PSC(屏蔽门控制系统).doc

屏蔽门控制系统（PSC）设计
【所在期刊：2007年第3期 总第28期】
更新时间：2008-5-2   来源：轨道交通    作者：吴卫海  人气： 709  [ 字体：缩小  放大 ] 
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关键字：屏蔽门；PSC控制系统；可靠性设计
摘要：屏蔽门是车站机电设备，屏蔽门系统需要控制若干个门单元的运行，允许各种优先级操作并实时监控各单元的状态，本文就屏蔽门的控制系统设计做了一番申述。

1  屏蔽门组成
屏蔽门是地铁车站站台边缘的玻璃门。它具有提高站台安全性，阻挡列车进出站的活塞风的作用，而且由于它将站台与隧道隔离，车站的空调系统的冷气不易散发，从而减少车站环控系统的投资。
站台屏蔽门的长度为车厢的长度。当列车停在站台，且位置正确时，活动门模块（ADM）将与列车的每节车厢的若干个门对准。每个ADM包括一对自动的滑动门，滑动门的两侧是固定门。整侧系统在某些地方用可以打开的应急门代替固定门，这些应急门使乘客在列车门没有对准屏蔽门的情况下能够走出列车。每个活动门模块都有一个门机，门机里面包括操作设备和上部结构部件以及一个门槛，门槛为门体提供安装点，为滑动门运行提供导向槽，同时为站台屏蔽门提供下部土建接口。
2  屏蔽门控制系统（PSC）作用
屏蔽门系统的控制分就地级控制，站台级控制，列车信号系统级控制，火灾模式级控制。就地级控制是每个活动门模块可以独自机械，电气操作；站台级控制，列车信号系统级控制，火灾模式级控制都是通过PSC里的继电器控制活动门模块的运行，PSC是根据各级控制发出的命令对活动门模块进行操作，监视。是各级控制的接口集合体。优先级是站台级，其次是火灾模式级，最后是列车信号系统级。火灾模式级是在车控室操作屏蔽门系统，只能打开屏蔽门。
现在有两种PSC设计方法，一种是把电气系统（主要是处理硬线命令的继电器组）和监控通讯系统组合在一个模块里，成为一个黑盒子。黑盒子的输出输入接口有电源，现场总线网络（监视网络），各级控制的命令、状态的硬线端口，门单元的命令、状态的硬线端口。可以既控制屏蔽门运行，也监控屏蔽门状态、故障，并把相关信息存贮起来。一种是电气系统和监控通讯系统各自独立，把电源，各级控制的命令、状态的硬线端口，门单元的命令、状态的硬线端口集合一起，把现场总线网络（监视网络）独自成一体，与各门单元，PSC里各重要继电器组有接口，从而全面监控系统，电气系统和监视网络收集的若干重要状态如“开门”状态，若干重要故障如“系统故障”通过PSC的指示灯面板反映。个人认为后者较好。首先这样电气和监控通讯两个系统不会相互影响，独立开来以后维修，改造方便其次减低维修成本，一个部件损坏不必整个PSC更换。
3  PSC的接口
（1）与列车信号系统的接口
PSC对列车信号系统有接口，列车进站前会进入连锁区域，要收到前方车站的站台 “所有滑动门/应急门关闭锁紧”信号；然后列车在站台停下后，命令屏蔽门开门，PSC接收此开门信号，并反馈“门打开”状态给列车；离站前要关车门，列车关闭车门同时命令屏蔽门关门门，PSC接收此关门信号，并反馈“所有滑动门/应急门关闭锁紧”给列车；此时列车可以离站；在出站连锁区域内，列车依然要收到后方的“所有滑动门/应急门关闭锁紧”信号。如果在列车关门命令发出若干时间后，没有收到“所有滑动门/应急门关闭锁紧”信号，则需要站务人员确认现场情况后，在就地控制盘（PSL）发出“互锁解除”信号，由PSC反馈给列车，列车才能离站。
（2）与门单元的接口
PSC发出“开门”命令给门单元控制器（DCU），并接收DCU反馈的“开门”状态信号；PSC发出“关门”命令给门单元控制器（DCU），并接收DCU反馈的“所有滑动门/应急门关闭锁紧”状态信号。应急门的状态通过邻近的DCU反馈给PSC。PSC的电气系统只接收“所有滑动门/应急门关闭锁紧”的信号，具体门单元的状态，故障是在监控通讯系统里显示。
（3）与就地控制盘（PSL）的接口
就地控制盘（PSL）是站台侧控制该侧屏蔽门运行的电气开关组合，可以让站务人员，列车司机在列车信号系统控制失效时操作屏蔽门。当列车停在站台后需要开门，司机要用钥匙把“PSL操作允许”开关打上，PSC接收“PSL操作允许”信号，如果没有“PSL操作允许”信号司机是操作不了屏蔽门的，这是为提高可靠性设计的；司机按PSL上的“开门”开关按钮，PSL发出“开门”命令通过PSC的继电器组给门单元控制器（DCU），PSC接收DCU反馈的“开门”状态信号；要关门时，司机按PSL上的“开门”开关按钮，PSL发出“关门”命令通过PSC的继电器组给门单元控制器（DCU），PSC接收DCU反馈的“所有滑动门/应急门关闭锁紧”状态信号；当不需要列车信号系统与屏蔽门系统连锁时，人工使PSL的可以自动复位的“互锁解除”开关一直保持闭合状态，PSC接收PSL的“互锁解除”信号。
（4）与火灾模式开关接口
火灾模式开关通常装在车站控制室，是站务人员在紧急时刻使用，可以把整侧屏蔽门打开。站务人员要用钥匙把“火灾模式操作允许”开关打上，PSC接收“火灾模式操作允许”信号，“火灾模式操作允许”开关打上了才能使“开门”按钮操作有效；然后按开关盘上的“开门”按钮，火灾模式开关发出“开门”命令通过PSC的继电器组给门单元控制器（DCU），PSC接收DCU反馈的“开门”状态信号。
（5）与PSC面板指示灯的接口
接口有：“开门状态”指示；各级“所有滑动门/应急门关闭锁紧”状态指示；“控制系统故障”指示；“PSL操作允许”指示；“互锁解除”状态指示；“火灾模式允许”指示；这些都对PSC与其他部件接口收发的信号和监视网络发出的报警。
（6）与监控通讯系统的接口，
PSC对其他部件的接口收发的信号同时会发给监控通讯系统。
4  PSC的功能设计
很显然，由于优先级的关系，火灾模式继电器组要屏蔽PSL继电器组的动作；PSL继电器组要屏蔽列车信号继电器组的动作。这三级命令继电器的信号都串联。为了可靠操作，由于PSL操作分两步，第一步是使“PSL操作允许”信号形成，第二步才是开关门操作，假设就地级的“开门”命令能自我保持，就地级的“开门”命令和“关门”命令是一个继电器某两对触头通断与否的关系，需要两个继电器单独控制。由于火灾模式操作分两步，第一步是使“火灾模式操作允许”信号形成，第二步才是开门操作，需要两个继电器单独控制。
为了可靠命令发出，列车信号系统级“开门”命令要和“关门”命令互锁。需要两个继电器。
还有显示各种状态，“所有滑动门/应急门关闭锁紧”状态是由一个双切回路开关形成，所以设计一个“关闭”继电器和一个“锁紧”继电器，然后用一个“安全回路关闭锁紧”继电器把状态信号发给PSC面板指示灯，PSL面板指示灯，列车信号系统和监控通讯系统。一个“互锁解除”继电器，把状态信号发给PSC面板指示灯，列车信号系统和监控通讯系统。由于列车信号系统只能接收“所有滑动门/应急门关闭锁紧”状态和“互锁解除”状态中的一个信号，所以这两个信号需要互锁。“所有滑动门/应急门关闭锁紧”状态还要和PSC面板，PSL面板，火灾模式开关盘的“开门”状态指示灯互锁。
5  PSC可靠性措施
如果只有上面的设计，PSC的可靠性不高，还有以下几种情况可能出现：第一是发出“开门”命令后，“所有滑动门/应急门关闭锁紧”状态信号还存在；第二是发出“关门”命令一段时间后，还没接收到“所有滑动门/应急门关闭锁紧”状态；第三是PSC没有接收任何一个命令。第四是“PSL操作允许”状态信号和“互锁解除”状态信号不能同时出现。所以要设计一个到两个命令故障继电器，指示以上错误。
如果要使PSC具有更好检测性，并可以模拟几个回路故障来检查回路的开关情况，那么还需要设计若干测试继电器组，针对“所有滑动门/应急门关闭锁紧”回路，“开门”命令回路，“关门”命令回路，“PSL操作回路”，“火灾模式操作回路”等进行检查。
现仅就信号系统级的命令，状态，可靠性做设计。
设，一个“开门”继电器OR；一个“关门”继电器CR；一个命令故障继电器OFR；一个就地操作允许继电器LOER；一个测试命令故障继电器OFTR；一个火灾模式允许继电器FMER；一个“所有门关闭”继电器ADCR；一个“所有门锁紧”继电器ADLR；一个“所有门关闭锁紧”继电器ADCLR；一个安全回路测试继电器SLTR。
如图示：

6  结论
屏蔽门控制系统的设计关键在于可靠性，一要保证操作可靠性，一要保证各种意外情况出现时可以妥善处理。可以从提高硬件质量来增加可靠性，但更好的办法是从功能设计上考虑各种情况，针对情况做出部署，或优化程序，或增加安全继电器，从而达到系统所需的安全等级。类似的设计已在广州地铁二，三号线的屏蔽门系统上应用。
参考文献
[1] 西屋公司.广州地铁二号线屏蔽门项目系统设计文件PEDC功能技术规格[G].2001
[2] 广州市地下铁道总公司.广州市规道交通三号线屏蔽门系统采购合同第二册[G].2003
（吴卫海：电气技术助理，主要研究机电一体化，现场总线控制等课题。现主管广州地铁三号线屏蔽门，电梯专业维保相关工作。）