10号线照明系统BAS控制方式分析与改进研究

陈超

（北京市地铁运营有限公司机电分公司，北京 100043）

1 BAS系统概述

环境与设备监控系统被称为BAS系统（Building Automation System）。该系统对北京地铁通风空调系统、给排水系统、动力照明系统、电梯系统等车站设备进行全面、有效地进行自动化监控及管理；及时、准确地将监视数据上传给综合监控系统（简称ISCS），同时接收ISCS所下达的单点控制、模式控制、时间表控制等控制方式指令；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。

2 10号线照明控制方式及稳定性分析

2.1 10号线照明工作原理

如图1所示，转换开关1SA打至自动位时，3，4点导通。运营时段BAS系统给常压信号后 DC24V中间继电器1KAK线圈得电吸合，1KAK辅助常开触点闭合，运行指示灯1HG点亮，同时，主继电器1KM线圈得电，主回路主继电器1KM主触点闭合。照明回路导通。辅助常开触点1KM闭合，照明回路自保持。停运后BAS收回命令，DC24V中间继电器1KAK线圈失电，1KAK辅助常开触点断开，运行指示灯熄灭，同时主继电器1KM线圈失电，主回路主继电器1KM主触点断开。照明回路断开。

图1 XX站照明二次接线图

综上所述，10号线照明控制方式为BAS常压信号正逻辑，即在运营时段BAS给常压信号，将中继的常开点接入照明回路，停运后BAS收回命令，照明熄灭。

2.2 事故案例分析

2019年，10号线XX站发生了东站台东站厅工作照明熄灭的故障，针对这一事故，进行了详细的调查，详细事故分析如下：

（1）事故概述。XX站东站厅，东南站台，东北站台工作，节电照明熄灭。8：15手动恢复。经查：是由综合控制机房内UPS电源馈出柜内的PLC22的空开跳闸造成机电东环控内BAS电源箱上口无电，致使东端站台站厅照明熄灭。EPS应急照明正常。

（2）调查分析结果。①由于模块箱内的配电合理，所以排除模块箱以及其所控电源柜短路或过载引起的PLC22空开跳闸。②PLC22空开型号与BAS22电源箱内的9个小型断路器不匹配。根据断路器产品特点：PLC22空开型号为C20即额定电流In为20A，用C型脱扣曲线即瞬时脱扣电流为（5～10）倍In，即瞬时脱扣电流为100～200A。而9个小型断路器型号为D16，其额定电流为16A，由于D型脱扣曲线的脱扣电流为（10～14）In，所以其瞬时脱扣电流为160～224A。从数据看出，虽然额定电流上一级的空开要比下一级的空开数值大，但是在遇到过载和短路时，上一级的空开要优先断开。主要是C系列是针对感性负荷和高感照明系统提供线路保护。D系列对高感性负荷和有较大冲击电流产生的配电系统提供线路保护。所以当发生人为停电或意外停电（如：打雷、台风、意外短路、意外断路等）时，会导致BAS系统上口失电或网路故障，进而影响照明回路正常工作。③由于十号线照明控制方式在BAS系统上口失电或网路故障，发不出命令时，会导致照明熄灭，所以当PCL22空开跳闸后，导致东站厅，东南站台，东北站台工作，节电照明熄灭。通过调查XX站照明故障的事故，发现存在当BAS系统上口失电或网路故障时，导会致弱电信号消失，进而导致照明回路断开的隐患；同时我们也不能忽略当电压波动或倒闸时，会使照明回路断开；电源恢复后，照明无法立即恢复的隐患。下面我将通过对有可能出现的电源侧故障或BAS系统故障，对10号线照明控制方式的稳定性进行分析和研究。

2.3 系统稳定性分析

针对运营过程中有可能出现的电源侧故障或BAS系统故障，下面将分析出现上述情况后10号线照明控制的工作方式。（1）电源侧隐患。当发生电源侧倒闸或电压波动时，电源电压降至0V，电源指示灯1HY熄灭，同时转换开关1SA3、4点断电，主接触器1KM线圈失电，主回路主继电器1KM主触点断开。照明回路断开。当线路中双电源切换后或电源恢复时，转换开关1SA3、4点导通，由于BAS系统采用常压信号，即1KAK常开触点始终闭合，所以主继电器1KM线圈得电，主回路主继电器1KM主触点闭合。照明回路导通。（2）BAS系统隐患。BAS系统上口失电或网路故障（如PLC或PLC主站与从站通讯链路出现故障），发不出命令时，DC24V中间继电器1KAK线圈失电，1KAK辅助常开触点断开，运行指示灯熄灭，同时主继电器1KM线圈失电，主回路主继电器1KM主触点断开。照明回路断开。照明回路断开期间，只能等待BAS系统恢复后给出运行指令或者到配电室将转换开关打到手动位置，手动启停照明。（3）稳定性分析结果。通过以上分析得出结论：10号线照明控制优点是能够抵御电源侧倒闸或波动对照明的影响，电源电压波动时照明失压；电源恢复，照明立即恢复。缺点是在BAS系统上口失电或网路故障，发不出命令时，无法及时恢复照明供电，只能到配电室将转换开关打到手动位置，手动启停照明。

3 改进方案

为了避免类似现象发生，建议。

（1）将9个小型断路器型号由D16改为C16，因为已达到对所辖设备更好的保护以及更好地发现问题。（2）对10号线照明控制方式由常压正逻辑改为常压反逻辑。即将1KAK常开触点改为常闭触点。

方案论证：改进后的照明控制方式在运营时段，BAS不发命令，将中继的常闭点接入照明控制回路，当转换开关1SA打至自动位时，运行指示灯1HG点亮，同时主继电器1KM线圈得电，主回路主继电器1KM主触点闭合。照明回路导通。停运后BAS发出命令，DC24V中间继电器1KAK线圈得电，1KAK辅助常闭触点断开，运行指示灯熄灭，同时主继电器1KM线圈失电，主回路主继电器1KM主触点断开。照明回路断开。由于中继的常闭点接入照明控制回路，所以当发生BAS系统上口失电或网路故障时，不会使中间继电器线圈得电，进而不会使中继的常闭点断开，保证了照明回路的正常工作。同时，由于照明控制方式采用常压信号，保留了系统应对电源侧故障时不会对照明回路起到影响的优点。当然，系统中也存在一定的缺点，一旦BAS系统故障，停运后照明不能自动熄灭，要到配电室将转换开关打到手动位置，手动停照明。但考虑此缺点不会对安全运营造成威胁，并且修改费用低。用时短，所以认为此方案可行。

4 结语

通过对10号线照明控制方式的研究和分析，发现确实存在当BAS系统上口失电或网路故障，发不出命令时，无法及时恢复照明供电的隐患。将常压正逻辑信号改为常压反逻辑，在保留原控制方式的优点同时增加照明回路对BAS系统故障时的抵御能力。由于地铁环控系统的复杂性和特殊性，对车站设备监控系统的控制要求往往同一般楼宇自动化系统区别很大，在硬件的配置和软件功能上有其特殊的要求，因此，在今后的地铁建设中，要根据地铁的实际情况，合理配置系统，完善系统功能，最大限度地提高地铁环境控制系统的自动化水平。