北京地铁区间水泵增加FAS 控制改造方案

贾 霖

（北京市地铁运营有限公司机电分公司，北京 100043）

0 引言

随着北京地铁的快速发展，地铁线路越来越多，客流量不断增大，地铁已经成为了北京交通的主要运输工具，当列车受影响无法正常运行时，会影响乘客的出行，给乘客出行造成困难。其中列车运行受很多因素影响，其中区间如果有积水，会影响列车运行，影响列车供电系统，造成列车停车、列车晚点运行等，严重影响列车运行，造成地铁服务质量不好的影响。

北京地铁10 号线二期区间结构渗漏严重，大角区间水泵平均每天启泵24 次，排水量96 m3。如果运营期间发生超高液位，自动状态下无法启泵，水将流入道床，人员无法及时进入区间维修，BAS（Building Automation System，建筑设备自动化系统）远程启泵失败后，区间积水会影响行车。这种情况下，只能临时乘坐列车进入区间，人员到达水泵控制箱处，手动方式启动水泵排水。为了在出现故障时，能及时排除积水，项目部采用增加一套远程启泵控制方式，提高设备启动可靠性。

1 区间水泵无法自动启泵故障分析

通过历来日常故障和设备检修统计发现，导致区间废水泵无法自动启泵的主要原因有以下5 种情况：①超声波传感器本体故障，信号无法传给控制柜；②液位控制器故障，液位信号传给到控制器后，液位控制器无法控制继电器；③BAS 系统远程无法控制水泵启停，24 V 启泵信号无法给到水泵控制柜，主要有DO 模块故障、通信模块故障、继电器故障等；④水泵控制柜本身元器件故障，手、自动转换开关故障，继电器等故障均会造成无法自动启泵故障；⑤人为问题，主要为现场计表或检修后，未将手自动开关恢复至自动位，造成无法自动启泵。

2 区间水泵自动、远程控制原理

区间水泵自动、远程控制原理如图1 所示，到达启泵液位后，液位传感器控制03KA 继电器得电吸合，给出启泵信号，1KA 继电器得电，其常开点闭合，以1 号泵启泵控制为例，水泵启动；到达停泵液位后，液位传感器控制02KA 继电器得电吸合，给出停泵信号，1KA 继电器失电，其常开点断开，水泵停止。

图1 区间水泵自动、远程控制原理

区间水泵自动、远程启、停控制原理如图2 所示，自动控制方式下，1KA 继电器得电，1KA2 继电器常开点闭合，通过5KA1 常闭点，2KM1 常闭点，使1KM 交流接触器得电，1 号水泵得电启动。10KA2 和10KA3 继电器常开点是BAS 远程控制点。在水泵控制柜自动状态下，BAS 输出24 V 信号命令，可通过BAS 远程控制启泵，当BAS 远程控制10KA 继电器得电后，10KA2 和10KA3 常开点闭合，1KM 交流接触器得电，1 号水泵得电启动。

图2 区间水泵自动、远程启、停控制原理

3 改造方案选择

通过故障分析，区间废水泵增加一种控制方法要解决超声波传感器、液位控制器出现故障无法自动启泵，BAS 远程功能失效情况下可以远程启泵，因为人员无法及时到达区间，只能在车站进行远程操作启泵，避免区间积水会影响行车的风险。可以采用直接从车站敷设控制线缆到水泵控制柜内，在车站增加启停按钮，根据水泵远程控制原理，直接启停水泵。这种方法最直接，但从车站到区间距离远，距离680 m，施工时间长，成本高。

在区间水泵控制柜附近安装区间FAS（Fire Alarm System，火灾报警系统）模块箱，模块箱内控制模块是控制区间消防水管电动蝶阀动作，在火灾时关闭蝶阀，阻断区间相临车站消防水，平时处于常开状态。在同一联络通道内，可以利用FAS 模块远程控制区间水泵启停。

根据水泵远程控制原理，可以在水泵控制箱内增加中间继电器，由FAS 系统的DO 模块控制中间继电器启停水泵。通过设备地址表可以看出区间FAS 模块箱内模块主要是控制区间消防电动蝶阀的模块，区间消防电动蝶阀平时常开，火灾时FAS控制水阀关闭，复位时点控水阀打开，可以利用开阀控制点兼做水泵启停控制点。

利用水阀控制模块，可远程控制水泵启动，控制水泵启动时，不影响水阀状态（仍为开状态），不影响正常的FAS 功能。当车站真正发生火灾时，FAS 主机根据车站防火分区启动防排烟模式，联动相应的消防设备动作，对于区间电动蝶阀发出控关命令，水泵不会启动，只有在火灾后复位水阀打开时，水泵会同时启动，但不影响水阀设备恢复到正常状态。这样做不需增加模块，不需修改主机原有程序，也能满足远程启泵的要求。

4 方案实施

改造内容：

（1）在区间水泵控制柜内增加两个DC 24 V 继电器，两常开两常闭触点。电路如图2 所示，将常开点接入图2 中线号21、27 和28、24 位置处，一个继电器控制一台水泵，当FAS 模块输出DC 24 V 控制继电器常开点闭合，1KM 交流接触器得电，水泵得电启动。实现水泵启动，当FAS 撤销命令，继电器失电，常闭点打开，1KM 水泵停止。

（2）从FAS 模块箱延联络通道顶部到水泵控制箱敷设5 芯线缆12 m。

（3）查看模块地址表，L07M040XFDF/V51 为上行消防水管电动蝶阀开启控制，可以利用这个模块兼做1 号泵控制，L07M046XFDF/V52 为下行消防水管电动蝶阀开启控制，可以利用这个模块兼做2 号泵控制。

在模块箱对应DO 模块端子排处安装二极管和电阻，在水泵控制箱内将控制线接继电器线圈端子。

（4）在大红门综控室GCC 上点控上行水阀打开，1 号水泵启动。点控下行水阀打开，2 号水泵启动。命令撤消后，水泵停止。

通过对水泵控制箱改造，FAS 系统可以远程点控区间水泵启停。

5 方案优化

上述方案作为一种应急手段，在水泵控制柜自动状态下无法启泵，BAS 远程启泵失败后，可以远程启泵、停泵，排出区间积水。但存在一个问题，当BAS 系统区间通信功能失效，车站PLC无法与区间IO 子站通信，车站人员无法远程监视区间水泵启停状态，液位信号也无法反馈到车站，在车站的人员无法根据液面高度反馈信号进行启停泵控制。

可以在FAS 模块箱内增加两个DO 模块和两个DI 模块，接入区间FAS 回路中。在水泵控制箱内再增加两个DC 24 V 继电器，两常开触点，将继电器常开触点串入水泵运行反馈信号继电器。水泵启动后，将启泵信号接入DI 模块，启泵信号反馈给FAS 主机。

6 结束语

水泵控制柜在自动状态下无法启泵，BAS 启、停功能失效后，通过上述方案的改造可以实现FAS 远程启、停水泵，避免区间积水会影响行车的风险，可以作为临时启动区间水泵的一种应急手段。地铁FAS 系统采用消防电源供电，设备状态时时监控，系统稳定可靠。10 号线二期除大红门—角门东区间外还有区间结构渗漏严重，建议也进行改造。