對CAN總線的地鐵屏蔽門控制及路徑分析

宋娟娟

摘要：本文主要分析了地鐵屏蔽門控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)介紹了在地鐵屏蔽門中CAN總線的控制路徑及效果，其不僅可以實(shí)現(xiàn)控制信號的實(shí)時交換和數(shù)據(jù)信息共享，而且還可以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性與及時性，提高信號利用率。通過對CAN總線進(jìn)行研究，以期為地鐵屏蔽門的有效控制提供可靠保障，創(chuàng)造出最大化的經(jīng)濟(jì)與社會效益。

關(guān)鍵詞：CAN總線;地鐵屏蔽門;控制路徑

在城市化建設(shè)與發(fā)展階段，地鐵是人們比較常用的出行工具，而地鐵屏蔽門是地鐵站臺中比較常用的防護(hù)性系統(tǒng)，其可以借助屏蔽門驅(qū)動機(jī)構(gòu)與控制系統(tǒng)，來實(shí)現(xiàn)地鐵車門與屏蔽門的同步操作。通常情況下，列車未到站時，屏蔽門將會保持關(guān)閉狀態(tài)，以確保軌道與候車旅客的有效隔離，當(dāng)列車到站以后，屏蔽門將會與列車車門同步打開，保證乘客能夠通過活動門順利出入列車車廂，從而確保了候車旅客的安全。而CAN總線是一種可靠、安全的現(xiàn)場總線，將其應(yīng)用到地鐵屏蔽門控制系統(tǒng)中，能夠確保乘客的安全，確保地鐵列車行車的正常運(yùn)行。

1.地鐵屏蔽門控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成

屏蔽門控制系統(tǒng)地鐵網(wǎng)絡(luò)中比較重要的組成部分，其主要是由中央控制盤（PSC）、門控單元（DCU）、站臺端頭控制盤（PSL）、就地控制盒（LCB）、車站監(jiān)視器（PSA）等設(shè)備組成。圖1描述的是地鐵屏蔽門控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

（1）中央控制盤（PSC）。在地鐵屏蔽門控制系統(tǒng)中，PSC屬于比較重要的接口設(shè)備，其是由兩套獨(dú)立子系統(tǒng)組成，而且每一個子系統(tǒng)又涉及到一套單元控制器（PEDC）和監(jiān)控主機(jī)PLC，其中后者主要是監(jiān)測單個門及屏蔽門系統(tǒng)的相關(guān)信息，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部信息的采集、匯總、收發(fā)和分析，并實(shí)現(xiàn)與系統(tǒng)外部 EMCS和 SIG、系統(tǒng)內(nèi)部各單元之間的信息交換。PEDC選擇了高性能安全繼電器，并通過硬線形式來實(shí)現(xiàn)與站臺端頭控制盤（PSL）、滑動門門控單元（DCU）、車控室IBP盤等連接。實(shí)際上，PEDC主要是對重要狀態(tài)信息和控制命令進(jìn)行處理，包括“緊急開門”命令、“緊急關(guān)門”命令、“緊急操作”執(zhí)行信號、“互鎖解除”信號、遠(yuǎn)程開/關(guān)門命令、端頭控制命令和“門關(guān)且鎖”信號等，其能夠?qū)?shí)現(xiàn)側(cè)站臺屏蔽門開/關(guān)的有效控制。

（2）門控單元（DCU）。對于地鐵屏蔽門控制系統(tǒng)而言，每對滑動門單元都需要在門體上部的頂箱內(nèi)安裝一個DCU，其主要是由微處理器、網(wǎng)絡(luò)接口、電機(jī)的驅(qū)動電路、存儲器、輸入/輸出電路等組成。DCU在屏蔽門控制系統(tǒng)發(fā)揮著不可替代的作用，其負(fù)責(zé)對PSC的控制命令進(jìn)行接收，并對門狀態(tài)信息給予實(shí)時檢測，以達(dá)到控制電機(jī)執(zhí)行開關(guān)門操作的目的，同時具有網(wǎng)絡(luò)通訊功能，可以實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的通訊。在地鐵屏蔽門系統(tǒng)運(yùn)行階段，開關(guān)門命令是通過信號系統(tǒng)發(fā)送至PSC，借助各側(cè)屏蔽門的PEDC能夠從PSC將開關(guān)門指令傳輸至DCU。通常情況下，DCU能夠按照預(yù)先確定的開/關(guān)門時間來有效控制電機(jī)的運(yùn)行速度。電機(jī)在屏蔽門完全打開或關(guān)閉時，則會停止工作，以此來確保地鐵車輛的安全運(yùn)行。

（3）站臺端頭控制盤（PSL）。在地鐵屏蔽門系統(tǒng)正常運(yùn)營過程中，每側(cè)站臺屏蔽門都配備了1套PSL，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，地鐵站務(wù)人員或列車駕駛員在 PSL上來實(shí)現(xiàn)對屏蔽門的開/關(guān)控制。PSL通過硬線來實(shí)現(xiàn)與PSC相連接，并與PEDC形成控制關(guān)系。通常情況下，監(jiān)控主機(jī)PLC能夠?qū)ユi解除鑰匙開關(guān)與PSL開關(guān)門鑰匙開關(guān)的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時、動態(tài)的監(jiān)視和記錄。

（4）就地控制盒（LCB）。LCB面板上安裝了自動/手動/隔離三個檔位以及兩個控制按鈕和轉(zhuǎn)換開關(guān)。在LCB正常工作狀態(tài)下，LCB處于“自動”位置，反之則屬于“隔離”位置。對于LCB面板而言，如果處于“手動”位置時，可以借助兩個控制按鈕來將開/關(guān)門指令發(fā)送給DCU。通過專用電纜能夠確保DCU接口單元和LCB鑰匙開關(guān)的連接，任何每個門單元出現(xiàn)電源故障、網(wǎng)絡(luò)通信故障、門機(jī)故障、DCU故障以及其它故障時，都可以通過LCB來將滑動門DCU電源切斷，這樣可以從整個系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)對故障單元的隔離，而且還可以確保整個系統(tǒng)的正常工作。

（5）車站監(jiān)視器（PSA）。在地鐵屏蔽門系統(tǒng)中，PSA屬于重要的監(jiān)控裝置，其能夠?qū)ζ帘伍T系統(tǒng)的狀態(tài)信息給予實(shí)時監(jiān)控和記錄。在屏蔽門系統(tǒng)運(yùn)行過程中，如果出現(xiàn)緊急狀況，將會將信息傳達(dá)給PSA指示燈上，為后續(xù)搶修工作的順利進(jìn)行提供保障。

2.CAN總線在地鐵屏蔽門控制中的應(yīng)用

在地鐵屏蔽門控制系統(tǒng)中，通過智能節(jié)點(diǎn)可以將中央控制盤（PSC）、站臺端頭控制盤（PSL）、門控單元（DCU）掛接在CAN總線上，以實(shí)現(xiàn)對全分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的有效構(gòu)建，其既能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，而且還可以實(shí)現(xiàn)信息共享。通常情況下，CAN總線網(wǎng)絡(luò)上如果設(shè)備出現(xiàn)故障將會導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)無法正常運(yùn)行。PSC在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中屬于主設(shè)備，其主要負(fù)責(zé)對整個網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。而DCU屬于從設(shè)備，其能夠?yàn)镻SC提供有用信息。在整個CAN總線網(wǎng)絡(luò)中，為了確保PSC與DCU之間的數(shù)據(jù)通信，提高通信的安全性、可靠性，可以選擇雙CAN總線冗余連接。實(shí)際上，在地鐵屏蔽門控制過程中，兩路CAN總線一般是互為熱備用，以達(dá)到網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)同時傳送的目的。一旦某路CAN總線發(fā)生故障時，將會使另一路備用CAN總線開始工作，以此來保證屏蔽門系統(tǒng)的有效運(yùn)行。屏蔽門系統(tǒng)雙CAN總線冗余智能節(jié)點(diǎn)如圖2所示。

3.結(jié)束語

綜上所述，在地鐵屏蔽門系統(tǒng)運(yùn)行過程中，借助CAN總線技術(shù)不僅可以提高控制系統(tǒng)的實(shí)時性和穩(wěn)定性，而且還可以具有良好的擴(kuò)展和升級能力，進(jìn)而確保地鐵屏蔽門的安全、高效運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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