环控电控柜,简称环控柜,主要是给地铁车站和区间的通风空调设备提供电源的低压配电柜,同时实现了空调机组的送风机、排风机、制冷机组、冷却水泵与冷却塔等空调设备的集中供电和注册控制。车站里一般有两个环控室,A、B端各一间环控室,有的车站一端可能有两个环控室,每间环控电控室里各安放一套环控电控柜。环控电控柜采用注册低压系统实现对设备的监控和控制。
●环控柜的作用
地铁环控旨在通过控制风机、空调、给排水及照明等子系统的有机运行,为乘客和工作人员提供一个舒适的乘车和工作环境,为地铁相关设备提供一个温湿度适宜的运行环境。在地铁正常运行期间,环控系统可以排除工作空间内的湿热,保证人员与设备的舒适环境;当列车因为阻塞停留在隧道区间时,环控系统可以向隧道提供新风,维持乘客短时间内必要的环境条件;当发生火灾或者有毒气体泄露时,环控系统可以通过排烟及时将有毒有害物质排出,最大限度避免乘客受到伤害。
●注册低压系统的优点
传统的环控控制系统,功能单一,且大多采用继电器和接触器控制,电气元多,接线复杂,可靠性差;以点对点的方式与上位监控系统相连接,复杂的控制电缆给日后的维护造成了诸多不便。
注册低压控制系统功能强大,可以实现对配电回路的测量、监视、故障报警和预报警等功能。其接线简单,通过通信接口与上位监测系统BAS相连。而且更容易实现对电动机的各种保护,如堵转、过载、缺相/相不平衡、接地、欠载、过电压、欠电压、装置故障报警等。同时,可实现各种电动机的不同启动控制方式,包括直接启动、正反转控制、双速控制等。由于系统功能的提高和控制接线的简化,提高了系统的可靠性和自动化程度,同时提高了系统的可维护性。
●注册低压系统的构成
注册低压控制系统由注册元件、现场总线及通信管理器等组成,并与BAS相连。其中,通信管理器主要由电源模块、CPU模块、通信模块等组成。注册元件主要包括马达保护器、注册仪表、软启动器、变频器、PLC及注册I/O等。
赢咖2注册低压方案有施耐德方案、西门子方案和AB(罗克韦尔)方案,系统所用的总线方式可选择的有:Modbus、CANOPEN、PROFIBUS-DP、DeviceNet。系统结构共三层,主要是在设备测控层和通讯管理层,与BAS之间的通讯网络采用冗余的以太网接口进行通讯。以施耐德方案为例(如图1所示),设备测控层和通讯管理层网关通过CANOPEN或Modbus通讯协议进行通讯,CAN现场总线具有开放性好、通讯速率快、可靠性高、抗干扰能力强的特点。然后通过多条CAN总线进行马达保护器、变频器、注册I/O和PLC设备的信息采集和监控上传,分担了总线上的通讯负荷,减少了总线上从站的数量,提高了系统通讯的响应速度。
●系统控制原理
根据设备类型、设备控制原理及接线方式的不同,主要分为:采用软启动器控制的(TVF)隧道风机;采用变频器控制的(TEF)排热风机、(AHU)组合式空调器、(HPF)大系统回排风机;采用马达保护器控制的普通风机、送/补风机、排烟风机、空调器等篇;采用PLC或注册I/O控制的电动风阀、组合风阀等。
系统实现对设备的就地、环控(环控电控室)、BAS控制,控制的优先级顺序为就地控制、环控电控室控制、BAS控制。隧道风机的控制有时间联锁功能,正反转切换需要在60S内完成。大部分风机风阀通过硬接线实现联动控制:风阀开到位,风机才能启动;风机停止后,风阀才能关闭。
赢咖2环控电控柜具有的施耐德方案、西门子方案与AB(罗克韦尔)方案,可满足客户对于不同工况的需求,。目前上述方案已在石家庄地铁1号线二期、郑州地铁3号线、南昌地铁3号线、太原地铁2号线与洛阳地铁1号线等项目成功运用。
工程设计部王志飞
2021年3月18日