城市軌道交通安全門(mén)遠(yuǎn)程監(jiān)視盤(pán)（PSA）設(shè)計(jì)

魏耀南 王志飛

【關(guān)鍵詞】安全門(mén) PSA 門(mén)控 單元

1 簡(jiǎn)介

安全門(mén)是安裝于城市地鐵或城際快車(chē)車(chē)站站臺(tái)邊緣的設(shè)備，當(dāng)列車(chē)進(jìn)站時(shí)，安全門(mén)隨著列車(chē)門(mén)打開(kāi)而同步打開(kāi)；當(dāng)列車(chē)出站時(shí)，安全門(mén)隨著列車(chē)門(mén)關(guān)閉而同步關(guān)閉。極大的提高運(yùn)營(yíng)安全系數(shù)、改善乘客候車(chē)環(huán)境、節(jié)約運(yùn)營(yíng)成本。

安全門(mén)系統(tǒng)是集建筑、機(jī)械、電子和控制等學(xué)科于一體的綜合性設(shè)備，其中電氣部分主要由門(mén)控單元DCU、中央控制盤(pán)PSC、就地控制盤(pán)PSL和遠(yuǎn)程監(jiān)視盤(pán)PSA等構(gòu)成。

2 功能需求

（1）PSA軟件包應(yīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)站所有安全門(mén)狀態(tài)信息的監(jiān)視和故障報(bào)警功能。

（2）監(jiān)視各重要控制回路動(dòng)作狀態(tài)；如PSL、信號(hào)系統(tǒng)、IBP盤(pán)，手動(dòng)操作的開(kāi)門(mén)、安全回路。記錄信號(hào)系統(tǒng)發(fā)出的開(kāi)門(mén)、關(guān)門(mén)命令以及向信號(hào)系統(tǒng)反饋的關(guān)閉并鎖緊、互鎖解除等信息。

（3）系統(tǒng)采用圖形功能強(qiáng)、用戶界面友好的、能支持多種圖形格式和中文界面的正版控制軟件。

（4）軟件的設(shè)計(jì)遵循可靠性、可維修性、安全性及冗余設(shè)計(jì)的原則，充分考慮系統(tǒng)的可靠性并進(jìn)行軟件功能、處理能力方面的預(yù)留。

（5）PSA軟件包應(yīng)與中央控制盤(pán)（PSC）網(wǎng)絡(luò)軟件兼容，可支持網(wǎng)絡(luò)接口功能。

（6）系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)響應(yīng)時(shí)間最長(zhǎng)不超過(guò)300ms。

3 架構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)在每個(gè)站臺(tái)設(shè)置一套PSC柜，內(nèi)部由兩臺(tái)PLC、交換機(jī)、監(jiān)視主機(jī)和接口繼電器組等組成。其中PLC負(fù)責(zé)采集和匯總每側(cè)站臺(tái)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)：通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線采集對(duì)應(yīng)側(cè)門(mén)控單元的狀態(tài)數(shù)據(jù)和通過(guò)干接點(diǎn)的接口電路獲取PSL、IBP、電源等設(shè)備的控制和狀態(tài)信號(hào)，并提供以太網(wǎng)的通信接口，我方系統(tǒng)應(yīng)用的是施耐德的PLC，采用了TCP/MODBUS通信協(xié)議。監(jiān)視主機(jī)通過(guò)該接口讀取和匯總兩臺(tái)PLC的數(shù)據(jù)。

遠(yuǎn)程監(jiān)視盤(pán)的架設(shè)有兩種方案：第一種為PSA與監(jiān)視主機(jī)連接，從監(jiān)視主機(jī)中獲取站臺(tái)運(yùn)行數(shù)據(jù)，該方案減輕了PSA的數(shù)據(jù)匯總工作，但監(jiān)視主機(jī)必須得提供通信接口，增加了監(jiān)視主機(jī)的運(yùn)行負(fù)擔(dān)，并且一旦監(jiān)視主機(jī)崩潰或者死機(jī)，PSA將獲取不到任何數(shù)據(jù)。第二種方案為PSA同監(jiān)視主機(jī)一樣直接通過(guò)交換機(jī)與PLC相連，如圖1所示，該方案架構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，并能減小數(shù)據(jù)獲取的延遲時(shí)間。本文選擇采用第二種方案。

4 功能設(shè)計(jì)

根據(jù)系統(tǒng)功能將遠(yuǎn)程監(jiān)視盤(pán)軟件劃分為四部分，分別為通信連接管理模塊，站臺(tái)狀態(tài)監(jiān)控模塊，門(mén)控單元監(jiān)控模塊和數(shù)據(jù)區(qū)，如圖2所示。其中通信連接管理模塊負(fù)責(zé)通信創(chuàng)建、刪除、故障檢測(cè)和自恢復(fù)等功能，并讀取PLC的數(shù)據(jù)將其存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)區(qū)。站臺(tái)狀態(tài)監(jiān)控模塊和門(mén)控單元監(jiān)控模塊從數(shù)據(jù)區(qū)讀取數(shù)據(jù)通過(guò)分析和處理顯示到界面上。

4.1 通信管理模塊

通信管理模塊主要完成兩部分功能，管理通信連接和讀取數(shù)據(jù)。在初始化階段，根據(jù)用戶設(shè)定通訊端口和IP地址發(fā)送連接請(qǐng)求。成功建立連接后，返回對(duì)應(yīng)的對(duì)象變量，供模塊調(diào)用以收發(fā)數(shù)據(jù)，如果連接失敗，則觸發(fā)連接失敗事件通知用戶，延時(shí)3s后再次發(fā)送連接請(qǐng)求，直到連接成功為止。另外，在通信過(guò)程中還需實(shí)時(shí)判斷通信狀態(tài)，以防止網(wǎng)絡(luò)中斷或掉線。為滿足實(shí)時(shí)性的需要，軟件每100ms向兩臺(tái)PLC各發(fā)送一次讀取請(qǐng)求，將讀到的數(shù)據(jù)存放到數(shù)據(jù)區(qū)。

4.2 數(shù)據(jù)區(qū)

數(shù)據(jù)區(qū)用以存儲(chǔ)當(dāng)前的站臺(tái)運(yùn)行數(shù)據(jù)，主要包括DCU運(yùn)行數(shù)據(jù)、DCU總線狀態(tài)和控制設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)。每個(gè)DCU的狀態(tài)由3個(gè)字構(gòu)成，目前國(guó)內(nèi)地鐵的基本都采用B型車(chē)，最大編組為8節(jié)編組，所以這里按32個(gè)門(mén)分配地址空間；DCU總線狀態(tài)里存儲(chǔ)每個(gè)DCU的通信狀態(tài)；控制設(shè)備狀態(tài)里存放了PSL、信號(hào)系統(tǒng)、IBP和PSC等設(shè)備的輸入輸出狀態(tài)。

4.3 站臺(tái)監(jiān)視模塊

站臺(tái)監(jiān)控模塊從數(shù)據(jù)區(qū)讀取數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯分析和判斷，在界面上做出顯示。為達(dá)到友好的效果，在界面顯示區(qū)按照設(shè)備類(lèi)型進(jìn)行分組，一般狀態(tài)采用藍(lán)色標(biāo)志顯示，激活狀態(tài)采用綠色標(biāo)志、故障和報(bào)警狀態(tài)采用紅色標(biāo)志。

4.4 門(mén)控單元監(jiān)視模塊

門(mén)控單元監(jiān)視模塊根據(jù)當(dāng)前選擇的門(mén)牌號(hào)每100ms讀取一次DCU運(yùn)行數(shù)據(jù)和總線狀態(tài)，在界面上按照數(shù)據(jù)類(lèi)型將界面劃分為嚴(yán)重錯(cuò)誤、報(bào)警、門(mén)位置狀態(tài)、LCB操作信息和其他狀態(tài)信息，方便用戶直觀的查看每個(gè)DCU的工作狀態(tài)。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文在分析城市軌道交通安全門(mén)遠(yuǎn)程監(jiān)視盤(pán)功能基礎(chǔ)上，提出了模塊化設(shè)計(jì)方案，并根據(jù)方案完成了軟件的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)實(shí)際測(cè)試，軟件滿足穩(wěn)定性、可靠性和可擴(kuò)展性的需求，具備應(yīng)用到實(shí)際項(xiàng)目工程的條件。

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