基于CAN总线的地铁屏蔽门控制及实现研究

何兴曦

摘要：本文主要分析了地铁屏蔽门的控制系统以及其中存在的一些问题，并重点介绍了CAN总线对地铁屏蔽门控制的有效性，还能进一步提高数据之间的共享效率，还能实现实时的信号转换。这些优点都进一步提高了地铁屏蔽门系统的稳定性和安全度，另外在CAN总线的支持下，也能进一步提高人们乘坐地铁的满足感和体验感，是推动我国现代化发展的重要举措。

关键词：CAN总线;地铁屏蔽门;控制系统

地铁屏蔽门是将建筑、机械、电子以及控制等学科集于一体的全新机电一体化产品，也是根据地铁站台边缘的特殊结构进行设置，可以有效的将列车和地铁站台的候车室进行隔离。除此之外，安装地铁屏蔽门还能有效防止乘客不慎跌落或者是跳下轨道而产生危险，提高乘客乘坐地铁的舒适度和安全度。并且，屏蔽门系统也是一种高科技产品，它所具有的节能、环保和安全功能也是我们一直所追求的。

1 系统基本单元及功能

在地铁屏蔽门中有主控机PSC，它是整个监控系统的核心，也被放置在站台的设备室内，起到监视和控制车站中所有屏蔽门的作用，还对设备的运行状态和参数进行记录，可以及时的发现问题，也能为每个门机系统提供相关的控制和通信信号。主控机PSC主要有以下几个功能：一是接受信号系统的开门和关门，并对屏蔽门进行信号控制;而是接受PSL、PEC、PST等控制信号，主要是对屏蔽门发出不同的指令;三是发送开关门的相应信号到DCU，进而对门机进行控制;四是接受红外光幕信号，进而保证门控的安全可靠性;五是在输入端进行相应的滤波操作，这也是为了防止干扰信号产生的错误反应。对于另一部分监控界面MMS来说，是整个系统的监控界面，它的操作环节就是引导用户对当前站台的屏蔽门运行、报警、故障灯运行状态进行查看，也可以进一步修改屏蔽门的运行延迟时间以及相应的运动曲线等。对于车站监视装置PSA来说，它主要是在车站的监控室，也是为了在发生故障时或者其他火灾等紧急情况下，相关管理人员可以授权进而开启或者关闭屏蔽门。另外，就是站台控制盒PSL，主要位于上下行的站台首个车厢的停靠位置，并且经过相关的PEC授权后，站台管理人员也可以在确保安全的前提下进行下一步操作。紧急控制箱PEC也是设置在车站监控室，也是为了应对相应的紧急情况。测试面板PST可以应用在调试时或者是没有信号系统的情况下。门机控制器DCU也是主要负责接收相应的PSC控制信号，对屏蔽门的相关操作进行控制。还有其他功能不一一赘述，具体如下图 1所示：

2 实时监控系统设计思路

实时监控系统主要包括MMS软件和PSA软件，而MMS软件主要是利用以太网和PSC系统进行通讯，并获得相关的信息。但是，其中PSC是核心，也是通过总线以及硬线的回路对各个门机实行监控操作，这样也可以对整个车站的地铁屏蔽门进行监控，避免危险的发生。除此之外，为了确保高可靠性和无停机时间，系统还可以对运行的控制信号都通过硬线的方式进行回路传输，其中包括SIG、DCU、PSA、PSL等，这样也可以确保在没有总线通讯系统的情况下保证地铁屏蔽门也可以自动运行，也可以将总线系统的运行状态以及相关的参数进行设置和修正。具体情况如下图 2所示：

这个监控系统主要是通过更加直观的画面呈现方式对到达站台的屏蔽门系统进行严格的监控和操作，那么界面设置的合理性、全面性、严密性就会影响软件在实际应用中的效果。另外，在进行软件开发过程中，还要学会将编程的技巧灵活融入，这也是为了进一步凸显系统的实用功能，也能达到丰富界面内容的效果。另外，监控系统中的菜单栏功能也较为丰富，主要包含登錄、修改密码、人员管理以及历史查询等多项常用功能，另外还有DUC状态现实。在通讯系统的实现途径系统中，还存在很多的问题需要解决，主要集中在MMS监控系统和OPCSever的连接、PSA与OPCServer的连接、OPCServer与PSC的通讯、OPCServer与DCU的通讯问题上，另外在对这几段通讯进行修改时还需要重视心跳维持、监视PSC数据、MMS修改PSC系统参数等方面。

3 可靠性设计

地铁站台屏蔽门系统的可靠性和安全度是需要进行保证的，因此需要对所有有影响的因素进行排除。另外，还要针对DCU中的直流无刷电机的驱动部分以及其他方面实施多项措施来提高设备的抗干扰性，这也是为了从硬件和软件两个方面来提高设施的性能。另外，在屏蔽门系统中，因为开关门控制以及信号系统的命令大部分都会采用开关量方式进行传递，这也是提高系统开关量信号的抗干扰能力。除此之外，在DCU等中还要加入多种监测处理的程序，这也是为了降低处理的干扰脉冲信号。对于软件中输入端口的信号也要隔段时间进行检测和维系，并针对检测结果相同的方面进行鉴别。另外，还要综合考虑DCU的单片机在受到干扰时如果失控会产生的结果。从可靠性方面进行考虑，还要综合利用多种技术来提高单片机程序失控时是否会重新复位，进而将机器运行恢复到正常状态，这也是为了让系统处在可控状态下的行为。

4 结束语

综上所述，基于CAN总线的地铁屏蔽门控制系统是地铁发展的趋势，也是发展的方向。将CAN总线技术与地铁屏蔽门有效结合还能构建系统通信网络，也能及时的提高系统的稳定性核实时性，并且这项技术的成本低、维修也较为简单，之后还能根据具体的发展情况进行升级和扩展。除此之外，这项技术已经在我国上海等城市进行了推广和运行，根据相关数据显示基于CAN总线的地铁屏蔽门运行稳定，也收获了良好的效果。

参考文献：

[1]刘宿城，狄啟飞，刘文杰， 等.地铁屏蔽门控制系统供电模块及自主均流[J].电子科技大学学报，2019，48（4）：539-545，585.

[2]华平，孟庆波，张志军， 等.基于工业以太网的地铁典型机电设备监控系统[J].城市轨道交通研究，2017，20（9）：131-135，145.

（湖南铁路科技职业技术学院，湖南 株洲 412005）