰，因此，材料使用前一定要仔细查看是否完整，以免使用了破损的管道造成渗漏问题。另外，在后期的使用过程中，应当定期对管道进行排
地铁给排水工程设计的要点分析 发表时间：2018-06-06T16:53:40.273Z 来源：《基层建设》2018年第11期作者：常汉卿 [导读] 摘要：在社会发展过程中，人民们对于交通工具的追求已经不再局限于过去传统的交通方式，而开始追求更加快捷便利的交通工具。 中铁工程设计咨询集团有限公司北京市 100000 摘要：在社会发展过程中，人民们对于交通工具的追求已经不再局限于过去传统的交通方式，而开始追求更加快捷便利的交通工具。在人们这种思想的驱使下，地铁的发展和在现实生活中的应用使得人们对于这种快捷便利的交通工具有一定的重视。随着社会不断的发展，这种快捷便利的交通工具也开始出现了一些问题。特别是对于地铁相关管线的设计和安装。这种对于地铁来说较为常见的管线设计和安装的方式在一定程度上会导致与其他管线存在发生冲突，进一步引起给排水设计出现相关问题。 关键词：地铁给排水；设计；要点 一、地铁给排水工程概述 地铁给排水工程由两部分组成，给水系统和排水系统，地铁给排水程的工作对象主要针对于地铁工程中的用水。 给排水系统都是由各种相关要素构成，给水系统分为两个子系统，生活、生产给水系统和消防给水系统。给水系统的构成要素主要包括系统设计过程中所需达到的要求和设计目标，还包括水表、水阀、管网等各种用水元件设施，各个要素在地铁给水系统中都扮演着极其重要的角色，缺一不可，例如缺失水表将无法统计给水量，也无法控制系统的用水量。 与给水系统不同的是，排水系统分为三个子系统，排污水系统、排废水系统与排雨水系统，三个子系统相互协调，相互作用，共同完成整个地铁的排水工程。地铁的给排水系统不仅可在地铁系统中发挥着十分重要的作用，还可满足城市管理，城市绿化，消防，应急等方面的部分需求。 二、地铁给排水设计中的细节问题及对策分析 1、地铁给排水管道渗漏和阻塞问题 渗漏问题的首要原因是管道材料的质量问题，包括管道材料强度和硬度达标与否、管道材料采购流程公开透明程度。地铁站的地下环境潮湿且富含各种化学成分，很容易使管道损坏从而造成渗漏。要预防管道渗漏，首先就要从材料层面上采取积极措施，在施工前期的材料采购项目中，采用较为先进的公开竞标方式采购质量合格材料。采购的管道材料在堆放过程中要做好防潮和保护措施，防止环境因素的破坏及施工中人为因素包括材料碰撞和施工事故砸压的破坏。在施工过程中，应严格按照规范要求实施项目，避免过大力度的摩擦和不必要的碰撞。地铁站给排水工程项目中的管道阻塞问题也较为常见，主要是施工中存在不可避免的施工中断，此时期的水泥砂浆、建筑垃圾等建筑杂物会在防护的薄弱环节进入管道，在三通或者弯頭部分停留，造成管道阻塞。管道阻塞的问题是采取预防技术，应采取措施排除易清理阻塞物，发现可疑物体或者可疑部位及时进行处理和防护，对于处理难度较大的部分阻塞物更应该在早期就进行更换，避免产生连锁反应。 2、孔洞预留问题 轨道交通等地下工程一般是土建先行施工，由此要求专业设计单位在土建先期施工时预留所需要的孔洞。例如地铁某工程全线共性问题是施工单位将预留孔洞普遍留小，图纸上标注预留孔洞为DN100管的防水套管，有的施工单位理解为留DN100的套管，实际在后期安装过程中无法满足DN100消防水管穿过，造成套管留小。从现场看，存在施工单位看图技术水准问题，也存在设计表达或设计交底不清问题，建议今后设计直接标注套管规格。防水套管目前有国标图集，但对于每个设计人员存在理解不同，往往在设计过程中大家把握的尺度不一样，也容易造成预留套管全线各式各样，因此最好在设计之初，专业负责人提前做好套管预留的统一。 3、给排水管道的材料问题 掌握好PPR、PE给水管道热熔连接时的加热时间及连接插入深度问题，避免过深减少了管道的断面和过浅降低接口处的强度。清楚O型橡胶圈同C型压环套位置调整不当或者螺帽拧紧不够等会造成给水管道渗漏的情况，继而旋入按照标准要求严格规定的长度的配件，在完成管道螺纹的清理加工工作之后，采用专业的工程施工机具进行位置调整，管道接头处采用密封胶进行密封，使用防锈密封胶及聚四氟乙烯生胶带进行螺纹缠绕。排水管道渗漏和阻塞常常是由于交叉施工造成，安装管道过程中除了常规的管道疏通和杂物清理必须认真操作之外，还需要按照规范的规定进行合理正确的现代化排水配件使用。由于地铁结构的需要，排水管道在安装过程中，横向埋地排水管同立管施工开始时不互相连接，检查好立管的口管插端托板支牢之后，待确定立管固定的可靠之后，拆除临时支撑，连接管道，避免砂浆等掉入管道。 三、如何优化地铁给排水设计 1、给水系统设计要点 地铁车站给水水源直接采用市政自来水，在两根不同的市政给水管上各引出一根150mm的引入管，分别作为生产给水与车站消防水源。其中消防给水采用两路进水，一根引入管上分出80mm的给水管满足生产与生活需求，并在引入管上增加水表井与倒流防止器。给水引入管设计過程中采用一路进水方式，地下车站的给水引入管通过水表井进来，进入地下车站后引入管分出很多分支，呈现枝状分布状态。与此同时，管道设计中需要考虑杂散电流的腐蚀影响。为有效规避这种情况，实际设计过程中设计人员选择主体结构外侧3m处的管材时，通常都会选择塑料给水管。除此之外，在车站站台层公共区两端引出冲洗水栓，将其固定在合适的位置用来清洗车站地面，清洗后通过车站站台层地漏将水排至站台板下并引至线路排水沟，最终通过车站废水泵房压力废水泵将废水排至站外。 地铁车站消防给水系统设计要点：在两根不同的市政给水管上各引出两根150mm的管来满足车站两路消防用水要求，但市政管网水压有限，不能满足用水需求，故设计方案中在此增设消防增压泵房，没有设置其他稳压设备，并且设置跨越管，平时市政管网水压足以胜任稳压任务；除此之外，地铁车站并没有设置配套的地下商场，根据相关规定并不需要设置自动喷水灭火系统。站台层设计的消防增压泵房内共设计两台消火栓泵，平时一台工作一台备用，当工作泵出现故障后，可以使用备用消火栓泵确保泵房止常运转。消火栓泵设计中采用低频自动巡检系统，稳压时采用市政管网压力维持，增加止回阀确保用水安全。 2、排水系统的设计要点 地下车站排水种类主要有事故水、粪便污水、消防废水及凝结水等，排水方式采用雨污分流制，就近排放各类污水与废水。
地铁车站给排水系统
第一章地铁给排水系统简述 供水系统 地铁给排水（包括水消防）系统设备主 要有以下作用： ⒈提供地铁运营所必须的生产、生 活，消防等用水。 ⒉收集排出生产、生活，消防等产 生的的废水，污水及地下结构渗漏水， 雨水等。 ⒊提供完整的水消防系统，保证地 铁的安全，正常运营。 地铁的生产、生活，消防水源取自城市自来水供水管网。消防用水为两路 供水。地铁地下车站内不设消防蓄水池， 消防增压水泵直接从供水管道抽水加压 供消防使用。生活、生产用水为单路供 水。 车站供水方式可分为以下四个独立系统： ⒈车站生产、生活供水系统； ⒉消火栓供水系统； ⒊水幕供水系统；
⒋空调冷却循环水系统。 消火栓系统 地下车站的消火栓系统由城市自来水管网引入二路水源进入车站消防泵 房，泵房内设有两台IS型单级离心水泵 直接从供水管道中抽水加压，消火栓管 道出消防泵房后在车站内成环状布置， 并与地铁去件隧道内的消火栓管道联 通。每个地下车站消火栓增压水泵负责 1/2区间隧道内消火栓的增压。 水幕系统 水幕系统设备用于车站的放火分隔水幕喷头，设在各站站台层的每个扶梯 口。由城市自来水管网两路供水。消防 泵房内设有2台IS型单级离心水泵，该 系统增压水泵同样直接从供水管道中抽 水加压。管道在车站内成环状布置。水 幕系统管道不与其他管道相接。每个车 站管网独立组成环路。 排水系统 地下车站的废水种类有地下结构渗漏水，冲洗水消防阀，车站污水仅指场
所污水。 地下车站的排水方式主要有以下四个独立系统： ⒈底下车站废水由设有站厅、站台 的地漏，将废水排入车站呐喊轨道两侧 明沟和站台板下排水汇集至车站端头废 水池内由排水泵提升，排入市政排水管 道。 ⒉污水由厕所的下水管道汇集至污 水池，然后由排水泵提升排入城市污水 管道或地面化建设。 ⒊出入口雨水汇集至出入口的集水池后，由排水泵 提升排入市政排水管道。 ⒋地下结构渗漏水汇集于就近的集 水池，由排水泵提升排出车站。 地铁一号线的车站设计为高位站台，所以两个车站之间的区间隧道中点 地势最低，在此设有区间泵排水。隧道 内的结构渗漏水或消防废水等沿车轨道 两侧明沟汇集至区间集水池，然后由排 水泵提升排入车站废水池或直接排出车 站。
毕业设计（论文）题目地铁排水控制系统设计
学生毕业设计（论文）原创性声明 本人以信誉声明：所呈交的毕业设计（论文）是在导师的指导下进行的设计（研究）工作及取得的成果，设计（论文）中引用他（她）人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出，论文中的结论和结果为本人独立完成，不包含他人成果及为获得重庆科技学院或其它教育机构的学位或证书而使用其材料。与我一同工作的同志对本设计（研究）所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 毕业设计（论文）作者（签字）： 年月日
摘要 随着城市的发展，城市交通变得越来越拥挤，人们正在寻找另外方便的交通工具，而地铁的出现正恰到好处的解决了该问题，地铁的方便快捷，正成为如今最受欢迎的交通工具，因此，研究地铁系统排水系统的收集和排放，具有十分重要的理论意义和实际应用意义。 本文首先介绍了地铁的研究背景和发展现状，然后提出总体设计方案，通过对总体方案的分析，确定水池的数目和电动机的数量，进一步确定系统的硬件与软件组成，确定硬件的型号和应该使用的软件，绘制CAD和流程图来展现系统的主要工作方式，通过PLC程序进行编程控制，利用传感器的水位检测来达到排水目的，最后再对设计的系统提出改进和建议。 关键词：排水自动控制 PLC 顺序控制
ABSTRACT With the development of cities, the traffic is becoming increasingly crowded, people are looking for another convenient means of transport, the emergence of the subway are just the right solution to the problem, subway convenient, is becoming the most popular means of transport today Therefore, the collection and emissions Research subway system drainage systems, has very important theoretical and practical significance. This paper describes the background research and development status of the subway, then made the overall design scheme, through the analysis of the overall program to determine the number and the number of the motor pool, to further determine the hardware and software system components, determine the hardware signals and should be used software, CAD drawing and flowcharts to show the system's main work, carried out by the PLC programming control, using sensors to detect water level to achieve the purpose of drainage, and finally suggest improvements and recommendations for the design of the system. Keywords:Drainage; automatic control; PLC; sequence control
地铁建筑结构与防排水设计经验小结 注重车站与周边环境的协调，注重对站位、出入口、风亭、冷却塔等的布置及立面造型，使车站成为所在地区的标志性建筑。 2 注重结构的美观，不能仅从功能、受力角度考虑，应该包括美学，尤其是高架桥立柱外观造型。 3 防水材料品种不要太多，防水性能要进行论证，便于维修管理。重视变形缝的防水节点构造措施。 4 加强对车站通道工程的明、暗挖方案的对比。 5 加强对工程的高性能混凝土进行研究，以提高地铁混凝土结构的耐久性。 6车站、车辆段的导向、标识系统要作为设计的一项重要内容，应与车站设计同时进行统筹兼顾，而且导向标识、垃圾桶及坐凳的摆放位置要人性化。在土建设计时要充分考虑导向与标识的配电、安装等问题，力争做到同时设计、同时施工、同时竣工。 7车辆段站场标高的确定要慎重，既不能太高，加大工作量；也不能太低，造成积水。同时排水设计中，出水口标高和排水方式及排水 坡度一定要合理。保证在台风正面冲击的情况下排水通畅，不中断行车。8车站出入口扶梯处截水断面应满足排水要求，出入口应全部上盖以满足防雨要求。出入口防雨棚从实用的角度考虑，建议不设计成隔 栏式（不防雨），侧玻璃墙下部要有一定高度的实体墙封闭，便于防水挡水 9地下建筑主体结构应采用全包防水，结构中板（站厅层底板）应采用
抗渗砼结构或增加防水层，避免设备房出现渗漏问题；如有重叠隧道上层底板应考虑防水设计。 10 各建筑屋面应明确防水等级（如OCC 大楼）。靠近走道两边的门，门宽大于1100mm 时建议设为双开门，少占走道空间。 11 出入口通道、站厅、环控机房均应考虑加防水层的截、排水沟，或具有抗渗功能的截、排水沟。排水沟便于清理、盖板要美观 12 设备房、扶梯下集水井检修井盖应统一标准，轻型易提。集水井应设置不锈钢盖板，轻便、耐用。 13 设计应考虑防止屏蔽门上方渗漏水问题的出现。 14结构防水设计应做专题研究讨论。避免工程变形缝、施工缝在夏季多雨季节渗漏；变形缝钢板排水槽翘起、变形缝周边砼拉裂现象；应重视仰拱、底板变形缝和施工缝防水设计与施工，防止道床变形缝、施工缝渗漏水，妥善处理设计与工程接口问题。 15 通风竖井内侧应设置攀爬设施，方便运营检修。内壁要求光滑，以减少风阻力。 16 挡墙泻水孔应倾斜向下并用PVC 管将排水出墙体，防止沿墙面流下，避免污染墙面，影响美观。 17 电缆隧道内的排水应引起足够的重视，设排水沟和设有足够多的排水井。 18 车站站厅、站台公共区地面要考虑防水、防滑、防潮设计。
13 给水与排水 13.1 一般规定 13.1.1 地铁给水设计，必须满足生产、生活和消防用水对水量、水压和水质的要求，并应坚持综合利用，节约用水的原则。 13.1.2 地铁给水水源应优先采用城市自来水，当沿线无城市自来水时，应和当地规划等部门协商，采取其他可靠的供水水源。 13.1.3 地铁排水系统，除生活及粪便污水应单独排放外，结构渗漏水、冲洗及消防废水和口部雨水等可以按合流排放，但厕所生活及粪便污水的排放，必须符合当地和国家现行排水标准的规定。 13.1.4 给排水设备的自动化程度，应根据运营管理的需要，结合当地具体条件，经过技术经济比较确定，但排水设备，应按自动化管理设计。 13.1.5 地铁金属给排水管道及有关设备，应采取防止杂散电流腐蚀的措施。 13.2 给水 13.2.1 给水系统用水量定额应符合下列规定： 1工作人员生活用水量为30～60 l/人·班，小时变化系数为2.5～2.0； 2冷水机组的水系统的补充水量为冷却循环水量的2～3%； 3车站公共区域冲洗用水量为2～4 l/m2·次，每次按冲洗1h 计算； 4生产用水量按工艺要求确定； 5消防用水量应符合本规范第19 章的有关规定。 13.2.2 给水系统的水质应符合下列规定： 1生活用水的水质，应符合现行国家标准《生活饮用水卫生标准》的规定； 2生产用水和消防用水的水质按工艺要求确定。 13.2.3 给水系统的水压应符合下列规定： 1生活用水设备和卫生器具的水压，应符合现行国家标准《建筑给水排水设计规范》的规定； 2生产用水的水压按工艺要求确定； 3消防用水的水压应符合本规范第19 章的有关规定。 13.2.4 地铁给水系统的选择，应根据生产、生活和消防等各项用水对水质、水压和水量的要求，结合市政给水系统等因素确定，一般按下列情况选择给水系统： 1为保证人员饮用水的水质，地铁宜采用生活和消防分开的给水系统。生活给水管宜由市政自来水管引入。但生产用水可和消防或生活给水系统共用。 2当城市自来水的供水量能满足生产、生活和消防用水的要求，而供水压力不能满足消防用水压力时，应和当地消防及市政部门协商设消防泵和稳压装置，不设消防水池。
城市轨道交通排水系统设计 发表时间：2017-12-18T11:00:42.853Z 来源：《建筑科技》2017年第13期作者：苏苗 [导读] 本文根据城市轨道交通排水系统设计来进行论述，重点分析排水系统设计在城市轨道交通中的现状。 江苏交科交通设计研究院有限公司江苏淮安 223001 摘要:城市轨道交通是城市交通的重要部分，也是维持城市交通秩序的基础，提高城市轨道交通就是从根本上提高城市交通。而排水系统设计是城市轨道交通的基础，拥有特殊性质的轨道交通对排水系统设计有着较高的要求，若是出现了设计不合格的排水工程，出现例如漏水或者渗水的现象，导致产生很多交通事故，会严重影响到百姓的日常生活，使生命安全，财产安全得不到保障。本文根据城市轨道交通排水系统设计来进行论述，重点分析排水系统设计在城市轨道交通中的现状，并根据现状凸显的弊端提供有效的方案，希望可以为城市轨道交通系统排水系统工程取得进步出一份力。 关键词：轨道交通；排水系统设计；城市交通 引言 截止目前而言，已经有越来越多的城市运用了轨道交通，并有逐渐替代传统模式交通的趋向，成为主要公共交通工具，大部分城市轨道交通属于地下进行的交通模式，而做为地下城市轨道交通的重要内容的排水系统，完善的排水系统的设计能够确保城市轨道交通的正常运行。 1.城市轨道交通排水系统的简介 城市轨道交通排水系统包括了排水与给水系统。而排水系统中涵盖了雨水系统、污水系统及废水系统；给水系统则包含了生活给水及生产给水系统； 城市轨道交通排水主要是雨水、污水及废水等三个种类，以分流制为排水的主要方式，无论何种废水，都要进行分类、就近、集中的排放，最后全部汇入排放到城市终端排水管道中，流入目标排水指定地点。 2.城市轨道交通排水系统的意义 城市轨道交通排水系统是给排水工程当中的重要组成，也是确保城市交通正常有序进行的重要分项，一方面，给水系统工程能够给车站内提供生产需要的水源，能够给工作职工及乘客提供合格水质的生活需要的水源，能够在发生突发火灾时进行实时灭火，最大程度的减少伤亡与损失，及时控制火情，给消防部队进行救援争取时间和提供水源；另一方面，排水系统工程的正常运行，能及时的将车站中产生的废水、污水及雨水输送到目标点管网，给车站的正常工作带来了保障。综上所述，我们可以知道了，城市轨道交通排水系统拥有着举足轻重的地位与意义。 3.城市轨道交通排水系统设计要点 3.1 雨水系统工程设计要点 地下区间内的雨水系统工程设计的泵房内多采用横向截沟的方法，针对的是桥梁上未被截留的及敞开部分的雨水。我们知道城市轨道交通在进入地下之前会有很大的坡度，所以在有特大暴雨的情况下，想要实现全部截留的目标只能采用横向截沟来实现，这样不仅降低了工程成本，还大大较少了冲入到泵房的水流量，一举两得。 地下车站的雨水系统工程设计主要是针对出口雨水及入口雨水的排放。城市轨道交通中地下车站的轨道必须与周遭环境相配，所以只能设置成了敞开方式的出口及入口，雨水泵则设置在了出口雨水出的自动升降扶梯的下侧。正常运行状态下仅启用一台即可，但设计需要数量是2台，在发散暴雨时，设计中的两台泵都需要运作起来。 高架车站防水系统中的雨水系统工程设计是施工难度很大的一个步骤，所以在进行设计时需要注意三点内容。第一，在考虑有暴雨出现的天气下，设计参数应为P=50a时为普通天气设计标准，P=10a时为暴雨时期的设计标准，原理就是利用了万有引力定律，重力的作用，运用专业的排水立管，使高架车站的雨水通过管道流入目标点；而一些车站的屋面较大，应该设计为虹吸雨排，这样较为合理。无论什么样的工程，在整体施工后，做为设计人员都应该考虑工程竣工后的美感及美观，所以，立管的使用必须以实际工程为准，尽量少使用，且在屋面的开孔也应该尽量少，这样可以降低漏水率；第二，为了防止雨水在通过街道的自动升降下堆积，应该设计雨水泵和集水坑，从而有序的排放到目标点，并通过泵的排放量，设计出集水坑的实际有效的容积；第三，选用质量较好，表面光滑度高的管道，并提升需要进行自排水的区域的标高，从而确保雨水的安全排放。 3.2污水系统工程设计要点 地下车站的污水系统工程设计，污水泵是必不可少的设备，给定的设置位置在下层的轨道线路上，而且还要设置配套的密封污水的设备，应该在泵房中配置。同样的，设置的给水管所以能存储的有效容积也应该以实际发生情况来确定，包括能达到的最大的日污水流量及污水的密封。污水泵引导污水流入到污水排放的市政目标管道中。 城市轨道交通中污水系统工程设计主药来源是车站中各类工作人员的生活用水，大多数来自卫生间及清扫，我们可以以用水量每人每天48L，污水排出量为用水量的96%来参考。一般污水的水泵站都设置在卫生间下侧站台处，需设置排水泵2台，一备一用。值得注意的是，污水池的整个平面面积不宜过大，因为要让污水储存在池内的时间尽量缩短，从而降低细菌滋生的可能性，以免病毒肆虐。也不要忘了在存放污水的池子内布置排气的管道且改管道应与其他排气管道连通。 3.3废水系统工程设计要点 地下区间内的废水系统工程设计，应将轨道车站的地理最低点做为废水排放泵房的位置，同时使用配套的压力泵，使得废水顺利进入市政制定的排水管道中。同样的原理，也需要设置两台废水排放泵，平时只启用一台，遇到突发状况及恶劣天气时候两台同时使用，增大排水的水量。而集水池中应该有的有效作用容积应比一台排水泵大10-15min的水量。 地下车站的废水系统工程设计中要处理的废水来自机房的清洗，车站的清扫等。大量的废水应该通过设置在各个区域的地漏就行排放与收集，统一流入到废水存放的泵房内，继而沿着设置的排水管线汇入到更大的废水存放池，再利用排水泵使污水走到压力井，最后通过
1.0.12 地铁的主体结构工程，以及因结构损坏或大修对地铁运营安全有严重影响的其他结构工程，设计使用年限不应低于100年。 1.0.17 地铁浅埋、高架及地面线路设计时，应采取降低噪声、减少振动和减少对生态环境影响的措施。 1.0.19 地铁工程设计应采取防火灾、水淹、地震、风暴、冰雪、雷击等灾害的措施。 1.0.20 地铁工程应设置安防设施。安防设施的设计除应符合本规范的有关规定外，尚应合理设置安全检查设备的接口、监控系统、危险品处理设施，以及相关用房等。 1.0.21 地铁工程应设置无障碍乘行和使用设施。 3.3.2 地铁列车必须在安全防护系统的监控下运行。 4.1.2 车辆应确保在寿命周期内正常运行时的行车安全和人身安全；同时应具备故障、事故和灾难情况下对人员和车辆救助的条件。 4.1.3 车辆及其内部设施应使用不燃材料或无卤、低烟的阻燃材料。 4.1.19 列车应具有下列故障运行能力： 1 列车在超员荷载和在丧失1/4动力的情况下，应能维持运行到终点‘ 2 列车在超员荷载和在丧失1/2动力的情况下，应具有在正线最大坡道上启动和运行到最近车站的能力； 3 一列空载列车应具有在正线线路的最大坡道上牵引另一列超员荷载的无动力列车运行到下一车站的能力。 4.7.2 列车应设置报警系统，客室内应设置乘客紧急报警装置，乘客紧急报警装置应具有乘务员与乘客间双向通信功能。当采用无人驾驶运行模式时，报警系统设置应符合现行国家标准《城市轨道交通技术规范》GB 50490 的有关规定。4.7.4 客室车门系统应设置安全联锁，应确保车速大于5km/h时不能开启、车门未全关闭时不能启动列车。 4.7.6 客室、司机室应配置便携式灭火器具，安放位置应有明显标识并便于取用。 6.1.2 地铁选线应符合下列规定： 4 地铁线路之间交叉，以及地铁线路与其他交通线路交叉时，必须采用立体交叉方式； 7.1.3 无咋轨道主体结构及混凝土轨枕的设计使用年限不应低于100年。 7.4.1 无咋道床结构应符合下列规定： 1 混凝土强度等级，隧道内和U形结构地段不应低于C35，高架线和地面线地段不应低于C40，道床结构的耐久性满足设计使用年限100年的规定。 7.6.2 采取减振工程措施时，不应削弱轨道结构的强度、稳定性及平顺性。 8.3.5 路基的工后沉降量应符合下列要求： 1 有咋轨道线路不应大于200mm，路桥过渡段不应大于200mm，沉降速率不应大于50mm/年； 2 无咋轨道线路路基工后不均匀沉降量，不应超过扣件允许的调高量，路桥或路隧交界处差异沉降不应大于10mm，过渡段沉降造成的路基和桥梁或隧道的
浅析城市轨道交通的排水方式及优化措施 摘要：目前城市轨道交通车站通常设计为地下站和高架站，而地下站的排水工程一直是轨道交通关注的重点，一方面是地下站地势较低，暴雨季节时雨水容易溶进车站，另一方面是隧道长期面临地下水渗透的困扰，无论是什么位置，一旦发生大规模水患，都将造成不可估量的损失。本文将介绍城市轨道交通车站的排水方式并提出一些优化建议。 关键词：城市轨道交通；排水方式；优化措施 城市轨道交通存在意义是缓解城市交通压力，适应城市的快速生活节奏，为人们的出行提供极大的便利，而城市轨道交通车站排水系统存在的意义是确保轨道列车安全高效运行，提供优质的乘客服务，同时也为了保证车站的冲洗废水、消防用水等能够及时排出。所以，车站排水系统的质量直接影响着轨道交通的运营质量，是人们长期研究优化的重要对象。 1城市轨道交通排水系统的组成 城市轨道交通的排水系统按区域划分为车站排水及隧道排水，车站一般分为高架站及地下站，高架站的排水水源主要是雨水、污水及冲洗废水，排水方式为重力流排水。地下站，也是我们俗称的地铁，排水水源有车站冲洗废水、污水、雨水和少量渗漏水，雨水主要聚集在车站风亭，冲洗废水聚集在车站出入口以及车站主废水泵房，污水则统一汇集到密闭式污水水箱。 隧道的排水水源主要来自于结构渗漏水，我国隧道的设计一般采用“V”型，一方面为了节能，另一方面则有利于收集废水，在隧道的最低点设置水泵房。城市轨道交通的地下站及隧道的排水方式都需要通过排水水泵将废水提升至地面。 2车站排水方式及优化措施 目前城市轨道交通车站的雨、废排水方式按区域划分为两种，主体结构排水和附属结构排水。车站主体结构指的是除风井、出入口等后期建设的结构，附属结构指的是车站风井和出入口等后期建设的工程。主体结构的排水方式通过约30米设置一个地漏，采用重力流的方式排至隧道，通过站台层的排水泵将水排至站外。附属结构则在每一个附属结构处设置水泵，将水分别排出站外。 统计我国目前各城市轨道交通车站，一般情况下，为了方便车站员工及更好的服务乘客，车站分别在站厅层设置员工卫生间，在站台层设置乘客卫生间。部分车站员工卫生间与乘客卫生间不在同一侧，无法共用密闭式污水提升装置水箱而设置两套，一方面造成了资源浪费，增加管理任务，另一方面污水提升至地面时需要分开安装两条排污水管，在市政排污管道只有一路的情况下，增加室外排水设施的复杂性及工程量，不便于施工管理，因此在设计车站排污系统时，应尽量考虑将员工卫生间与乘客卫生间设置在同一侧。 3隧道排水方式及优化措施 在城市轨道交通中，通常在隧道最低点设置排水泵房，每个泵房安装有两台排水泵，在上、下行两个隧道都分别设置有一条排水管，两条排水管互为备用，一般情况下，每台水泵各使用一条排水管，水泵交替运行，将废水排至车站，经过风道排至地面（如图一所示）。 在轨道交通运营初期，由于隧道内存在大量的淤泥，随着废水流入泵房，排水泵长期在淤泥的环境下工作，故障率高，容易出现水淹道床的现象，影响交通