城市轨道交通站台门综合实训系统研究

关键词：站台门；实训；控制级别

中图分类号：TP311 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2024）21-0111-03

0 引言

随着城轨行业的快速发展，带动城轨运营企业“多岗位合并一体化”的趋势，如站务与机电岗位的合并，铁路信号与信息岗位的合并等。行车安全和人身安全是轨道交通设备运营过程中的重点关注事项，城轨设备在运营过程中更是禁止进行非运营需求的操作。因此，一线运营设备无法满足轨道交通相关专业学生实训操作的需求。

城轨交通类设备的特点是集成性高，岗位技术要求复合程度高，传统单一训练的实训设备无法满足复合度高的岗位实训教学需求。因此，需要通过技术集成研究一套既符合一线运营设备逻辑关系，又能满足实训教学需求的综合实训系统。

1 实训系统硬件结构

广义上讲，城市轨道交通站台门又称屏蔽门[1]，将轨道区域与站台候车区隔离，保证人员和设备的安全[2-3]。城市轨道交通站台门综合实训系统可实现系统手动操作，并且电气、软件部分可同时控制，使得系统可达到与城轨企业现场运行的站台门系统设备相同的控制逻辑。实训系统研发硬件结构如图1所示。

狭义上讲，屏蔽门通过DCU获取传输信号总线上的运行状态，传输信号总线信号通过PSL就地控制盘和综合模拟控制盘输出控制信号：综合模拟控制盘交互SIG和IBP综合后备盘信号；PSL就地控制盘交互开/关/互锁信号。PSC中央接口盘获取两者对应的状态信号，通过中央接口盘对应信号的综合处理加工，输出运行状况报警信息，从而实现对DCU开关屏蔽门中对应滑动门工作的控制。

2 实训系统软件模块及逻辑关系

根据城轨企业站台门设备现场运行控制逻辑，站台门实训系统研发通过单元模块设计及编程，打破原有框架，创新实现综合模拟控制盘的研制。该综合模拟控制盘包含IBP模块、SIG模块、工业组态以及PLC 与各模块之间的通信，如图2所示。

系统研发通过功能需求进行硬件设计和软件编程实现：PLC作为控制单元，通过对各系统信号进行采集处理，并留有一定的接口实现SIG、IBP综合模拟控制盘的互相通信，实现SIG、IBP、PSL、LCB对站台门的不同优先级的开关门控制及站台门故障显示。系统可实现手动控制、就地控制盒控制、PSL控制、紧急模式综合后备盘（Integrated Backup Panel，IBP） 控制（PSL控制和紧急模式IBP控制组成站台级控制）和系统级控制的层级控制，控制优先级从高到低：手动级＞就地级（LCB） ＞紧急级（IBP） ＞站台级（PSL） ＞系统级[4]。

综合模拟控制盘作为实训系统模块的关键模块，PLC作为控制单元与MCGS工业组态作为核心单元，两者通过以太网交互信号来达到控制门控单元。SIG 信号系统和IBP综合后备盘作为综合模拟控制盘内对于核心单元提供必要的状态信号和控制信号。PSC 中央控制盘通过通信模块与综合模拟控制盘进行交互，信号的主要接受为综合模拟控制盘的核心单元。PC通过以太网交互控制信号。

综上，门控单元的操控通过PC、PSC中央控制盘和综合模拟控制盘控制，门控单元获取到控制信号：信号通过驱动电机、指示灯，检测传感器、电铃来实现门控单元的开/关/互锁信号。

3 主要设备及参数

城市轨道交通站台门综合实训系统由机械部分和电气部分两部分组成。

3.1 机械部分

站台门实训平台主要包括：门体结构和门机系统。门体结构由滑动门、固定门、应急门等组成。门机系统由驱动装置（电机、减速器等）、传动装置、锁紧及解锁装置和位置检测开关等组成[5]。实训系统采用仿真设计，设备主要结构如图3所示。

3.1.1 滑动门

滑动门开、关门原理及动作方式与现场设备一致，具备系统级控制及现场手动操作控制的功能，可实现单个站台门解锁、隔离、手动开门、手动关门功能。

滑动门尺寸（单扇）：945 mm×2 273 mm；钢化玻璃尺寸：2 065 mm×945 mm×8 mm；门框材料：1.2 mm不锈钢。支持门重2×120 kg（未考虑风压）；手动解锁开启力：≤100N；自动关闭锁紧力：≥100N；开/关门速度200～400 mm/s；开/关门形式：中分双开。

3.1.2 固定门

固定门按真实设备样式定制，尺寸：1 225 mm×2 175 mm；钢化玻璃：2 065 mm×1 225 mm×8 mm。

3.1.3 应急门

应急门具备应急解锁开门功能，具备向控制系统反馈开门状态信息功能，具备故障检修功能。应急门尺寸：1 160 mm×2 130 mm；钢化玻璃：2 025 mm×1 160 mm×8 mm。

3.1.4 顶箱

材料：1.5 mm薄板；外观：表面涂层无皱皮、流坠、针眼和气泡。

3.1.5 立柱与底座

站台门立柱与底座具备稳固的机械结构足以支撑门体重量，确保站台门系统使用过程中的安全，同时采用可分拆式设计，便于包装和运输。

3.1.6 门机系统

门机系统由驱动装置（电机、减速器）、传动装置、锁紧及解锁装置、位置检测开关等组成。门机系统设置有安全回路，满足教学过程中须频繁开、闭的需求，实现设备长期稳定运行。门机系统具备防夹功能，当站台门在关门过程中遇障碍物或人为阻碍站台门关闭状况时，滑动门可立即重新打开，防止夹人夹物或机件损坏。

3.1.7 手动解锁装置

手动解锁装置采用实物，使用功能及安装位置与现场站台门一致，具备实际解锁功能。手动解锁装置满足安装紧固，操作灵活、工作可靠的要求。

3.2 电气部分

城市轨道交通站台门综合实训系统电气结构包括：PSL就地控制盒、PSC中央接口盘、综合模拟控制盘。

3.2.1 PSL就地控制盒

PSL控制盒安装在站台门立柱位置，控制逻辑及使用方法与真实设备一致。将PSL盒“操作允许”开关置于“ON”位置时，可通过“开/关门”按钮控制站台门动作。PSL就地控制盒包含操作允许钥匙开关、开/ 关门按钮、ASD/EED互锁解除钥匙开关、灯测试按钮，并配置PSL操作允许状态指示灯、开/关门状态指示灯、ASD/EED状态指示灯、所有滑动门/应急门关闭且锁紧指示灯。PSL盘具备向监控系统反馈操作状态信息及“ASD/EED”互锁解除信号能力。

3.2.2 LCB 就地控制盒

LCB 就地控制盒使用四位钥匙开关操作，设置“自动、手动关、手动开、隔离”位；当站台门发生故障时，可通过就地控制盒（LCB） 隔离故障门。

3.2.3 综合模拟控制盘

综合模拟控制盘设有IBP 模块、SIG 两大模块。

IBP模块对接站台门操作端口及电气接口，通过IBP 盘对站台门的控制，实现站台级控制功能。SIG模块对接站台门操作端口及电气接口，通过模拟信号系统对站台门的控制，实现系统级控制功能。

综合模拟控制盘具备PLC程序编程及触摸屏的组态功能，用于对站台门控制系统的学习与考核。综合模拟控制盘内设置站台级控制的接口电路及逻辑电路，可进行站台级控制的接口电路及逻辑电路的配线、线路安装实训及考核。

3.2.4 PSC 中央接口盘

PSC中央接口盘安装有站台门监视系统，监视系统具备门机监视功能，可监控站台门实时工作状态并记录相关数据信息。同时监视系统可虚拟显示整侧站台门信息及车站监视信息功能。

4 结束语

本文从机械、电气及软件逻辑介绍了实训系统的结构及构造。本文介绍的实训系统实现学生学习过程中的任务技术拔高，适应企业“多岗位合并一体化”的用人需求新趋势，以期对今后即将从事站台门检修工作的人员或其他相关领域教育工作者提供一定的学习参考，实现轨道交通运营企业“多岗位合并一体化”的趋势。