地鐵屏蔽門的作用及其應用

田崑

摘要：隨著我國城市軌道交通的快速發展，地鐵屏蔽門的研究也越來越多，對于如何有效提升地鐵屏蔽門的作用，許多學者都進行了分析。本文主要總結分析了地鐵屏蔽門的具體作用特點，并對地鐵屏蔽門的應用形式和應用方法進行了探討。

關鍵詞：地鐵屏蔽門；作用；應用

一、地鐵屏蔽門的作用特點

地鐵屏蔽門是一項集建筑、機械、材料、電子和信息等學科于一體的高科技產品，使用于地鐵站臺。屏蔽門將站臺和列車運行區域隔離開，并通過控制系統控制其自動開啟。

（一）運行安全

地鐵列車在隧道內運行時會產生強烈的活塞效應，當列車進入站臺時會給站臺候車的乘客帶來被活塞風吹吸的危險。裝設屏蔽門后，由于站臺與隧道空間有屏蔽門隔離開來，只有當列車停靠站臺，并且列車門與屏蔽門完全對正時，屏蔽門才同時打開，從而避免了乘客探頭張望和隨車奔跑的現象分數，也避免了候車人員及物品意外跌落站臺軌道的危險。

（二）節能環保

地鐵車站安裝全封閉式屏蔽門系統后，屏蔽門把隧道和車站隔成兩個空間，只有當列車進站開門后，屏蔽門才會打開。這樣可以阻擋隧道中列車行駛時帶來的巨大氣流，使候車乘客更加舒適；同時可以讓車站里的空氣不會流到隧道里去，對節能大有好處。

二、系統硬件設計

本文所設計系統硬件結構主要包括電源模塊、控制模塊及驅動模塊三部分：

（一）電源模塊設計

系統電源模塊設計采用雙輸入電源方式，由2個外接電源分別將220V、50HZ的市電轉換成48V、12V直流電壓供系統使用，然后在不同電壓的變換下得到各功能模塊所需電源。實際上，屏蔽門控制系統用到的都是小功率電源，具體包括：由輸入電源48V提供的逆變電路電源；由控制器內電平變換電路產生的5V提供的光耦、控制面板電源；由基準電壓變換電路產生的1.8V提供的ARM7微控制器LPC2129的內核供電電源與內部電路電源，由基準電壓變換電路產生的3.3V提供的CPLD電源、ARM7微控制器LPC2129內部AD轉換器基準電壓及其他數字邏輯電路電源。

（二）控制模塊設計

系統控制模塊主要包括ARM7微控制器LPC2129、看門狗電路、控制面板接口電路及外部存儲器等構成。該模塊的主要功能就是接收系統信息，并控制屏蔽門根據既定程序執行相應操作。ARM7微控制器LPC2129是整個控制系統的核心，功耗低，包括2個32位定時器、4路10位ADC、2路CAN及9個外部中斷器，具有實時仿真支持功能，可保障存儲器接口和加速結構在最大始終速率狀態下運行。它通過接收CPLDEPM240T100發送的電源電壓、門運行速度、負載電流及電機轉子位置等信息產生相應的控制命令，并將其傳輸到EPM240T100，進而由EPM240T100輸出合適的驅動邏輯電平到MOSFET驅動電路，最后由MOSFET驅動電機的正反轉來控制屏蔽門。

（三）驅動模塊設計

驅動模塊主要包括CPLD、功率驅動電路、速度檢測電路及過流檢測電路。本系統脈沖分配電路選擇的是CPLDEPM240T100，單片機只需要輸出PWM信號、使能、轉動方向，CPLD可以完成全部具體時序的產生任務，其優勢具有較強的擴展性與靈活性。本系統在產生PWM信號時通過微控制器輸出無刷直流電機反饋的三路轉子磁極位置信號、脈寬調制信號PWM以及電機正反轉信號，由CPLD處理之后輸出六路PWM調制信號，并借助于驅動電路與六個開關管實現連接，最終達到定額PWM和換相控制目的。但是，從CPLD內輸出的PWM信號是TTL電平信號，無法實現對無刷直流電機的直接驅動，需要借助于半導體功率驅動電路實現功率轉換，進而達到驅動電機運轉的目的。

速度檢測電路是借助于霍爾信號延時處理獲得的相等時間內相差一定間隔電路信號傳輸到CPLD對電機位置信號的計數。過流檢測電路則是為保障屏蔽門控制系統運行中的安全性，以防乘客被門擠到所設計的一種被動安全保護模式，當門道上存在障礙物或乘客經過時，系統會控制電機反轉將門打開。過流保護通過將電流傳輸器輸出的采樣電流經過AD轉換后輸入到微控制器，并在相應計算分析的基礎上對屏蔽門控制系統的受阻情況進行判斷。

三、系統軟件設計

地鐵車站屏蔽門控制系統軟件設計的基本思路是通過巡檢方法來檢測各輸入端口，在檢測到相應狀態信號時做出相應處理。而重要信號的檢測則采取的是定時中斷方式，可在規定的時間段內對重要信號進行自動檢測。軟件系統主要包括PID算法、CAN總線程序、系統初始化程序、開關門過程控制程序、門寬參數自學習程序、屏蔽門控制任務程序等，系統軟件主程序流程如圖1所示。

如圖1所示，系統上電復位后進行初始化，然后執行門寬參數自學習程序。若系統出現故障會顯示故障位置及狀態，若系統正常則可以正常運行，若系統運行過程中遇到障礙物，防擠壓程序會自動識別并提示與處理該問題，若未遇到故障，電流采樣、串口通信、CAN總線通信及狀態顯示都會正常運行，并可實現正常的PID控制及手動操作信號檢測，進一步保障系統的正常運行。

四、結束語

綜上所述，針對地鐵屏蔽門的運行，我們要思考其應用的過程中所存在的具體的特點和作用，并進一步思考如何提高屏蔽門的應用水平，只有這樣才能夠提高地鐵屏蔽門的應用效果。

參考文獻：

[1]范貴慈.屏蔽門系統的構成及其維護[J].中國設備工程，2014（06）：59.