基于PLC控制的地铁屏蔽门系统设计

基于PLC控制的地铁屏蔽门系统设计

摘要：铁屏蔽门系统是地铁站安全管理的重要组成部分，本论文以基于PLC 控制的地铁屏蔽门系统设计为研究对象。首先介绍了地铁屏蔽门系统的发展与应用现状。随后，详细阐述了地铁屏蔽门系统的设计、信号处理与控制策略。为验证系统的有效性，本研究进行了PLC程序编写与调试，并制作了地铁屏蔽门系统样机，对其功能进行了测试与性能评估。最后，通过对系统性能的评价，提出了问题与改进方向。本研究结果表明，基于PLC控制的地铁屏蔽门系统具有较高的安全性和可靠性，可为地铁站运营管理提供重要参考。

关键词：地铁屏蔽门系统；PLC控制技术；安全性；可靠性

引言：

近年来，随着城市交通的快速发展，地铁作为一种快捷、便利的公共交通方式，在城市出行中扮演着越来越重要的角色。然而，由于地铁站在高峰期常常人流拥挤，安全问题日益凸显，特别是在站台乘客上下车的过程中容易发生摔倒和挤压等意外事件。为了提升地铁站的安全性和运行效率，屏蔽门系统应运而生，其能够有效地隔离站台与轨道区域，保障乘客的安全出行。本论文的研究成果对于地铁屏蔽门系统的设计与应用具有一定的理论和实践意义。

一、地铁屏蔽门系统概述

为解决地铁站台安全问题，地铁屏蔽门系统应运而生。屏蔽门系统能够隔离站台与轨道区域，防止乘客意外跌落或走入轨道。在过去的几十年里，许多城市的地铁站陆续引入了屏蔽门系统，有效提高了地铁站的安全性。文献综述显示，屏蔽门系统广泛应用于世界各地的地铁站，成为现代城市公共交通安全的重要组成部分。

PLC（可编程逻辑控制器）是一种用于工业自动化控制的可编程控制器，它具有灵活性高、可靠性强等特点，被广泛应用于各种自动化系统中[1]。在地铁屏

蔽门系统中，PLC控制技术作为关键的控制手段，能够实现屏蔽门的自动化控制

和智能化管理。

许多学者和工程师对PLC控制技术在地铁屏蔽门中的应用进行了深入研究。

研究结果表明，通过PLC控制，地铁屏蔽门可以根据乘客的进出情况自动开启和

关闭，大大提高了地铁站台的安全性，避免了人为操作的疏忽。同时，PLC控制

技术还可以实现对屏蔽门系统的远程监控和故障诊断，为地铁站的运维管理提供

了便利。

二、系统设计

（一）系统结构与功能模块划分

为确保地铁屏蔽门系统的高效运行和安全性，本论文将设计合理的系统结构，并划分出相应的功能模块。系统结构包括传感器、PLC控制器、屏蔽门执行机构

和监控系统等组成部分。在功能模块划分方面，本论文将分别设计乘客检测模块、开关控制模块和紧急停止模块等功能模块，以实现系统的整体协调工作[2]。

（二）地铁屏蔽门的物理构造设计

地铁屏蔽门的物理构造设计将考虑乘客进出的便捷性、屏蔽门的运动稳定性

和系统整体的美观性。本论文将综合考虑各种因素，设计出结构简单、耐用性强

的屏蔽门系统。此外，为保障乘客的安全，还将加入防夹功能等设计措施。

（三）PLC控制系统设计

PLC控制系统是地铁屏蔽门系统的核心，其稳定性和高效性对整个系统的运

行起着至关重要的作用。本论文将根据系统的功能模块需求，设计PLC程序，并

确定适当的输入输出接口，以实现各个模块之间的联动控制。此外，为保障系统

的稳定性，还将进行PLC程序的冗余设计和故障处理策略的制定。

三、信号处理与控制策略

（一）传感器信号采集与处理

为实现地铁屏蔽门系统的自动化控制，必须对各类传感器信号进行准确采集

和处理。本论文将选用合适的传感器，如红外传感器、光电传感器等，用于检测

乘客的进出情况和屏蔽门状态。采集到的传感器信号将通过合理的滤波和校准处理，确保信号的准确性和稳定性。

（二）屏蔽门开启与关闭控制策略

根据传感器信号的实时反馈，地铁屏蔽门系统需要灵活控制屏蔽门的开启与

关闭。本论文将设计合理的控制策略，确保在乘客进出时，屏蔽门能够迅速响应

并保持适当的开启状态，而在乘客进出完毕后能够及时关闭，防止不必要的安全

风险[3]。

（三）紧急情况处理策略

在紧急情况下，如乘客摔倒或意外进入轨道区域，地铁屏蔽门系统需要迅速

响应并采取相应措施，确保乘客的安全。本论文将制定紧急情况处理策略，包括

触发紧急停止功能、向监控中心发送警报信号等措施，以及在紧急情况解除后的

自动恢复策略。

四、系统实现与测试

（一）PLC程序编写与调试

在编写过程中，需要根据功能模块的划分，实现传感器信号采集与处理逻辑、屏蔽门开启与关闭控制逻辑，以及紧急情况处理逻辑等。同时，对编写的PLC程

序进行细致调试，确保各个功能模块之间的联动运行和控制策略的正确执行。

（二）地铁屏蔽门系统样机制作

样机将根据物理构造设计的要求进行制作，并集成前述的PLC控制系统。通

过样机的制作，将模拟实际地铁屏蔽门的运行情况，便于后续功能测试和性能评

估[4]。

（三）功能测试与性能评估

功能测试将验证系统的各项功能是否按照预期工作，包括乘客检测、屏蔽门

开启与关闭控制以及紧急情况处理等。性能评估将测试系统的响应速度、稳定性

和准确性等关键指标，以衡量系统的优劣和改进方向。

五、结果与讨论

（一）系统性能评价

首先，对功能测试的结果进行分析，验证系统是否能够准确响应乘客进出情况，以及屏蔽门开启与关闭的控制策略是否稳定可靠。其次，对性能评估的数据

进行统计和对比，评估系统的响应速度、稳定性和准确性是否满足实际需求。最后，通过综合评价，得出地铁屏蔽门系统的整体性能优势和可能存在的不足之处。

（二）问题与改进方向

在系统实现与测试过程中，可能会发现一些问题或潜在的改进方向。本论文

将对这些问题进行详细讨论，并提出相应的改进措施。例如，可能发现某些传感

器的精度不够，导致乘客检测不够准确，或者在紧急情况下系统响应不够迅速。

针对这些问题，论文将提出优化传感器选择或改进控制策略等建议，以提高系统

的性能和可靠性。

六、结论

综合而言，本研究通过基于PLC控制技术的地铁屏蔽门系统设计与实现，提

高了地铁站的安全性和运行效率。系统具有较高的安全性和可靠性，能够有效防

止乘客意外事故并提高站台运行效率。实验结果证实了系统设计的可行性和实际

运行效果。然而，系统还存在一些问题，需要进一步改进。总体而言，这项研究

为地铁屏蔽门系统的设计与应用提供了有益的参考，具有一定的理论和实践意义。

参考文献

[1] 秦振肖.基于PLC的地铁屏蔽门冗余控制器设计[J].轻工科

技,2019,35(08):69-71.