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摘 要：随着计算机、通信技术的快速发展BAS系统（环境与设备监控系统）已经成为现代地铁的重要组成部分，BAS系统几乎涉及到地铁站内所有的机电设备，本文就BAS系统的接口及数据处理做深度分析。
关键词：BAS；接口；现场总线；数据流
在工业控制领域数据流的概念是数据在系统内传播的路径，了解数据流就了解了整个控制系统的数据走向，对处理问题分析故障有很大帮助。应该说数据流在工业控制系统设计的初期就已经完成，因为它涉及到整个系统的构架，包括硬件的设计，软件的设计。
苏州轨道交通4号线BAS系统采用施耐德控制系统，涉及的专业包括通风空调、给排水、低压照明、电扶梯、FAS（火灾报警系统）、空调水系统等，几乎囊括了所有机电设备。
一：BAS系统接口分类
1、4号线BAS接口主要分硬接线和现场总线两种，硬接线是工业控制系统中最常见也是最传统和实用的接口方式，例如电扶梯、给排水的污水泵、废水泵以及照明配电箱、传感器等都采用这种接口方式。硬接线方式顾名思义就是利用PLC的各类I/O模块接收反馈信号，发送控制命令，常用的有数字量输入输出模块、模拟量输入输出模块以及温度模块、高速编码器模块等等。
2、4号线的TEF排热风机、冷水机组群控系统、智能通风空调系统以及AHU空调器、EPS应急电源等设备则采用现场总线的通讯方式接入BAS系统。现场总线是指以工厂、设备之间的测量和控制设备、系统间的数字通信为主的网络，也称现场网络，4号线采用Modbus-RTU协议。现场总线就是以数字通信替代传统的模拟信号及普通开关量信号的传输，其实不难想象要是4号线所有机电设备全部采用硬接线方式，数以百计的机电设备信号线缆将遍布于车站的各个角落，安装及维护将变得异常困难。
二：BAS系统硬接线接口数据分析
1、硬接线接口广泛应用于各类子系统，是最简单却实用的接入方式。扶梯作为地铁站内重要的人员运输设备必须时刻监视它的运行状态，一旦出现问题将会影响运营质量需要及时处理，一般扶梯有运行、停止、上行、下行、故障、故障停止等信号，这些信号均为干接点，使用施耐德BMXDDI1602数字量输入模块采集相应信号。
2、部分子系统接口包含监视和控制两种信号，例如照明控制箱的信号包括开信号、关信号、远控/就地、开命令、关命令。这种情况我们还需要增加BMXDDO1602数字量输出模块进行控制命令的发布。
3、数字输入输出信号的程序处理，施耐德系统采用固定地址代表相应I/O的数据，如下图所示，%IO.1.0.0：16代表第一块背板的第一个I/O模块的0-16位数据，然后%Q0.6.0：16则代表第六个I/O模块的0-16位输出，我们在程序编写时为了方便可以使用DATA_SENT[1]、DATA_CON[1]两个INT变量代替它的原始物理地址。
4、硬接线接口还会涉及模拟量数据，例如空调水系統的动态平衡阀，利用模拟量输出控制阀的开度调节空调器AHU的进出水量，从而调节站厅站台的环境温度，模拟量输入输出模块的功能就是A/D与D/A的数据转换，即将电信号（0MA-20MA，0V-10V等）转换成数字信号，转换精度与模数转换器位数有关，如16位精度0-65535，12位则只有0-4095，两者同时转换0V-10V信号，则16位的模数转换器精度远远高于12位。
虽然硬接线接口有它的局限性但在单一设备，传输点位不多的情况下任然是最经济方便的接入方式，在地铁应用中给排水、电扶梯等专业任是主流。
三：BAS系统通讯接口数据分析
1、随着工业设备的智能化以及数据传输量的不断增多，现场总线技术不仅降低了线缆敷设的难度，更增加了系统的稳定性，减少出错率。4号线使用通讯方式接入BAS系统的机电设备是1、2号线的两倍，这也从侧面反应了通讯的便利，是未来的发展趋势。现场总线种类繁多，不同的厂家都主推自己的现场总线技术，目前处于百花齐放的状态，IEC国际电工协会将一些使用广泛的总线作为标准，称为IEC61158标准。4号线采用Modbus-RTU协议，两线制RS485接口，Modbus采用主-从技术，即主设备查询从设备，从设备根据主设备的查询指令提供数据响应，BAS系统作为协议的主站，机电智能设备作为从站。
2、4号线BAS主站使用BMX NOM 0200通讯模块，包含两个485接口，支持Modbus协议，可以作为主站或者从站。Modbus一共有01-255个功能码，常用的如下图3所示。如我们需要读取数据或者下发命令，只需要利用功能码读取相应地址即可，例如40001地址数据为变频器的电压，40002地址数据为电流，则只需要读取相应地址即可获得所需要的数据。一般类似于Modbus-RTU这种常用的通讯协议控制器厂商都会开发利于使用的标准功能块，用户只需调用即可，如施耐德系统可以使用READ_VAR、WRITE_VAR功能块，只需简单设置从站地址、数据长度、数据地址就可以连续读取和写入对应从站的数据，使用非常方便。
四：结束语
本文对接入BAS系统的方法进行了分类，并对接口数据进行了基本分析，BAS系统的接口几乎涉及所有相关专业，决定了数据的传输方式及处理方法，未来将会有更多的子系统接入进来。在实际应用中，不仅要考虑接入的方式方法也要考虑接入成本，通讯方式接口丰富，协议广泛，传输数据量大，是未来发展必然趋势。
参考文献：
[1]唐华国.现场总线技术及控制系统研究[J].中国高新技术企业.2011（06）.
[2]滕君祥.广州地铁5号线环境与设备监控系统的调试[J].现代城市轨道交通.2009（06）.
[3]邹强，沈涛，曲博，邱继红，魏宏基.地铁环境与设备监控系统运行模式分析与实现[J].城市轨道交通研究.2011（03）.
关键词：BAS；接口；现场总线；数据流
在工业控制领域数据流的概念是数据在系统内传播的路径，了解数据流就了解了整个控制系统的数据走向，对处理问题分析故障有很大帮助。应该说数据流在工业控制系统设计的初期就已经完成，因为它涉及到整个系统的构架，包括硬件的设计，软件的设计。
苏州轨道交通4号线BAS系统采用施耐德控制系统，涉及的专业包括通风空调、给排水、低压照明、电扶梯、FAS（火灾报警系统）、空调水系统等，几乎囊括了所有机电设备。
一：BAS系统接口分类
1、4号线BAS接口主要分硬接线和现场总线两种，硬接线是工业控制系统中最常见也是最传统和实用的接口方式，例如电扶梯、给排水的污水泵、废水泵以及照明配电箱、传感器等都采用这种接口方式。硬接线方式顾名思义就是利用PLC的各类I/O模块接收反馈信号，发送控制命令，常用的有数字量输入输出模块、模拟量输入输出模块以及温度模块、高速编码器模块等等。
2、4号线的TEF排热风机、冷水机组群控系统、智能通风空调系统以及AHU空调器、EPS应急电源等设备则采用现场总线的通讯方式接入BAS系统。现场总线是指以工厂、设备之间的测量和控制设备、系统间的数字通信为主的网络，也称现场网络，4号线采用Modbus-RTU协议。现场总线就是以数字通信替代传统的模拟信号及普通开关量信号的传输，其实不难想象要是4号线所有机电设备全部采用硬接线方式，数以百计的机电设备信号线缆将遍布于车站的各个角落，安装及维护将变得异常困难。
二：BAS系统硬接线接口数据分析
1、硬接线接口广泛应用于各类子系统，是最简单却实用的接入方式。扶梯作为地铁站内重要的人员运输设备必须时刻监视它的运行状态，一旦出现问题将会影响运营质量需要及时处理，一般扶梯有运行、停止、上行、下行、故障、故障停止等信号，这些信号均为干接点，使用施耐德BMXDDI1602数字量输入模块采集相应信号。
2、部分子系统接口包含监视和控制两种信号，例如照明控制箱的信号包括开信号、关信号、远控/就地、开命令、关命令。这种情况我们还需要增加BMXDDO1602数字量输出模块进行控制命令的发布。
3、数字输入输出信号的程序处理，施耐德系统采用固定地址代表相应I/O的数据，如下图所示，%IO.1.0.0：16代表第一块背板的第一个I/O模块的0-16位数据，然后%Q0.6.0：16则代表第六个I/O模块的0-16位输出，我们在程序编写时为了方便可以使用DATA_SENT[1]、DATA_CON[1]两个INT变量代替它的原始物理地址。
4、硬接线接口还会涉及模拟量数据，例如空调水系統的动态平衡阀，利用模拟量输出控制阀的开度调节空调器AHU的进出水量，从而调节站厅站台的环境温度，模拟量输入输出模块的功能就是A/D与D/A的数据转换，即将电信号（0MA-20MA，0V-10V等）转换成数字信号，转换精度与模数转换器位数有关，如16位精度0-65535，12位则只有0-4095，两者同时转换0V-10V信号，则16位的模数转换器精度远远高于12位。
虽然硬接线接口有它的局限性但在单一设备，传输点位不多的情况下任然是最经济方便的接入方式，在地铁应用中给排水、电扶梯等专业任是主流。
三：BAS系统通讯接口数据分析
1、随着工业设备的智能化以及数据传输量的不断增多，现场总线技术不仅降低了线缆敷设的难度，更增加了系统的稳定性，减少出错率。4号线使用通讯方式接入BAS系统的机电设备是1、2号线的两倍，这也从侧面反应了通讯的便利，是未来的发展趋势。现场总线种类繁多，不同的厂家都主推自己的现场总线技术，目前处于百花齐放的状态，IEC国际电工协会将一些使用广泛的总线作为标准，称为IEC61158标准。4号线采用Modbus-RTU协议，两线制RS485接口，Modbus采用主-从技术，即主设备查询从设备，从设备根据主设备的查询指令提供数据响应，BAS系统作为协议的主站，机电智能设备作为从站。
2、4号线BAS主站使用BMX NOM 0200通讯模块，包含两个485接口，支持Modbus协议，可以作为主站或者从站。Modbus一共有01-255个功能码，常用的如下图3所示。如我们需要读取数据或者下发命令，只需要利用功能码读取相应地址即可，例如40001地址数据为变频器的电压，40002地址数据为电流，则只需要读取相应地址即可获得所需要的数据。一般类似于Modbus-RTU这种常用的通讯协议控制器厂商都会开发利于使用的标准功能块，用户只需调用即可，如施耐德系统可以使用READ_VAR、WRITE_VAR功能块，只需简单设置从站地址、数据长度、数据地址就可以连续读取和写入对应从站的数据，使用非常方便。
四：结束语
本文对接入BAS系统的方法进行了分类，并对接口数据进行了基本分析，BAS系统的接口几乎涉及所有相关专业，决定了数据的传输方式及处理方法，未来将会有更多的子系统接入进来。在实际应用中，不仅要考虑接入的方式方法也要考虑接入成本，通讯方式接口丰富，协议广泛，传输数据量大，是未来发展必然趋势。
参考文献：
[1]唐华国.现场总线技术及控制系统研究[J].中国高新技术企业.2011（06）.
[2]滕君祥.广州地铁5号线环境与设备监控系统的调试[J].现代城市轨道交通.2009（06）.
[3]邹强，沈涛，曲博，邱继红，魏宏基.地铁环境与设备监控系统运行模式分析与实现[J].城市轨道交通研究.2011（03）.