環(huán)控電控柜，簡稱環(huán)控柜，主要是給地鐵車站和區(qū)間的通風(fēng)空調(diào)設(shè)備提供電源的低壓配電柜，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了空調(diào)機(jī)組的送風(fēng)機(jī)、排風(fēng)機(jī)、制冷機(jī)組、冷卻水泵與冷卻塔等空調(diào)設(shè)備的集中供電和智能控制。車站里一般有兩個(gè)環(huán)控室，A、B端各一間環(huán)控室，有的車站一端可能有兩個(gè)環(huán)控室，每間環(huán)控電控室里各安放一套環(huán)控電控柜。環(huán)控電控柜采用智能低壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的監(jiān)控和控制。
●環(huán)控柜的作用
地鐵環(huán)控旨在通過控制風(fēng)機(jī)、空調(diào)、給排水及照明等子系統(tǒng)的有機(jī)運(yùn)行，為乘客和工作人員提供一個(gè)舒適的乘車和工作環(huán)境，為地鐵相關(guān)設(shè)備提供一個(gè)溫濕度適宜的運(yùn)行環(huán)境。在地鐵正常運(yùn)行期間，環(huán)控系統(tǒng)可以排除工作空間內(nèi)的濕熱，保證人員與設(shè)備的舒適環(huán)境；當(dāng)列車因?yàn)樽枞Ａ粼谒淼绤^(qū)間時(shí)，環(huán)控系統(tǒng)可以向隧道提供新風(fēng)，維持乘客短時(shí)間內(nèi)必要的環(huán)境條件；當(dāng)發(fā)生火災(zāi)或者有毒氣體泄露時(shí)，環(huán)控系統(tǒng)可以通過排煙及時(shí)將有毒有害物質(zhì)排出，最大限度避免乘客受到傷害。
●智能低壓系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)
傳統(tǒng)的環(huán)控控制系統(tǒng)，功能單一，且大多采用繼電器和接觸器控制，電氣元多，接線復(fù)雜，可靠性差；以點(diǎn)對點(diǎn)的方式與上位監(jiān)控系統(tǒng)相連接，復(fù)雜的控制電纜給日后的維護(hù)造成了諸多不便。
智能低壓控制系統(tǒng)功能強(qiáng)大，可以實(shí)現(xiàn)對配電回路的測量、監(jiān)視、故障報(bào)警和預(yù)報(bào)警等功能。其接線簡單，通過通信接口與上位監(jiān)測系統(tǒng)BAS相連。而且更容易實(shí)現(xiàn)對電動(dòng)機(jī)的各種保護(hù)，如堵轉(zhuǎn)、過載、缺相/相不平衡、接地、欠載、過電壓、欠電壓、裝置故障報(bào)警等。同時(shí)，可實(shí)現(xiàn)各種電動(dòng)機(jī)的不同啟動(dòng)控制方式，包括直接啟動(dòng)、正反轉(zhuǎn)控制、雙速控制等。由于系統(tǒng)功能的提高和控制接線的簡化，提高了系統(tǒng)的可靠性和自動(dòng)化程度，同時(shí)提高了系統(tǒng)的可維護(hù)性。
●智能低壓系統(tǒng)的構(gòu)成
智能低壓控制系統(tǒng)由智能元件、現(xiàn)場總線及通信管理器等組成，并與BAS相連。其中，通信管理器主要由電源模塊、CPU模塊、通信模塊等組成。智能元件主要包括馬達(dá)保護(hù)器、智能儀表、軟啟動(dòng)器、變頻器、PLC及智能I/O等。
公司智能低壓方案有施耐德方案、西門子方案和AB（羅克韋爾）方案，系統(tǒng)所用的總線方式可選擇的有：Modbus、CANOPEN、PROFIBUS-DP、DeviceNet。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)共三層，主要是在設(shè)備測控層和通訊管理層，與BAS之間的通訊網(wǎng)絡(luò)采用冗余的以太網(wǎng)接口進(jìn)行通訊。以施耐德方案為例（如圖1所示），設(shè)備測控層和通訊管理層網(wǎng)關(guān)通過CANOPEN或Modbus通訊協(xié)議進(jìn)行通訊，CAN現(xiàn)場總線具有開放性好、通訊速率快、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)。然后通過多條CAN總線進(jìn)行馬達(dá)保護(hù)器、變頻器、智能I/O和PLC設(shè)備的信息采集和監(jiān)控上傳，分擔(dān)了總線上的通訊負(fù)荷，減少了總線上從站的數(shù)量，提高了系統(tǒng)通訊的響應(yīng)速度。
●系統(tǒng)控制原理
根據(jù)設(shè)備類型、設(shè)備控制原理及接線方式的不同，主要分為：采用軟啟動(dòng)器控制的（TVF）隧道風(fēng)機(jī)；采用變頻器控制的（TEF）排熱風(fēng)機(jī)、（AHU）組合式空調(diào)器、（HPF）大系統(tǒng)回排風(fēng)機(jī)；采用馬達(dá)保護(hù)器控制的普通風(fēng)機(jī)、送/補(bǔ)風(fēng)機(jī)、排煙風(fēng)機(jī)、空調(diào)器等篇；采用PLC或智能I/O控制的電動(dòng)風(fēng)閥、組合風(fēng)閥等。
系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的就地、環(huán)控（環(huán)控電控室）、BAS控制，控制的優(yōu)先級順序?yàn)榫偷乜刂啤h(huán)控電控室控制、BAS控制。隧道風(fēng)機(jī)的控制有時(shí)間聯(lián)鎖功能，正反轉(zhuǎn)切換需要在60S內(nèi)完成。大部分風(fēng)機(jī)風(fēng)閥通過硬接線實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)控制：風(fēng)閥開到位，風(fēng)機(jī)才能啟動(dòng)；風(fēng)機(jī)停止后，風(fēng)閥才能關(guān)閉。
公司環(huán)控電控柜具有的施耐德方案、西門子方案與AB（羅克韋爾）方案，可滿足客戶對于不同工況的需求，。目前上述方案已在石家莊地鐵1號線二期、鄭州地鐵3號線、南昌地鐵3號線、太原地鐵2號線與洛陽地鐵1號線等項(xiàng)目成功運(yùn)用。
工程設(shè)計(jì)部王志飛
2021年3月18日