地铁屏蔽门控制系统

地铁屏蔽门控制系统

地铁屏蔽门控制系统

上海市浦东科技信息中心黄时

夏摘编

2010-09-03

关键字：地铁屏蔽门控制系统浏览量：594

一、屏蔽门系统国内外发展现状

目前，世界上已有8个国家和地区共21条轨道交通线路正在使用或加装屏蔽门系统。有关屏蔽门的供货商也在逐渐发展起来，英国westinghouse、法国Faiveley、瑞士KABA 和日本Nabco4家公司成为最主要的屏蔽门生产厂家，都已经承担过一些地铁线路的屏蔽门工程，到目前为止，它们提供了世界上约90%的屏蔽门系统。它们也是当今世界上安装、设计、制造屏蔽门最有经验的几家公司。

在国内地铁屏蔽门市场，国外公司大多采取在国内寻找合作伙伴的方式进入中国市场，如

广州地铁二号线屏蔽门工程中标方就是广州澳

的斯电梯有限公司与英国西屋公司;深圳方大集团于2000年与法维莱公司开始合作之后，双方共同成功承建了泰国曼谷地铁等屏蔽门工程项目;瑞士卡巴公司也与江苏金创集团合作在国内承接屏蔽门工程项目;日本那博克公司与重庆川仪集团也就屏蔽门项目进行着合作。国内最早开始从事屏蔽门研究的是广州奥的斯电梯有限公

司和深圳方大集团，之后逐渐增加了广州广日集团、上海通用冷气机有限公司、重庆川仪总厂有限公司等。到目前为止，屏蔽门系统的国产化程度还相当低，目前国内有10家以上的公司正加大对屏蔽门系统的研发力度，以加快屏蔽门系统国产化的步伐。

二、两款最新地铁屏蔽门控制系统

（一）、贝加莱地铁屏蔽门控制系统

贝加莱地铁屏蔽门控制系统在上海九号线（徐家汇—松江）的一期项目中，共9个站，共安装贝加莱22个控制器PCC2003，20个15”触摸屏4PP120。在此第一期项目中贝加莱公司

和瑞士KABA公司合作。

1、贝加莱控制系统解决方案

贝加莱的PCC控制系统提供CAN总成冗余，使用双CAN总线和门控制器联接，与显示器采用Ethernet联接，B&R2003灵活的通信能力确保了以上通信要求都能实现，CPU模块CP570管理所有的门控制器，离散I/O和网络连接。B&R PP120作为中央显示单元，每个控制室的操作终端采用15’’显示屏，操作员和维护人员从而可以在现场进行监测工作。

2、信息处理

Kaba Ghgen的自动门专家们为每一扇门写了高达104条不同的事件信息，每一个站48扇门，再加上120条左右系统信息，这样中央采集的可能事件数量将超过5000条。触发事件的动作必须清晰直观地被显示。典型的事件包括

门口堵塞、电机过热、手动撤消故障等。

由图2、图3可以看出，贝加莱的PCC控制系统所具备的定性分时多任务的运行模式可以帮助优化客户软件，大大降低系统的轮询时间，并帮助软件工程师精确控制每个任务进程的循环时间。

3、Automation Studio软件特点

Automation Studio是一个集成了项目中所有组件工具的软件开发环境，因此可应用于任何规模任何范围的项目。无论在项目的哪个阶段，规划、执行、测试、生产或调试过程中，统

一的开发环境既提高了生产效率又保证了产品

质量。在屏蔽门控制器的开发设计过程中。Automation Studio提供了一个优化的编程环境，采用C语言来开发系统，保证一个系统长时期使用。还可以设置用户输入密码以进入系统。每扇单独的门都配备一个门控制单元（DCU），根据接收的指令。控制单元专门控制电机和开关门机械装置，确保在安全范围内门的作用力和速度都处于最优化的状态。同时，对门上的传感器和执行器的状态进行监测。并不断发送相关数据至站台屏蔽门控制器（PSC）。地铁屏蔽门触发事件的动作必须清晰直观地被显示。典型的事件包括门口堵塞、电机过热、手动手动撤消故障等。所有这些事件触发都通过PCC控制系统先进行数据采集，并通过Automation Studio软件进行软件开发，对所有的触发事件进行响应和处理。

（二）、地铁屏蔽门控制系统

2010年由尹盼春受南京熊猫机电仪技术有限公司委托设计的“地铁屏蔽门控制系统”目的是研制出一种可以面向市场的、低成本的、国

产化的屏蔽门设备。主要研究集屏蔽门电机驱动控制与屏蔽门逻辑控制于一体的屏蔽门控制系统。这种高度集成并一体化的控制方案主要采用了一个ARM7微控制器实现，节省了制造成本，实现了资源的优化利用。

软件系统设计：软件的设计是以硬件为基础，依据系统的具体功能要求进行设计。主要包括屏蔽门各种逻辑控制功能的设计、数字PID 控制算法的设计以及网络系统通信的设计等。

基本思想：地铁屏蔽门控制系统软件设计的基本思想是，采用巡检的方式，不断对各个输入端口进行检测，当检测到相应的状态信号时一进行相应的处理。对一些重要信号的检测，要采用定时中断方式，定时检测这些信号的状态。屏蔽门控制系统软件的主程序流程图如图4.1所示。

系统上电复位后，首先进行初始化，接着执行门宽参数的自学习程序。此后的程序是一个循环操作过程，包括开始正常运行、障碍物检测、采样电流信号、UART串口通信、CAN总线通信、PID控制以及检测输入信号，再结合当前系统状态做出相关处理，执行相应子程序，完成对屏蔽门的控制。

软件系统主要包括系统初始化程序、门宽参数自学习程序、屏蔽门控制任务程序、开关门

过程控制程序、CAN总线通信程序、不完全微分增量式PID算法六个部分。

1、系统初始化程序

系统上电后，ARM7微控制器LPC2129复位，系统开始执行初始化程序，配置控制系统运行的参数，包括对一LPC2129、系统变量、屏蔽门运行参数、电机驱动控制程序的初始化：1.LPC2129初始化程序用于设置LPC2129内核时钟运行模式，使能片内和片外设备，包括设置各个1/0端口的方向，设置ADC模块的转换条件、转换通道等。2.系统变量初始化，用于定义并初始化系统程序在运算过程中使用到的变量，如电机驱动控制程序变量、门速曲线变量、串口通信及CAN总线通信变量等。3.屏蔽门运行参数初始化程序，用于读取屏蔽门运行参数，包括屏蔽门开关门曲线参数，防挤压力信号产生的阂值参数等。4.电打L马区动控制初始化程序，如设置电机控制功能模块相关的寄存器，包括设置PWM…信号的开关频率、初始化AD转换模块工作方式等。