奚達彬

摘要：環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（Electrical Monitoring and Control System）簡稱EMCS，是為地鐵車站、區(qū)間設(shè)備監(jiān)控而設(shè)的自動監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)對全線車站、停車場、隧道區(qū)間設(shè)備進行全面、有效的自動化監(jiān)控及管理，并能在火災(zāi)等災(zāi)害或阻塞狀態(tài)下，更好地協(xié)調(diào)系統(tǒng)設(shè)備的運行，充分發(fā)揮各種設(shè)備應(yīng)有的作用，保證乘客的安全和設(shè)備的正常運行。該系統(tǒng)運行的環(huán)控模式分為正常模式和災(zāi)害模式。當現(xiàn)場發(fā)生火情時，由火災(zāi)報警系統(tǒng)向EMCS發(fā)火災(zāi)模式指令，EMCS則通過可編程控制器實現(xiàn)對通風空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備的控制。文章基于當前廣州地鐵四號線環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的火災(zāi)模式聯(lián)動方式，對四號線環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)火災(zāi)模式聯(lián)動失敗原因進行總結(jié)歸納。

關(guān)鍵詞：環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控;火災(zāi)模式;聯(lián)動

1、引言

廣州地鐵四號線EMCS系統(tǒng)，是為地鐵車站、區(qū)間設(shè)備監(jiān)控而設(shè)的自動監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)設(shè)備供應(yīng)商為國電南瑞科技股份有限公司，實現(xiàn)對隧道通風系統(tǒng)設(shè)備、車站通風空調(diào)大系統(tǒng)、通風空調(diào)小系統(tǒng)、空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)備、給排水設(shè)備、自動扶梯、電梯、乘客導向系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、事故電源、區(qū)間給排水等設(shè)備的運行狀態(tài)和系統(tǒng)參數(shù)以及車站公共區(qū)和設(shè)備房環(huán)境溫濕度參數(shù)的監(jiān)控功能。

在發(fā)生火災(zāi)的正常聯(lián)動過程中，環(huán)控火災(zāi)模式聯(lián)動執(zhí)行失敗是常見且影響較大的故障，只有對設(shè)備原理、故障分類、故障處理流程有深入的了解，才能形成完善的故障處理、分析的方法，深入研究分析這類故障的處理方法具有實際意義。

2、EMCS系統(tǒng)設(shè)備結(jié)構(gòu)

如下圖1所示，車站級EMCS主要由EMCS局域網(wǎng)、EMCS維修工作站、A/B端冗余PLC控制器、IBP盤PLC控制器、車站控制箱、傳感器、冷凍水流量調(diào)節(jié)器及其附件、不間斷電源（UPS）等設(shè)備組成。

3、模式聯(lián)動失敗原因分析

四號線環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的環(huán)控火災(zāi)模式聯(lián)動鏈路為：FAS控制器→RS485接口網(wǎng)關(guān)→EMCS系統(tǒng)冗余PLC控制器→同軸電纜控制網(wǎng)→智能低壓PLC控制器→智能低壓小PLC→抽屜開關(guān)→現(xiàn)場環(huán)控設(shè)備。

為了能對環(huán)控火災(zāi)模式聯(lián)動失敗問題進行更深入的分析，文章根據(jù)日常的故障維護經(jīng)驗，把故障原因按照發(fā)生的因果層次關(guān)系梳理后，利用魚骨分析方法（也叫5M因素分析法）分析事件原因，詳見下圖2。

3.1 FAS系統(tǒng)聯(lián)動問題

四號線FAS系統(tǒng)采用的是上海能美公司的設(shè)備，主要由柜式控制器、探測器、手動報警器、輸入輸出模塊、警鈴等設(shè)備組成。

當發(fā)生火災(zāi)時，F(xiàn)AS系統(tǒng)的火災(zāi)報警控制器收到現(xiàn)場探測器、手動報警器等設(shè)備火警信號后，聯(lián)動相應(yīng)的火災(zāi)模式，并將火災(zāi)模式號通過RS485接口網(wǎng)關(guān)傳遞給車站控制室EMCS系統(tǒng)IBP盤控制器，實現(xiàn)火災(zāi)模式的聯(lián)動。

FAS系統(tǒng)聯(lián)動問題主要分3個部分：

（1）FAS控制器故障：控制器硬件故障，無法將火災(zāi)模式號發(fā)送給EMCS系統(tǒng)PLC設(shè)備。

（2）FAS控制器程序編程錯誤：FAS控制器程序編程錯誤，導致錯發(fā)或未發(fā)相應(yīng)的火災(zāi)模式號給EMCS系統(tǒng)PLC設(shè)備，將影響火災(zāi)模式的正常聯(lián)動。

（3）FAS-EMCS接口網(wǎng)關(guān)故障：FAS系統(tǒng)與EMCS系統(tǒng)的接口RS485網(wǎng)關(guān)故障，F(xiàn)AS控制器無法將火災(zāi)模式號通過接口網(wǎng)關(guān)發(fā)送給EMCS系統(tǒng)PLC設(shè)備。

3.2 EMCS系統(tǒng)PLC設(shè)備問題

主要分3個部分：

（1）冗余PLC控制器硬件故障：PLC控制器故障，將導致EMCS系統(tǒng)無法下發(fā)模式控制指令，使得火災(zāi)模式聯(lián)動失敗。

（2）冗余PLC控制器程序編程錯誤：PLC控制器通過CPU Logix模塊的梯形圖程序?qū)崿F(xiàn)火災(zāi)模式控制，若程序編程錯誤，則可能出現(xiàn)錯發(fā)、未發(fā)火災(zāi)模式的情況。

（3）與智能低壓接口設(shè)備故障：PLC控制器通過同軸電纜控制網(wǎng)實現(xiàn)與智能低壓的通訊，使用的是CNBR控制網(wǎng)模塊，若該模塊發(fā)生故障，則與智能低壓的通訊中斷，無法下發(fā)控制命令到現(xiàn)場的風機、風閥等設(shè)備。

3.3 智能低壓設(shè)備問題

車站環(huán)控電控室內(nèi)的低壓通訊柜上設(shè)有與EMCS 通訊的冗余控制器，EMCS 與智能低壓的通訊網(wǎng)絡(luò)如下圖6所示。

在風機、風閥等設(shè)備的低壓開關(guān)柜內(nèi)設(shè)有小PLC（可編程邏輯控制器），EMCS 控制器與智能低壓冗余控制器通過Modbus Plus 總線進行傳輸，采用MB +協(xié)議通訊，EMCS 負責向低壓發(fā)送指令，控制下層設(shè)備，并讀取智能低壓的狀態(tài)。EMCS 發(fā)給智能低壓的控制信號為一個不定長的短脈沖信號實現(xiàn)設(shè)備控制，并通過讀智能低壓PLC 寄存器的方式，在EMCS 的PLC 上更新風閥等設(shè)備的狀態(tài)或報警信息。

智能低壓設(shè)備問題主要分3個部分：

（1）設(shè)備在“環(huán)控”操作位：若低壓抽屜開關(guān)上，相應(yīng)的風機、風閥設(shè)備的操作位置處于“環(huán)控位”。設(shè)備操作只能通過環(huán)控柜或就地完成，EMCS系統(tǒng)無法根據(jù)工藝圖要求進行該設(shè)備的模式控制，導致模式執(zhí)行失敗。

（2）低壓小PLC、抽屜開關(guān)等故障：低壓小PLC、抽屜開關(guān)等設(shè)備若發(fā)生故障，則EMCS系統(tǒng)PLC設(shè)備無法通過低壓控制網(wǎng)完成風機、風閥等設(shè)備的控制操作，導致火災(zāi)模式聯(lián)動失敗。

（3）智能低壓PLC程序編程錯誤：智能低壓PLC控制器通過CPU Logix模塊的梯形圖程序?qū)崿F(xiàn)低壓設(shè)備的控制，若程序編程錯誤，則可能出現(xiàn)錯發(fā)、未發(fā)設(shè)備控制命令的情況。

3.4現(xiàn)場機械設(shè)備問題

通風空調(diào)系統(tǒng)風機設(shè)備是火災(zāi)模式執(zhí)行時的終端動作設(shè)備，若終端設(shè)備出現(xiàn)操作位置有誤、機械結(jié)構(gòu)故障等問題，必定也會引起火災(zāi)模式動作失敗，機械設(shè)備問題主要可分2個方面內(nèi)容：

（1）設(shè)備在“就地”操作位：若現(xiàn)場就地控制柜上，相應(yīng)的風機設(shè)備的操作位置處于“就地位”，設(shè)備操作只能通過就地級控制柜完成，EMCS系統(tǒng)無法根據(jù)工藝圖要求進行該設(shè)備的模式控制，導致模式執(zhí)行失敗。

（2）機械結(jié)構(gòu)故障：模式控制命令能正常下發(fā)，但設(shè)備無法開到位、無法關(guān)到位、設(shè)備故障，導致模式執(zhí)行失敗。

4、結(jié)束語

廣州地鐵四號線環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)是為本線路全線車站、區(qū)間設(shè)備監(jiān)控而設(shè)的自動監(jiān)控系統(tǒng)，通過本文的研究與分析，利用魚骨分析法（也叫5M因素分析法）將火災(zāi)模式聯(lián)動失敗原因分為FAS系統(tǒng)設(shè)備問題、EMCS系統(tǒng)PLC設(shè)備問題、智能低壓設(shè)備問題、現(xiàn)場機械設(shè)備問題共四類，詳細地剖析了軟、硬件設(shè)備問題，為現(xiàn)場維修人員提供故障處理與日常維保的思路。

火災(zāi)模式聯(lián)動是災(zāi)害狀況下保護地鐵乘客生命財產(chǎn)的重要系統(tǒng)功能，作為地鐵維修人員，必須要進行完善的系統(tǒng)維護，應(yīng)針對本文列出的原因制定針對性整改措施，提高設(shè)備運行穩(wěn)定性，為地鐵安全運營保駕護航。

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