淺談屏蔽門電氣系統(tǒng)控制

尹宏

一、屏蔽門系統(tǒng)構(gòu)成

屏蔽門是指在站臺上以玻璃幕墻或者其他結(jié)構(gòu)幕墻的方式包圍鐵路站臺與列車上落空間的裝置。當(dāng)列車到達(dá)時(shí)，自動(dòng)開啟幕墻上活動(dòng)門供乘客上下列車，當(dāng)列車準(zhǔn)備離站時(shí)，首先自動(dòng)關(guān)閉幕墻上活動(dòng)門防止乘客上下列車，以保證乘客的安全。

站臺的屏蔽門的長度一般與列車長度相適應(yīng)，其中屏蔽門系統(tǒng)中每一個(gè)活動(dòng)門（PSD）與列車的車門一一對應(yīng)，在活動(dòng)門旁邊是固定的玻璃幕墻，另外在屏蔽門的頭端、尾端以及中部均有從軌道車能手動(dòng)推出的端門以及應(yīng)急門。以供乘客當(dāng)屏蔽門出現(xiàn)故障時(shí)能離開隧道。每個(gè)活動(dòng)門均有控制模塊（DCU）、電機(jī)、開關(guān)門導(dǎo)向裝置等部件，以控制活動(dòng)門在電控指令下能開啟或者關(guān)閉屏蔽門。

二、屏蔽門的自動(dòng)控制系統(tǒng)組成

出于安全以及現(xiàn)場服務(wù)的考慮，在控制系統(tǒng)中，除自動(dòng)控制單元外，需要添加就地控制單元（PSL）以及火災(zāi)模式開關(guān)（IBP）兩部分控制，因此，屏蔽門控制系統(tǒng)主要包括以下部分：

1、 自動(dòng)控制模塊

屏蔽門自動(dòng)控制系統(tǒng)主要是采用控制系統(tǒng)（PSC）對應(yīng)每一個(gè)活動(dòng)門的門機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出控制指令，指揮門機(jī)進(jìn)行開關(guān)門的動(dòng)作。每個(gè)門機(jī)又將每個(gè)活動(dòng)門的狀態(tài)通過電信號反饋回控制系統(tǒng)。然后控制系統(tǒng)再進(jìn)行判斷，并將門狀態(tài)通知列車。

2、 就地控制盤

當(dāng)整列屏蔽門控制出現(xiàn)故障無法采用自動(dòng)控制開啟時(shí)，在列車頭端位置需要有一個(gè)手動(dòng)開關(guān)，對屏蔽門系統(tǒng)進(jìn)行開關(guān)，PSL 面板單元與PSC 連接。每側(cè)站臺在端頭墻處與就地控制面板PSL 配置。PSL面板上包括燈、鑰匙開關(guān)與按紐，當(dāng)“就地控制”開關(guān)在“就地激活”模式與“系統(tǒng)測試”模式時(shí)，由專人就地操作活動(dòng)門。

3、 火災(zāi)模式控制盤

屏蔽門緊急控制面板放置在車站控制室內(nèi)：屏蔽門緊急控制面板：在隧道起火或乘客疏散時(shí)，屏蔽門必須處于打開狀態(tài)，保證乘客能夠疏散到安全地帶。

為實(shí)現(xiàn)以上功能，目前PSC控制主要采用兩種模式，一種是將所有信號接口控制元件集成在一個(gè)控制盒內(nèi)，包含有電源、總線控制模塊、三種控制的集成、狀態(tài)反饋的處理單元等，將控制、存儲(chǔ)、反饋于一體，這種模式的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，只需要直接更換控制盒，從而提高了響應(yīng)速度，能快速處理故障。另一種是將控制命令與反饋信號互相分離，在控制命令中又將自動(dòng)控制、就地控制、火災(zāi)模式分離開，系統(tǒng)相對復(fù)雜，優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)其中一部分出現(xiàn)故障，不會(huì)影響到其他系統(tǒng)的故障。

從現(xiàn)場實(shí)際使用情況來看，兩種系統(tǒng)各有優(yōu)劣，但總的看來，采用互相分離的模式故障率由于控制命令與反饋信號的分離，故障點(diǎn)相對較少，更適合使用。

三、屏蔽門的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

在屏蔽門的控制需求中，由于優(yōu)先級的關(guān)系，需要對系統(tǒng)進(jìn)行三級控制，第一級是火災(zāi)模式，第二級為就地模式控制，第三級為自動(dòng)模式控制。在火災(zāi)模式控制中，無論就地模式和自動(dòng)模式為何種狀態(tài)，均不影響火災(zāi)模式的開關(guān)屏蔽門。而在就地模式控制中，必須火災(zāi)模式在處于止?fàn)顟B(tài)下，無論自動(dòng)模式何種狀態(tài)，均可正常開關(guān)屏蔽門。而自動(dòng)模式狀態(tài)下，必須火災(zāi)模式和就地模式處于禁止?fàn)顟B(tài)，才可以實(shí)現(xiàn)關(guān)閉屏蔽門，但在自動(dòng)模式下打開屏蔽門，除必須火災(zāi)模式和就地模式處于禁止?fàn)顟B(tài)下，還必須有屏蔽門關(guān)閉鎖緊狀態(tài)，才允許打開屏蔽門。因此在火災(zāi)模式與就地模式不僅需有開關(guān)門命令，并需要對開關(guān)門命令進(jìn)行互鎖以外，還必須有允許禁止命令，從而實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能。

基于以上的要求，我們的設(shè)計(jì)如下：

其中OT1為開門繼電器，CT1為關(guān)門繼電器，OFR1為關(guān)閉鎖緊時(shí)間繼電器，LOT1為PSL開關(guān)門繼電器，LOR1為PSL允許繼電器，IBPE1為IBP允許繼電器，IBPO1為IBP開關(guān)門繼電器。

1、自動(dòng)命令

當(dāng)列車的開門指令通過信號系統(tǒng)對OT1繼電器進(jìn)行閉合操作時(shí)，即為已發(fā)出開門指令，此時(shí)通過電路分析，我們必須要OFR1為閉合狀態(tài)，LOR1和IBPE1為禁止?fàn)顟B(tài)，開門指令才能正常到門頭，對所有屏蔽門進(jìn)行開門指揮。同理，在列車的關(guān)門指令通過信號系統(tǒng)對CT1繼電器進(jìn)行閉合操作時(shí)，即為已發(fā)出關(guān)門指令，此時(shí)通過電路分析，我們必須要OFR1為閉合狀態(tài)，LOR1和IBPE1為禁止?fàn)顟B(tài)，關(guān)門指令才能正常到門頭，對所有屏蔽門進(jìn)行關(guān)門指揮。由于信號系統(tǒng)的開關(guān)門指令是互鎖形式，所以在屏蔽門系統(tǒng)中，沒有必要對該兩個(gè)繼電器進(jìn)行互鎖。

2、 就地操作

當(dāng)由于自動(dòng)命令已經(jīng)無法對OT1以及CT1進(jìn)行操作時(shí)，我們必須在PSL控制盤對屏蔽門進(jìn)行操作，此時(shí)首先是將PSL盤上的操作模式打到允許位置，即LOR1繼電器為閉合狀態(tài)，即斷開了自動(dòng)操作回路的所有指令，自動(dòng)命令中的所有信號對屏蔽門開關(guān)無任何影響，此時(shí)，再啟動(dòng)PSL開門指令閉合LOT1，通過電路分析，LOT1閉合，LOR1閉合，IBPE1禁止?fàn)顟B(tài)，即可實(shí)現(xiàn)PSL開門指令正常到門頭，對所有屏蔽門進(jìn)行開門操作。同理，PSL盤上的操作模式依然在允許位置，即LOR1繼電器為閉合狀態(tài)，將LOT1禁止，此時(shí)LOR1閉合，IBPE1禁止?fàn)顟B(tài)，即可實(shí)現(xiàn)PSL關(guān)門指令正常到門頭，對所有屏蔽門進(jìn)行關(guān)門操作。同時(shí)由于LOT1繼電器是對PSL開關(guān)門實(shí)現(xiàn)了互鎖。

3、 火災(zāi)模式操作

當(dāng)出現(xiàn)火災(zāi)或其他緊急狀態(tài)時(shí)，在車控室需要對屏蔽門進(jìn)行緊急操作時(shí)，此時(shí)首先將IBP盤上的操作模式打到允許位置，即IBPE1繼電器為閉合狀態(tài)，即斷開自動(dòng)操作回路和PSL操作回路的所有指令，自動(dòng)命令和PSL操作命令對屏蔽門開關(guān)無任何影響。此時(shí)在啟動(dòng)IBP開門指令閉合IBPO1，通過電路分析，IBP01閉合，IBPE1閉合，即可實(shí)現(xiàn)IBP開門指令正常到門頭，對所有屏蔽門進(jìn)行開門操作。同理，IBP盤上的操作模式依然在允許位置，，即IBPE1繼電器為閉合狀態(tài)，將IBPO1禁止，IBPE1閉合，即可實(shí)現(xiàn)IBP關(guān)門指令正常到門頭，對所有屏蔽門進(jìn)行關(guān)門操作。同時(shí)由于IBPO1繼電器是對IBP開關(guān)門實(shí)現(xiàn)了互鎖。

四、結(jié)論語

地鐵屏蔽門系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)。但其核心部分是電氣控制系統(tǒng)，電氣控制系統(tǒng)的主要功能要點(diǎn)在于分級控制、保障安全。我們設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)功能時(shí)必須以此為基礎(chǔ)，提高系統(tǒng)的安全性以及可靠性，以達(dá)到系統(tǒng)的要求。以上類似的設(shè)計(jì)已經(jīng)在廣州地鐵一號線、三號線成功運(yùn)用。