地铁BAS系统现场网络结构的说明V1

地铁BAS系统现场网络结构的说明V1关于地铁BAS系统现场级网络应用的说明1、概述地铁BAS系统作为综合监控系统的重要组成部分承担着地下车站机电设备监控以及紧急情况下防灾救灾的重责。

由于地下车站机电设备分布广泛，因此BAS系统核心控制器及远程IO之间一般通过网络通信的形式连接。

随着城市轨道交通技术的发展，国内外地铁环境与设备监控系统已经走过了各站分离的阶段，进入了全线组网的新阶段，设备监控多采用分散控制、集中管理的系统模式。

目前BAS系统现场级网络主要有全总线和工业以太网两种实现形式。

由于现场总线技术的各种标准之间转换困难、系统集成存在各种壁垒等种种制约性，而相对的工业以太网的种种优势，随着全球工业自动化技术的不断进步，造成了BAS系统网络正在从现场总线向工业以太网方向发展的趋势。

2、工业以太网与现场总线比较目前国内城市轨道交通BAS系统普遍采用PLC设备，是一个基于网络的自动化系统，涉及多种通信及网络技术，如用于装置控制层的现场总线技术。

而由于现场总线标准存在12种之多，如何统一现场总线标准经过了16年的标准大战，最终没有形成一个统一的标准，多标准等于无标准，因此无论是最终用户还是制造商，普遍都在关注现场总线技术的发展动态，寻求高性能低成本的方案。

以太网技术由于其开放性、稳定性和可靠性，在全球范围取得了巨大成功，因此如何对以太网技术进行改进，使其适合应用于工业控制领域的数字通信，已成为业内近些年内的热门研究方向，很多人都寄希望于现场总线技术在以太网技术的基础上达成统一，改变目前多标准并存的现状，同时用以太网统一工业控制网络的各个层次，实现真正的无缝信息集成。

BAS系统网络也随着工业以太网的发展，逐渐实现装置控制层设备由采用现场总线改变为工业以太网技术。

1）BAS系统采用工业以太网方案对比传统的总线方案具有以下优点：传统双现场总线方案中，车站两端冗余PLC各自负责一端的BAS 系统设备。

对于车站内需要联动运行的部分设备，如正常模式下分布在车站不同端的风机、风阀联动、火灾模式下的两端空调系统联动等均需要两端的冗余PLC之间首先相互联动和确认设备状态到位后才能执行下一步动作。

概述地铁BAS系统及故障处理措施本文介绍了西安地铁车站级BAS系统的组成和基本功能要求，并结合西安地铁日常检修和故障处理的实践经验，总结出BAS系统的主要设备故障和故障处理措施，用以提高故障处理的效率和质量，确保车站设备及人员正常的运营服务。

一、BAS系统概况西安市地铁一号线一期工程（后卫寨站～纺织城站）BAS对全线所有地下车站、车辆段、区间隧道内设置的各种正常运营保障设施和事故紧急防救灾设施进行实时的监控管理，并确保以上这些系统的安全可靠运行，特别是在地下车站发生火灾事故的情况下，使有关救灾设施按照设计工况及时有效地运行，从而保障人身安全。

二、BAS系统设备组成BAS系统采用了冗余双总线的全总线网络方案，采用ControlNet总线技术。

A端和B端的冗余PLC、IBP盘、远程I/O模块都挂接在不同的冗余ControlNet 控制网上。

全线BAS系统具体由设置在车站通风空调电控室的BAS设备、车站控制室的BAS设备、车辆段内的BAS设备以及其它现场的各BAS设备等组成，主要的现场级设备有主、从PLC控制器（均冗余配置）、RI/O、各类通信转换接口模块、现场总线、各类变送器和调节阀、不间断电源（UPS）等组成。

三、BAS系统基本功能要求1、BAS在通风空调电控室设置各类通信转换接口模块，在车站控制室、照明配电室、区间泵房及其它相关被控设备现场设置RI/O，实现对相关信息的采集和指令的输出。

2、低压开关柜内的智能模块通过现场总线连接到BAS控制器，控制器通过低压智能模块可以对隧道风机、轨道排热风机、相关风阀、电动蝶阀、新风机、送风机、回/排风机、排烟风机、组合式空调机等设备进行监控及管理。

3、根据热焓计算，对车站通风空调设备进行运行模式的优化控制，从而达到节能的目的。

4、火灾情况下，通过与FAS的通信接口接受FAS的指令控制车站通风空调及相关设备转入灾害模式下运行。

5、冷水机组群控系统通过现场总线与BAS控制器连接，实现两者之间的数据通讯，从而实现BAS与冷水机组群控系统之间的信息交换。

BAS系统在沈阳地铁一号线的应用摘要:随着我国现代化建设的推进,新型城市交通系统——地下铁道的建设迅速发展,新理念、新技术得到大力推广。

应用不断发展的自动化技术,对地铁机电设备进行集中控制、管理,为地铁设备科学、高效的运行提供了可能,同时保障了地铁地下环境的安全、舒适。

文章对沈阳地铁一号线车站设备监控系统(BAS)的功能和应用进行了具体的阐述,并做了进一步的探讨。

关键词:BAS;地铁;应用1BAS系统概念Building Automation System,简称BAS,即楼宇自动化系统。

楼宇自动化系统通过对建筑的各种设备实施综合自动化监控与管理,为业主和用户提供安全、舒适、便捷高效的工作与生活环境,并使整个系统和其中的各种设备处在最佳的工作状态,从而保证系统运行的经济性和管理的现代化、信息化和智能化。

在地铁行业中,一般也将BAS系统称为环境与设备监控系统。

2沈阳地铁BAS系统功能概述沈阳地铁一号线是贯穿沈阳市东西走向的一条城市轨道交通线路,它西起十三号街站,东至黎明广场站,线路全长27.925 km,共设22座地下车站。

在线路西端张士地区设车辆段和综合维修基地一座,OCC指挥中心一处,另有两座主变电所。

沈阳地铁一号线“环境与设备监控系统”(BAS,见图1)对全线车站及地下区间隧道的通风空调系统设备、给排水设备、垂直电梯与自动扶梯、车站公共区照明、节电照明、广告照明、区间照明、应急电源、电热风幕、安全门、人防门等进行全面、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,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。

BAS系统分为控制中心、车站两级管理和控制中心、车站、就地三级控制功能体系,BAS系统能自动检测环境参数,调控环境的舒适度,并尽可能实现被控对象的节能优化运行。

在列车堵塞、火灾等灾害情况下,与FAS系统的消防设备联动,通过调控相关设备,创造保证旅客及工作人员安全撤离的必要环境条件。

地铁BAS系统网络构架介绍----工业以太网方式●BAS系统介绍：地铁BAS系统对地铁各个车站及停车场、车辆段的暖通空调系统、给排水、低压配电与动力照明系统、电梯系统、车站事故照明电源等车站设备进行全面、有效地进行自动化监控及管理，确保设备处于安全、可靠、高效、节能的最佳运行状态，从而提供一个舒适的乘车环境，并能在火灾或阻塞等灾害状态下，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。

关键词：BAS --- 环境与设备监控系统FAS ---火灾自动报警系统HMI ---人机界面ISCS---综合监控系统PLC ---可编程序控制器UPS ---不间断电源ZPLC--- 专用PLC：特指各区间的水泵房、风机，线路外侧的冷冻站内设置的PLC。

维修工作站 --BAS 的车站级，作为BAS 的维修操作终端。

WINCC--- 西门子监控系统软件IBP --- Integrated Backup Panel（综合后备盘）●BAS系统站级网构架（2层网络）第一层网络（工业太网络）：系统根据车站建筑形式分为南端与北端BAS子系统。

车站的环境与设备监控系统网分二层布置，第一层为站级系统网络，采用工业以太网，担负BAS与ISCS,南北端PLC 间、维修工作站同南北端PLC的数据交换。

一般采用网管型工业交换机配置为冗余的双环以太网。

第二层网络（现场总线）：第二层为现场设备级网络，采用专业工业现场总控冗余工业控制网，担负BAS控制器与BAS现场设备的数据交换。

网络构架图注：BAS系统采用双网双设备冗余，但对站级工业以太网络需要接入设备并不多，主要是车站南北两端的PLC、站级维护工作站、ISCS FEP等。

一般情况下，一个站6台左右2多模光口、6个电口网管型工业交换机可以满足需求。

轨道交通BAS系统一、什么是BASBAS系统（Building Automatic System），建筑自动化系统，，《地铁设计规范》称环境与设备监控系统。

二、BAS的目的1、对车站机电设备进行自动化监控及管理；2、为乘客和运营人员提供舒适的环境；3、节约能源、降低运营费用；三、BAS控制对象1、通风空调系统1.1 隧道通风系统 - 主要有隧道风机、射流风机、排烟风机和相关阀门组。

1.2 车站公共区空调通风系统（大系统） - 主要有组合有组合式空调系统、新风机、回排风机、联锁风阀、风量调节阀和传感器组成。

1.3 设备用房通风空调系统（小系统） - 主要有小型空调机组、送风机、排风机、相关联锁风阀、调节阀和传感器。

1.4 冷水系统 - 主要有冷水机组、冷却塔、冷冻水泵、冷却水泵、二通阀、流量、压力、温度传感器等。

2、给排水系统 - 主要有各类水泵（排水泵、污水泵、雨水泵、废水泵）、碟阀、液位传感器。

3、电扶梯系统- 主要有电梯、自动扶梯系统组成。

4、照明系统 - 主要有节电照明、工作照明、广告照明、出入口照明、区间照明回路、应急照明5、屏蔽门系统主要监控站台门的开关门状态和故障（现在基本上不通过BAS，直接进入综合监控系统）6、FAS（火灾自动报警系统） - 主要和FAS进行通讯，接收FAS 系统火灾模式号，按预定义模式启动相应火灾模式，BAS设备进行联动。

7、IMCC（智能低压系统） - 可以理解为带有PLC控制的低压开关柜，智能低的PLC采集开关设备的信息，然后和BAS系统的PLC进行通讯，把信息传给BAS系统，达到监控低压设备的目的。

四、BAS网络系统一、网络架构1、监控层设备 - 一般包括图形工作站、IBP（集成后备）盘。

2、控制层设备- 一般包括PLC控制器，地铁常用的有SIMENES\AB\SCHNEIDER，一般放在车站两端控制室。

3、接口层设备 - 一般包括PLC和第三方设备通讯的模块。

一、技术需求沈阳地铁一号线工程分为一期工程和延伸线工程2部分，同时实施。

沈阳地铁一号线为东西走向，全部为地下线路，其中一期工程线路全长22.156Km，共设18个车站，平均站间距1275m。

其中铁西广场站、滂江街站为一号线与五号线换乘站，沈阳站站为一号线与三号线换乘站，青年大街站为一号线与二号线换乘站，中街站为一号线与四号线换乘站。

在线路的西部张士地区设车辆段和综合维修基地一座，在青年大街站附近设行车指挥中心一座，另设两座主变电站。

延伸线工程线路全长线路全长5.685公里，共设4座地下车站。

沈阳地铁一号线工程环境与设备监控系统（简称BAS）包括22个车站（不含控制中心）和区间隧道的环境和机电设备监控。

该系统对全线22个车站通风空调系统设备、给排水设备、电扶梯、照明设备、人防门、安全门等车站设备进行全面、有效地自动化监控及管理，确保设备处于安全、可靠、高效、节能的最佳运行状态，从而为乘客提供一个舒适的乘车环境。

在火灾等灾害或阻塞事故状态下，能够及时迅速地转入灾害运行模式，保护乘客安全，将灾害损失减到最小。

BAS系统在满足环境标准要求的前提下，尽可能降低车站设备的运行能耗，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。

根据标书要求，网络系统的构成为：OCC局域网应采用工业级的标准10/100M以太网，采用TCP/IP标准协议，系统由双网络设备构成热备用系统，OCC的所有服务器、监控工作站等重要设备都必须与双通信网连接。

OCC局域网同时连接主干网（广域网），实现OCC与车站监控设备连接，通信速率为10/100Mbps。

除双网络设计以外，网络接口应有足够的裕量，以备未来可以方便的增加外部硬件设备。

车站BAS网络由BAS局域网和控制网组成，其中局域网采用冗余光纤双环形标准工业级交换式以太网，传输速率为10/100Mbps，支持TCP/IP协议、IEEE802.3、10Base T、100BaseTX等，车站级BAS局域网上配有符合以太网标准的网络接口，以供便携式计算机使用。

BAS系统在地铁环控中的应用内容提要：介绍了BAS系统的功能及结构，对BAS系中各种运行模式进行了详细叙述；论述了BAS系统的可靠性、节能性及经济适用性。

关键词：地铁BAS系统环控节能性1.BAS系统概述地铁车站内环境监控BAS（Building Automation System）系统通过现代计算机技术、自动控制技术等实现对车站内环控、照明等系统机电设备的智能化控制。

2.BAS系统的基本功能2.1基本功能BAS 系统主要实现对地下车站和区间隧道的空调通风、给排水、电梯等设备的自动化监控和管理，确保上述设备的安全运行，并维持车站和区间隧道适宜的温度、湿度。

在发生火灾、列车阻塞等事故情况下，能够及时迅速地转入灾害运行模式，保护乘客安全。

同时，能根据不同的气象条件与列车运营状况自动按照设定的模式运行，在满足要求的前提下，尽可能降低车站设备的运行能耗。

3.BAS系统网络结构及接口3.1BAS系统构成BAS系统主要由监控计算机、IBP盘、PID控制软件、网络交换机、数据接口等组成。

车站BAS系统按照优先控制级别分为中央级、车站级、就地级，三级控制方式对地铁站内机电设备进行监控。

图1 BAS系统网络结构3.2 BAS系统接口BAS通讯接口对象主要有：风机、风阀、水泵、水阀、电梯、配电箱、屏蔽门、信号、门禁、FAS等。

4.BAS系统在环控的应用4.1环控系统组成大系统—车站公共区空调系统、防排烟系统；小系统—车站设备用房空调风系统、通风系统、防排烟系统；水系统—车站制冷设备系统、空调水系统；隧道通风系统—区间隧道正常及紧急情况下通风、排烟系统。

4.2大小系统空调基于热焓的模式控制4.2.1空调季小新风模式当室外空气焓值大于车站回风空气焓值：即iw ＞ir时，属于盛夏季节。

这时由于回风焓值低于室外空气焓值，为节约能量，充分利用室内回风，空调系统采用最小新风量降温除湿工况。

采用此工况时，BAS系统按比例连锁调节新风阀和回风阀开度，使一部分回风排出车站外，另一部分回风按最小新风比与新风混合，再经表冷器冷却后送风，表冷器的空气处理过程时降温减湿。

地铁BAS系统组网方案的简要分析在地铁的运行过程中，很多人们都非常重视其安全可靠性。

为了保障地铁的安全平稳运行，就需要运用BAS系统，来实现整个列车运行的监管、通信、维护等。

可见，BAS系统在地铁运行中发挥着非常重要的作用，必须选择一套科学、合理、高效、安全的组网方案，才能充分发挥其价值与功能。

因此本文就针对地铁两种BAS系统组网方案进行了分析，并对两种方案的优缺点展开了详细探讨。

标签：地铁BAS系统；组网方案引言地铁BAS系统，也称之为环境与设备监控系统，它属于地铁综合监控系统中的一个重要集成子系统，具有着承载地铁车站舒适性与节能性的作用。

正是因为有地铁BAS系统，才保障了地铁的安全平稳、可靠高效运行，保障了人们的生命财产安全，推动了我国地铁运输行业的高速发展。

一、地鐵BAS系统组网方案介绍（一）总线式网络结构（1）案例简介某市的地铁三号线线路全长为24千米，共设16个站点，换乘站为3个。

该工程项目于2009年开始动工，于2013年通车试运营。

该地铁车站的BAS系统局域网应用的是总线式网络方案，传输介质为同轴电缆现场总线。

当两个连接点之间的距离超过一千米时，就需要采用光纤进行连接，总线的传输速率为5Mbps。

（2）系统主要设备主端冗余的PLC系统，是由两块处理器、两块冗余同步模块、两块机架冗余电源模块、六块网络通信控制器、四块以太网模式、两块十槽机架、一根冗余同步模块光缆、TAP分支电缆接头组成[1]。

此外，还根据车站的实际情况，配备了适量的I/O箱。

从端配置与主端基本相同，唯一不同点为从端使用了七槽机架，没有配置以太网模块。

配置了专业的火灾自动报警系统接口，具有很强的联动性。

（3）车站网络结构该地铁车站的网络结构图如下：从图一中可以看出，主端与从端都使用了两套冗余的同型号PLC控制器。

本文以主端为例，展开详细的讲解：在主端A交换机中的PA72电源模块中，应用了背板总线的方式，能够为整个机架都提供220V的直流电源；在L62电源模块中，应用了工业级微处理器，也就是PLC系统，具有很高的精确性，能够展开I/O扫描与程序扫描。

地铁车站BAS系统组成、功能及维护管理浅析随着科技的日益发展，BAS系统在城市地铁中发挥十分重要的作用。

本文对BAS系统的组成、功能及维护管理进行了阐述，便于我们更好的熟悉和维护好BAS设备。

标签：BAS系统；组成、功能；维护管理引言：地铁车站BAS（Building Automatic System）系统即环境与设备监控系统，采用PLC设备对站内的通风，智能低压，给排水，电扶梯，火灾报警，传感器等设备进行监控；为站内提供舒适，安全的环境。

1.车站及设备分布概况车站分为站厅，站台，区间三个区域。

BAS系统监控的设备包括：各类风机，风阀，空调机组，冷水机组，照明（智能照明，应急照明），水泵，管道阀门，FAS（火灾报警系统），电扶梯，温湿度传感器等。

设备分布在站厅，站台，区间内。

2. BAS系统组成2.1 BAS系统的架构BAS系统的PLC控制设备位于车站控制室的两端，环控电控室中。

两端各有2套PLC控制器，其中A端为主端，B端为从端。

每端2套PLC控制器互为冗余，主控制器（PRIM）在线工作，从控制器（SYNC）处于同步状态。

当程序或数据更新时，两台控制器同时更新程序；当主控制器由于故障或其它原因掉线，从控制器自动变为主控制器，保证了系统的稳定性。

PLC通过Controlnet总线与远程站（柜内有I/O模块）及Anybus Communicator（AB7006 Modbus串行网关）组成控制网，并进行网络内数据的通信。

BAS系统通过TCP/IP协议将数据与综合监控设备进行互联，通过综合监控界面对就地设备进行监控。

（BAS架构图见图1）2.2信号采集方式（连接方式见图2-1，图2-2）2.2.1设备通过硬线连接至远程I/O模块箱中I/O模块，模块箱中I/O适配器对I/O模块进行管理，最终通过Controlnet总线将数据传输至PLC控制器，远程站中的I/O适配器有拨码开关，可配置地址，PLC控制器通过地址对远程站进行管理及识别，进行正常的数据通讯。

地铁BAS系统网络构架介绍----工业以太网方式●BAS系统介绍：地铁BAS系统对地铁各个车站及停车场、车辆段的暖通空调系统、给排水、低压配电与动力照明系统、电梯系统、车站事故照明电源等车站设备进行全面、有效地进行自动化监控及管理，确保设备处于安全、可靠、高效、节能的最佳运行状态，从而提供一个舒适的乘车环境，并能在火灾或阻塞等灾害状态下，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。

关键词：BAS --- 环境与设备监控系统FAS ---火灾自动报警系统HMI ---人机界面ISCS---综合监控系统PLC ---可编程序控制器UPS ---不间断电源ZPLC--- 专用PLC：特指各区间的水泵房、风机，线路外侧的冷冻站内设置的PLC。

维修工作站 --BAS 的车站级，作为BAS 的维修操作终端。

WINCC--- 西门子监控系统软件IBP --- Integrated Backup Panel（综合后备盘）●BAS系统站级网构架（2层网络）第一层网络（工业太网络）：系统根据车站建筑形式分为南端与北端BAS子系统。

车站的环境与设备监控系统网分二层布置，第一层为站级系统网络，采用工业以太网，担负BAS与ISCS,南北端PLC 间、维修工作站同南北端PLC的数据交换。

一般采用网管型工业交换机配置为冗余的双环以太网。

第二层网络（现场总线）：第二层为现场设备级网络，采用专业工业现场总控冗余工业控制网，担负BAS控制器与BAS现场设备的数据交换。

网络构架图注：BAS系统采用双网双设备冗余，但对站级工业以太网络需要接入设备并不多，主要是车站南北两端的PLC、站级维护工作站、ISCS FEP等。

一般情况下，一个站6台左右2多模光口、6个电口网管型工业交换机可以满足需求。

地铁BAS——通讯网络及现场总线1总线问题综述 (2)2总线种类及执行标准 (2)3总线举例 (3)3.1基金会现场总线FF (3)3.2 ProfiBus (3)3.3 WorldFIP (4)3.4 ControlNet/DeviveNet (5)3.5 CAN (5)3.6 CC-Link (5)3.6.1开放式现场总线CC-Link技术背景 (5)3.6.2 CC-Link的通讯原理 (6)3.6.3 CC-Link的卓越性能 (7)3.6.4 应用特点简介 (9)1总线问题综述根据地铁车站实际环境条件，通讯介质选用双绞线/同轴电缆或光纤均成可能。

当然，如果不考虑工程成本，当然选择光纤介质通讯是最可靠最安全的。

如果通讯距离不是很远，也没有很强的干扰因素，可采用双绞线/同轴电缆，部分距离超出范围，而且处于容易干扰的环境时，可改用光纤连接，这样既经济又能保证通讯品质，也是很好的选择方案。

至于传输距离和通讯速率不能以介质来衡量。

如果使用同种通讯协议的条件下，光纤介质通讯距离和通讯速率远远优于双绞线/同轴电缆，具体通讯距离和通讯速率应该由通讯协议本身决定。

下面介绍一下现场总线通讯协议及各协议采用不同的传输介质的性能比较。

2总线种类及执行标准现场总线是用于过程控制现场仪表与控制室之间的一个标准的、开放的、双向的多站数字通信系统。

随着计算机技术、通讯技术、集成电路技术的发展，以全数字式现场总线（FIELDBUS）为代表的互联规范，正在迅猛发展和扩大。

由于采用现场总线将使控制系统结构简单，系统安装费用减少并且易于维护；用户可以自由选择不同厂商、不同品牌的现场设备达到最佳的系统集成等一系列的优点。

近十几年由于现场总线的国际标准不能建立，现场总线发展的种类较多，约有40余种：如德国西门子公司Siemens的ProfiBus，法国的FIP，英国的ERA，挪威的FINT，Echelon公司的LONWorks，PhenixContact公司的InterBus，RoberBosch公司的CAN，Rosemounr公司的HART，CarloGarazzi公司的Dupline，丹麦ProcessData公司的P-net，PeterHans公司的F-Mux，以及ASI（ActraturSensorInterface），MODBus，SDS，Arcnet，国际标准组织-基金会现场总线FF：FieldBusFoundation，WorldFIP，BitBus，美国的DeviceNet与ControlNet等等。