浅析地铁屏蔽门控制系统的应用.pdf

精密制造与自动化 2023年第1期 54 浅析地铁屏蔽门控制系统的应用 圣祝素（上海交通职业技术学院 上海 200030）摘摘 要要 地铁屏蔽门控制系统对屏蔽门系统的运行起着至关重要的控制作用。通过介绍地铁屏蔽门控制系统的组成及其功能，阐述屏蔽门系统控制方式，最后就 SIG/IBP/PSL 的三级开关门控制命令回路对屏蔽门的开关门控制权限进行了分析与总结。关键词关键词 屏蔽门 控制系统 开关门 1 1 引言引言 城市轨道交通车站屏蔽门又称为安全门，是为了安全而安装在车站里的机电一体化设备，屏蔽门设备以玻璃幕墙的方式沿站台纵向安装在整个站台边缘，将站台区与列车运行区隔离开来，给乘客提供一个既安全又舒适的候车体验。屏蔽门控制系统旨在确保无论是平时还是突发状态，都能够有效地操作，从而确保乘客的安全出行，并且在紧急情况下也能够提供有效的疏散服务。2 2 屏蔽门控制系统的组成及其功能屏蔽门控制系统的组成及其功能 控制系统主要由 PSC、PSL、IBP、DCU、LCB等设备组成。其主要功能是对屏蔽门的开关门进行控制，保证屏蔽门开关门动作与列车门同步；监视控制信号并记录屏蔽门状态，如图 1 所示。图图 1 屏蔽门控制系统的组成屏蔽门控制系统的组成 2.1 2.1 中央控制盘中央控制盘 PSCPSC PSC 位于屏蔽门设备室内，是控制系统的核心，每个地铁车站的每一条线路（包括上下行线路）都安装 1 套 PSC。PSC 主要由 1 套监控主机、2 套独 立的逻辑控制单元 PEDC、若干接口、接线端子排、按钮开关、连接 PTE 的维修插口、操作指示灯组成，如图 2 所示。圣祝素 浅析地铁屏蔽门控制系统的应用 55 图图 2 中央控制盘中央控制盘 PSC 中央控制盘 PSC 具有控制、监视、接口三大功能。控制功能主要包括：采集信号系统的开关指令，控制 DCU。反馈屏蔽门的状态信息，执行 PSL、IBP上的指令。监控主机通过冗余的现场 CAN 总线（包括 CAN Bus A 和 CAN Bus B）与两侧门机系统的 DCU 实时通信，收取屏蔽门故障和运行状态信息；在监控主控机上可以修改速度曲线参数，并传给所有 DCU。监视功能主要包括：系统运行监视功能；自诊断功能，可以检测内部故障；PEDC 通过MODBUS 网络转换器以标准的 MODBUS、TCP/IP协议提供光纤接口与 ISCS 进行网络连接，实现与ISCS 通信。接口功能主要有：硬线接口、RS485 串行接口、RJ45 以太网接口、源接口。2.2 2.2 站台端头控制盘站台端头控制盘 PSLPSL PSL 位于站台两侧的端门外边。PSL 面板上安装有操作指示灯、按钮开关、钥匙旋转开关。操作指示灯包括 PSL 允许指示、ASD 开门指示、关闭锁紧指示、互锁解除指示。试灯、开门、关门 3 个开关为按钮型。互锁解除操作、允许操作开关均为旋转型。PSL 面板内部配备了与单元控制器进行连接的电源接口和硬线接口，如图 3 所示。站台端头控制盘 PSL 的主要功能：PSL 可以控制单侧滑动门的开关，信号系统失灵时，可操作 PSL进行开关门；当个别门体不能锁闭，造成列车无法离站，可通过 PSL 上的“互锁解除”，发出允许离站指示。图图 3 站台端头控制盘站台端头控制盘 PSL 2.3 2.3 车站综合后备盘车站综合后备盘 IBPIBP IBP 位于车站控制室面板上，分上行和下行控制。只有授权的工作人员或值班站长才可以操作。IBP 盘表面上装有 1 个操作允许钥匙开关、1 个开门按钮、3 个门状态指示灯，如图 4 所示。车站综合后备盘 IBP 的主要功能：对正在运行的安全门的运行和状态进行监控；当发生紧急情况时，进行紧急控制；当站台着火时，紧急控制盘把门的开门命令发送到 PEDC，PEDC 将处理该指令并使所有带门机的安全门打开，不管列车进站长度如何，安全门均将全部打开以保证疏散。图图 4 4 综合后备盘综合后备盘 IBPIBP 精密制造与自动化 2023年第1期 56 2.4 2.4 门机控制器门机控制器 DCUDCU 门机控制器DCU安装在滑动门上方的顶箱内，每对滑动门都有 1 个 DCU，DCU 主要由集成微控制器（MCU）的逻辑单元、驱动单元、接口电路以及相关软件组成。DCU 控制功能包括控制门体开关、站台侧指示灯、语音报警。监控功能主要包括内部状况、门锁、应急门开关、模式开关、地址编码器的监控。通信功能主要包括系统维护工具接口、现场数据总线链路。保护功能有速度、电机过流、过压、障碍物探测保护。2.5 2.5 就地控制盒就地控制盒(LCB)(LCB)就地控制盒（LCB）位于滑动门门楣右下方，每对滑动门配置一套就地控制盒，只能由站台工作人员或屏蔽门维修人员进行操作。LCB 一般通常设置“自动”、“隔离”、“手动开”、“手动关”四个档位模式。就地控制盒 LCB 功能包括：通常情况下，LCB被打在“自动”位，DCU 采集开关门指令。检修时，切换到“隔离”位，此扇门的电力被切断，锁闭回路没被切断，门的状态仍被监视；当处于“手动关”或“手动开”位时，旁路了它的锁闭回路，PSC 的指令失效，如图 5 所示。图图 5 就地控制盒就地控制盒 LCB 3 3 屏蔽门系统控制方式屏蔽门系统控制方式 依据滑动门的操作位置、操作方式，屏蔽门系统控制分为系统级控制、站台级控制、车站级控制、就地级控制，对应着屏蔽门系统的 3 种运行模式，即正常运行模式、非正常运行模式、紧急运行模式。3.1 3.1 系统级控制系统级控制 系统级控制，正常运行模式，由信号系统直接对屏蔽门进行控制。其开关门流程如图 6 所示。图图 6 系统级控制开关门系统级控制开关门 屏蔽门系统具有防夹人或夹物检测装置，关门时，滑动门探测到超过 5mm（宽）40mm（厚）的物体时，滑动门重新开启，延迟几秒后，再重新执行关门动作。当关门动作重复 3 次仍无法闭合时，门体会自动开启，发出声光报警。3.2 3.2 站台级控制站台级控制 站台级控制，也称就地控制盘(PSL)控制，属于非正常运行模式，是由列车司机或站台工作人员通过站台就地控制盘对滑动门进行开关门的控制。PSL 操作适用情形包括：（1）屏蔽门系统维护期间及屏蔽门安装工程验收时的系统测试；（2）信号系统故障、屏蔽门自控系统故障导致系统级控制方式不能开关门；（3）全部关闭后，“锁闭”信号丢失或SIG 无法确认门体是否锁闭。开门时，先转换到“PSL 允许”模式，然后操作PSL 开/关门，滑动门开始打开，“关闭锁紧”状态指示灯熄灭。滑动门门体全部打开后，“开门指示”灯变亮。关门时，操作 PSL 开/关门钥匙。关闭锁紧后，“关闭锁紧”灯变亮。3.3 3.3 车站级控制车站级控制 车站级控制，是一种紧急、非正常运行模式。车站出现火灾，操作 IBP 盘，打开对应侧的屏蔽门。在此模式下，信号系统与 PSL 对屏蔽门的控制信号被旁路，无法控制屏蔽门运行。IBP 操作适用情形包括：（1）列车停运期间的系统测试；（2）站台或站厅等处出现火灾。3.4 3.4 就地级控制就地级控制 就地级控制，非正常运行模式，包括 LCB 控制和人工操作。适用情形包括：（1）个别滑动门出现 圣祝素 浅析地铁屏蔽门控制系统的应用 57 故障不能自动打开；（2）单道滑动门进行维修、保养、检测；（3）系统控制出现故障、系统电源不能正常工作、整侧滑动门出现故障。4 4 屏蔽门的开关门控制权限屏蔽门的开关门控制权限 4.1 4.1 屏蔽门开关门控制权限比较屏蔽门开关门控制权限比较 屏蔽门系统在自动运行模式下，由信号系统(SIG)通过 PSC 对 DCU 进行控制；当 SIG 或 PSC有故障时，需要通过站台两端的 PSL 对 DCU 进行控制；当发生紧急状况时，由车站 IBP 对 DCU 进行控制；当屏蔽门系统滑动门无法电动运行时，需要手动打开滑动门。当屏蔽门进行检修时，可通过LCB 控制滑动门。其中手动开门属于机械式开门方法，优先于电动开门方式，具体控制等级如图 7 所示。图图 7 7 屏蔽门控制等级屏蔽门控制等级 4.2 4.2 SIG/IBP/PSLSIG/IBP/PSL 的三级开关门控制命令回路的三级开关门控制命令回路 根据屏蔽门控制系统的控制等级，可以绘制出SIG/IBP/PSL 的三级开关门控制命令回路，如图 8所示。IBPE 是 IBP 的使能继电器，IBPO 是 IBP 的开门继电器；LOR 是 PSL 的使能继电器，LOT 是PSL 的开门继电器；CT 是信号系统 SIG 的关门继电器，OT 是信号系统 SIG 的开门继电器，OFR 是开门故障检测继电器。从图中可以看出 IBPE 所在的回路开关闭合时，联动开关使得另一路信号断开，所以 IBP 在该电路中的控制权限最高；LOR 所在的回路开关闭合时，联动开关使得另一路信号断开，所以 PSL 比 SIG 的控制权限高。图图 8 SIG/IBP/PSL 的三级开关门控制命令回路的三级开关门控制命令回路 5 5 结语结语 文中就地铁屏蔽门的控制系统进行了分析，首先介绍了地铁屏蔽门控制系统的组成及其功能，并对屏蔽门系统控制方式也进行了阐述，最后结合SIG/IBP/PSL 的三级开关门控制命令回路对屏蔽门的开关门控制权限进行了分析与总结。只有对地铁屏蔽门控制系统有足够的了解，才能真正意识到控制系统是如何对整个屏蔽门系统进行控制，实现屏蔽门系统的安全运营。参考文献 1 梁永波.地铁屏蔽门控制系统介绍J.科技资讯,2009(19):69.2 翁桂鹏.城市轨道交通车站屏蔽门系统运行与维护M.成都:西南交通大学出版社,2018.3 魏九妹.地铁屏蔽门的控制系统设计分析J.内燃机与配件,2020(6):69-70.