基于PLC的地鐵AFC緊急控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

劉 寧,呂 蒙,張玉芳

(鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院,河南 鄭州 451460)

地鐵AFC系統(tǒng)設(shè)備是直接面對乘客、服務(wù)乘客的工具,當(dāng)車站出現(xiàn)火災(zāi)、設(shè)備故障及其他特殊情況需快速疏散站內(nèi)乘客時,需要緊急系統(tǒng)啟動,所有自動檢票機通道打開,因此減少地鐵運營安全事故與AFC系統(tǒng)的緊急系統(tǒng)密切相關(guān)。

1 系統(tǒng)工作原理

緊急系統(tǒng)由緊急控制盒、FAS控制模塊和安裝在綜合監(jiān)控系統(tǒng)IBP盤的緊急按鈕組成。緊急按鈕與來自FAS控制模塊的緊急狀態(tài)輸入(干觸點)并聯(lián),連接到緊急控制盒。緊急控制盒通過信號線與閘機和SC相連接,在車站需要進(jìn)入緊急狀態(tài)時,能夠接收緊急信號并向閘機發(fā)送緊急指令,控制閘機釋放扇門,同時向車站計算機系統(tǒng)反饋執(zhí)行狀態(tài)。

緊急狀態(tài)有FAS聯(lián)動觸發(fā)緊急模式、IBP盤緊急按鈕觸發(fā)緊急模式、LC/SC工作站下發(fā)緊急模式計三種觸發(fā)形式,前兩種緊急模式觸發(fā)信號來源不同,其緊急信號作用機制完全一致。

FAS系統(tǒng)聯(lián)動和IBP盤緊急按鈕觸發(fā)緊急時,緊急控制盒接收到緊急信號后向終端設(shè)備下發(fā)緊急信號,同時向SC服務(wù)器發(fā)送緊急信號,SC服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)向終端設(shè)備發(fā)送緊急信號。

LC/SC工作站下發(fā)緊急命令時,由SC服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)直接向終端設(shè)備下發(fā)緊急信號,使終端設(shè)備進(jìn)入緊急狀態(tài)。

SC工作站下發(fā)緊急命令的步驟為在SC工作站登錄賬戶→點擊設(shè)備操作→點擊降級模式→輸入操作員工號及密碼(雙權(quán)限認(rèn)證)→雙擊執(zhí)行,使所有閘機進(jìn)行釋放。

2 系統(tǒng)設(shè)計

2.1 PLC控制系統(tǒng)

PLC控制系統(tǒng)就是以控制及信息通信技術(shù)為基礎(chǔ)的控制裝置,也是PLC控制系統(tǒng)核心。如圖1,控制器包含硬件模塊、現(xiàn)場總線等,其中硬件模塊由CPU模塊、功能模塊、電源模塊等組成。PLC控制模塊可根據(jù)AFC、FAS、IBP盤等反饋的實際需求進(jìn)行可編程控制單元匹配、邏輯控制等操作,可以快速實現(xiàn)生產(chǎn)過程中的調(diào)整和改變,有良好的環(huán)境適應(yīng)及抗外界干擾能力。另外,這個模塊編譯完成后支持文件安裝至控制器或者仿真器,可實現(xiàn)AFC緊急控制系統(tǒng)全過程監(jiān)控、離線仿真、在線診斷等功能。

圖1 PLC控制系統(tǒng)示意圖

2.2 緊急控制盒

緊急控制盒的主要組成部分為:

(1)電源指示燈,用于指示緊急控制盒的通電狀態(tài);

(2)緊急狀態(tài)指示燈,紅燈亮?xí)r表示進(jìn)入緊急狀態(tài);

(3)緊急命令下發(fā)指示燈,紅燈亮?xí)r表示緊急命令下發(fā)至終端設(shè)備;

(4)模式切換按鈕,用于切換緊急命令下發(fā)為自動或手動模式(自動模式時緊急控制盒收到緊急命令后直接向終端設(shè)備下發(fā)緊急命令、手動模式時緊急控制盒無法向終端設(shè)備下發(fā)緊急命令),一般情況下緊急控制盒工作在自動模式下,必要時可使用手動模式恢復(fù)因短路等誤觸發(fā)的緊急狀態(tài);

(5)接線端子,緊急命令輸出端接AGM,緊急命令輸入端接FAS和IBP盤緊急按鈕緊急信號線,緊急命令反饋端向IBP盤反饋是否進(jìn)入緊急狀態(tài)(進(jìn)入緊急狀態(tài)后,IBP盤緊急按鈕指示燈點亮)、向FAS反饋緊急信號;

(6)緊急控制盒串口線,用于和SC服務(wù)器通信,獲取服務(wù)器下發(fā)的緊急命令信號,并向服務(wù)器發(fā)送緊急控制盒的運行狀態(tài)。

2.3 緊急控制系統(tǒng)接線設(shè)計

無源信號輸入的緊急控制系統(tǒng)同一組閘機的接線方式與第一臺閘機相同,為并聯(lián)接線,緊急信號輸出為繼電器干接點信號輸出,所有輸出為串聯(lián)輸出。

緊急系統(tǒng)可以按照緊急按鈕、緊急模式輸出信號的不同分為四種模式:

(1)常開模式,所接的按鈕為常開干接點,當(dāng)按鈕閉合時視為下發(fā)緊急指令,這種模式滿足一些項目的IBP盤設(shè)計方對按鈕的要求;

(2)常閉模式,所接的按鈕為常閉干接點,當(dāng)按鈕斷開時視為下發(fā)緊急指令,此種模式滿足另一些項目的IBP盤設(shè)計方對按鈕的要求;

(3)冷線模式,緊急模式為緊急按鈕控制盒輸出DC24 V信號,正常模式為0 V,即正常模式中緊急按鈕控制盒與閘機的回路沒有電流;

(4)熱線模式,與冷線模式相反,緊急模式為0 V,正常模式為緊急按鈕控制盒輸出DC24 V,即正常模式中緊急按鈕控制盒與閘機之間始終存在回路。

3 系統(tǒng)整體測試

將各個模塊安裝完成后對整個系統(tǒng)進(jìn)行整體測試,當(dāng)發(fā)生緊急情況需要乘客緊急撤離車站時,可通過事發(fā)車站的車站計算機(自動)或者緊急按鈕(手動)啟用緊急模式。進(jìn)入緊急模式后所有閘機打開扇門,乘客出站不檢票。車站緊急模式具有最高級的模式優(yōu)先權(quán)。在啟用緊急模式后車站計算機將自動向中央計算機傳送相關(guān)信息,系統(tǒng)緊急模式下測試的主要參數(shù)見表1。

表1 系統(tǒng)測試主要參數(shù)

4 結(jié)語

這種基于PLC的地鐵AFC系統(tǒng)緊急控制系統(tǒng)通過信號線與閘機和SC連接。將緊急控制盒安裝在IBP盤上,不僅可以實現(xiàn)緊急情況下快速有效疏散乘客,而且能依據(jù)SC接收端反饋的信息,實現(xiàn)緊急按鈕控制盒與服務(wù)器之間的通信,可以外發(fā)到車站的其他緊急信號控制設(shè)備,可支持多個緊急信號控制設(shè)備。經(jīng)測試,整個系統(tǒng)緊急狀態(tài)下操作方便,且自動化程度和安全性高。