對CAN總線的地鐵屏蔽門控制及路徑分析

宋娟娟

摘要：本文主要分析了地鐵屏蔽門控制系統結構，重點介紹了在地鐵屏蔽門中CAN總線的控制路徑及效果，其不僅可以實現控制信號的實時交換和數據信息共享，而且還可以確保系統的穩定性與及時性，提高信號利用率。通過對CAN總線進行研究，以期為地鐵屏蔽門的有效控制提供可靠保障，創造出最大化的經濟與社會效益。

關鍵詞：CAN總線;地鐵屏蔽門;控制路徑

在城市化建設與發展階段，地鐵是人們比較常用的出行工具，而地鐵屏蔽門是地鐵站臺中比較常用的防護性系統，其可以借助屏蔽門驅動機構與控制系統，來實現地鐵車門與屏蔽門的同步操作。通常情況下，列車未到站時，屏蔽門將會保持關閉狀態，以確保軌道與候車旅客的有效隔離，當列車到站以后，屏蔽門將會與列車車門同步打開，保證乘客能夠通過活動門順利出入列車車廂，從而確保了候車旅客的安全。而CAN總線是一種可靠、安全的現場總線，將其應用到地鐵屏蔽門控制系統中，能夠確保乘客的安全，確保地鐵列車行車的正常運行。

1.地鐵屏蔽門控制系統結構組成

屏蔽門控制系統地鐵網絡中比較重要的組成部分，其主要是由中央控制盤（PSC）、門控單元（DCU）、站臺端頭控制盤（PSL）、就地控制盒（LCB）、車站監視器（PSA）等設備組成。圖1描述的是地鐵屏蔽門控制系統結構示意圖。

（1）中央控制盤（PSC）。在地鐵屏蔽門控制系統中，PSC屬于比較重要的接口設備，其是由兩套獨立子系統組成，而且每一個子系統又涉及到一套單元控制器（PEDC）和監控主機PLC，其中后者主要是監測單個門及屏蔽門系統的相關信息，實現系統內部信息的采集、匯總、收發和分析，并實現與系統外部 EMCS和 SIG、系統內部各單元之間的信息交換。PEDC選擇了高性能安全繼電器，并通過硬線形式來實現與站臺端頭控制盤（PSL）、滑動門門控單元（DCU）、車控室IBP盤等連接。實際上，PEDC主要是對重要狀態信息和控制命令進行處理，包括“緊急開門”命令、“緊急關門”命令、“緊急操作”執行信號、“互鎖解除”信號、遠程開/關門命令、端頭控制命令和“門關且鎖”信號等，其能夠對實現側站臺屏蔽門開/關的有效控制。

（2）門控單元（DCU）。對于地鐵屏蔽門控制系統而言，每對滑動門單元都需要在門體上部的頂箱內安裝一個DCU，其主要是由微處理器、網絡接口、電機的驅動電路、存儲器、輸入/輸出電路等組成。DCU在屏蔽門控制系統發揮著不可替代的作用，其負責對PSC的控制命令進行接收，并對門狀態信息給予實時檢測，以達到控制電機執行開關門操作的目的，同時具有網絡通訊功能，可以實現與上位機的通訊。在地鐵屏蔽門系統運行階段，開關門命令是通過信號系統發送至PSC，借助各側屏蔽門的PEDC能夠從PSC將開關門指令傳輸至DCU。通常情況下，DCU能夠按照預先確定的開/關門時間來有效控制電機的運行速度。電機在屏蔽門完全打開或關閉時，則會停止工作，以此來確保地鐵車輛的安全運行。

（3）站臺端頭控制盤（PSL）。在地鐵屏蔽門系統正常運營過程中，每側站臺屏蔽門都配備了1套PSL，一旦系統出現故障時，地鐵站務人員或列車駕駛員在 PSL上來實現對屏蔽門的開/關控制。PSL通過硬線來實現與PSC相連接，并與PEDC形成控制關系。通常情況下，監控主機PLC能夠對互鎖解除鑰匙開關與PSL開關門鑰匙開關的狀態進行實時、動態的監視和記錄。

（4）就地控制盒（LCB）。LCB面板上安裝了自動/手動/隔離三個檔位以及兩個控制按鈕和轉換開關。在LCB正常工作狀態下，LCB處于“自動”位置，反之則屬于“隔離”位置。對于LCB面板而言，如果處于“手動”位置時，可以借助兩個控制按鈕來將開/關門指令發送給DCU。通過專用電纜能夠確保DCU接口單元和LCB鑰匙開關的連接，任何每個門單元出現電源故障、網絡通信故障、門機故障、DCU故障以及其它故障時，都可以通過LCB來將滑動門DCU電源切斷，這樣可以從整個系統中實現對故障單元的隔離，而且還可以確保整個系統的正常工作。

（5）車站監視器（PSA）。在地鐵屏蔽門系統中，PSA屬于重要的監控裝置，其能夠對屏蔽門系統的狀態信息給予實時監控和記錄。在屏蔽門系統運行過程中，如果出現緊急狀況，將會將信息傳達給PSA指示燈上，為后續搶修工作的順利進行提供保障。

2.CAN總線在地鐵屏蔽門控制中的應用

在地鐵屏蔽門控制系統中，通過智能節點可以將中央控制盤（PSC）、站臺端頭控制盤（PSL）、門控單元（DCU）掛接在CAN總線上，以實現對全分布式網絡控制系統的有效構建，其既能夠實現數據傳輸，而且還可以實現信息共享。通常情況下，CAN總線網絡上如果設備出現故障將會導致整個網絡無法正常運行。PSC在網絡節點中屬于主設備，其主要負責對整個網絡運行狀態進行實時監測。而DCU屬于從設備，其能夠為PSC提供有用信息。在整個CAN總線網絡中，為了確保PSC與DCU之間的數據通信，提高通信的安全性、可靠性，可以選擇雙CAN總線冗余連接。實際上，在地鐵屏蔽門控制過程中，兩路CAN總線一般是互為熱備用，以達到網絡數據同時傳送的目的。一旦某路CAN總線發生故障時，將會使另一路備用CAN總線開始工作，以此來保證屏蔽門系統的有效運行。屏蔽門系統雙CAN總線冗余智能節點如圖2所示。

3.結束語

綜上所述，在地鐵屏蔽門系統運行過程中，借助CAN總線技術不僅可以提高控制系統的實時性和穩定性，而且還可以具有良好的擴展和升級能力，進而確保地鐵屏蔽門的安全、高效運行。

參考文獻

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