西安地鐵自動檢票機瞬時失電分析研究

井康

[摘要]本文闡述了西安地鐵自動檢票機瞬時失電機制、原理以及各種失電問題原因分級及研究，為自動檢票機后續(xù)供電的升級及改造提供參考。

[關(guān)鍵詞]自動檢票機（AGM）；不間斷電源（uPs）；扇門控制板（PCM）；失電

1研究背景

西安地鐵（北客站一北大街站）區(qū)間發(fā)生的電壓波動事件中，各站AGM失電后出現(xiàn)了不同的狀態(tài)：部分閘機未受影響，自動恢復(fù)；部分閘機進入正常休眠狀態(tài)：部分閘機進入異常休眠狀態(tài)（正常情況下AGM處于休眠模式時扇門打開，而此次進入休眠狀態(tài)的一部分AGM扇門關(guān)閉）。另外，處于休眠狀態(tài)的AGM遠程喚醒后長時間無反應(yīng)。

2AGM失電處理機制

當AGM失電后，AGM主控軟件監(jiān)控到UPS市電丟失，主控軟件會進入休眠狀態(tài)（主控判斷AGM市電丟失后，將不再進行UPS市電監(jiān)控），并向PCM板下發(fā)命令，使扇門常開，有人進入通道時扇門關(guān)閉。

由于廠家未提供“AGM主控監(jiān)測到UPS市電丟失”到“主控向PCM板發(fā)送休眠命令”的時間間隔，各臺AGM掉電后“檢測到市電丟失時間”和“向PCM板發(fā)送休眠命令時間”不完全一樣。

3AGM瞬間失電狀態(tài)實驗測試

搭建測試環(huán)境，設(shè)定失電又加電后導致三種狀態(tài)，分別為“AGM自動恢復(fù)”、“AGM正常休眠”、“AGM異常休眠”。

3.1AGM自動恢復(fù)

針對此情況，在模擬實驗室AGM進行測試，發(fā)現(xiàn)掉電時間為1s左右時（即斷電后再來電的時間間隔為1s），AGM有一定幾率自動恢復(fù)。

實驗分析：由于AGM主控軟件目前對UPS監(jiān)控周期時間為1s，若失電發(fā)生在UPS監(jiān)控間隔，則AGM還未檢測到市電丟失，市電又恢復(fù)了正常供電，AGM在UPS支撐下軟件依舊按照停電前的狀態(tài)運行。由于扇門由市電供電，因此斷電時扇門打開，上電后扇門閉合。此類情況下，閘機的表現(xiàn)為：扇門瞬間打開然后又閉合，設(shè)備整體又進入正常運營狀態(tài)，

邏輯原因分析如圖1所示：

綜上所述，推測“背景事件”3次掉電后，部分AGM之所以能自動恢復(fù)，是因為3次掉電均處于此類設(shè)備的UPS監(jiān)控間隔。

3.2AGM正常休眠

“背景事件”出現(xiàn)了數(shù)次失電的疊加情況，為便于分析，下面將先對一次失電進入正常休眠的情況進行分析，再討論數(shù)次失電的疊加情況。

3.2.1一次失電進人正常休眠

實驗分析，發(fā)現(xiàn)“瞬時失電又來電”時間為2_4s左右時，AGM有較大幾率進入正常休眠模式。此類情況下，當AGM主控軟件監(jiān)控到UPS市電丟失后。主控軟件會進入休眠狀態(tài)，并向PCM板下發(fā)命令，扇門常開，有人進入通道時扇門關(guān)閉。只要在工控機向PCM板下發(fā)命令前上電，PCM板就會接收此命令，打開扇門。邏輯原因分析如圖2所示：

3.2.2多次失電正常休眠

實驗分析：當出現(xiàn)多次掉電情況時，若AGM進入正常休眠，有以下兩種情況：

1）多次掉電時，僅最后一次掉電被AGM主控軟件檢測到。此情況與“一次掉電進入正常休眠”處理方式完全一致。

2）多次掉電中，AGM主控軟件檢測到中間某次掉電后，主控軟件進入休眠狀態(tài)，并向PCM板下發(fā)命令：而由于此次“AGM主控監(jiān)測到市電丟失”一“主控向PCM板發(fā)送休眠命令”的時間間隔較長，最后一次市電恢復(fù)后，PCM板才接收到工控的休眠指令，因此設(shè)備能進入正常休眠狀態(tài)。

3.3AGM異常休眠

3.3.1一次掉電異常休眠

模擬實驗發(fā)現(xiàn)斷電后再來電時間間隔為3-5s左右時，AGM有一定幾率進入異常休眠模式，若斷電后再來電時間間隔為6s以上時，實驗證明AGM進入異常休眠模式。

此類情況下，當AGM主控軟件監(jiān)控到UPS市電丟失后，主控軟件會進入休眠狀態(tài)，并向PCM板下發(fā)命令，而由于此時PCM板還未上電，無法處理此命令，因此此命令不起作用。PCM板上電后會關(guān)閉扇門并保持此狀態(tài)。

邏輯原因分析如圖3所示。

模擬出了臨界狀態(tài)，推測臨界狀態(tài)出現(xiàn)的原因為各臺AGM失電后“檢測到市電丟失時間”和“向PCM板發(fā)送休眠命令時間”不完全一樣，因此右側(cè)的AGM在上電后向PCM板發(fā)送休眠命令，而左側(cè)AGM則在上電前就向PCM板發(fā)送休眠命令。

3.3.2正常休眠后再失電引起異常休眠

經(jīng)實驗測試后發(fā)現(xiàn)：若AGM已進入正常休眠狀態(tài)并再次掉電，則上電后AGM必定進入異常休眠模式。

由于最后一次掉電時，AGM已進入休眠模式，不會再向PCM板發(fā)送休眠命令。而PCM板此次失電時，此前的休眠狀態(tài)參數(shù)會丟失，PCM板上電后會關(guān)閉扇門并保持此狀態(tài)。

故此推測：電壓波動后進入異常休眠狀態(tài)的部分AGM，是在第一次或第二次掉電時，就已檢測到市電失電并進入休眠模式：而在下一次瞬間失電后PCM板此前的休眠狀態(tài)參數(shù)丟失，AGM進入了異常休眠狀態(tài)。

4AGM休眠喚醒分析研究

4.1喚醒成功率測試

針對“背景事件”休眠AGM遠程喚醒后長時間無反應(yīng)的問題，通過模擬實驗，在通過sc對休眠AGM進行的20次喚醒中，出現(xiàn)了2次無法喚醒的情況，喚醒成功率為90%，喚醒時長為3-5分鐘。

4.2遠程喚醒原理分析

4.2.1軟件原理

AGM能實現(xiàn)遠程喚醒，是采用了遠程喚醒WOL技術(shù)（WOL局域網(wǎng)遠程開機技術(shù)）。由網(wǎng)卡配合其他軟硬件，通過給處于待機狀態(tài)的網(wǎng)卡發(fā)送特定的數(shù)據(jù)禎，使工控機從停機狀態(tài)啟動。

經(jīng)過實驗測試，SC上只需安裝Magic Packet Utility工具，即可通過此工具實現(xiàn)AGM的喚醒。

4.2.2硬件原理

工控機的供電電源有24VDC和5VDC兩種，正常工作狀態(tài)下，由24VDC為工控機供電，5VDC不供電；休眠模式下，24VDC掉電，僅有5VDC為網(wǎng)卡供電（供電電流約為150mA，功率較?。?。

[責任編輯：王偉平]