一种基于全高站台安全门可调节电动转换装置的解决方案

2017-12-24柏帆范伟南京康尼电子科技有限公司

新商务周刊 2017年13期

文/柏帆范伟,南京康尼电子科技有限公司

文/柏帆范伟,南京康尼电子科技有限公司

本文结合目前轨道交通安全门系统的现状和发展趋势，介绍了一种基于全高站台安全门的可调节电动转换装置的解决方案，并对其构成部件、控制原理、软件时序进行了详细的阐述，满足站台侧与轨道侧既可以联通通风、又可以相互割断的实际要求，以实现冬季车站保温要求的转换装置；

全高站台门系统；可调节电动转换装置；三级逻辑控制

1 引言

近年来，伴随着城市轨道交通行业的飞速发展，人们在对城市轨道交通运营的安全性要求日益提高的同时，站台的舒适性及节能性也越来越受到人们的重视。对于地下车站，站台测与轨道侧主要由全高屏蔽门及上部百叶窗进行隔离。目前国内绝大部分的屏蔽门上部百叶窗采用的是固定式的，这种方式只能起到通风减压的作用，并不能达到节能防火的功能。还有一些城市，以北方城市居多，采用的是手动控制的上部百叶窗的结构，完全靠人力去控制百叶窗的打开和关闭，这种方式虽然可以达到通风和节能的双重要求，但是需要站台运营人员一个个手动操作，费时费力，并且无法达到防火防烟的特殊要求，种种因素导致手动式的电动转换装置并没有得到进一步的推广。

本方案设计的全高站台安全门电动转换装置，设置于全高屏蔽门的上方，目的是为了实现站台侧与轨道侧既可以联通通风、又可以相互割断的实际要求，以实现冬季车站保温要求的转换装置。本方案的设计过程中同时考虑了环保、可维护性、安全性等要求，实现了电动转换装置的三级逻辑控制。

2 技术方案

该系统包括机械阀叶翻转机构，电动转换装置中央控制盘（T PSC），电动转换装置控制器（TCU），电动执行器，手持控制器（M CU）等组成。

电动转换装置控制器（TCU）通过接收控制指令，驱动电动执行器控制站台门机械阀叶翻转机构的开闭动作。其控制指令包括外部系统的控制指令、电动转换装置中央控制盘（TPSC）的集控指令（集控开，集控关）达到整侧或进站端侧的电动转换装置的启闭动作；同时也可通过手持控制器（MCU）控制（手动开，手动关）或电动转换装置中央控制盘（TPSC）的HMI单个单元动作指令达到各个单元的电动转换装置的启闭动作。所有单元上的电动执行机构的状态信息，如开到位，关到位，故障等通过通讯反馈给电动转换装置中央控制盘（TPSC）HMI上时时监控，并将必要的信息通过通讯口上传给外部系统。

3 系统组成

机械阀叶翻转机构（上部百叶窗）主要由电动执行器、启闭机构、碳钢框架等组成。执行器安装在转换装置的中间位置，驱动两侧的启闭机构，启闭机构的叶片由铝合金型材和其他传动结构组成。

电动转换装置中央控制盘（TPSC）是整个电动转换装置系统的控制中枢，用来控制两侧电动转换装置的启闭及状态监控，TPSC实时与站台门中央控制盘进行通讯，用来接收外部系统的控制信号，并将当前电动转换装置的状态信息上传给相关专业。

电动转换装置控制器（TCU）是自行开发的一套基于单片机CP U的可编程嵌入式装置，软件基于C语言编写，实现RS485 RTU通讯和微型电机的控制，从而控制并驱动该单元的电动转换装置的动作，并将该单元的电动转换装置的状态信息通过RS485通讯接口，以MODBUS RTU协议实时发送给电动转换装置中央控制盘（TPS C）。每个执行机构单元设置一个，放置在单元门门机构内部。

4 控制方式

根据实际站台需求，设定电动转换装置系统为三级逻辑控制，其控制优先级为：手动控制＞集控控制（网络控制）＞外部信号控制，每一级的控制原理设计如下：

➢ 手动控制：

此控制模式为站务人员在维护保养电动转换装置，需要单独控制某一套电动转换装置的开启或关闭而设置。考虑到电动转换装置是安装在全高站台门机构上方，主要是起站台侧与轨道侧联通通风，实现冬季车站保温要求的作用,其开启及关闭并不会涉及到乘客人身安全。综合以上因素及成本考虑，采用内部软件处理的方式，实现电动转换装置控制器（TCU）对外部输入信号的优先级判断并响应。

当单门的TCU连接上MCU时，此时该单元的TCU不再响应控制盘发送过来的集控控制信号，此时按下该单元的手动打开/关闭按钮时，该单元的TCU驱动电动执行器控制该单元的电动转换装置打开/关闭，松开该按钮，电动转换装置停止动作。

➢ 集控控制（网络控制）：

此控制模式为站务人员需要控制整侧电动转换装置的开启或关闭而设置。出于实际操作及成本等方面的考虑，采用逻辑电路和PLC控制的方式，实现电动转换装置中央控制盘（TPSC）对上/下行电动转换装置整侧优先级控制。

当TPSC的模式开关旋至“集控开”或“集控关”档时，此时该侧单元的电动转换装置处于集控控制模式，TPSC通过集控控制线发出相应开关门命令。此时相应侧的电动转换装置响应控制信号执行开启或关闭动作。

当TPSC的模式选择开关旋至“网络”档时，该侧单元的电动转换装置处于网络控制模式，TPC不再通过硬线给出控制命令。此时相应侧的电动转换装置只响应PLC通过通讯线发出的通讯开关指令信号。

➢ 外部信号控制：

此控制模式为需要外部系统（BAS/FAS系统）自动控制整侧电动转换装置的开启或关闭而设置。

当模式选择开关旋至“自动”档时，PLC控制器处于自动控制模式，此时电动转换装置接收车站BAS/FAS系统的通讯控制信号。首先，BAS/FAS系统通过RS485发出通讯指令到PSC，PSC内监控主机通过工业以太网采用MODBUS/TCP网络通讯协议将电动转换装置的自动开关命令发至TPSC，TPSC内经过优先级处理后发出电平信号驱动相关执行继电器，控制相应侧所有电动转换装置动作。

5 网络拓扑结构

人机界面HMI通过MODBUS/TCP协议与主控制器进行通讯，并显示各个单元电动转换装置状态信息。主控制器的两个RS485接口分别与双侧的 60个电动转换装置控制器（TCU）进行通讯，监测各个单元的电动转换装置实时状态。PSC机柜的控制器的两个RS48 5通讯口采用MODBUS RTU与外部系统进行数据交换。