劉沖 許卓

【摘要】地鐵屏蔽門沿站臺邊緣布置，將車站站臺與行車隧道區(qū)域隔離。減少列車運行噪音和活塞風(fēng)對站臺的影響，同時防止人員跌落軌道產(chǎn)生意外事故，為乘客提供了舒適、安全的候車環(huán)境。 屏蔽門門體結(jié)構(gòu)主要包括滑動門、應(yīng)急門、端門、固定門。其中滑動門就是與列車門一一對應(yīng)且同步開關(guān)的門，屏蔽門門控器是每個滑動門的門控制器，接收中央接口盤PSC的命令控制滑動門的開關(guān)動作，同時通過硬線和通訊線傳遞門的狀態(tài)信號。

【關(guān)鍵詞】屏蔽門；控制系統(tǒng)；門控器；DCU；通訊網(wǎng)絡(luò)

1引言

地鐵屏蔽門沿站臺邊緣布置，將車站站臺與行車隧道區(qū)域隔離。減少列車運行噪音和活塞風(fēng)對站臺的影響，防止人員跌落軌道產(chǎn)生意外事故，為乘客提供了舒適、安全的候車環(huán)境。屏蔽門系統(tǒng)由門體結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)組成?？刂葡到y(tǒng)主要包括中央接口盤、門控器、站臺端頭控制盒、緊急控制盤以及通訊網(wǎng)絡(luò)組成。下面主要介紹一下門控器。

2門控器的組成及接口

門控器的主要作用就是接收中央接口盤PSC系統(tǒng)的開、關(guān)門命令，控制本單元門體開、關(guān)動作，同時向監(jiān)控系統(tǒng)反饋門內(nèi)部的狀態(tài)信息。門內(nèi)的主要控制部件有就地控制盤LCB、電磁鎖、直流無刷電機、開關(guān)門位置檢測開關(guān)、指示燈等。就地控制盤LCB安裝在的屏蔽門頂箱門楣上，具有隔離/自動/手動關(guān)/手動開四個檔位，處于“隔離”位置時，單個滑動門單元與系統(tǒng)隔離,在“自動”位置由系統(tǒng)PSC進行控制，手動關(guān)/手動開實現(xiàn)對單門的開、關(guān)動作。電磁鎖是一套鎖機構(gòu)。能夠通過電氣控制達到“鎖緊”和“解鎖”門體的動作，直流無刷電機是門體的驅(qū)動裝置，通過皮帶帶動兩個門扇動作達到開、關(guān)門目的，開、關(guān)門位置檢測開關(guān)采用行程開關(guān)，用來檢測門的“關(guān)閉”和“打開”狀態(tài)。指示燈安裝在每個滑動門頂箱的前蓋板上，用來警示乘客。開、關(guān)門過程中指示燈閃爍(1S)，門故障時快速閃爍（0.5S），門打開狀態(tài)點亮，其它情況下熄滅。

3硬件設(shè)計

核心控制芯片采用微芯PIC30F6010A16位單片機，該單片機具有DSP內(nèi)核、PWM電機控制模塊、4K的EEPROM、8路輸入捕捉、 2.5V~5.5V的寬電壓工作范圍以及工業(yè)級工作溫度范圍。同時支持在線串口編程，響應(yīng)速度等各方面非常適合屏蔽門門控器控制需求。

3.1信號輸入接口

就地控制盤LCB、開關(guān)門位置檢測開關(guān)、應(yīng)急門、端門均采用無源節(jié)點信號，經(jīng)過光耦隔離后輸入到單片機，單片機檢測到信號后進行相應(yīng)控制。

3.2電磁鎖電路

電磁鎖采用24V電磁鐵,通過電磁鐵鐵芯帶動鎖桿達到“鎖緊”和“解鎖”目的,在“鎖緊”和“解鎖”的位置設(shè)置檢測開關(guān), 電磁鐵驅(qū)動采用繼電器控制,單片機通過繼電器給電磁鐵加電,鎖芯被抽出,解鎖;解鎖檢測開關(guān)將信號送回單片機,單片機確認(rèn)鎖已被解開,達到了解鎖的閉環(huán)控制,當(dāng)門需要“鎖緊”時,單片機通過繼電器將電磁鐵斷電,電磁鐵鐵芯由于重力作用落下達到鎖緊目的,“鎖緊”檢測開關(guān)檢測到該信號將其反饋到單片機，達到閉環(huán)控制的目的。

3.3電機驅(qū)動

驅(qū)動器件采用三菱的PS21767 智能功率器件，電機采用110V直流無刷電機，位置反饋采用霍爾器件反饋，根據(jù)不同的反饋信號控制相應(yīng)的開關(guān)管通斷，達到電子換向的目的。通過執(zhí)行不同時序控制達到“正轉(zhuǎn)”“反轉(zhuǎn)”的目的，從而達到開、關(guān)門的目的。根據(jù)每個霍爾信號變化的時間間隔可以計算出電機的速度，升高單片機輸出口的占空比可以提高電機的速度；降低占空比可以降低電機的速度,從而達到了調(diào)速的目的，使電機按照規(guī)定的曲線進行運轉(zhuǎn)。驅(qū)動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下圖所示

3.4通訊接口

控制芯片采用MAX485, 該芯片具有良好的溫度特性、速度特性以及較寬的工作電壓范圍。

通訊接口采用雙RS485接口，兩路接口同時工作，當(dāng)任一接口出現(xiàn)問題都能保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸，同時采取隔離措施使內(nèi)部控制電路與通訊網(wǎng)絡(luò)隔離，能夠保證通訊網(wǎng)絡(luò)的可靠性。

3.5指示燈接口

指示燈接口采用TIL127光耦驅(qū)動，該光耦的驅(qū)動電流達到150mA，可直接驅(qū)動指示燈，指示燈的狀態(tài)（亮、滅、閃）由單片機控制光耦的通斷完成。

4軟件設(shè)計

采用C語言，模塊化設(shè)計。主要包括主程序模塊、輸入狀態(tài)檢測及輸出控制模塊、電機驅(qū)動模塊、電磁鎖控制模塊、定時器中斷模塊、通訊中斷模塊以及保護和故障判定模塊。

主程序是一個是死循環(huán)，在主程序中循環(huán)調(diào)用輸入狀態(tài)檢測模塊，然后根據(jù)輸入信號進行邏輯判斷進而進行相應(yīng)控制模塊的調(diào)用。電機的霍爾狀態(tài)采用輸入捕捉模式。保證響應(yīng)速度和控制精度。

通訊采用中斷方式，當(dāng)外部有數(shù)據(jù)請求時首先進行中斷，中斷執(zhí)行結(jié)束后再返回主程序，保證通訊響應(yīng)的及時性。

5結(jié)束語

目前國家大力發(fā)展軌道交通行業(yè)，僅大陸地區(qū)就已經(jīng)有28個城市在建或已建成地鐵， 屏蔽門作為軌道交通行業(yè)的一個重要組成部分，市場前景非常廣闊，作為屏蔽門控制系統(tǒng)的主要部件門控器，也將有更加廣泛的市場空間。

參考文獻

［1］沈陽市地鐵二號線一期安全門系統(tǒng)用戶需求書2009

［2］陳海輝 胡躍明 熊建明 地鐵屏蔽門控制系統(tǒng)方案 2002

［3］紀(jì)志成 沈艷霞 姜建國一種新型的無刷直流電機調(diào)速系統(tǒng)的模糊PI智能控制 2003

（作者單位：沈陽博林特電梯股份有限公司）