1. 地铁通风空调系统认知
地铁通风空调系统（常简称“环控系统”，即环境控制系统）是保障车站与区间隧道空气品质、温湿度环境和火灾排烟安全的核心机电系统。它既不是普通民用建筑的中央空调，也不是单纯的隧道风机组合，而是由多个功能子系统协同工作、与土建结构深度耦合、并受行车与客流规律强烈影响的复杂系统。理解它的组成、分区、负荷特征，是后续用PLC实现自动控制与节能运行的前提。
一、系统由哪些部分构成
从功能上看，地铁通风空调系统可归纳为四大类子系统：
- 车站公共区通风空调系统（大系统）：服务于站厅、站台等公共区域，通常由组合式空调机组、回排风机、新风阀、送风管与风口组成，负责公共区的温湿度调节与新风供给。
- 设备管理用房通风空调系统（小系统）：服务于车站控制室、通信信号机房、变电所等设备与管理用房，多为独立的小型空调机、风机盘管或多联机，对温湿度精度要求更高。
- 隧道通风系统：包括区间隧道通风（TVF风机、射流风机）和车站隧道通风（UPE/OTE风机、轨顶排风与站台下排风），承担区间与车站隧道的正常通风和事故排烟。
- 防排烟与联动控制系统：由排烟风机、风阀、防火阀、挡烟垂壁及与FAS（火灾报警系统）的联动接口构成，是安全底线。
这些子系统的共同特点是：设备分散布置在车站两端的风机房、隧道两端的风井以及沿线区间，控制点分散、被控对象多、联动逻辑复杂。这正是需要PLC集中控制而非就地手动操作的根本原因。
二、功能分区：控制逻辑的空间基础
地铁车站沿纵向通常划分为站厅层公共区、站台层公共区、设备管理用房区、出入口通道以及两端隧道区间。不同分区的空气环境要求、允许温湿度和火灾时的气流组织方向完全不同。例如正常工况下公共区温度一般控制在29℃以下（示例设定值），而信号设备机房要求全年18～27℃；火灾工况下，站厅层着火时气流应组织为“站台→站厅→地面”排烟，站台层着火时则相反。
因此，PLC控制程序必须按“分区”组织：每个分区有独立的温度、CO₂浓度、阀门开度和风机状态采集点，也有独立的工况切换逻辑。分区边界往往就是风阀和防火阀的位置，阀门的开闭决定了气流走向，也决定了控制程序中的联锁关系。
上图把“地面风亭—站厅层—站台层—区间隧道”的竖向空间关系与各层的主要设备对应起来，可以看到：同一台回排风机在正常工况下承担回风，在火灾工况下可能切换为排烟风机；同一组风阀的开闭方向决定了气流是“站台→站厅→地面”还是反向。PLC要做的，就是根据工况信号自动完成这些切换。
三、负荷特点：为什么控制不能“一刀切”
地铁通风空调的负荷有三个鲜明特征，直接决定了PLC控制策略的设计：
- 客流驱动、波动剧烈：早晚高峰客流可达平峰的3～5倍，公共区人员散热散湿是主要冷负荷来源。以某示例车站为例，平峰公共区冷负荷约120 kW，高峰可升至350 kW以上。若按高峰负荷定频运行，平峰时能耗浪费严重。
- 活塞风与列车热负荷耦合：列车在区间运行产生的活塞效应会带来大量空气流动和热量，隧道内温度沿线路方向分布不均，且与行车密度强相关。这使隧道通风不能简单按时间表启停，而需结合列车运行图与温度反馈。
- 全年运行工况差异大：过渡季可全新风甚至直接通风降温，夏季需最小新风加机械制冷，冬季部分区域需供热。工况切换点若设置不当，会造成“该通风时开制冷”的浪费。
这些特点意味着：PLC控制需求的核心不是“把设备开起来”，而是根据实时负荷与工况，选择最合适的设备组合与运行参数。具体来说，需要PLC具备多工况判断、变频调节、分区分时控制和与FAS/BAS的联动能力。
四、PLC控制需求的具体落点
结合上述组成与负荷特征，PLC在本系统中的控制需求可落到以下几个方面：
- 多工况自动切换：正常工况、阻塞工况、火灾工况之间的切换，需依据FAS信号、列车阻塞信号和温度阈值判断，并保证风阀、风机动作顺序正确（先开阀后启机、先停机后关阀）。
- 变频与台数控制：根据公共区温度偏差和CO₂浓度，调节空调机组送风机频率，并按冷负荷增减冷水机组或空调机组运行台数，避免频繁启停。
- 分区独立调节：站厅、站台、设备用房分别采集、分别控制，避免一个分区过冷而另一个分区不足。
- 联锁与保护：风机与风阀的联锁、防火阀70℃熔断信号接入、风机过载与轴承温度保护，均需在PLC程序中形成硬逻辑。
- 数据上传与节能分析：将温度、湿度、频率、电量等数据上传BAS，为后续节能优化提供依据。