对CAN总线的地铁屏蔽门控制及路径分析

宋娟娟

摘要：本文主要分析了地铁屏蔽门控制系统结构，重点介绍了在地铁屏蔽门中CAN总线的控制路径及效果，其不仅可以实现控制信号的实时交换和数据信息共享，而且还可以确保系统的稳定性与及时性，提高信号利用率。通过对CAN总线进行研究，以期为地铁屏蔽门的有效控制提供可靠保障，创造出最大化的经济与社会效益。

关键词：CAN总线;地铁屏蔽门;控制路径

在城市化建设与发展阶段，地铁是人们比较常用的出行工具，而地铁屏蔽门是地铁站台中比较常用的防护性系统，其可以借助屏蔽门驱动机构与控制系统，来实现地铁车门与屏蔽门的同步操作。通常情况下，列车未到站时，屏蔽门将会保持关闭状态，以确保轨道与候车旅客的有效隔离，当列车到站以后，屏蔽门将会与列车车门同步打开，保证乘客能够通过活动门顺利出入列车车厢，从而确保了候车旅客的安全。而CAN总线是一种可靠、安全的现场总线，将其应用到地铁屏蔽门控制系统中，能够确保乘客的安全，确保地铁列车行车的正常运行。

1.地铁屏蔽门控制系统结构组成

屏蔽门控制系统地铁网络中比较重要的组成部分，其主要是由中央控制盘（PSC）、门控单元（DCU）、站台端头控制盘（PSL）、就地控制盒（LCB）、车站监视器（PSA）等设备组成。图1描述的是地铁屏蔽门控制系统结构示意图。

（1）中央控制盘（PSC）。在地铁屏蔽门控制系统中，PSC属于比较重要的接口设备，其是由两套独立子系统组成，而且每一个子系统又涉及到一套单元控制器（PEDC）和监控主机PLC，其中后者主要是监测单个门及屏蔽门系统的相关信息，实现系统内部信息的采集、汇总、收发和分析，并实现与系统外部 EMCS和 SIG、系统内部各单元之间的信息交换。PEDC选择了高性能安全继电器，并通过硬线形式来实现与站台端头控制盘（PSL）、滑动门门控单元（DCU）、车控室IBP盘等连接。实际上，PEDC主要是对重要状态信息和控制命令进行处理，包括“紧急开门”命令、“紧急关门”命令、“紧急操作”执行信号、“互锁解除”信号、远程开/关门命令、端头控制命令和“门关且锁”信号等，其能够对实现侧站台屏蔽门开/关的有效控制。

（2）门控单元（DCU）。对于地铁屏蔽门控制系统而言，每对滑动门单元都需要在门体上部的顶箱内安装一个DCU，其主要是由微处理器、网络接口、电机的驱动电路、存储器、输入/输出电路等组成。DCU在屏蔽门控制系统发挥着不可替代的作用，其负责对PSC的控制命令进行接收，并对门状态信息给予实时检测，以达到控制电机执行开关门操作的目的，同时具有网络通讯功能，可以实现与上位机的通讯。在地铁屏蔽门系统运行阶段，开关门命令是通过信号系统发送至PSC，借助各侧屏蔽门的PEDC能够从PSC将开关门指令传输至DCU。通常情况下，DCU能够按照预先确定的开/关门时间来有效控制电机的运行速度。电机在屏蔽门完全打开或关闭时，则会停止工作，以此來确保地铁车辆的安全运行。

（3）站台端头控制盘（PSL）。在地铁屏蔽门系统正常运营过程中，每侧站台屏蔽门都配备了1套PSL，一旦系统出现故障时，地铁站务人员或列车驾驶员在 PSL上来实现对屏蔽门的开/关控制。PSL通过硬线来实现与PSC相连接，并与PEDC形成控制关系。通常情况下，监控主机PLC能够对互锁解除钥匙开关与PSL开关门钥匙开关的状态进行实时、动态的监视和记录。

（4）就地控制盒（LCB）。LCB面板上安装了自动/手动/隔离三个档位以及两个控制按钮和转换开关。在LCB正常工作状态下，LCB处于“自动”位置，反之则属于“隔离”位置。对于LCB面板而言，如果处于“手动”位置时，可以借助两个控制按钮来将开/关门指令发送给DCU。通过专用电缆能够确保DCU接口单元和LCB钥匙开关的连接，任何每个门单元出现电源故障、网络通信故障、门机故障、DCU故障以及其它故障时，都可以通过LCB来将滑动门DCU电源切断，这样可以从整个系统中实现对故障单元的隔离，而且还可以确保整个系统的正常工作。

（5）车站监视器（PSA）。在地铁屏蔽门系统中，PSA属于重要的监控装置，其能够对屏蔽门系统的状态信息给予实时监控和记录。在屏蔽门系统运行过程中，如果出现紧急状况，将会将信息传达给PSA指示灯上，为后续抢修工作的顺利进行提供保障。

2.CAN总线在地铁屏蔽门控制中的应用

在地铁屏蔽门控制系统中，通过智能节点可以将中央控制盘（PSC）、站台端头控制盘（PSL）、门控单元（DCU）挂接在CAN总线上，以实现对全分布式网络控制系统的有效构建，其既能够实现数据传输，而且还可以实现信息共享。通常情况下，CAN总线网络上如果设备出现故障将会导致整个网络无法正常运行。PSC在网络节点中属于主设备，其主要负责对整个网络运行状态进行实时监测。而DCU属于从设备，其能够为PSC提供有用信息。在整个CAN总线网络中，为了确保PSC与DCU之间的数据通信，提高通信的安全性、可靠性，可以选择双CAN总线冗余连接。实际上，在地铁屏蔽门控制过程中，两路CAN总线一般是互为热备用，以达到网络数据同时传送的目的。一旦某路CAN总线发生故障时，将会使另一路备用CAN总线开始工作，以此来保证屏蔽门系统的有效运行。屏蔽门系统双CAN总线冗余智能节点如图2所示。

3.结束语

综上所述，在地铁屏蔽门系统运行过程中，借助CAN总线技术不仅可以提高控制系统的实时性和稳定性，而且还可以具有良好的扩展和升级能力，进而确保地铁屏蔽门的安全、高效运行。

参考文献

[1]王宁，上官王请简述地铁屏蔽门与信号系统实现自动控制的基本方式[J].建筑工程技术与设计2018，5（18）：91-92.

[2]汪唯芳.TEG公司地铁站台屏蔽门系统项目成本管理研究[D].浙江工业大学，2019.

2890501186253