基于CAN總線的地鐵屏蔽門控制及實現研究

何興曦

摘要：本文主要分析了地鐵屏蔽門的控制系統以及其中存在的一些問題，并重點介紹了CAN總線對地鐵屏蔽門控制的有效性，還能進一步提高數據之間的共享效率，還能實現實時的信號轉換。這些優點都進一步提高了地鐵屏蔽門系統的穩定性和安全度，另外在CAN總線的支持下，也能進一步提高人們乘坐地鐵的滿足感和體驗感，是推動我國現代化發展的重要舉措。

關鍵詞：CAN總線;地鐵屏蔽門;控制系統

地鐵屏蔽門是將建筑、機械、電子以及控制等學科集于一體的全新機電一體化產品，也是根據地鐵站臺邊緣的特殊結構進行設置，可以有效的將列車和地鐵站臺的候車室進行隔離。除此之外，安裝地鐵屏蔽門還能有效防止乘客不慎跌落或者是跳下軌道而產生危險，提高乘客乘坐地鐵的舒適度和安全度。并且，屏蔽門系統也是一種高科技產品，它所具有的節能、環保和安全功能也是我們一直所追求的。

1 系統基本單元及功能

在地鐵屏蔽門中有主控機PSC，它是整個監控系統的核心，也被放置在站臺的設備室內，起到監視和控制車站中所有屏蔽門的作用，還對設備的運行狀態和參數進行記錄，可以及時的發現問題，也能為每個門機系統提供相關的控制和通信信號。主控機PSC主要有以下幾個功能：一是接受信號系統的開門和關門，并對屏蔽門進行信號控制;而是接受PSL、PEC、PST等控制信號，主要是對屏蔽門發出不同的指令;三是發送開關門的相應信號到DCU，進而對門機進行控制;四是接受紅外光幕信號，進而保證門控的安全可靠性;五是在輸入端進行相應的濾波操作，這也是為了防止干擾信號產生的錯誤反應。對于另一部分監控界面MMS來說，是整個系統的監控界面，它的操作環節就是引導用戶對當前站臺的屏蔽門運行、報警、故障燈運行狀態進行查看，也可以進一步修改屏蔽門的運行延遲時間以及相應的運動曲線等。對于車站監視裝置PSA來說，它主要是在車站的監控室，也是為了在發生故障時或者其他火災等緊急情況下，相關管理人員可以授權進而開啟或者關閉屏蔽門。另外，就是站臺控制盒PSL，主要位于上下行的站臺首個車廂的?？课恢茫⑶医涍^相關的PEC授權后，站臺管理人員也可以在確保安全的前提下進行下一步操作。緊急控制箱PEC也是設置在車站監控室，也是為了應對相應的緊急情況。測試面板PST可以應用在調試時或者是沒有信號系統的情況下。門機控制器DCU也是主要負責接收相應的PSC控制信號，對屏蔽門的相關操作進行控制。還有其他功能不一一贅述，具體如下圖 1所示：

2 實時監控系統設計思路

實時監控系統主要包括MMS軟件和PSA軟件，而MMS軟件主要是利用以太網和PSC系統進行通訊，并獲得相關的信息。但是，其中PSC是核心，也是通過總線以及硬線的回路對各個門機實行監控操作，這樣也可以對整個車站的地鐵屏蔽門進行監控，避免危險的發生。除此之外，為了確保高可靠性和無停機時間，系統還可以對運行的控制信號都通過硬線的方式進行回路傳輸，其中包括SIG、DCU、PSA、PSL等，這樣也可以確保在沒有總線通訊系統的情況下保證地鐵屏蔽門也可以自動運行，也可以將總線系統的運行狀態以及相關的參數進行設置和修正。具體情況如下圖 2所示：

這個監控系統主要是通過更加直觀的畫面呈現方式對到達站臺的屏蔽門系統進行嚴格的監控和操作，那么界面設置的合理性、全面性、嚴密性就會影響軟件在實際應用中的效果。另外，在進行軟件開發過程中，還要學會將編程的技巧靈活融入，這也是為了進一步凸顯系統的實用功能，也能達到豐富界面內容的效果。另外，監控系統中的菜單欄功能也較為豐富，主要包含登錄、修改密碼、人員管理以及歷史查詢等多項常用功能，另外還有DUC狀態現實。在通訊系統的實現途徑系統中，還存在很多的問題需要解決，主要集中在MMS監控系統和OPCSever的連接、PSA與OPCServer的連接、OPCServer與PSC的通訊、OPCServer與DCU的通訊問題上，另外在對這幾段通訊進行修改時還需要重視心跳維持、監視PSC數據、MMS修改PSC系統參數等方面。

3 可靠性設計

地鐵站臺屏蔽門系統的可靠性和安全度是需要進行保證的，因此需要對所有有影響的因素進行排除。另外，還要針對DCU中的直流無刷電機的驅動部分以及其他方面實施多項措施來提高設備的抗干擾性，這也是為了從硬件和軟件兩個方面來提高設施的性能。另外，在屏蔽門系統中，因為開關門控制以及信號系統的命令大部分都會采用開關量方式進行傳遞，這也是提高系統開關量信號的抗干擾能力。除此之外，在DCU等中還要加入多種監測處理的程序，這也是為了降低處理的干擾脈沖信號。對于軟件中輸入端口的信號也要隔段時間進行檢測和維系，并針對檢測結果相同的方面進行鑒別。另外，還要綜合考慮DCU的單片機在受到干擾時如果失控會產生的結果。從可靠性方面進行考慮，還要綜合利用多種技術來提高單片機程序失控時是否會重新復位，進而將機器運行恢復到正常狀態，這也是為了讓系統處在可控狀態下的行為。

4 結束語

綜上所述，基于CAN總線的地鐵屏蔽門控制系統是地鐵發展的趨勢，也是發展的方向。將CAN總線技術與地鐵屏蔽門有效結合還能構建系統通信網絡，也能及時的提高系統的穩定性核實時性，并且這項技術的成本低、維修也較為簡單，之后還能根據具體的發展情況進行升級和擴展。除此之外，這項技術已經在我國上海等城市進行了推廣和運行，根據相關數據顯示基于CAN總線的地鐵屏蔽門運行穩定，也收獲了良好的效果。

參考文獻：

[1]劉宿城，狄啟飛，劉文杰， 等.地鐵屏蔽門控制系統供電模塊及自主均流[J].電子科技大學學報，2019，48（4）：539-545，585.

[2]華平，孟慶波，張志軍， 等.基于工業以太網的地鐵典型機電設備監控系統[J].城市軌道交通研究，2017，20（9）：131-135，145.

（湖南鐵路科技職業技術學院，湖南 株洲 412005）