CN102518352A - 一种站台门控***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种站台门控***及方法，***包括：中央控制装置，用于接收控制指令并对所述控制指令进行逻辑处理，将处理后的控制信息发送至门控装置；门控装置，用于执行接收到的所述控制信息，并向中央控制装置反馈门状态信息。采用了本发明的技术方案，能够使得***具有较高的安全性、稳定性及可靠性，同时兼顾合理选材，提高产品竞争力，降低成本等优势，使***本身符合轨道交通运营方的需求。

Description

一种站台门控***及方法
技术领域
本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种用于控制站台门开关状态的***及方法。
背景技术
现有的轨道交通站台门控***中，中央控制装置采用大型PLC设计门单元控制器；以AVR单片机或DSP实现门控器，用CAN-PCI转换板卡，CAN-485、232转换器实现***内数据传输协议的转换；门控装置中驱动器以分立的MOS对管或绝缘栅双极型晶体管(IGBT)实现输出。这使得整个门控***出现扩展能力差，功能修改不便，线路设计相对复杂，稳定性可靠性较低，性能不易掌控，接口编程不方便等缺点。
发明内容
本发明的目的在于提出一种站台门控***及方法，能够使得***具有较高的安全性、稳定性及可靠性。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种站台门控***，包括：
中央控制装置，用于接收控制指令并对所述控制指令进行逻辑处理，将处理后的控制信息发送至门控装置；
门控装置，用于执行接收到的所述控制信息，并向中央控制装置反馈门状态信息。
所述门控装置包括门控单元和滑动门单元，其中门控单元，用于通过执行控制信息，实现对滑动门单元动作的控制，采集各种门状态信息及故障信息发送给中央控制装置；
所述中央控制装置包括：
逻辑控制器，用于接收信号装置的控制指令，对所述控制指令进行逻辑处理，生成控制信息并发送至门控装置的门控单元；
单元控制器，用于通讯连接门控装置中的门控单元；
监控主机，用于对***内部信息的分发、汇总和分析；
协议转换器，用于解析单元控制器和监控主机与现场总线的通讯数据；
其中逻辑控制器与门控单元连接，单元控制器通过RS232接口与协议转换器连接，监控主机通过RS485接口与协议转换器连接，协议转换器通过冗余的双现场总线与门控单元连接。
所述门控单元又包括控制器和驱动器，控制器与驱动器相连，
当所述滑动门单元为屏蔽门时，门控单元安装在门体上部顶箱内，包括一个控制器和一个驱动器；
当所述滑动门单元为安全门时，门控单元安装在固定侧盒内，包括一个控制器和两个驱动器。
所述控制器和驱动器均包含一路隔离RS232接口和一个微处理器内核芯片，控制器还包括两路隔离现场总线接口并内嵌滑动门单元控制程序，驱动器集成了智能功率模块和数码显示管，并内嵌滑动门单元驱动程序，
所述智能功率模块集成了功率开关器件、驱动电路和故障检测电路。
所述逻辑控制器由安全继电器逻辑组成，
所述单元控制器为通用小型可编程逻辑器件，
所述协议转换器包含一个微处理器内核芯片和标准工控类导轨卡装外壳。
一种站台门控***，包括信号装置、中央控制装置和门控装置，还包括一个就地控制装置，所述就地控制装置与中央控制装置中的逻辑控制器连接，设置在列车正常停车时与驾驶室的门相对应的位置。
一种站台门控***，包括信号装置、中央控制装置、门控装置和就地控制装置，还包括一个综合后备装置，所述综合后备装置与中央控制装置中的逻辑控制器连接，设置在车站控制室。
一种站台滑动门的控制方法，包括以下步骤：
A、中央控制装置接收列车信号***或者就地控制装置发出的控制指令；
B、中央控制装置对控制指令进行逻辑处理，确认有效后将控制信息发送至门控装置；
C、门控装置执行控制指令，将门状态信息反馈给中央控制装置。
所述步骤A中，所述控制指令被发送至中央控制装置中的由安全继电器逻辑组成的逻辑控制器；
所述步骤B中，中央控制装置中的逻辑控制器对接收到的控制指令进行逻辑处理，将处理后的开关门信号和使能信号发送至门控装置中的门控单元；
所述步骤C中，位于门控装置中的门控单元内的控制器接收开关门信号和使能信号，调用内嵌的滑动门单元控制程序向门控单元内的驱动器发出控制信号，所述驱动器根据接收的控制信号和内嵌的滑动门单元驱动程序，控制滑动门单元完成指定动作；门控单元采集门状态信息，通过冗余的双现场总线发送至中央控制装置中的协议转换器进行通讯协议转换，转换后发送至监控主机和单元控制器。
采用了本发明的技术方案，能够使得***具有较高的安全性、稳定性及可靠性，同时兼顾合理选材，提高产品竞争力，降低成本；使***本身符合轨道交通运营方的需求，方便修改功能，方便备件。
附图说明
图1是本发明具体实施方式1提供的站台门控***的结构示意图。
图2是本发明具体实施方式1提供的中央控制装置的结构示意图。
图3是本发明具体实施方式1提供的门控装置的结构示意图。
图4是本发明具体实施方式2提供的站台门控***的结构示意图。
图5是本发明具体实施方式3提供的站台门控***的结构示意图。
图6是本发明具体实施方式1提供的站台屏蔽门控制方法的流程示意图。
图7是本发明具体实施方式2提供的站台屏蔽门控制方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
图1是本发明具体实施方式1提供的站台门控***的结构示意图。
如图1所示的站台门控***，中央控制装置101，用于接收控制指令并对所述控制指令进行逻辑处理，将处理后的控制信息发送至门控装置；门控装置102，用于执行接收到的所述控制信息，并向中央控制装置反馈门状态信息。
如图2所示，本发明具体实施方式1提供的站台门控***中的中央控制装置，进一步包括逻辑控制器201，用于接收列车信号***发出的控制指令，对所述控制指令进行逻辑处理，生成控制信息并发送至门控装置的门控单元；单元控制器202，用于控制门控装置中的门控单元；监控主机204，用于对***内部信息的分发、汇总和分析；协议转换器203，用于解析单元控制器和监控主机与现场总线的通讯数据；
其中逻辑控制器201与门控单元连接，单元控制器202通过RS232接口与协议转换器203连接，监控主机204通过RS485接口与协议转换器203连接，协议转换器204通过冗余的双CAN现场总线与门控单元连接。
所述逻辑控制器201由安全继电器逻辑组成，每个车站的屏蔽门安全门设备室内均设置一套中央控制装置，一套中央控制装置包括两套逻辑控制器，所有关键控制指令均由高可靠性的安全继电器逻辑处理后，分别控制上行及下行两侧站台的屏蔽门安全门，确保为各单元滑动门提供正确的硬线控制信息，保证***的可靠性。
所述单元控制器202为通用小型可编程逻辑器件，例如由西门子通用小型S7 200 PLC设计而成的单元控制器，方便修改功能，方便备件，降低成本，符合轨道交通运营方的需求。中央控制装置内部的两个单元控制器将本车站内所有需要监视的设备的状态信息集成后送至中央控制装置内的监控主机204的显示终端。
所述协议转换器203包含一个微处理器内核芯片、隔离RS232与RS485接口各一路、隔离CAN总线接口两路和标准工控类导轨卡装外壳，并内嵌《屏蔽门安全门***CAN通讯协议V1.0》、《屏蔽门安全门***RS485(232)通讯协议V1.0》，通讯速率高达125KBPS(200米)，误码率低于10-6次。
协议转换器解析处理CAN现场总线到监控主机及单元控制器之间的通讯数据，协议转换器剥离了CAN总线协议层，实现数据透传，使数据传输效率大为提高，降低了监控主机与单元控制器的通讯负荷，使编程更简便。也降低了监控主机与单元控制器的配置需求，扩大了配置的选择层次。
如图3所示，本发明具体实施方式1提供的站台门控***中的门控装置，进一步包括门控单元301和滑动门单元302，其中门控单元，用于通过执行控制信息，实现对滑动门单元动作的控制，采集各种门状态信息及故障信息发送给中央控制装置。采集的各种门状态信息及故障信息通过冗余CAN总线发送给中央控制装置的监控主机。通过门控单元内设置的编程/调试接口，可在线或离线调整参数和软件组态，并可进行重新编程和参数的重新设置，具有本控制单元的可离线调试功能。
所述门控单元301包括控制器和驱动器，控制器与驱动器相连，除了通过硬线连接外，还通过RS232接口相连；控制器和驱动器均包含一路隔离RS232接口和一个微处理器内核芯片。
所述微处理器内核芯片，具有100MHz的处理频率，单条指令执行时间小于10纳秒，使***能高效运行，***扫描时间小于5毫秒。芯片集成的2个CAN通道实现***总线冗余，CAN接口的多主模式及总线仲裁，保证了***通讯的高速率(1MBps)以及极低的误码率(小于10-6次)，***响应时间小于300毫秒，使***网络稳定可靠。芯片内置电机控制脉宽调制、正交编码器接口、6输出的通用脉宽调制等功能，使电机驱动实现更加专业、简便，性能更稳定可靠。
所述控制器还包括两路隔离CAN现场总线接口并内嵌滑动门单元控制程序，所述驱动器集成了智能功率模块和数码显示管，并内嵌滑动门单元驱动程序。所述智能功率模块，不仅把功率开关器件和驱动电路集成在一起，而且还内藏有能够检测过电压，过电流和过热等故障的检测电路，经过大规模集成、匹配的功率元件，减少了分立元件的离散性，产品设计线路更简洁，从而使输出控制更加稳定、可靠。
当所述滑动门单元为屏蔽门时，门控单元安装在门体上部顶箱内，包括一个控制器和一个驱动器；当所述滑动门单元为安全门时，门控单元安装在固定侧盒内，包括一个控制器和两个驱动器。
所述滑动门单元还包括门状态指示灯、电机和电磁锁。
滑动门关闭锁紧时，门状态指示灯熄灭；滑动门开启时，门状态指示灯点亮；在滑动门开启、关闭过程中及故障状态时门状态指示灯闪烁；采用不同的闪烁频率表示故障或正常开启、关闭过程。以下为门状态指示灯状态表：
  门开关状态   指示灯(DOI)状态
  滑动门正常开门过程(应急门锁紧)   闪烁1
  滑动门正常关门过程(应急门锁紧)   闪烁1
  滑动门全开位置(应急门锁紧)   常亮
  滑动门关闭且锁紧位置(应急门锁紧)   熄灭
  应急门打开，临近滑动门无故障   常亮
  滑动门单元故障状态   闪烁2
其中，“闪烁2”的频率高于正常开关门过程的“闪烁1”，指示灯具备“声音(蜂鸣)提示”功能。
所述电机一般采用直流电机，以确保门控精度要求。采用由门控单元控制的工作模式，电机的外壳保护等级为IP54。
所述电磁锁主要由机械部分和电气部分组成。其中，机械部分保证滑动门运行至锁定位置后能够锁定；电气部分保证能够通过行程开关将滑动门的状态反馈至门控单元。电磁锁提供如下状态：单扇滑动门的关闭状态、锁紧状态、全开状态，三种状态提供给锁闭安全回路应用，也能够将滑动门当前的状态反馈至该滑动门单元所对应的门控单元。
滑动门单元还可以设置一个控制盒。所述控制盒设“自动、手动关、手动开、隔离”四位钥匙开关及一个绿色指示灯(自动位)，钥匙从“自动”位顺时针旋转90°为“手动关”位，再顺时针旋转90°为“手动开”位；从“手动开”不能直接旋转至“隔离”位；从“自动”位逆时针旋转90°为“隔离”位。“自动”位对应设一个绿灯，当钥匙处在该位时绿灯亮。钥匙只有在自动位及隔离位时可取出。“自动”位及“隔离”位进入安全回路。
通过控制盒的钥匙开关可选择下列操作模式：
“自动”位：当转换开关处于“自动”位置时，允许门控单元接收中央控制盘的“开门命令”与“关门命令”；
“隔离”位：当转换开关处于“隔离”位置时，单个滑动门单元与***隔离，隔断本单元的电力供应，不影响整个***的正常工作，便于维修。在此模式下，此档门的安全回路不被旁路；
“手动关”或“手动开”位：当开关处于“手动关”或“手动开”位置时，不执行来自中央控制盘的命令。门扇可通过设置在就地控制盒上的“手动关”或“手动开”进行操作，此道门的安全回路被旁路。
所述控制盒一般安装在站台侧活动门立柱下端，方便站台侧工作人员通过钥匙进行模式转换。每个滑动门单元中无论发生网络通信故障、电源故障、门控单元故障、门机故障以及其它故障，均可通过控制盒使此单元隔离，切断电机和电锁装置的电源，从而不影响整个***的正常工作。控制盒的设置充分考虑到***的运行安全。
本实施方式所述的站台门控***，通过设置在设备室的电源自动切换箱为***供电。
***设备电源包括驱动电源和控制电源。***内部电源***按照驱动电源和控制电源分开、故障分散、隔离的原则进行配电，以保证可靠供电。
***配备UPS和蓄电池组作为备用电源。正常情况下，由电源自动切换箱供电。事故停电时，且两路电源都失电的情况下，由UPS和蓄电池组对***供电。备用电源的容量保证在事故停电时，能使控制***在1小时内对每侧滑动门开关操作至少5次。
为保证***用电设备供电的可靠性，单个配电回路只为每节车辆的其中一道滑动门配电，确保当其中一路电源故障时对应一辆车的其它滑动门能正常开启。
***电源设计方案如下：
供电电源采用驱动供电和控制供电分开的模式，由相互独立的驱动电源和控制电源组成。驱动电源由整流模块、蓄电池、配电单元、监控装置和绝缘监测模块组成；控制电源由整流模块、冗余UPS模块、蓄电池、DC/DC模块和配电单元组成。电源***采用模块化设计，实现N+1冗余备份。电源***具有完善的保护功能、智能化的监控***，实时监测***运行的各种参数。电源***为在线工作模式，实现在线插拔及在线维修功能。电源容量按双侧门单元进行配置。在交流断电时，驱动蓄电池能保证双侧站台所有门单元在1小时内动作5次；控制蓄电池能提供控制设备持续运行1小时所需的能量。
图4是本发明具体实施方式2提供的站台门控***的结构示意图。
如图4所示，在具体实施方式1提供的站台门控***的结构基础上进一步增加综合后备装置403，所述综合后备装置403与中央控制装置401的逻辑控制器连接。
当列车信号***失效时，列车司机或站台人员可以通过就地控制装置的“操作允许”钥匙开关将***级控制切换到站台级控制，以实现门控装置402执行屏蔽门安全门的开/关操作。中央控制装置401中的监控主机的损坏也不影响就地控制装置进行相关操作。就地控制装置的操作优先级别高于***级控制。
正常运营情况下，每座车站每侧站台设计1套就地控制装置，就地控制装置的安装位置与列车正常停车时驾驶室的门相对，方便司机操作和监视门开/关情况。
就地控制装置具备“互锁解除”的功能来解除列车的锁定状态。在不操作就地控制装置时，就地控制装置面板上“ASD/EED关闭且锁紧”、“ASD开门”状态指示灯能真实反映门状态，并能保证在驾驶室内的司机对指示灯状态方便观察。
图5是本发明具体实施方式3提供的站台门控***的结构示意图。
如图5所示，在具体实施方式2提供的站台门控***的结构基础上进一步增加综合后备装置504，所述综合后备装置504与中央控制装置501中的逻辑控制器连接。
在综合后备装置504上以每侧门为单位设置开门钥匙开关、开门状态指示灯、关门状态指示灯，并设置一个灯检按钮，以测试综合后备装置上指示灯的工作状态。开门、关门状态指示灯能实时反映门状态，显示功能与就地控制装置的状态指示灯一致。
在车站紧急情况下(如火灾)，在车站控制室操作综合后备装置上的钥匙开关打到开门位，控制门控装置502打开滑动门，滑动门完全打开后中央处理装置501面板、就地控制装置503、综合后备装置504的开门指示灯亮。本命令属于紧急状态下的紧急开门命令，优先级高于站台级控制和***级控制。
图6是本发明具体实施方式1提供的站台屏蔽门控制方法的流程示意图。如图6所示，该流程主要包括以下步骤：
步骤S601，列车到站并停在允许的误差范围内时，列车信号***发出开/关门控制指令，中央控制装置接收列车信号***发出的控制指令；
步骤S602，中央控制装置对所述控制指令进行逻辑处理，确认其有效后将处理后的控制信息发送至门控装置；
步骤S603，门控装置执行所述控制信息，完成相应的开/关门动作，并将完成后的门状态信息反馈给中央控制装置。
所述步骤S601中，所述控制指令被发送至中央控制装置中的由安全继电器逻辑组成的逻辑控制器；
所述步骤S602中，中央控制装置中的逻辑控制器对接收到的控制指令进行逻辑处理，将处理后的开关门信号和使能信号发送至门控装置中的门控单元；
所述步骤S603中，位于门控装置中的门控单元内的控制器接收开关门信号和使能信号，调用内嵌的滑动门单元控制程序向门控单元内的驱动器发出控制信号，所述驱动器根据接收的控制信号和内嵌的滑动门单元驱动程序，控制滑动门单元完成指定动作；门控单元采集门状态信息，通过冗余的双现场总线发送至中央控制装置中的协议转换器进行通讯协议转换，转换后发送至监控主机和单元控制器。
此控制方法属于***级控制方法，是在正常运行模式下由列车信号***对屏蔽门安全门进行控制的方式。
图7是本发明具体实施方式2提供的站台屏蔽门控制方法的流程示意图。如图7所示，该流程主要包括以下步骤：
步骤S701，列车驾驶员或站务人员通过控制就地控制装置的开/关门钥匙开关发送控制指令至中央控制装置；
步骤S702，中央控制装置对所述控制指令进行逻辑处理，确认其有效后将处理后的控制信息发送至门控装置；
步骤S703，门控装置执行所述控制信息，完成相应的开/关门动作，并将完成后的门状态信息反馈给中央控制装置。
所述步骤S701中，所述控制指令被发送至中央控制装置中的由安全继电器逻辑组成的逻辑控制器；
所述步骤S702中，中央控制装置中的逻辑控制器对接收到的控制指令进行逻辑处理，将处理后的开关门信号和使能信号发送至门控装置中的门控单元；
所述步骤S703中，位于门控装置中的门控单元内的控制器接收开关门信号和使能信号，调用内嵌的滑动门单元控制程序向门控单元内的驱动器发出控制信号，所述驱动器根据接收的控制信号和内嵌的滑动门单元驱动程序，控制滑动门单元完成指定动作；门控单元采集门状态信息，通过冗余的双现场总线发送至中央控制装置中的协议转换器进行通讯协议转换，转换后发送至监控主机和单元控制器。
此控制方法属于站台级控制方法，在***级控制出现故障时，可进行就地控制装置的操作。此控制方法是由列车驾驶员或站务人员在站台就地控制装置上对滑动门进行开/关门的控制。如列车信号***故障或者列车信号***与中央控制装置开/关门指令界面故障状态下，列车驾驶员或站务人员可在就地控制装置上进行开门、关门操作，实现对屏蔽门安全门的站台级控制。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种站台门控***，其特征在于，包括：
中央控制装置，用于接收控制指令并对所述控制指令进行逻辑处理，将处理后的控制信息发送至门控装置；
门控装置，用于执行接收到的所述控制信息，并向中央控制装置反馈门状态信息。
2.根据权利要求1所述的站台门控***，其特征在于，
所述门控装置包括门控单元和滑动门单元，其中门控单元，用于通过执行控制信息，实现对滑动门单元动作的控制，采集门状态信息及故障信息发送给中央控制装置。
3.根据权利要求1所述的站台门控***，其特征在于，所述中央控制装置包括：
逻辑控制器，用于接收信号装置的控制指令，对所述控制指令进行逻辑处理，生成控制信息并发送至门控装置的门控单元；
单元控制器，用于通讯连接门控装置中的门控单元；
监控主机，用于对***内部信息的分发、汇总和分析；
协议转换器，用于解析单元控制器和监控主机与现场总线的通讯数据；
其中逻辑控制器与门控单元连接，单元控制器通过RS232接口与协议转换器连接，监控主机通过RS485接口与协议转换器连接，协议转换器通过冗余的双现场总线与门控单元连接。
4.根据权利要求2所述的站台门控***，其特征在于，所述门控单元包括控制器和驱动器，控制器与驱动器相连，
当所述滑动门单元为屏蔽门时，门控单元安装在门体上部顶箱内，包括一个控制器和一个驱动器；
当所述滑动门单元为安全门时，门控单元安装在固定侧盒内，包括一个控制器和两个驱动器。
5.根据权利要求4所述的站台门控***，其特征在于，所述控制器和驱动器均包含一路隔离RS232接口和一个微处理器内核芯片，控制器还包括两路隔离现场总线接口并内嵌滑动门单元控制程序，驱动器集成了智能功率模块和数码显示管，并内嵌滑动门单元驱动程序，
所述智能功率模块集成了功率开关器件、驱动电路和故障检测电路。
6.根据权利要求3所述的站台门控***，其特征在于，
所述逻辑控制器由安全继电器逻辑组成，
所述单元控制器为通用小型可编程逻辑器件，
所述协议转换器包含一个微处理器内核芯片和标准工控类导轨卡装外壳。
7.根据权利要求3或6所述的站台门控***，其特征在于，还包括一个就地控制装置，所述就地控制装置与中央控制装置中的逻辑控制器连接。
8.根据权利要求7所述的站台门控***，其特征在于，还包括一个综合后备装置，所述综合后备装置与中央控制装置中的逻辑控制器连接。
9.一种站台滑动门的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、中央控制装置接收列车信号***发出的控制指令；
B、中央控制装置对所述控制指令进行逻辑处理，确认有效后将控制信息发送至门控装置；
C、门控装置执行所述控制信息，将门状态信息反馈给中央控制装置。
10.一种站台滑动门的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、中央控制装置接收就地控制装置发出的控制指令；
B、中央控制装置对所述控制指令进行逻辑处理，确认有效后将控制信息发送至门控装置；
C、门控装置执行所述控制信息，将门状态信息反馈给中央控制装置。
11.根据权利要求9或10所述的站台滑动门的控制方法，其特征在于，步骤A中，所述控制指令被发送至中央控制装置中的由安全继电器逻辑组成的逻辑控制器；
12.根据权利要求9或10所述的站台滑动门的控制方法，其特征在于，步骤B中，中央控制装置中的逻辑控制器对接收到的控制指令进行逻辑处理，将处理后的开关门信号和使能信号发送至门控装置中的门控单元。
13.根据权利要求9或10所述的站台滑动门的控制方法，其特征在于，步骤C中，位于门控装置中的门控单元内的控制器接收开关门信号和使能信号，调用内嵌的滑动门单元控制程序向门控单元内的驱动器发出控制信号，所述驱动器根据接收的控制信号和内嵌的滑动门单元驱动程序，控制滑动门单元完成指定动作；门控单元采集门状态信息，通过冗余的双现场总线发送至中央控制装置中的协议转换器进行通讯协议转换，转换后发送至监控主机和单元控制器。
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C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20120627