屏蔽門控制系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)與技術(shù)探討

【摘要】本文主要介紹了屏蔽門的功能設(shè)計(jì)以及構(gòu)成要素，探討分析了屏蔽門的電氣控制系統(tǒng)及其整體框架，研究屏蔽門的實(shí)現(xiàn)原理以及技術(shù)要點(diǎn)，主要是分析了其伺服驅(qū)動系統(tǒng)，現(xiàn)場總線以及監(jiān)控軟件，希望可以為屏蔽門的設(shè)計(jì)以及建造技術(shù)提供參考性價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】屏蔽門；控制系統(tǒng)；功能設(shè)計(jì)；技術(shù)探討

作為機(jī)電一體化產(chǎn)品，屏蔽門系統(tǒng)常見于輕軌以及地鐵設(shè)施的站臺邊緣區(qū)域，這樣能夠有效隔離行車隧道和車站站臺，并且與列車門進(jìn)行對應(yīng)設(shè)置，可以對屏蔽門進(jìn)行多級控制開關(guān)。在地鐵站臺安裝屏蔽門，可以減少車站通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行能量消耗，還能夠降低列車行駛期間產(chǎn)生的噪音，避免出現(xiàn)乘客落軌情況發(fā)生。提升車站的服務(wù)水平。

1、闡述屏蔽門系統(tǒng)的功能

一般情況下，車站軌道的屏蔽門所具備的功能在于以下幾個(gè)方面：（1）安裝屏蔽門能夠避免出現(xiàn)物體或者人意外落入列車軌道，降低意外交通事故的發(fā)生率，提升運(yùn)行實(shí)效性，同時(shí)能夠加大候車空間。（2）車站軌道的屏蔽門可以減低行車軌道區(qū)域與站臺區(qū)域之間氣流交換，能夠改變地下車站通風(fēng)系統(tǒng)，減少車站通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行能量消耗。（3）在車站基礎(chǔ)設(shè)施和地鐵車輛之間，屏蔽門可以充當(dāng)緊急欄障，并且其功能作為安全系統(tǒng)的一部分，整合車站的安全。（4）安裝屏蔽門可以有效較低列車行駛期間產(chǎn)生的噪音，避免影響車站乘客，提升車站的候車環(huán)境。（5）安裝屏蔽門有利于管理乘客，使其可以有秩序地上下車。在出現(xiàn)火災(zāi)等意外災(zāi)害時(shí)，可以借助緊急后備盤對屏蔽門進(jìn)行有效控制。

2、屏蔽門控制系統(tǒng)

2.1系統(tǒng)功能

電氣設(shè)計(jì)中分控制與監(jiān)視系統(tǒng)、電源系統(tǒng)和門機(jī)系統(tǒng)，其中控制部分采用硬線方式連接，監(jiān)視部分采用總線方式連接。

控制與監(jiān)視系統(tǒng)主要是集成站臺每測屏蔽門的信息，并且可以就地控制和功能測試等，其次就是可以利用總線對全部屏蔽門信息進(jìn)行收集；可以修改門控單元參數(shù)，并且可以對屏蔽門的故障診斷信息進(jìn)行有效存儲，記錄系統(tǒng)在正常運(yùn)行狀態(tài)下的數(shù)據(jù)信息；最后就是可以對驅(qū)動電源信息進(jìn)行收集。

2.2系統(tǒng)框架

下圖為屏蔽門控制系統(tǒng)的框架圖，根據(jù)圖示可以看出，屏蔽門的控制中心為中央接口盤PSC，每個(gè)車站的屏蔽門/安全門設(shè)備室設(shè)置一套中央接口盤PSC。中央接口盤PSC由兩套相同、相互獨(dú)立的子系統(tǒng)組成，每個(gè)子系統(tǒng)包括一套邏輯控制單元（PEDC）和一套監(jiān)控主機(jī)PLC。中央接口盤PSC還包括與信號系統(tǒng)的硬線接口、與綜合監(jiān)控系統(tǒng)的RS485串行接口、與PSA和PSC盤面顯示終端LCD的RJ45以太網(wǎng)接口、接線端子排及柜體面板上的相關(guān)按鈕開關(guān)、指示燈和維修插口（連接PTE）等。

按照上圖所示，遠(yuǎn)程監(jiān)視器和中央接口盤之間的通信傳輸主要是依靠屏蔽雙絞線實(shí)現(xiàn)；中央接口盤與門控單元之間既有總線連接也有硬線連接。對設(shè)計(jì)人生安全和設(shè)備系統(tǒng)安全的信號傳輸必須使用硬線連接，比如安全回路以及開關(guān)門命令等。

2.3系統(tǒng)操作的優(yōu)先等級

對于系統(tǒng)用戶而言，屏蔽門系統(tǒng)的控制方式分三種：手動解鎖控制，站臺控制（就地控制盒LCB、IBP控制和就地控制盤PSL）和系統(tǒng)控制，其中最高優(yōu)先等級的是手動操作，最低優(yōu)先等級的是系統(tǒng)操作。手動操作主要是由操作人員通過三角鑰匙直接操作滑動門；站臺操作主要是操作人員利用車站就地控制設(shè)備操作滑動門；系統(tǒng)控制主要是通過SIG信號系統(tǒng)控制滑動門。

針對屏蔽門系統(tǒng)操作人員，可以進(jìn)行繼電器控制以及可編程序控制器進(jìn)行系統(tǒng)控制，主要是利用收集系統(tǒng)測試上的切換開關(guān)進(jìn)行切換。系統(tǒng)處于可編程序控制之下，其他控制系統(tǒng)就不能發(fā)揮作用，在繼電器控制系統(tǒng)之下，其他控制系統(tǒng)仍然可以發(fā)揮功效。

3、控制系統(tǒng)的技術(shù)要點(diǎn)

3.1伺服驅(qū)動系統(tǒng)

屏蔽門的主要設(shè)備在于門機(jī)，門機(jī)的重要組成部分為門控單元，伺服驅(qū)動是門控單元的重要部件，主要包括伺服驅(qū)動器以及電機(jī)。如果考慮建設(shè)運(yùn)行成本，門機(jī)當(dāng)中的伺服驅(qū)動占據(jù)50%，占據(jù)屏蔽門系統(tǒng)每單元的16%。現(xiàn)階段，我國大多數(shù)屏蔽門生產(chǎn)企業(yè)的通用件都是外購，雖然具有較好的性能，但是也相應(yīng)提升了建設(shè)成本，還有部分屏蔽門需要設(shè)置控制器，這樣就會在一定程度上提升系統(tǒng)的安全問題。發(fā)達(dá)國家掌握了伺服驅(qū)動的重要技術(shù)要點(diǎn)，這樣可以自身生產(chǎn)控制器和電機(jī)，最大限度地減少投資成本，提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

伺服驅(qū)動主要是通過機(jī)械運(yùn)動產(chǎn)生動力，控制對象為電動機(jī)，核心是控制器，執(zhí)行機(jī)構(gòu)為電力功率變換裝置來實(shí)現(xiàn)電氣傳動自動控制。以上控制裝置可以將電能逐漸轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，這樣就可以滿足機(jī)械運(yùn)動。

3.2監(jiān)控軟件

監(jiān)控軟件主要是運(yùn)行在遠(yuǎn)程監(jiān)視器和中央接口盤，可以對系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測。現(xiàn)階段，該監(jiān)控系統(tǒng)的編程語言為可視化BASIC語言，該編程語言可以實(shí)現(xiàn)軟件的功能，然而，大多數(shù)用戶為了提升監(jiān)控系統(tǒng)的性能，使用的是可視化C++語言。通常情況下，監(jiān)控系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)都是按照模塊化進(jìn)行，并且根據(jù)不同功能將其劃分為其他子模塊，隨時(shí)為主控模塊服務(wù)。監(jiān)控系統(tǒng)軟件可以通過創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫，利用總線連接方式，對門控單元的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，并且能夠處理與邏輯控制系統(tǒng)之間的關(guān)系，利用網(wǎng)絡(luò)連接方式向總控制中心傳遞車站數(shù)據(jù)信息，并且可以將以上數(shù)據(jù)信息進(jìn)行存儲記錄，這樣有利于日后查詢運(yùn)行故障以及調(diào)整嚴(yán)重安全事故等。

結(jié)語：

屏蔽門控制系統(tǒng)具有較大的復(fù)雜性，現(xiàn)階段我國的屏蔽門控制系統(tǒng)還需要采用進(jìn)口方式獲取核心技術(shù)，這就要求我國科研人員加大對屏蔽門控制系統(tǒng)的開發(fā)研究，不斷培養(yǎng)高精尖屏蔽門系統(tǒng)工程人員，這樣才能自主開發(fā)屏蔽門系統(tǒng)。隨著當(dāng)前不斷修建的地鐵交通，也相應(yīng)提升了屏蔽門系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，給予此發(fā)展趨勢下，我國應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對屏蔽門控制系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)與技術(shù)的重視程度。

參考文獻(xiàn)：

[1]于航，馮進(jìn)峰.地鐵屏蔽門控制系統(tǒng)中PLC設(shè)備與監(jiān)控系統(tǒng)通信方式研究[J].城市軌道交通研究，2016，19（01）：52-55.

[2]潘仲杰，李波波，鄭書祥.基于GCS通用控制系統(tǒng)的屏蔽門門機(jī)運(yùn)動參數(shù)自動化測試系統(tǒng)[J].自動化應(yīng)用，2016，12（07）：24-26.

[3]李游.城市軌道交通屏蔽門系統(tǒng)功能定位與設(shè)計(jì)[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2016，11（10）：238-239.

[4]王勝國.軌道交通站臺屏蔽門系統(tǒng)及項(xiàng)目實(shí)施控制要點(diǎn)[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2015，13（08）：125-126.