軌道交通車站站臺(tái)門核心電氣設(shè)備分析

王龍

摘要：它是一種機(jī)電設(shè)備，它將網(wǎng)絡(luò)、機(jī)械和自動(dòng)控制技術(shù)結(jié)合在一起。介紹了軌道交通站臺(tái)門基礎(chǔ)電氣設(shè)備的工作原理，分析了站門基礎(chǔ)電氣設(shè)備的技術(shù)性能，重點(diǎn)介紹了站臺(tái)門電氣設(shè)備的PEDC、電磁鎖定和手動(dòng)解鎖技術(shù)，并提供了更新和優(yōu)化思路與方向。

關(guān)鍵詞：軌道交通;車站;站臺(tái)門;電氣設(shè)備;傳動(dòng)裝置

站臺(tái)門設(shè)備主要由機(jī)械、控制和供電系統(tǒng)組成。控制系統(tǒng)作為平臺(tái)門設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)平臺(tái)站臺(tái)門門系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性發(fā)揮著關(guān)鍵作用。比較分析軌道交通站臺(tái)門電氣設(shè)備，建議進(jìn)行合理化。

一、軌道交通站臺(tái)門的綜合作用概述

軌道交通站臺(tái)門位于站臺(tái)邊緣，用于將列車運(yùn)行區(qū)和乘客候車區(qū)與鐵路交通安全設(shè)備隔離開來，也稱為安全門或屏蔽門。列車未進(jìn)入車站時(shí)，軌道交通站臺(tái)門關(guān)閉，列車進(jìn)站和停車時(shí)，軌道交通信號(hào)系統(tǒng)將信號(hào)傳送到站臺(tái)車門控制系統(tǒng)，并打開站臺(tái)車門，讓乘客進(jìn)出站臺(tái)門的作用主要是保護(hù)車站內(nèi)乘客的生命，防止車站內(nèi)乘客在列車出入境時(shí)意外地落在車道上，安全門能夠有效隔離列車的運(yùn)行區(qū)域，確保生命安全此外，軌道交通的站臺(tái)門還可以減少管理方面的人力資源投資，改善車站的等候環(huán)境，隔絕噪音，為乘客提供更舒適的運(yùn)輸環(huán)境。

二、城市軌道交通車站站臺(tái)門核心電氣設(shè)備組成

控制系統(tǒng)是站臺(tái)門設(shè)備的核心，它主要由中央控制單元（PEDC）、端頭控制盤（PSL）、綜合控制盤（IBP）、滑門控制器（DCU）、電機(jī)執(zhí)行、電磁鎖、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)（包括監(jiān)控系統(tǒng)）MMS、輸入/輸出模塊、聲光報(bào)警裝置以及平臺(tái)門控制系統(tǒng)上的冗馀總線網(wǎng)絡(luò)接收綜管信息系統(tǒng)的開閉指令，將關(guān)閉信息返回綜管信息系統(tǒng)，并將所有實(shí)時(shí)監(jiān)控信息上傳到其（主系統(tǒng)）上。

1.電氣設(shè)備。（1）傳輸系統(tǒng)。系統(tǒng)由電動(dòng)機(jī)、減速器、驅(qū)動(dòng)輪和皮帶組成。驅(qū)動(dòng)電機(jī)位于門機(jī)梁的中間，減速器將電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換為90度。兩個(gè)驅(qū)動(dòng)車輪直接它固定在減速器的輸出軸上，并通過同步皮帶連接到從動(dòng)輪?；瑒?dòng)門懸掛在同步齒形帶上，導(dǎo)致滑動(dòng)門同時(shí)移動(dòng)。（2）電機(jī)和減速器。采用無刷BG65×75（42V）的直流電機(jī)，額定功率189 W，額定轉(zhuǎn)矩0.4 N·m。除電機(jī)參數(shù)外，電機(jī)的主要選擇因素還應(yīng)注重滑動(dòng)門開啟時(shí)的工作強(qiáng)度，包括滑動(dòng)門的重力強(qiáng)度減速器為SG80渦輪增壓器桿減速器，轉(zhuǎn)速比為10：1。電機(jī)輸出軸與減速器輸入軸相連，減速器輸出軸配有帶齒滑輪，使電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向?yàn)?0度，主動(dòng)輪直接固定在減速器輸出軸上，并通過同步齒形皮帶連接主動(dòng)輪。滑動(dòng)門掛在傳動(dòng)帶上，傳動(dòng)帶導(dǎo)致滑動(dòng)門同時(shí)運(yùn)動(dòng)。（3）皮帶。傳動(dòng)帶采用耐磨、阻燃、低煙、無毒的材料，具有較高的抗拉強(qiáng)度和較小的受載變形。保持恒定的齒距、準(zhǔn)確的傳動(dòng)比、穩(wěn)定的傳動(dòng)裝置、高轉(zhuǎn)速、無潤(rùn)滑的低噪聲、簡(jiǎn)單的清潔和維護(hù)、結(jié)構(gòu)緊湊、應(yīng)力和壓力低、摩擦強(qiáng)度低、效率高達(dá)98%至99%，并具有調(diào)節(jié)皮帶張力以消除皮帶打滑。

2.控制系統(tǒng)。（1）控制中央單元。每個(gè)站都有兩個(gè)邏輯控制單元，每個(gè)單元都包含一個(gè)信號(hào)系統(tǒng)接口、一個(gè)本控制盤（PSL）接口和一個(gè)繼電器IBP接口。接口設(shè)備相互獨(dú)立，不能相互使用。收到GIS開關(guān)閥的按鍵命令后，控制相應(yīng)的門單元是否工作正常。（2）DCU。DCU是執(zhí)行本地和遠(yuǎn)程功能的本地端口控制單元。捕獲的門單元信息將發(fā)送到PSC;同時(shí)滑動(dòng)門DCU電機(jī)的監(jiān)控單元，每個(gè)單元有一個(gè)DCU。DCU由處理器、存儲(chǔ)、控制和相關(guān)軟件組成。DCU微處理器使用基于ARM的STM32芯片。微處理器根據(jù)端口位置發(fā)出PWM信號(hào)（脈寬模塊），通過IGBT控制PWM電機(jī)的電流，克服滑動(dòng)門運(yùn)動(dòng)的摩擦和慣性力，導(dǎo)致滑動(dòng)門的開啟/關(guān)閉。轉(zhuǎn)速曲線保存在DCU中，電機(jī)轉(zhuǎn)速由開關(guān)門轉(zhuǎn)速曲線控制。（3）LCB本地控制盒。LCB是安裝在滑動(dòng)門附近控制裝置，并可獨(dú)立開啟和關(guān)閉。將LCB安裝在門楣下方，方便操作。（4）電磁鎖。是站臺(tái)門系統(tǒng)的重要組成部分，決定站臺(tái)門系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。電磁鎖定由鎖定機(jī)構(gòu)、電磁鐵和轉(zhuǎn)向開關(guān)組成。鎖軸會(huì)向上或向下移動(dòng)鎖定機(jī)構(gòu)以完成鎖定和解鎖。鎖機(jī)構(gòu)與聯(lián)動(dòng)鎖軸，鎖機(jī)構(gòu)和滑動(dòng)門鎖鎖鉤完成了門體的機(jī)械鎖閉和解鎖操作。配套有專門的滑動(dòng)鎖緊觸發(fā)機(jī)制，在關(guān)門時(shí)觸發(fā)關(guān)閉行程的滾輪動(dòng)作。行程開關(guān)用于檢測(cè)門的鎖定和解鎖位置。鎖定機(jī)構(gòu)下有鎖片，機(jī)構(gòu)的重力觸發(fā)磁鎖落鎖行程開關(guān)。（5）手動(dòng)解鎖設(shè)備。是系統(tǒng)的主要特征。它由手動(dòng)釋放機(jī)構(gòu)和觸發(fā)開關(guān)組成。手動(dòng)解鎖機(jī)構(gòu)隱藏在滑動(dòng)門門框內(nèi)，允許在緊急情況下解鎖門框。

三、站臺(tái)門設(shè)備分析

1.電磁鎖。是在拼裝設(shè)計(jì)的，許多部件和復(fù)雜的組裝過程?，F(xiàn)場(chǎng)安裝困難，需要高精度，安裝后必須連接行程開關(guān)調(diào)整好位置。整個(gè)磁鎖的安裝和調(diào)整是大量人力的耗費(fèi)。大多數(shù)制造商使用集成式電磁鎖、鎖殼電磁鐵、鎖軸、行程開關(guān)、接線端子等集成。集成電磁鎖定機(jī)構(gòu)安裝和連接方便，行程開關(guān)工廠組裝和測(cè)試。其優(yōu)點(diǎn)是，它們方便電磁鎖進(jìn)行故障診斷。無需將其退回工廠進(jìn)行維修，即可更換故障部件，從而節(jié)省維修成本。

2.PEDC。PEDIC是最重要的控制機(jī)制。每個(gè)系統(tǒng)都有冗馀設(shè)計(jì)，但每個(gè)制造商對(duì)此概念都有不同的設(shè)計(jì)。某些做了輸出繼電器冗余，但不包括控制板卡。在某些情況下，上、下行控制板卡PEDC互備冗余的，繼電器不是冗余的。PEDC（SIG/PSL/IBP）的第三級(jí)控制分為三個(gè)板卡，冗余互不影響。PEDIC是PEC板上的一個(gè)芯片冗余。為了使IBP在整個(gè)PEDC故障以后能夠開關(guān)門，IBP控制電路使用繼電器組。它部分補(bǔ)充了冗余功能不足，但沒有得到充分執(zhí)行。

3.DCU。具有STM32F407芯片組，可提供高性能、高速度、高連接性和低功耗。當(dāng)開、關(guān)門障礙時(shí)，根據(jù)設(shè)定的電流閾值，發(fā)出障礙物指令控制電機(jī)停機(jī)或反轉(zhuǎn)。DCU有兩個(gè)CAN總線接口，一方面可以直接與DCU和PEDC形成控制總線環(huán)路網(wǎng)絡(luò)，另一方面可以與相鄰的pedc和DCU通信以進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳與下載。外殼DCU采用不銹鋼，專用線路位置密封，電氣連接器位于DCU外殼內(nèi)。此類外殼和布線可有效保護(hù)DCU板和連接器，并降低水和氣體氧化的風(fēng)險(xiǎn)。

4.手動(dòng)解鎖。左右門裝有手動(dòng)解鎖機(jī)制，只有一個(gè)單門解鎖方案應(yīng)得到業(yè)界認(rèn)可和銷售。手動(dòng)解鎖開關(guān)是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)模糜陂_關(guān)的線束會(huì)被移動(dòng)。滑動(dòng)門在運(yùn)動(dòng)時(shí)容易損壞。如果損壞，安全回路會(huì)中斷并影響行車，我們建議取消這項(xiàng)功能。

站臺(tái)門是機(jī)電設(shè)備中網(wǎng)絡(luò)、機(jī)械和自動(dòng)化技術(shù)的集合。站臺(tái)門模型在行業(yè)中功能基本是相同的，但細(xì)節(jié)不同。站臺(tái)門系統(tǒng)與運(yùn)營(yíng)及現(xiàn)場(chǎng)安裝相結(jié)合，為站臺(tái)門基礎(chǔ)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化提供了一系列思路和幫助。

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