1、1,EMCS系统培训教程,深圳地铁,2,EMCS系统综述,1、EMCS概念EMCS是设备监控系统的英文简称（Equipment Monitoring Control System，简称EMCS）。EMCS本质是工业自动化监控系统，基于数据服务器、监控工作站（PC机）、工业监控软件、工业控制器（如PLC）、局域网、现场总线、传感器/执行器等软硬件设备及网络通信技术的集成，实现特定的监控功能和管理能力。,3,2、EMCS的作用控制环控机电设备运转，监视设备状态，提高 操作、管理及维护的自动化水平。车站环境控制，提供乘客舒适的侯乘车环境。站厅：温度30 1 ；相对湿度60-70%站台：温度28 1
2、；相对湿度60-70%安全保障：列车阻塞时通风；火灾时防排烟。节能控制，提高企业效益。其他作用。,4,EMCS系统的监控对象,通风空调系统通风空调系统涉及两部分：隧道通风系统、车站空调通风系统，包括下述分系统： 区间隧道通风系统 车站隧道通风系统 车站公共区通风空调系统（大系统） 设备用房通风空调系统（小系统） 冷水系统,5,EMCS系统的监控对象,区间隧道通风系统监控对象（设备）： TVF风机（可逆转） 车站两端，共4台。 射流风机（Jet）仅存车线及进出线有。 相关风阀,6,EMCS系统的监控对象,区间隧道,TVF风机,7,EMCS系统的监控对象,车站隧道通风系统监控对象（设备）： UPE
3、/OTE风机（双速） 车站隧道两端上方，共2台。 相关风阀,8,EMCS系统的监控对象,UPE/OTE风机,9,EMCS系统的监控对象,车站公共区空调通风系统（大系统）监控对象（设备）： 组合式空调机组 新风机 回/排风机（兼排烟功能） 相关风阀 传感器/执行器,10,EMCS系统的监控对象,组合式空调机组,电动风阀,传感器、检测器,11,EMCS系统的监控对象,设备用房通风空调系统（小系统）监控对象（设备）： 小型空调机组 送风机、抽风机（兼排烟功能） 相关风阀 传感器/执行器,12,EMCS系统的监控对象,小型空调机组,送风机、抽风机,房间式温度传感器,风管式温度传感器,13,EMCS系统
4、的监控对象,冷水系统监控对象（设备）： 冷水机组 冷却塔 冷冻水泵、冷却水泵 蝶阀 传感器/执行器,14,EMCS系统的监控对象,离心式冷水机组,活塞式冷水机组,冷却塔,冷冻（冷却）水泵,15,EMCS系统的监控对象,给排水系统监控对象（设备）： 电动蝶阀（市政引入管、区间给水管） 各类水泵（排水泵、污水泵、雨水泵、废水泵） 液位传感器,16,EMCS系统的监控对象,电动蝶阀,污水泵,17,EMCS系统的监控对象,电扶梯系统监控对象（设备）： 自动扶梯（站台、出入口） 电梯接口：电扶梯系统与EMCS之间通过RS-232/RS-485通信传输数据。,18,EMCS系统的监控对象,自动扶梯,升降电
5、梯,19,EMCS系统的监控对象,照明系统监控对象（设备）： 节电照明、工作照明、广告照明、出入口照明、区间照明回路；事故照明电源 使用PLC进行监控照明回路接触器。 事故照明电源与EMCS之间通过RS-232/RS-485通信传输数据。,20,EMCS系统的监控对象,广告照明,区间照明,21,EMCS系统的监控对象,屏蔽门系统监控对象（设备）： 屏蔽门（上行线、下行线） 信息内容：屏蔽门开关状态、系统故障、电 源故障 接口： 通过RS-485通信传输数据。,22,EMCS系统的监控对象,屏蔽门,23,EMCS系统的监控对象,人防密闭隔断门监控对象（设备）： 人防密闭隔断门无源触点（限位开关）
6、，硬线连接。无控制，仅监视。,24,EMCS系统的监控对象,其他接口设备 AFC系统MCP盘上监控AFC系统闸机（紧急情况）。 信号系统EMCS接收信号系统的时钟信号并显示。,25,EMCS与其他系统接口图,26,EMCS系统的控制策略,EMCS系统的基本监控功能: 单台设备操作控制; 设备工作状态、故障监视； 设备的互锁、联锁控制； 基本工艺控制及过程监视等。 控制策略：EMCS系统按照预定的方法、模式或工况控制多台设备联动，实现预期的功能及方案目标，达到可靠、安全、节能等方面的性能优化控制。,27,EMCS系统的控制策略,区间隧道通风系统 正常模式 早间运行：早间运营前30m ，TVF风机
7、进行纵向推挽式机械通风（相邻车站两端TVF一排一送），使隧道内充盈新鲜空气。 正常运行：TVF风机停止，打开旁通风阀，利用列车的活塞作用进行通风换气，排除隧道余热余湿。 夜间运行：夜间收车后30m ，TVF风机进行纵向推挽式机械通风，完毕后打开所有风阀。隧道内充盈新鲜空气。,28,EMCS系统的控制策略,区间隧道通风系统 阻塞模式当列车故障或前方车站不允许进站，列车停留在区间超过4m时，TVF风机按行车方向通风，保障人员及列车空调器的安全。 火灾事故模式根据列车着火点（车头、中部或车尾）、停车位置不同的火灾情况，启动相应的火灾控制模式。控制原则：TVF风机的风向应迎着逃生人群。尽量防止烟雾蔓延
8、。,29,EMCS系统的控制策略,车站隧道通风系统 正常工况UPE/OTE低速运转，旁通风阀关闭，机械通风排除列车驻留车站时，列车底部、顶部排出的热风及废气。 火灾事故工况列车着火并停在车站隧道，或站台公共区发生火灾时，控制UPE/OTE高速运转，排出烟雾。,30,EMCS系统的控制策略,车站空调通风系统基础知识 地铁车站空调系统的环境控制基于空气调节（Air Condition）理论基础。 采暖通风与空气调节设计规范规定的舒适性空调的室内计算参数： 夏季： 温 度 2428 oC相对湿度 4065% 风 速 不大于0.3m/s 冬季： 温 度 1822 oC相对湿度 4060%风 速 不大于
9、0.2m/s,31,EMCS系统的控制策略,车站空调通风系统基础知识 空气调节有两大类： A. 空气温（湿）度的调节控制 供暖和降温； B. 空气清洁度和有害物浓度的处理控制 工业通风。 空气调节的对象是大气干空气和水蒸汽组成的混合物，称为湿空气。 水蒸汽对湿空气的性质和状态变化影响很大，故在空气调节系统中，水蒸汽是重点考虑和控制的因素。,32,EMCS系统的控制策略,车站空调通风系统基础知识 湿空气的重要状态参数： 温度t ； 含湿量d：水蒸汽与干空气的比值。反映空气中的水蒸汽含量（不受温度影响）。 相对湿度：水蒸汽分压力与饱和水汽分压力的比值。反映干湿程度。 焓i：焓是湿空气的热含量（某条
10、件下），焓差即热交换量。,33,EMCS系统的控制策略,车站空调通风系统基础知识 湿空气的焓i焓i的计算公式：i =（1.01 + 1.84d）t + 2500d kJ/kg干空气 式中：(1.01 + 1.84d) t 与湿空气温度有关，称“显热”； 2500d 随含湿量d变化，称“潜热”。 温度t、含湿量d、相对湿度、焓i都是独立的状态参数。但在一定大气压力B下，只要知道任意两个独立的状态参数，就可按查表（i-d图）、运算去确定其他参数，从而确定湿空气的状态。,34,EMCS系统的控制策略,车站空调通风系统基础知识 湿空气的状态变化过程,35,EMCS系统的控制策略,车站空调通风系统基础知
11、识 湿空气的状态变化过程 等湿（干式）加热过程（过程线01） 等湿（干式）冷却过程（过程线02） 等焓减湿过程（过程线03） 等焓加湿过程（过程线04） 等温加湿过程（过程线05） 减湿冷却（冷却干燥）过程（过程线06）,36,EMCS系统的控制策略,车站空调通风系统基础知识 湿空气的i-d图（焓-湿图）：确定正常工况。,37,EMCS系统的控制策略,车站空调通风系统基础知识空调系统的分类：,空调系统的制冷机构：,38,EMCS系统的控制策略,车站空调通风系统基础知识深圳地铁车站空调系统的控制模型：,39,EMCS系统的控制策略,车站空调通风系统基础知识深圳地铁车站空调系统的特点： 普通集中式
12、； 一次回风式； 舒适性（而非工艺性）； 季节性空调运转（全年通风）； 双风机（进风机和回风机）； 定风量空调系统（福田站、富民站使用VVVF调速，为变风量系统）。 普通集中式空调系统：低流速（v=812m/s）、单风道、集中式，是典型、广泛应用的空调系统。,40,EMCS系统的控制策略,车站公共区空调通风系统（大系统） 正常模式 I工况（最小新风量降温除湿工况）特点：降温除湿，保证最小新风量，部分回风循环减耗。 II工况（全新风降温除湿工况）特点：降温除湿，全新风，无回风循环。 III工况（全新风等温除湿工况）特点：等温除湿，全新风，无回风循环。 IV工况（通风工况）特点：全新风通风，冷水系
13、统停止。,41,EMCS系统的控制策略,车站公共区空调通风系统（大系统） 火灾事故模式 站台层火灾停止车站冷水系统；控制风管相关风阀的开/闭，向站厅层送风，停止向站台层送风，站台层进入排烟状态(高速排烟）。使得站台层对站厅层形成负气压，阻止了烟雾向站厅层蔓延，并形成了楼梯（扶梯）通道的逃生气流通道。 站厅层火灾停止车站冷水系统；控制风管的相关风阀开/闭，向站台层送风，停止向站厅层送风，站厅层进入排烟状态。使得站厅层对地面、站台层形成负气压，阻止了烟雾向站台层蔓延，并形成了地面楼梯通道的逃生气流通道。,42,EMCS系统的控制策略,设备用房通风空调系统（小系统） 正常模式与大系统的正常模式类似，
14、有3-4种工况。 火灾事故模式设备用房发生火灾事故时，一般按单独房间情况处理。若房间安装有GAS系统，关闭送风、排风阀，以便GAS释放气体灭火。若不安装有GAS系统，同样要停止送风，进行排烟，防止烟雾蔓延。,43,EMCS系统的控制策略,时间表控制 按照预设的运营时间表启动/停止全部或部分环控设备。 时间表由OCC设定，并下载到全线车站的EMCS系统。 时间表控制只能在正常工况情况时发挥作用。紧急模式（阻塞、火灾事故）具有更高的优先权。,44,EMCS系统组成及系统设备,EMCS系统组成 深圳地铁一期工程EMCS系统的组成，概括分为下列几部分： 3级监控系统即：1）OCC中央级监控系统，2）车
15、站级监控系统，3）就地级监控设备 2层网络即： 1）OCC及车站综控室的以太（局域）网， 2）车站范围内的ControlNet现场总线。 1个维护工作站,45,EMCS系统组成及系统设备,46,EMCS系统组成及系统设备,47,EMCS系统组成及系统设备,EMCS系统重要设备简介 OCC中央级监控系统 服务器（2台，主备冗余）； 监控工作站（2台，双屏配置）； 打印机及打印服务器； 以太（局域）网及网络设备（交换机，路由器等）； 不间断电源（UPS） 维护工作站,48,EMCS系统组成及系统设备,EMCS系统重要设备简介 车站级监控系统 车站级监控工作站（车控室） ； 打印机； 以太（局域）网
16、及网络设备（交换机，路由器等）； 不间断电源（UPS） MCP盘（模拟监控盘）,49,EMCS系统组成及系统设备,EMCS系统重要设备简介 就地级监控设备 PLC（可编程控制器）模块 ； Flex IO模块； ControlNet总线设备； 接口通讯设备； 传感器、检测器、执行器、变频器等。,50,PLC系统简介,深圳地铁EMCS系统采用美国ROCKWELL公司的PLC系统。包括： ControlLogix系列PLC； FelxLogix系列PLC； Flex IO系列模块 ControlNet现场总线； PLC系统编程组态软件,51,PLC系统简介,ControlLogix系列PLC,52,
17、PLC系统简介,ControlLogix硬件冗余系统的组成,53,PLC系统简介,Logix 5550处理器主要技术指标,最大用户内存容量：160K2M Byte 常规通讯： Ethernet，ControlNet，DeviceNet I/O，DH+，RS-232C（DF1协议） 最大I/O点数：128,000数字量（任意组合）或4000个模拟量。 最多I/O位置：250 I/O扩展能力：本地I/O，ControlNet I/O，DeviceNet I/O，Remot I/O,54,PLC系统简介,FlexLogix系列PLC,55,PLC系统简介,FlexLogix系统概述FlexLogix
18、系统是A-B最新的分布式控制系统，它与ControlLogix系统很容易组成“集中-分散控制”的结构。FlexLogix分布式控制平台拥有的工业领先技术: 与 ControlLogix同类型的高级控制芯片； 与其他Logix平台控制器共享RSLogix 5000软件编程； 使用FLEX I/O模块, DIN导轨式安装 ； 具有设备网（DeviceNet）,控制网（ControlNet）和工业以太网（EtherNet/IP）的通讯能力和服务。,56,PLC系统简介,FlexLogix系统的组成,57,PLC系统简介,FlexLogix处理器主要技术指标,最大用户内存容量：64K（1794-L33
19、），512K (1794-L34) 常规通讯：Ethernet，ControlNet，DeviceNet I/O，RS-232C I/O处理能力 ：最大256点本机架128点，本地I/O扩展128点 I/O扩展能力：本地I/O,58,PLC系统简介,Flex IO系列模块,适配器 I/O模块 I/O模块(Max: 8）,59,PLC系统简介,Flex I/O系统的组成Flex I/O系统即柔性分布式I/O系统，组件产品如下： Flex I/O适配器（1794-ACNR15） Flex I/O模块底座（1794-TB3） Flex I/O模块（1794系列离散量、模拟量模块）在Flex I/O适
20、配器上设定其控制网点（Node）的地址号。,60,PLC系统简介,ControlNet现场总线ControlNet 网络的特点 ： 开放性：网络标准为IEC61158。 高效率：采用生产者/消费者（Producer/ Consumer）网络模式。 灵活性：方便灵活地构成星形、树形、总线形和环形的拓扑结构 。 多功能： I/O高速链路，对等通信，报文服务，I/O共享。 基本性能指标：网络模式：生产者/消费者（Producer/Consumer），最大通讯距离：30km（同轴电缆、光纤），数据波特率：5Mbps，单个网络最大节点数：99,61,PLC系统简介,ControlNet现场总线的组成：
21、RG-6同轴屏蔽电缆（1786-RG6） BNC电缆连接器（1786-BNC） T形分接器（1786-TPR） 75欧姆电阻端结器（1786-XT） 中继模块及适配器模块(1786-RPCD，1786-RPA）电缆连接器要配备专用的安装工具箱（1786-CTK）。,62,PLC系统简介,PLC系统编程组态软件 RSLogix 5000：Logix平台PLC的编程软件 RSLinx: 通讯组态软件 RSNetworx：控制网(ControlNet)组态软件 RSView32：32位工业监控软件,63,RS系列软件,RSWire RSWire Detailer,RSLogix5/500 RSEmu
22、late,RSView32 RSSnapshot RSWorkshop RSLinx,Guardian RSTrainer RSSql RSTrend,RSTune RSPortal RSBatch,64,编程软件RSLogix 5000,-LAD编程 -拖放编辑 -容易的I/O组态 -数据库编辑 -交叉对照信息 -诊断 -可靠的通讯 -报表 -兼容性 -内联操作,Windows 技术加快用户编程,65,通讯组态软件RSlinx,-通讯接口组态 -DDE客户应用 -在线诊断 -可靠的通讯 -兼容性 -内联操作,66,ControlNet组态软件RSNetworx,-组态网络参数 -预定I/O -预定对等通信 -报文发送 -交叉对照信息 -在线诊断 -EDS输入,67,工业监控软件RSView32,-全面汉化 -VBA Script -数据库编辑 -ActiveX控件 -绘图及动画 -安全防护 -报警功能 -记录功能 Trend功能 Event检测 OPC,68,Good-Bye!,
