摘 要
地鐵屏蔽門系統(tǒng)是現(xiàn)代化地鐵工程的必備設(shè)施,安全回路是保障屏蔽門系統(tǒng)安全運營重要的組成環(huán)節(jié),其故障快速、智能診斷直接為運營提供便利。本文在分析其功能的基礎(chǔ)上,提出了設(shè)計方案,并針對方案進(jìn)行了實現(xiàn)和測試,結(jié)果滿足軌道交通運營的要求。
【關(guān)鍵詞】屏蔽門 安全回路 快速、智能診斷系統(tǒng)
1 概述
屏蔽門控制系統(tǒng)主要由中央接口盤(PSC)、就地控制盤(PSL)、門控單元(DCU)、通訊介質(zhì)及通訊接口及外圍設(shè)備等組成。中央接口盤(PSC)又由主監(jiān)視系統(tǒng)(MMS)、兩個單元控制器(PEDC)、接線端子、接口設(shè)備及控制配電回路組成。
為防止站臺上屏蔽門系統(tǒng)的滑動門、應(yīng)急門非法打開導(dǎo)致乘客收到傷害,屏蔽門系統(tǒng)設(shè)置安全回路。當(dāng)滑動門、應(yīng)急門非法打開時,安全回路斷開,并發(fā)送信號至列車信號系統(tǒng),列車立即制動,影響運營。因此,安全回路故障快速、智能診斷是必要的。
2 屏蔽門系統(tǒng)的安全回路原理
屏蔽門系統(tǒng)的安全回路是由每個滑動門、應(yīng)急門中的行程開關(guān)節(jié)點與PSC安全繼電器線圈串聯(lián)設(shè)計組成的環(huán)形電路,當(dāng)所有門關(guān)閉且鎖緊時,所有滑動門、應(yīng)急門行程開關(guān)節(jié)點導(dǎo)通,邏輯關(guān)系值為1,并傳送至PSC系統(tǒng),觸發(fā)繼電器導(dǎo)通,邏輯關(guān)系值為1。這個命令通過硬線控纜送至信號系統(tǒng),信號系統(tǒng)將命令傳送至列車,列車只有收到此命令后,才可安全發(fā)車。否則,列車將立即制動,影響運營。
3 屏蔽門系統(tǒng)的安全回路故障分析及處理難點
由于整側(cè)屏蔽門的安全回路中存在很多組行程開關(guān),整側(cè)安全回路邏輯值與每個滑動門、應(yīng)急門行程開關(guān)節(jié)點邏輯值為與關(guān)系。因此,當(dāng)某個門體行程開關(guān)非法斷開時,安全回路斷開。其故障主要有以下幾點組成:
(1)某個行程開關(guān)損壞,導(dǎo)致整側(cè)安全回路斷開;
(2)某個行程開關(guān)至下一個行程開關(guān)線纜斷裂,導(dǎo)致斷開;
(3)某個行程開關(guān)節(jié)點上的線纜頭虛接,導(dǎo)致整側(cè)安全回路線纜阻值增大,其狀態(tài)為安全回路時而通,時而斷。對于上述問題出現(xiàn)時,無法及時判斷是哪個行程開關(guān)或線路故障,影響屏蔽門系統(tǒng)正常運行。
4 屏蔽門系統(tǒng)的安全回路故障快速、智能診斷設(shè)計方案
4.1 目的及內(nèi)容
安全回路故障快速、智能診斷系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測每個節(jié)點的運行狀態(tài),當(dāng)安全回路發(fā)生故障時,能及時判斷分析出故障原因,便于運營有效排除故障,提高效率。本方案主要介紹安全回路故障快速、智能診斷系統(tǒng)主要功能、接口方式及工作原理,以及軟件流程。
4.2 主要功能
安全回路故障快速、智能診斷系統(tǒng)分別對行程開關(guān)損壞,線纜斷裂及行程開關(guān)線纜頭虛接等故障情況進(jìn)行實時監(jiān)測、分析,當(dāng)故障發(fā)生時,能準(zhǔn)確、實時的判斷出故障類型。方便及時排查,不影響列車運營。
4.3 接口方式
由圖1所示:PSC安全繼電器至站臺滑動門、應(yīng)急門行程開關(guān)為3條硬線,分別為電源正、負(fù)端及線圈+;每個滑動門、應(yīng)急門行程開關(guān)至少為2組獨立觸點,一條用于安全回路導(dǎo)通,另一條用于行程開關(guān)檢測;用于安全回路導(dǎo)通的觸點一端與PSC電源負(fù)端并聯(lián)一個電壓互感器;DCU設(shè)置2個輸入端口:一個為模擬量輸入用于采集電壓互感器值,另一個為數(shù)字量輸入用于采集行程開關(guān)通斷。
4.4 工作原理
由圖1所示:K1為第一個滑動門行程開關(guān)節(jié)點,Kn為最后一個滑動門行程開關(guān)節(jié)點。每一個行程開關(guān)分別有至少2組獨立的節(jié)點組成,一組接入安全回路,另一組用于檢測行程開關(guān)狀態(tài)并接入DCU的輸入端in0,由DCU采集其邏輯通斷。當(dāng)滑動門關(guān)閉且鎖緊時,INO為1,說明行程開關(guān)動作正常;如INO為0,則異常。每個行程開關(guān)接入安全回路的觸點一端與PSC電源負(fù)端并聯(lián)一個電壓互感器,電壓互感器一端用來采集安全回路線路電壓,一端接入DCU模擬量輸入點IN1,目的是在線監(jiān)測線路的通斷情況,當(dāng)滑動門關(guān)閉且鎖緊時,所有DCU監(jiān)測的IN1值約等于安全回路提供的電壓值,則系統(tǒng)正常;當(dāng)從某個門開始IN1的電壓值為0時,則前一個滑動門至此門之間的線路斷裂或行程開關(guān)損壞,根據(jù)IN0的值可判斷出具體是線路原因,還是行程開關(guān)原因;當(dāng)安全回路故障且所有DCU輸入IN1值不為0時,可根據(jù)某個門開始電壓值不能滿足繼電器的驅(qū)動電壓值來做分析判斷,此滑動門、應(yīng)急門行程開關(guān)線路阻抗突然增大,線路壓降增大,原因可能為此行程開關(guān)觸點或線路存在虛接狀態(tài)。
當(dāng)安全回路發(fā)生故障時,DCU采集其故障類型,通過MODBUS協(xié)議的工業(yè)總線上傳至PSC系統(tǒng),PSC系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)分析做出判斷,得出相應(yīng)的故障類型并報警。
5 系統(tǒng)軟件實現(xiàn)
該軟件提供對監(jiān)控主機(jī)和門控單元的連接,其配置為:傳輸速率為57600位/秒,數(shù)據(jù)類型為REU(8位),停止位為1位,無校驗。其功能為:
(1)與門控單元的MODBUS總線連接,并作為主站;
(2)對通信狀態(tài)進(jìn)行實時檢測,出現(xiàn)故障時自動重連。
軟件設(shè)計流程如下:監(jiān)控主機(jī)作為MODBUS主站,N個單元門系統(tǒng)作為N個從站,每個從站設(shè)置IN0為一位,IN1為1個字。PSC實時讀取N個單元門的IN0及IN1的狀態(tài)信息,當(dāng)屏蔽門關(guān)門到位且鎖緊時,某個門控單元DCU的IN0為0或IN1不為安全回路電源值時,監(jiān)控主機(jī)接收此數(shù)據(jù)后,通過分析得出此門行程開關(guān)或線路損壞并報警。
6 結(jié)論
本文在分析屏蔽門安全回路故障的基礎(chǔ)上,提出了快速、智能診斷系統(tǒng)可行性設(shè)計方案,并根據(jù)方案完成了硬、軟件的設(shè)計。通過實際測試,滿足穩(wěn)定性、可靠性的需求,具備應(yīng)用到實際項目工程的條件。
作者簡介
蔡璟(1986-),男,河北省廊坊市人。大學(xué)本科學(xué)歷?,F(xiàn)供職于北京經(jīng)緯信息技術(shù)公司。研究方向為軌道交通屏蔽門電氣系統(tǒng)。
作者單位
北京經(jīng)緯信息技術(shù)公司 北京市 100081