现代地铁屏蔽门电气控制系统

来源：职称驿站所属分类：机电一体化论文发布时间：2012-08-13 08:58:14浏览：次

　　引言：地铁屏蔽门系统是典型的现代化地铁工程必备机电一体化高科技产品设施，沿地铁站台边缘都必须有它的设置。它的功能是将列车与地铁站台候车室隔离，降低车站空调通风系统的运行能耗、减少了列车运行噪音与活塞风对车站的影响。同时在设计上对乘客跌落或跳下轨道而发生危险也要做到充分考虑，达到让乘客乘坐地铁安全、舒适的目的。屏蔽门系统要求节能、环保和安全功能，本文主要阐述了地铁屏蔽门控制系统的构成和功能、对现场总线技术在其系统中的应用、屏蔽门系统与其他相关专业接口问题。
　　关键词：构成、功能、继承集成、现场总线、接口。
　　1现代地铁屏蔽门电气控制系统构成
　　地铁屏蔽门电气控制系统主要由主控机或称中央接口盘(PSC)、站台端头控制盒与就地控制盘(PSL)、门机控制器或称门控单元(DCU)、以及操作指示盘(PSA)、声光告警装置、站台控制开关(PCS)、总线网络等组成。其中主控机(PSC)是由主监视系统（MMS）、两个单元控制器（PEDC）、接线端子、接口设备及控制配电回路组成。典型站的配置一般有一个中央接口盘（PSC）与两个就地控制盘（PSL）以及每扇滑动门一个门控单元（DCU）组成的。
　　2现代地铁屏蔽门电气控制系统系统功能
　　2.1、具有控制功能。
　　系统级控制(SIG)、站台级控制（PSL）、手动操作控制以及火灾模式（IBP）组成屏蔽门控制系统控制功能。其中手动操作控制是优先级最高的，但是系统级是最低的。进行低级别的操作，必须只先执行完优先级的操作。由信号系统（SIG）直接对屏蔽门进行控制的方式称为系统级控制；在站台，列车驾驶员或者站务人员通过就地控制盘（PSL）对屏蔽门进行“开/关门”的控制方式称为站台级控制（PSL）；站台人员或乘客对屏蔽门进行的操作称为手动操作控制；为避免发生火灾时，车站环控系统还有执行火灾模式控制。
　　2.2具有监视功能。中央接口盘（PSC）核心部分是主监视系统（MMS），主监视系统（MMS）通过监视单元控制器（PEDC）、门控单元(DCU)、电源系统、主控系统（MCS）与系统维修终端（SMT）的通讯来完成每侧屏蔽门单元相关信息的集成来完成收集PSC,PSL,IBP以及屏蔽门电源的信息、通过内部屏蔽门网络收集全部DCU信息、提供维修数据、容许对DCU参数进行修改、容许下载新的DCU软件、把屏蔽门数据通过光纤送到MCS、屏蔽门故障警报储存，屏蔽门正常系统运行记录、MMS的储存采用硬盘。储存量满足信息储存要求、打印数据、MMS能储存DCU的故障诊断信息、MMS从MCS下载GPS时钟等十几种功能。
　　3现代地铁屏蔽门电气控制系统信息集成
　　3.1现代地铁屏蔽门电气控制系统简单综述
　　通过以上分析，控制和监视是现代地铁屏蔽门电气控制系统最基本的两项功能，每扇门的具体控制功能由门控单元（DCU）来实现，整个车站所有门单元的相关信息集成则有主监视系统（MMS）来实现，同时，主监视系统（MMS）要提供与主控系统接口的界面，来实现屏蔽门系统的监视功能。在车站的范围，现场总线网络与主监视系统进行通讯的实现则是每一个门控单元（DCU）的检测到的对应滑动门的状态信息。在整条地铁线路的范围，以太网接口建立通讯则是每一个车站的主监视系统（MMS）与主控系统来实现。
　　3.2现代地铁屏蔽门电气控制系统现场总线分类
　　现场总线技术具有以下特性：开放性，互可操作性，互用性，高度分散性，对现场环境适应性等。所以被广泛应用于各个工业控制领域，效果明显。在屏蔽门系统中，现场技术的应用主要是主监视系统（MMS）和门控单元（DCU）的通讯网络，现场技术一般有LonWorksâ现场总线及CANbus现场总线两种。一是LonWorksâ现场总线技术，也被称为通用控制网络。其特点是ISO/OSI模型的全部七层通讯协议与面向对象的设计方法，以网络变量为依据，将网络通信设计简化成参数设置。这种技术于1990年正式推出，来源于由美国Ecelon公司，并得到了与摩托罗拉、东芝公司共同大力支持。二是CANbus现场总线技术。其基础是建立在国际标准组织(ISO)的开放系统互连参考模型(OSI)上，是BOSCH公司推出的一种多主机局部网，与其他总线相比，其特性如下：它是一种多主总线，节点机之间也可进行通信，每个节点机都能够构成主机；.其通信速率能够达到1Mbps；能够独立实现位填充、数据块编码、循环冗余校验、优先级判别等项工作对通信数据的成帧处理；废除了传统的站地址编码，用通信数据块进行编码取而代之，这样可使网络内的节点个数在理论上不受限制；其数据段长度能达到8个字节，占用总线时间较长，为通信的实时性提供了保障；.这种技术用CRC检验，同时提供相应的错误处理功能，为数据通信的可靠性提供了保障。
　　4现代地铁屏蔽门电气控制系统外接口处理
　　现代屏蔽门系统是车站重要设备，与主控、信号、低压配电、车站建筑、限界及轨道等都存在接口问题，依据《地铁设计规范》的要求，地铁屏蔽电气系统的外接口的控制接应该有两个功能要求，首先要求的是运营要求，即电气控制的信号系统一定要控制站台屏蔽门、列车车门的开、闭按预定顺序动作；其次是安全需要，站台上的屏蔽门控制系统的开启与关闭一定要有安全监控信息。达到防止危及行车安全与乘客生命财产安全的事故的要求。即列车停稳与对准停车窗后，屏蔽门才可以打开、列车车门开门、关门与屏蔽门同步；发车前一定要把屏蔽门锁好、。同时屏蔽门如果要是非正常打开状态，列车必须紧急停车或者停在站外。总之，地铁屏蔽门电气控制系统外接口处理是否优良，对屏蔽门系统功能的实现与在紧急情况下乘客及工作人员的安全关系重大。
　　5主控系统（MCS）与屏蔽门系统的接口
　　主控系统与屏蔽系统接口一般有两种类型：即以太网接口（PSD/MCS.1），硬线接口（PSD/MCS.2）。
　　5.1PSD/MCS.1的接口功能
　　PSD/MCS.1的接口功能大致有以下六种，一是按约定好的数据格式，主控系统要准备好设备故障及设备运行状态的相关信息，二是主控每隔500ms以内的时间，要对PSD系统间的通道进行检测反馈。三是主控系统要对PSD的运营统计报表工作，屏蔽门系统提供相关数据。四是主控系统能监控到屏蔽门的运行情况，同时在车控室的显示终端进行显示。五是主控系统对屏蔽门系统出现故障时，要进行故障报警、以及故障查询和故障记录。六是主控系统为屏蔽系统提供时钟信号。
　　5.2PSD/MCS.2:的接口功能
　　这个功能主要是在车站紧急模式下使用。在主控系统中，设置在车站综合控制室的综合后备盘（IBP）来进行屏蔽门系统紧急操作。
　　
　　6与信号系统(SIG)与屏蔽门系统的接口
　　在车站正常的运行模式时，是由信号系统给予屏蔽系统信号，来实现屏蔽门系统的系统级各种控制功能。为提高信号系统与屏蔽门系统接口的可靠性，他们之间的连接是硬线连接，并且全是无源节点的形式。其接口位置设置在中央接口盘（PSC）内的两个单元控制器（PEDC）端子排上，屏蔽门系统与信号系统之间的电缆施工由信号系统负责。
　　7、结束语：
　　地铁屏蔽门系统是一个复杂的、机电一体化设备系统。集建筑、机械、电子、自动控制和计算机等多种学科于一体的高科技产品，但其的核心部分是电气控制系统，电气系统功能的完善程度与动作的可靠性，对地铁的服务质量影响巨大。当前，屏蔽门控制部分核心技术一般需进口，国产化率是很低的，大力发展国内一批地铁屏蔽门生产企业以及加大地铁屏蔽门的核心技术的开发、研究迫在眉睫。
　　
　　参考文献：
　　1孙增田.广州地铁屏蔽门系统的方案比选.地铁与轻轨,2002(6):28
　　2邬宽明.广州地铁屏蔽门系统与现场总线技术.现场总线技术应用选编(上).北京:北京航空航天大学出版社,2003:141
　　3刘承东.屏蔽门子系统在地铁中的应用.城市轨道交通研究,2000(1):43
　　4向骏.城市轨道交通站台屏蔽门系统电气设计[J].建筑电气,2006,25(2):21-25.
　　5上海申通地铁股份有限公司.上海地铁一号线北延伸段屏蔽门系统技术规格书[G].上海,2006.
　　6张琦明,蒋家,陈竞新.城市轨道交通屏蔽门控制系统[J].上海电器技术,2004(2):59-64.
　　7赵成光.广州地铁屏蔽门系统与现场总线技术[J].工业控制计算机,2001(4):8-12,23.