一种站台门控制系统快速切换装置

技术领域

本发明涉及站台门技术领域，特别是指一种站台门控制系统快速切换装置。

背景技术

目前广州地铁已开通14条线路，运营车站273座，所有车站均安装有站台门，有效地解决了候车乘客安全防护问题，而且集降噪、环保、节能为一体，为乘客营造了更好的候车环境。站台门与列车门联动同步进行开关，其控制系统的核心是中央控制盘(PSC)，国际上掌握站台门控制系统核心技术的公司主要有英国西屋、法国法维莱少数几家公司。西屋的PSC核心部件单元控制器PEDC采用密封箱体式结构，故障时需要整体更换且成本较高；法维莱的PSC由大量安全继电器和时间继电器构成，故障时难以快速准确定位故障点；国内几家知名公司如中车、新科等在此基础上继承与发展，开始将PLC、DSP等作为PSC的核心部件，但都局限在自身系统的安全、可靠性上作设计，没有考虑小概率事件导致整个PSC出现故障时，快速恢复系统运行的降级操作方式。

城市轨道交通各车站的每侧站台门一般只配备一套PSC级(或PEDC)的控制系统且无相关旁路设备提高设备运行可靠性。PSC级一旦出现故障会导致整列站台门无法开关，故障需要较长时间排出，日常运营发生时会对站台安全性和整个车站的客运组织造成严重影响，如火灾等特殊情况下发生更可能造成较大的生产安全问题。

发明内容

本发明提出一种站台门控制系统快速切换装置，通过切换电路对系统进行接管，降低故障发生时对现场设备运行以及客运服务造成的影响。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种站台门控制系统快速切换装置，包括信号输入电路、控制系统、旁路控制系统、切换电路和受控系统，所述信号输入电路分别与所述控制系统和旁路控制系统的输入端电性连接，所述控制系统和旁路控制系统的输出端分别与所述切换电路的输入端，所述切换电路切换选择输出控制系统或旁路控制系统的控制信号给所述受控系统。

优选的，所述旁路控制系统包括信号处理电路、逻辑处理电路、转换输出电路和显示面板，所述信号处理电路、逻辑处理电路和转换输出电路依次连接，所述信号处理电路和逻辑处理电路输出信号给所述显示面板，所述逻辑处理电路包括中央接口盘、就地控制盘、门控单元、通讯介质及通讯接口，所述中央接口盘分别与所述就地控制盘、门控单元、通讯介质及通讯接口连接。

优选的，所述中央接口盘还连接有火灾模式开关。

优选的，所述中央接口盘由主监视系统、两个单元控制器、接线端子、接口设备及控制配电回路组成。

优选的，所述主监视系统和两个单元控制器由单片机构成。

优选的，所述信号输入电路包括输入电压转换电路，将不同的电压输入转换为统一的电平信号。

优选的，所述信号输入电路、控制系统、旁路控制系统、切换电路和受控系统的输入输出端之间设有光电耦合构成的隔离电路。

优选的，所述受控系统采用MOS管控制开关。

本发明的有益效果在于：确保PSC的高可靠性与切换的及时性，在PSC出现故障时能快速切换接管系统，确保现场设备正常运作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种站台门控制系统快速切换装置一个实施例的原理框图；

图2为采集信号的判断逻辑流程图；

图3为切换电路的电气原理图；

图4为受控系统的控制电路原理图。

图中，1-信号输入电路、2-控制系统、3-旁路控制系统、4-切换电路、5-受控系统。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明公开了一种站台门控制系统快速切换装置，包括信号输入电路1、控制系统2、旁路控制系统3、切换电路4和受控系统5，信号输入电路1分别与控制系统2和旁路控制系统3的输入端电性连接，控制系统2和旁路控制系统3的输出端分别与切换电路4的输入端，切换电路4切换选择输出控制系统2或旁路控制系统3的控制信号给受控系统5。

旁路控制系统3包括中央接口盘(PSC)、就地控制盘(PSL)、门控单元(DCU)、通讯介质及通讯接口、外围设备和显示面板，信号处理电路、逻辑处理电路和转换输出电路依次连接，信号处理电路和逻辑处理电路输出信号给显示面板，逻辑处理电路包括中央接口盘、就地控制盘、门控单元、通讯介质及通讯接口，中央接口盘分别与就地控制盘、门控单元、通讯介质及通讯接口连接。中央接口盘(PSC)又由主监视系统(MMS)、两个单元控制器(PEDC)、接线端子、接口设备及控制配电回路组成。

现有站台控制系统2已经使用了较长时间，相关的PSC模块通过把电气系统(主要是处理硬线命令的继电器组)和监控通讯系统组合在一个模块里，成为一个黑盒子。黑盒子的输入输出接口包括电源，现场总线网络(监视网络)，各级控制的命令、状态端口，门单元的命令、状态端口。实现了既控制站台门运行，也监控站台门状态、故障，并且能够把相关信息存贮起来便于查阅。但其节点较多容易出现单点故障的问题，当出现故障时要求尽快确定故障点并快速完成修复。

本发明通过对站台门控制系统2进行研究后将PSC的主要功能集成到单片机系统，实现把电源，各级控制的命令、状态端口，门单元的命令、状态端口等进行整合，并与各门单元、PSC里各重要继电器组进行关联，通过指示灯面板反映电气系统和监视网络收集的若干重要状态(如：“开门”状态)，若干重要故障(如：“系统故障”)等。

PSC的功能集成研究包括：

(1)与列车信号系统的接口

PSC与列车信号系统有接口，列车进站前会进入连锁区域，先接收到前方车站的站台“所有滑动门/应急门关闭锁紧”信号；然后在站台停稳后，发送屏蔽门开门信号，PSC接收此开门信号，并反馈“门打开”状态给列车；列车离站前需关闭车门，并同时发送屏蔽门关门信号，PSC接收此关门信号，并反馈“所有滑动门/应急门关闭锁紧”给列车；此时列车方可离站；在出站连锁区域内，列车依然要收到后方的“所有滑动门/应急门关闭锁紧”信号。若列车屏蔽门关门信号发出若干时间后，没有收到“所有滑动门/应急门关闭锁紧”反馈信号，则需要站务人员确认现场情况后，在就地控制盘(PSL)发出“互锁解除”信号，由PSC反馈给列车，列车方可离站。

(2)与门单元的接口

PSC发出“开门”信号给门单元控制器(DCU)，并接收DCU反馈的“开门”状态信号；PSC发出“关门”信号给门单元控制器(DCU)，并接收DCU反馈的“所有滑动门/应急门关闭锁紧”状态信号。应急门的状态通过邻近的DCU反馈给PSC。PSC的电气系统只接收“所有滑动门/应急门关闭锁紧”的信号，具体门单元的状态或故障将在监控通讯系统里进行显示。

(3)与就地控制盘(PSL)的接口

就地控制盘(PSL)是安装于站台侧，控制该侧屏蔽门运行的电气开关组合，可以由站务人员，在列车司机在列车信号系统控制失效时对屏蔽门进行操作。为提高安全可靠性，当列车停靠站台无法正常开门，司机需使用钥匙把“PSL操作允许”开关打上，PSC接收“PSL操作允许”信号才可进行操作，如果没有接收到“PSL操作允许”信号司机无法对屏蔽门进行操作。

开门时司机按PSL上的“开门”按钮，PSL发出“开门”命令通过PSC的继电器组发送到门单元控制器(DCU)，PSC同时接收DCU反馈的“开门”状态信号；关门时司机按PSL上的“关门”按钮，PSL发出“关门”命令通过PSC的继电器组发送到门单元控制器(DCU)，PSC同时接收DCU反馈的“所有滑动门/应急门关闭锁紧”状态信号；当不需要列车信号系统与屏蔽门系统连锁时，人工使PSL的可以自动复位的“互锁解除”开关一直保持闭合状态，PSC接收PSL的“互锁解除”信号。

(4)与火灾模式开关接口

火灾模式开关(IBP盘)通常装在车站控制室，是站务人员在紧急时刻使用，可以在紧急情况下快速打开一侧屏蔽门。使用时站务人员需用钥匙把“火灾模式操作允许”开关打上，PSC接收“火灾模式操作允许”信号后，其他操作才可生效。当按下开关盘上的“开门”按钮，火灾模式开关发出“开门”信号，通过PSC的继电器组发送到门单元控制器(DCU)，PSC同时接收DCU反馈的“开门”状态信号。

(5)与PSC面板指示灯的接口

接口有：“开门状态”指示；各级“所有滑动门/应急门关闭锁紧”状态指示；“控制系统2故障”指示；“PSL操作允许”指示；“互锁解除”状态指示；“火灾模式允许”指示；这些都对PSC与其他部件接口收发的信号和监视网络发出的报警。

(6)与监控通讯系统的接口，

PSC对其他部件的接口收发的信号同时会发给监控通讯系统。

信号输入电路1包括输入电压转换电路，将不同的电压输入转换为统一的电平信号。由于自动运行信号、安全回路信号分别为24V和110V，电压等级不同不能直接处理，通过用电压转换方式，将不同的电压输入型号转化成统一的电平信号，实现电路兼容性。安全回路110V输入信号在经过距离传输后，容易在无信号时输入电压不为0V，造成在控制端信号采集的不准确，需要在信号接收处通过数字模块判断采集信号是否为有效信号，判断逻辑图如图2所示。

信号输入电路1、控制系统2、旁路控制系统3、切换电路4和受控系统5的输入输出端之间设有光电耦合构成的隔离电路。各路系统的输入信号及控制输出信号之间采用光电耦合的方式。光电耦合是将发光元件和受光元件组合在一起，通过电-光-电这种转换，利用“光”这一环节完成隔离功能，使输入和输出在电气上是完全隔离的。确保各系统之间电气完全独立，提高系统稳定性。

控制系统2的信号线多，信号关联多，需要断开和链接很多信号。需要设计一套能够快递方便切换且两个系统互不干扰的方案，电气原理图如图3所示。

控制系统2的信号采集使用硬线连接到远程IO，信号现在不全，查看信号状态不直观。需要在控制前状态显示板。显示板显示信号包括开门控制(A、B):SIG(信号、开门、关门)：PSL(信号、开门、关门)：IBP(信号、开门、关门):安全回路(检测、输出、左信号、右信号)。

受控系统5采用MOS管控制开关。控制系统2采用继电器控制方式，传统的继电器靠通电线圈的磁力对触点进行吸合机械寿命一般为10万次。在高频次的使用中寿命短。如图4所示，本发明采用MOS的驱动方式实现无机械触点，MOS管一般寿命为连续工作10万小时。极大的提高了使用寿命和降低了维修率。

本发明的有益效果在于：确保PSC的高可靠性与切换的及时性，在PSC出现故障时能快速切换接管系统，确保现场设备正常运作。按照优先级顺序实现三级开关门功能(IBP>PSL>SIG)实现站台门就地控制(LCB单个滑动门、PSL单侧控制)、IBP盘控制、系统级信号控制，且安全回路通断状态正常，互锁解除功能有效。实现与原控制系统2各独立运行且可快速进行相互切换。站台门控制系统2快速切换装置是根据地铁业务特点自主研发的应用技术，通过集成电路进行PSC功能快速切换，实现PSC冗余，有效提高PSC的可靠性与故障响应能力，降低原有设备的配件过多，更换频繁的故障处理问题。项目通过单片机集成PSC功能，更好地实现了其检测性能，利用几个回路故障来检测其开关情况，无需单独设计测试继电器组进行检测。并且实现针对“所有滑动门/应急门关闭锁紧”回路，“开门”命令回路，“关门”命令回路，“PSL操作回路”，“火灾模式操作回路”等进行检测使其更稳定可靠，成本也远低于原系统。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。