浅谈地铁屏蔽门电气控制系统

浅谈地铁屏蔽门电气控制系统

刘庆国

深圳市地铁集团有限公司运营总部深圳518041

摘要：分析了地铁屏蔽门电气控制系统的组成；介绍了地铁屏蔽门电气控制系统主要部件的结构及其功能，以及常见地铁屏蔽们的故障，为以后的地铁屏蔽门电气控制系统的顺利运行提供保障。

关键词：地铁屏蔽门；电气控制系统；故障分析

1、地铁屏蔽门电气控制系统的组成

地铁屏蔽门的电气控制系统主要由站台端头控制盒（PsL）、主控机（PSC）、声光报警装置、门机控制器（DCU）、操作指示盘（PsA）、就地控制盒、总线网络站台和控制开关（PCS）组成。主控机（PsC）安在屏蔽门的设备室里面；站台端头控制盒（PsL）安在两侧站台的端尾／端头；门机控制器（DCU）、声光告警装置、就地控制盒安装在每侧站台的屏蔽门顶盒内部及面板上；操作指示盘（PsA）安装在站台监视亭（PSB）内；站台控制开关（PCS）安装在车站控制室内。

2、地铁屏蔽门电气控制系统主要部件结构及其功能

（1）站台端头控制盒（PSL）

每侧站台两端分别设置一套PSL。具有对整侧屏蔽门进行开关控制的功能，当信号系统无法对屏蔽门进行控制时，站台工作人员可通过PSL对屏蔽门进行站台级控制。当个别门故障不能关闭锁紧而无法发车时，在保障人员安全的情况下，列车司机可通过PSL向信号系统发送“PSD/EED互锁解除”信号，允许列车进/离站。

（2）主控机（PSC）

PSC安装在屏蔽门控制室，由PSC监控电脑、各站台的PEDC、报警单元和供电单元构成的主控机。PSC的主要功能有：执行信号系统指令，控制DCU实现相应操作，并向信号系统反馈屏蔽门的状态信息；能够可靠执行PSL以及MCP盘上的操作指令；具有足够存放数据和软件的存贮单元，能通过修改速度曲线等相关参数；每个车站的两套PEDC上配有独立的回路与车站控制室MCP盘级综合监控系统接口相连。

1）主监视系统主要功能：监视系统内PEDC及所有DCU的运行状态与故障信息，并存储15d的状态信息及1年的报警信息；DCU的工作参数修改；查询历史数据，包括电源故障报警和UPS故障报警、控制网络故障、DCU、逻辑控制单元等相关故障并进行故障显示或记录；用户操作追踪；程序错误模块化自诊断功能；实现与综合监控系统的通信功能，将屏蔽门的运行状态及有关故障信息发送至车站控制室。

2）子监视系统（MMS）：采集来自上下行线控制单元收集到的信息并把信息经过处理后传送到主监视系统。

3）单元控制器（PEDC）：由一组安全继电器组成的逻辑控制器。该控制器分别接收来自SIG、PSL、MCP上的控制信号并向DCU发送命令。PEDC内有备用CPU，有每个CPU投入使用状态的指示灯。采用了隔离技术，SIG、PSL、MCP在控制内部使用不同的继电器组控制。由于SIG、PSL、MCP与DCU均使用硬线连接，所以可靠性更高，主要功能是分别控制两侧屏蔽门，可以接受车控室MCP盘的开门命令，以配合环控系统完成火灾排烟模式。并配备2套相应侧信号系统的接口设备以及1套电源监视接口，用于与电源进行通讯收集信息。

（3）声光报警装置

声光报警装置安装在门体上部的顶盒上，在开/关门的过程中，向乘客发出预警信号。任何一档门被意外打开，都会发出声光报警。

（4）门机控制器（DCU）

每个滑动门上方的顶箱内都安装有一个DCU。主要用来控制地铁屏蔽门的开关以及对门状态的检测，具有足够存放数据的存贮单元用来存储门的状态信息和自诊断功能，同时具有网络通讯功能，便于组成网络，在上位机进行通讯。

DCU的主控芯片采用的是美国微芯科技公司最新推出的dsPIC数字信号控制器，集成度高、功能强大。DCU内部的电源大多采用一、二次回路隔离的开关电源，保证各个不同性质的电路在电气口完全隔离，从而大大提高电路的安全性和可靠性。

1）DCM（门控模块）

DCM装在门顶箱内，控制电机通过接口模块（IFM）接收所有感应器（开/关门位置传感器、应急门位置传感器、端门位置传感器、锁紧装置）发出的信号来控制门的速度。DCM将监控信号通过总线网络传输给PSC，PSC将显示当前屏蔽门的运行状态。

2）IFM（接口模块）

IFM的主要功能是与PSC、DCM和各档门感应器接口。IFM是一个终端盒，连接各档滑动门之间的电源和控制线缆。电气连接（不包括电力连接）是用接插件连接相关设备。IFM的输入电源由驱动电源设备供电，输入电源通过IFM中的MCCB（空气开关）分配到这档屏蔽门的驱动和控制电源。每档门的驱动和控制电源各配一个MCCB。当某档门出现控制或驱动电源短路时，MCCB可以将故障门从整个屏蔽门系统中隔离。

（5）操作指示盘（PSA）

操作指示盘（PSA）是地铁屏蔽门系统的一个重要的监控装置，如果主要监控情况发生，该信息就会通过硬线传送到操作指示盘（PSA）的指示灯上，为站台工作人员采取相应的处理措施提供判断依据。操作指示盘（PSA）的键盘和液晶显示器可用来查询门控制系统的状态／故障信息，也可以审核门控制系统的当前和历史的操作信息，并显示部分监控信息。操作指示盘（PSA）设有软盘驱动器，储存在其中的信息可以以Excel表格的方式保存、编辑和打印。

（6）就地控制盒

就地控制盒靠近每档屏蔽门单元的门机控制器（DCU），其面板上安装有一个自动／隔离／手动三档位转换开关和两个控制按钮。就地控制盒在正常情况下处于“自动”位置处于“隔离”位置时，该档屏蔽门与整个控制网络脱离；处于“手动”位置时，利用两个控制按钮向门机控制器（DUC）发出开/关门指令。

（7）总线网络系统

地铁屏蔽门控制系统采用现场总线技术，把挂接在总线上作为总线节点的各设备，连接为网络集成式的全分布控制系统，以实现对屏蔽门的控制、参数修改、报警、显示等综合自动化功能。在屏蔽门控制系统中，主控机（PSC）、操作指示盘（PSA）、门机控制器（DCU）、机电设备监控系统（EMCS）通过网络总线构成开放的网络系统，它们可同时传送数据并能共享系统的信息。

1）主控机（PSC）与门机控制器（DCU）之间采用双数据总线；

2）屏蔽门系统与机电设备监控系统（EMCS）之间采用RS422／RS485双数据总线；

3）操作指示盘（PSA）与主控机（PSC）之间采用RS485单数据总线；

4）主控机（PSC）与电源系统通过Rs485总线连接。

（8）站台控制开关（PCS）

站台控制开关（PCS）的关／关门／开门三挡位钥匙开关安装在车站控制室内的控制盘上，由持有相应钥匙的车站控制室人员控制。

3、常见故障分析

1）安全回路故障

屏蔽门安全回路由硬线串联每档滑动门和应急门各关闭检测开关、电磁锁锁紧检测开关组成。只有安全回路导通，安全继电器把安全回路已接通信号传送给信号系统，信号系统判断屏蔽门系统处于安全状态，地铁列车才可以安全进站或发车。

a、关闭锁紧持续丢失列车紧制。故障分析为关闭、锁紧开关接头线鼻子接触不良导致关闭锁紧丢失。应查看滑动门DCU母板上两个关闭锁紧接头左关闭、右关闭、锁紧检测开关接线是否有松脱，将松脱的线鼻子拔出并将接头用钳子压紧再接回。

b、电磁锁故障。用于传输电磁锁锁紧检测开关的信号线及电磁锁锁紧检测开关故障也会直接影响屏蔽门系统的安全回路。发生电磁锁故障时，为快速恢复系统安全回路应立即隔离，根据系统记录的报警信息，用备用的电磁锁把故障的换下后再修复。很少发生电磁锁线圈烧毁的现象，如有同样更换便可。

2）线路故障

一般门与门之间的信号线路是通过插接件进行连接，通常会因为灰尘、潮湿、振动等原因导致接触不良或松脱。可检查回路电压是否正常，根据电压情况判断出故障点。

4、结论

地铁屏蔽门系统直接影响列车运行及乘客的出行安全，只有充分了解地铁屏蔽门系统的构成，熟练掌握常见故障的处理方法，才能提高故障处理效率。在保证人身安全的前提下以最快速度排除故障，保证列车的正常运行，有效保障地铁的服务质量。

参考文献：

[1]张柏龙.地铁车辆电气柜逻辑测试仪图形处理与远程测试技术研究[D].南京理工大学，2014.