基于CAN總線的地鐵屏蔽門控制及實現(xiàn)研究

何興曦

摘要：本文主要分析了地鐵屏蔽門的控制系統(tǒng)以及其中存在的一些問題，并重點介紹了CAN總線對地鐵屏蔽門控制的有效性，還能進一步提高數(shù)據(jù)之間的共享效率，還能實現(xiàn)實時的信號轉(zhuǎn)換。這些優(yōu)點都進一步提高了地鐵屏蔽門系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全度，另外在CAN總線的支持下，也能進一步提高人們乘坐地鐵的滿足感和體驗感，是推動我國現(xiàn)代化發(fā)展的重要舉措。

關(guān)鍵詞：CAN總線;地鐵屏蔽門;控制系統(tǒng)

地鐵屏蔽門是將建筑、機械、電子以及控制等學科集于一體的全新機電一體化產(chǎn)品，也是根據(jù)地鐵站臺邊緣的特殊結(jié)構(gòu)進行設置，可以有效的將列車和地鐵站臺的候車室進行隔離。除此之外，安裝地鐵屏蔽門還能有效防止乘客不慎跌落或者是跳下軌道而產(chǎn)生危險，提高乘客乘坐地鐵的舒適度和安全度。并且，屏蔽門系統(tǒng)也是一種高科技產(chǎn)品，它所具有的節(jié)能、環(huán)保和安全功能也是我們一直所追求的。

1 系統(tǒng)基本單元及功能

在地鐵屏蔽門中有主控機PSC，它是整個監(jiān)控系統(tǒng)的核心，也被放置在站臺的設備室內(nèi)，起到監(jiān)視和控制車站中所有屏蔽門的作用，還對設備的運行狀態(tài)和參數(shù)進行記錄，可以及時的發(fā)現(xiàn)問題，也能為每個門機系統(tǒng)提供相關(guān)的控制和通信信號。主控機PSC主要有以下幾個功能：一是接受信號系統(tǒng)的開門和關(guān)門，并對屏蔽門進行信號控制;而是接受PSL、PEC、PST等控制信號，主要是對屏蔽門發(fā)出不同的指令;三是發(fā)送開關(guān)門的相應信號到DCU，進而對門機進行控制;四是接受紅外光幕信號，進而保證門控的安全可靠性;五是在輸入端進行相應的濾波操作，這也是為了防止干擾信號產(chǎn)生的錯誤反應。對于另一部分監(jiān)控界面MMS來說，是整個系統(tǒng)的監(jiān)控界面，它的操作環(huán)節(jié)就是引導用戶對當前站臺的屏蔽門運行、報警、故障燈運行狀態(tài)進行查看，也可以進一步修改屏蔽門的運行延遲時間以及相應的運動曲線等。對于車站監(jiān)視裝置PSA來說，它主要是在車站的監(jiān)控室，也是為了在發(fā)生故障時或者其他火災等緊急情況下，相關(guān)管理人員可以授權(quán)進而開啟或者關(guān)閉屏蔽門。另外，就是站臺控制盒PSL，主要位于上下行的站臺首個車廂的?？课恢?，并且經(jīng)過相關(guān)的PEC授權(quán)后，站臺管理人員也可以在確保安全的前提下進行下一步操作。緊急控制箱PEC也是設置在車站監(jiān)控室，也是為了應對相應的緊急情況。測試面板PST可以應用在調(diào)試時或者是沒有信號系統(tǒng)的情況下。門機控制器DCU也是主要負責接收相應的PSC控制信號，對屏蔽門的相關(guān)操作進行控制。還有其他功能不一一贅述，具體如下圖 1所示：

2 實時監(jiān)控系統(tǒng)設計思路

實時監(jiān)控系統(tǒng)主要包括MMS軟件和PSA軟件，而MMS軟件主要是利用以太網(wǎng)和PSC系統(tǒng)進行通訊，并獲得相關(guān)的信息。但是，其中PSC是核心，也是通過總線以及硬線的回路對各個門機實行監(jiān)控操作，這樣也可以對整個車站的地鐵屏蔽門進行監(jiān)控，避免危險的發(fā)生。除此之外，為了確保高可靠性和無停機時間，系統(tǒng)還可以對運行的控制信號都通過硬線的方式進行回路傳輸，其中包括SIG、DCU、PSA、PSL等，這樣也可以確保在沒有總線通訊系統(tǒng)的情況下保證地鐵屏蔽門也可以自動運行，也可以將總線系統(tǒng)的運行狀態(tài)以及相關(guān)的參數(shù)進行設置和修正。具體情況如下圖 2所示：

這個監(jiān)控系統(tǒng)主要是通過更加直觀的畫面呈現(xiàn)方式對到達站臺的屏蔽門系統(tǒng)進行嚴格的監(jiān)控和操作，那么界面設置的合理性、全面性、嚴密性就會影響軟件在實際應用中的效果。另外，在進行軟件開發(fā)過程中，還要學會將編程的技巧靈活融入，這也是為了進一步凸顯系統(tǒng)的實用功能，也能達到豐富界面內(nèi)容的效果。另外，監(jiān)控系統(tǒng)中的菜單欄功能也較為豐富，主要包含登錄、修改密碼、人員管理以及歷史查詢等多項常用功能，另外還有DUC狀態(tài)現(xiàn)實。在通訊系統(tǒng)的實現(xiàn)途徑系統(tǒng)中，還存在很多的問題需要解決，主要集中在MMS監(jiān)控系統(tǒng)和OPCSever的連接、PSA與OPCServer的連接、OPCServer與PSC的通訊、OPCServer與DCU的通訊問題上，另外在對這幾段通訊進行修改時還需要重視心跳維持、監(jiān)視PSC數(shù)據(jù)、MMS修改PSC系統(tǒng)參數(shù)等方面。

3 可靠性設計

地鐵站臺屏蔽門系統(tǒng)的可靠性和安全度是需要進行保證的，因此需要對所有有影響的因素進行排除。另外，還要針對DCU中的直流無刷電機的驅(qū)動部分以及其他方面實施多項措施來提高設備的抗干擾性，這也是為了從硬件和軟件兩個方面來提高設施的性能。另外，在屏蔽門系統(tǒng)中，因為開關(guān)門控制以及信號系統(tǒng)的命令大部分都會采用開關(guān)量方式進行傳遞，這也是提高系統(tǒng)開關(guān)量信號的抗干擾能力。除此之外，在DCU等中還要加入多種監(jiān)測處理的程序，這也是為了降低處理的干擾脈沖信號。對于軟件中輸入端口的信號也要隔段時間進行檢測和維系，并針對檢測結(jié)果相同的方面進行鑒別。另外，還要綜合考慮DCU的單片機在受到干擾時如果失控會產(chǎn)生的結(jié)果。從可靠性方面進行考慮，還要綜合利用多種技術(shù)來提高單片機程序失控時是否會重新復位，進而將機器運行恢復到正常狀態(tài)，這也是為了讓系統(tǒng)處在可控狀態(tài)下的行為。

4 結(jié)束語

綜上所述，基于CAN總線的地鐵屏蔽門控制系統(tǒng)是地鐵發(fā)展的趨勢，也是發(fā)展的方向。將CAN總線技術(shù)與地鐵屏蔽門有效結(jié)合還能構(gòu)建系統(tǒng)通信網(wǎng)絡，也能及時的提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性核實時性，并且這項技術(shù)的成本低、維修也較為簡單，之后還能根據(jù)具體的發(fā)展情況進行升級和擴展。除此之外，這項技術(shù)已經(jīng)在我國上海等城市進行了推廣和運行，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示基于CAN總線的地鐵屏蔽門運行穩(wěn)定，也收獲了良好的效果。

參考文獻：

[1]劉宿城，狄啟飛，劉文杰， 等.地鐵屏蔽門控制系統(tǒng)供電模塊及自主均流[J].電子科技大學學報，2019，48（4）：539-545，585.

[2]華平，孟慶波，張志軍， 等.基于工業(yè)以太網(wǎng)的地鐵典型機電設備監(jiān)控系統(tǒng)[J].城市軌道交通研究，2017，20（9）：131-135，145.

（湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學院，湖南 株洲 412005）