浅谈地铁屏蔽门

浅谈地铁屏蔽门控制系统

作者：刘鑫美：

摘要：

地铁屏蔽门系统对于我国大多数人来说还是很陌生的, 本文以广州地铁为例，阐述了地铁屏蔽门控制系统的构成和功能.并对现场总线技术在其系统中的应用及屏蔽门系统与其他相关专业接口问题做了简明扼要的介绍。

关键词：

构成、功能、现场总线、接口、原理框图。

1、引言

地铁屏蔽门系统是一个典型的机电一体化产品,其沿站台边缘布置，将车站站台与行车隧道区域隔离开，降低车站空调通风系统的运行能耗。同时减少了列车运行噪音和活塞风对车站的影响，防止人员跌落轨道产生意外事故，为乘客提供了舒适、安全的候车环境，提高了地铁的服务水平。在我国轨道交通建设中，广州地铁2号线是国内首次引入屏蔽门系统，并在实际应用中取得了良好的经济、社会效益的地铁线路。目前已建成的地铁线路有些正在筹备加装屏蔽门（或安全门）系统（如广州一号线），新建线路多数设计采用屏蔽门（或安全门）系统。

2、系统构成

屏蔽门控制系统主要由中央接口盘（PSC）、就地控制盘（PSL）、门控单元（DCU）、通讯介质及通讯接口及外围设备等组成。中央接口盘(PSC)又由主监视系统（MMS）、两个单元控制器（PEDC）、接线端子、接口设备及控制配电回路组成。典型站配置一个中央接口盘（PSC）、两个就地控制盘（PSL）、每扇滑动门一个门控单元（DCU）。

3、系统功能及实现

3.1、控制功能

屏蔽门控制系统具有系统级控制(SIG)、站台级控制（PSL）、手动操作控制、火灾模式（IBP）。其中以手动操作控制优先级最高，系统级最低。只有在执行完优先级的操作后，才可以进行低级别的操作。

3.1.1、系统级控制(SIG)

系统级控制是在正常运行模式下由信号系统（SIG）直接对屏蔽门进行控制的方式。在系统级控制方式下，列车到站并停在允许的误差范围内时（如：±300mm），信号系统向屏蔽门每侧单元控制器（PEDC）发送“长/短车开/关门”命令，单元控制器（PEDC）通过门控单元（DCU）对每扇滑动门进行实时控制，实现屏蔽门的系统级控制操作。单元控制器（PEDC）与门控单元（DCU）通过可靠的硬线连接。

3.1.2、站台级控制（PSL）

站台级控制是由列车驾驶员或站务人员在站台的就地控制盘（PSL）上对屏蔽门进行“开/关门”的控制方式。当系统级控制不能正常实现时，列车驾驶员或站务人员可在就地控制盘（PSL）上通过“专用钥匙”及”开/关门按钮”对屏蔽门进行“开/关门”操作，实现屏蔽门的站台级控制操作。

3.1.3、手动操作控制

手动操作是由站台人员或乘客对屏蔽门进行的操作。当控制系统电源故障或个别屏蔽门操作机构发生故障时，站台工作人员可在站台侧用“专用钥匙”或乘客在轨道侧通过“开门把手”打开屏蔽门。并将相关状态信息上传。

3.1.4、火灾模式控制（IBP）

在隧道/车站发生火灾时，为了配合车站环控系统执行火灾模式，屏蔽门系统必须接受控制，由车站工作人员通过在车站综合控制室的应急后备盘(IBP)上的按钮对屏蔽门系统进行紧急操作。所有连接采用硬线连接。

3.2、监视功能

主监视系统（MMS）是中央接口盘（PSC）核心部分，完成每侧屏蔽门单元相关信息的集成，其通过监视单元控制器（PEDC）、门控单元(DCU)、电源系统和与主控系统（MCS）

及系统维修终端（SMT）的通讯完成以下功能：

1）收集PSC,PSL,IBP 以及屏蔽门电源的信息；

2）通过内部屏蔽门网络收集全部DCU信息；

3）提供维修数据；

4）允许对DCU参数进行修改；

5）允许下载新的DCU软件；

6）把屏蔽门数据通过光纤送到MCS；

7）屏蔽门故障警报储存，屏蔽门正常系统运行记录；

8）DCU的自诊断数据传送到MMS；

9）MMS的储存采用硬盘。储存量满足信息储存要求；

10）打印数据；

11）MMS能储存DCU的故障诊断信息；

12）MMS从MCS下载GPS时钟。

3.2.1、单元控制器（PEDC）

单元控制器（PEDC）与主监视系统(MMS)之间的监测信号是通过可靠的硬线连接来实现的。每个单元控制器（PEDC）将为主监视系统(MMS)的逻辑输入模块提供其操作状态（逻辑电平信号）。由主监视系统(MMS)监测屏蔽门系统的基本操作状态，如：来自信号系统(SIG)的“开长/短车门”和“关门”命令信号、来自站台就地控制盘(PSL) 的“PSL操作允许”信号、来自站台就地控制盘(PSL)的“互锁解除”信号、来自就地控制盘（PSL）启动的“开长/短车门”命令及“关门”命令、来自IBP盘上启动的“开门”命令及“关门”命令信号、“所有ASD/EED关闭且锁紧”信号等。

3.2.2、门控单元(DCU)

门控单元（DCU）与主监视系统(MMS)之间的监视是通过使用通讯网络（现场总线）来实现的。每个门控单元（DCU）在网络上都有一个唯一的地址，工程上，为了便于管理和标识，每个门控单元（DCU）的地址可取决于门控单元（DCU）在站台上的位置（上/下行线、门单元号）。由主监视系统（MMS）监测门控单元（DCU）的相关状态信息。

3.2.3、电源系统

主监视系统(MMS)与电源系统之间的监视是通过触点形式及总线方式来实现的，主监视系统（MMS）与电源系统的监控模块通讯，采集、监视其电源装置的UPS输出电压、电流，

隔离变压器输出的电压、电流，蓄电池浮充电压、电流等信息。

3.2.4、与主控系统（MCS）通讯

屏蔽门系统的重要故障信息、工作状态信息（如：）纳入主控系统集成范围，由主控系统集中实现对重要故障信息、工作状态信息的显示、报表、统计及打印功能。

3.2.5、与维修工具（SMT）通讯

维修工具（SMT）是屏蔽门系统日常维护、查询、修改系统参数的必备工具，实际上为一台装有系统软件的便携式笔记本电脑，其通过现场总线接口（或RJ45口）与主监视系统（MMS）及门控单元（DCU）通讯，完成对系统的日常维护、查询、参数修改等工作。

4、系统信息集成

4.1、概述

如前所述，屏蔽门控制系统必须完成控制和监视两项基本功能，门控单元（DCU）完成每扇门的具体控制功能，而主监视系统（MMS）完成整个车站所有门单元的相关信息集成,并提供与主控系统接口的界面，完成屏蔽门系统的监视功能。在车站范围内，每个门控单元（DCU）的检测到的对应滑动门的状态信息必须通过现场总线网络与主监视系统进行通讯；在整条地铁线路范围内，每个车站的主监视系统（MMS）与主控系统通过以太网接口建立通讯。

鉴于现场总线技术的开放性、互可操作性与互用性、高度分散性及对现场环境适应性等特性，目前广泛应用于工业控制领域，并取得了良好的效果，在屏蔽门系统中主监视系统（MMS）与门控单元（DCU）的通讯网络就使用了现场总线技术，下面以广州地铁为例，简单介绍LonWorksâ现场总线及CANbus现场总线。

4.2、LonWorksâ现场总线

LonWorks现场总线技术，它是由美国Ecelon公司推出并由它们与摩托罗拉、东芝公司共同倡导，于1990年正式公布而形成的。它采用了ISO/OSI模型的全部七层通讯协议，采用了面向对象的设计方法，通过网络变量把网络通信设计简化为参数设置，其通讯速率从300bps至15Mbps不等，直接通信距离可达到2700m(78kbps，双绞线),支持双绞线、同