第四章屏蔽门

1、第四章屏蔽门系统的电气部分1 1供配电和控制系统供配电和控制系统 屏蔽门的电源为一级负荷，屏蔽门设备间设置有双电源配电箱。P119 屏蔽门灯带电源为二级负荷，屏蔽门设备间设置有灯带控制箱，受BAS的照明时间表控制。 屏蔽门电气设备包括：不间断电源UPS，有驱动UPS和控制UPS。 屏蔽门国家行业标准CJ/T236-2006城市轨道交通屏蔽门规定：驱动备用电源的储能应能满足30分钟内应至少完成开/关滑动门的一次循环，控制备用电源储能至少应满足负载持续工作30分钟。电气部分 安全门系统用电为一级负荷。车站低压配电系统通过电源自动切换箱，提供AC380V三相和AC220V单相电源各一路 安全门系统的

2、驱动电源和控制电源彼此分开。驱动电源为滑动门的驱动提供电源；控制电源为安全门的控制系统提供电源 安全门顶箱上导向照明灯带电源电压为220V电气部分电气部分电源系统控制系统绝缘与接地 PSD绝缘 :框架要相对于站台的结构绝缘 ;对地绝缘值0.5M(用500V兆欧表)接地示意图接 地 端 子 排PSD门 体站 台 接 地轨 道 接 地PSD设 备 间设 备 间箱 柜桥 架连 接 线 （ 镀 锡 裸铜 线 ） 16mm2绝 缘 桥 架 2m长第四章屏蔽门系统的电气部分 1 1供配电和控制系统供配电和控制系统 例：5号线屏蔽门的驱动备用电源的储能满足一小时内开关滑动门5次。控制备用电源的储能满足控制设

3、备至少工作2小时。 例：5号线的全高屏蔽门门机设置有三相变压器，送到门体的驱动电源为三相380伏特电源，西屋屏蔽门的驱动UPS为380伏特交-直-交系统，因此，西屋屏蔽门具备市电旁路功能，即当驱动UPS完全失效时，一级负荷配电箱的市电可以直接送到屏蔽门电源配电柜PDP，其它屏蔽门生产厂家的驱动UPS不具有市电旁路功能。 驱动、控制电源示意图DR UPSCON UPS动照专业隔离变压器配电（PDP）盘驱动电源 UPS驱动电源主要由三相隔离变压器、充电模块、监控模块、绝缘监测模块、蓄电池及馈线回路等构成，以完成充电、馈电及两路电源停电后供电的功能 驱动电源 驱动电源采用UPS方案，实现完善的8+1

4、（每模块3kVA）冗余备份功能 驱动电源设备的电源输入采用隔离变压器输入方式 控制电源 UPS控制电源装置集中在一个柜体内：主要由UPS、监控模块、绝缘监测模块、蓄电池及馈电单元构成，以完成电源停电后蓄电池投入供电的功能 具有完善的2+1（每模块3kVA）冗余备份功能 单元控制器 （PEDC）主要特征主要特征 1.监控所有门状态 2.为所有门单元提供通讯链接 3.处理发向门单元的重要硬线控制命令 4.处理从各个门单元来的重要关闭并锁紧命令 5.处理从各个门单元来的非重要信息单元控制器 （PEDC）门控单元（DCU）主要功能主要功能 1.控制开关门 2.网络通讯连接 3.门机速度控制 4.程序控

5、制 5.电子锁的控制 6.门机状态调节控制 7.应急门控制 8.易换性 8.保护等级为IP54门控制驱动单元 门控制驱动单元： AT-EB通过PROFIBUS DP来控制两个AT18S便捷式门驱动器；通常情况下，每个门单元由一个中央开启门组成，两个门扇分别由一个AT18S控制。而两个AT18门控制器由一个AT-EB控制。AT-EB提供应用所需的所有输出和输出。门控制驱动单元 由一个功能块(FB10)和一个用户自定义类型(UDT)组成。FB在PLC和AT-EB之间执行双向通讯。允许带有读写选择的串行数据交换。UDT是一种必须插入公用数据块(DB)中的结构。所有其他I/O数据存储在S7-CPU的并

6、行过程图像中。门控制驱动单元 通过Profibus总线，PLC也可设置驱动器参数。参数在数字0到127范围内可调，而128及128以上参数由AT-EB进行处理。 地铁屏蔽门驱动图如下；门控制驱动单元 便捷式门驱动器AT18S是一款可驱动滑动门的“智能”驱动器，可对门速和加速度进行设定。免维修驱动单元由一个直流电机组成，带有一个非自锁的传动箱，由控制转速的电机驱动。电力传输通过凸轮带进行。凸轮带由导轮传动，可装配两个门钩。这就既允许对单扇门的操作，也允许对双扇门的操作。 AT18S配有以下电机： M2 24V / 1,8A电机，允许门总重量最大值为120kg (可选) M3 30V / 4,0A

7、电机，允许门总重量最大值为180kg (标准)；本系统配置的电机为标准配置。 滑动门第一次上电打开时的速度很慢，这个过程被定义为屏蔽门自学习过程；门控单元将自动记录下第一次运行的各种参数，包括检测的门的宽度等参数。试运行由1到2个10厘米左右的以爬行速度进行的开关门周期组成。 接下来是一个5厘米的以爬行速度进行的开关门周期，用来测定门系统的摩擦力。然后门以减速打开和关闭(完整运行)。在开门期间，在运行了大约10厘米后，设置一个较短的加速坡道以测定门质量、门参数以及被校验的门宽度等信息，这些信息在门处于“关闭”位置时被保存 屏蔽门的运行周期图示： 转向坡道 开_关=把运行方向从开启方向调转到关闭

8、方向。 转向坡道 关_开=把运行方向从关闭方向调转到开启方向。 当把门从开启方向调转到关闭方向时，通过转向坡道开_关制动，然后通过加速坡道(关闭)开始门的关闭动作。电机的驱动：电机的驱动： 无刷直流电动机，它具有结构简单、体积小、重量轻、效率高、高功率密度、启动扭矩大、惯量小和响应快等其它种类直流电机无法比拟的特性。采用电子换向器替代了传统直流电动机的机械换向装置，从而克服了电刷和换向器所引起的噪声、火花、电磁干扰、寿命短等一系列弊病。由于无刷直流电动机既具备交流电动机的结构简单、运行可靠、维护方便等一系列优点，又具 有直流电动机的运行效率高、无励磁损耗以及调速性能好等诸多优点 电机的选用 （

9、1）电机采用直流无刷电机。 （2）电机绝缘等级为F。 （3）电机的外壳保护等级为IP54。 （4）选用电机负载计算标准：两个开/关门周期间隔最多120秒。 （5）电机选用德国ALCATEL公司的GR6355型号电机，该公司的电机是目前在国内的地铁屏蔽门项目中应用最广泛的电机，在沈阳一号线、北京五号线、上海4号线、上海十一号线都采用该电机。电机和减速器设备的型号、参数详见下表。 电机参数见安全门系统电机参数表： 电机型号GR6355额定转差率(%)0额定功率()100功率因素cos1额定电压（V）30转距常数（kt）Nm/A0.088最小电压（V）20电机额定扭矩（Nm）0.4最大电压（V）35

10、电机转动惯量(N.m2)0.172电压常数V/1000 min-19电机绕线电阻（）0.3电机额定电流(A)4.0绝缘等级F启动电流(A)12外壳保护等级IP54额定转速(r.p.m)3000电机、减速机表面温度60 （6）门控单元（DCU）对电机控制的运行原理如下： 1）如下图电机供电原理图所示，安全门采用直流无刷电机，微控制器生成PWM波，驱动上下桥臂共六个MOSFET管，分别控制其关断、导通时间及角度，实现正反转动作，具体：讲清楚转换原理 电机供电原理图： 2）电机正转：DCU控制电机正转时，括号内的MOSFET导通，其顺序如下图所示。 3）电机反转：DCU控制电机反转时，其顺序如下图所

11、示（与上图反序）。 4）再生制动：由于无刷电机转子上磁钢在相对于定子线圈转动时，三相线圈切割磁力线而产生电势，适时开通和关闭Q1Q6，使之产生向直流母线逆向电流，向其他耗电部分提供能量。如有多余，通过开通Q7向R放电。从而由门和电机的动能变为电能，完成再生制动。 5）如下图所示，滑动门减速是通过电机的反力矩实现的（再生制动）。该反力矩受DCU控制。 6）速度控制：门控制单元（DCU）将通过霍尔效应信号检测电机旋转速度。当电机的旋转速度大于预定的速度时，减小电压输出的占空比，降低电机的旋转速度，使电机的实际速度能够无限接近设定的速度;当电机的旋转速度小于预定的速度时，增大电压输出的占空比，增大电

12、机的旋转速度，使电机的实际速度能够无限接近设定的速度。 7）电压的控制:DCU输出的电压与门体的重量、摩擦力、加速度、速度等因素有关，在门体的整个运动过程中是不断变化的。 几个术语定义： 初始速度：电源接通后正常运行被识别前开关门过程中使用的减速度。 爬行速度：邻近门打开位置的减速度(爬行距离)。 实际速度(cam speed)：邻近门关闭位置的减速度(实际距离)。 爬行距离：邻近开启位置的门运行区域。 实际距离(cam distance)：邻近关闭位置的门运行区域。屏蔽门系统与维护屏蔽门系统与维护 屏蔽门系统带有障碍物检测障碍物检测功能，做实验时可用一块宽度大于10毫米的障碍物，在关门过程中

13、放在门中间，当夹到此物时，门释放关门力，此时拿出障碍物门可自动关闭，如果不拿出障碍物，门过一段时间再执行关门操作，如此三次，障碍物不能排除门打到全开状态，再进行关门操作，门还可正常关门。提示：在实验过程中要用障碍物进行测试，尽量不要真人测试，避免造成不必要的人身伤害屏蔽门系统与维护屏蔽门系统与维护 简单的故障排除简单的故障排除 在按关门按钮时不关门，先看一下PSL上的四位钥匙开关是否在使能的位置上，如果是，需要将其拨到禁止位，在PSL使能时，柜面上的操作是被屏蔽的，所以，在用PSL做完演示以后最好将钥匙拔出，以免造成误动作；信号系统ATCPSCPEDC列车到站自动控制因故不能工作列车到站自动控

14、制因故不能工作开门开门允许及开门信号允许及开门信号竹子林站竹子林站竹子林站竹子林站竹子林站竹子林站竹子林站竹子林站竹子林站竹子林站门开启门开启乘客上下车乘客上下车关门关门门已关闭门已关闭列车离站列车离站司机操作司机操作PSL开门开门司机操作司机操作PSL关门关门禁止禁止Off门关闭门关闭DOORS CLOSEDOORS OPEN门打开门打开ASD/EED互锁解除互锁解除ASD/EED CLOSEDASD/EED OVERRIDEASD/EED门关闭锁紧门关闭锁紧禁止禁止Off互锁解除互锁解除OVERRIDEPSL OPERATION ENABLEPSLPSL操作允许操作允许ASD/EED IN

15、TERLOCK OVERRIDEASD/EEDASD/EED互锁解除互锁解除INDICATORTEST测试指示灯测试指示灯PSL就地操作盘就地操作盘信号系统ATCPSCPEDC门已经关闭但是门已经关闭但是 未能给出关闭锁紧信号未能给出关闭锁紧信号列车离站列车离站禁止禁止Off门关闭门关闭DOORS CLOSEDOORS OPEN门打开门打开ASD/EED互锁解除互锁解除ASD/EED CLOSEDASD/EED OVERRIDEASD/EED门关闭锁紧门关闭锁紧禁止禁止Off互锁解除互锁解除OVERRIDEPSL OPERATION ENABLEPSLPSL操作允许操作允许ASD/EED IN

16、TERLOCK OVERRIDEASD/EEDASD/EED互锁解除互锁解除INDICATORTEST测试指示灯测试指示灯PSL就地操作盘就地操作盘操作操作PSL互锁解除互锁解除 开关（开关（）强制给出）强制给出 互锁解除信号互锁解除信号操作操作PSL互锁解除互锁解除 开关至开关至禁止禁止位置位置 竹子林站竹子林站竹子林站竹子林站竹子林站竹子林站竹子林站竹子林站竹子林站竹子林站互锁解除互锁解除屏蔽门系统与维护屏蔽门系统与维护屏蔽门系统与维护屏蔽门系统与维护门状态指示灯， 在门关闭锁紧关闭锁紧的状态下是熄灭的， 在门打开和关闭的过程中是以0.5S的频率闪烁， 门在开门到位开门到位的状态下是常亮，

17、在门发生故障时常亮。屏蔽门系统与维护屏蔽门系统与维护 屏蔽门系统带有障碍物检测功能，做实验时可用一块宽度大于10毫米的障碍物，在关门过程中放在门中间，当夹到此物时，门释放关门力，此时拿出障碍物门可自动关闭，如果不拿出障碍物，门过一段时间再执行关门操作，如此三次，障碍物不能排除门打到全开状态，再进行关门操作，门还可正常关门。提示：在实验过程中要用障碍物进行测试，尽量不要真人测试，避免造成不必要的人身伤害屏蔽门系统与维护屏蔽门系统与维护 三、简单的故障排除三、简单的故障排除 在按关门按钮时不关门，先看一下PSL上的四位钥匙开关是否在使能的位置上，如果是，需要将其拨到禁止位，在PSL使能时，柜面上的

18、操作是被屏蔽的，所以，在用PSL做完演示以后最好将钥匙拔出，以免造成误动作；屏蔽门系统与维护屏蔽门系统与维护 开门到位后到位后按关门按钮时不关门:维护方法 有可能是关门过程中受阻所导致，可以手动将门拉到关闭锁紧的位置，如果拉不动，不要强拉，将该门门机内的空开断掉，然后将门拉到位后再重新上电，恢复正常。过程中也可以查看是否有物件阻挡门的运行，如果有要将其排除。屏蔽门系统与维护屏蔽门系统与维护 按开门按钮时不开门按开门按钮时不开门，同样先看一下PSL上的四位钥匙开关是否在使能的位置上，如果不是此项，再看按开门按钮时不开门有可能是门锁没有提起来所导致，将顶箱盖板打开，推一下门锁，看滑动门是否能自动弹

19、开一段，如果自动弹开一段将其推到全打开状态，再对门进行开关门操作，恢复正常；屏蔽门系统与维护屏蔽门系统与维护 如果没有弹开，看门锁与锁勾是否有刮碰，或者是在关门到位后门锁不能正常落下，如果发生这种情况需要调整门锁机械结构；如果没有刮碰，可以正常落下，再按开关门还是不能正常开启，将顶箱内的空开拉断，重新上电，恢复正常；屏蔽门系统与维护屏蔽门系统与维护 如果重新上电还是不能正常运行，需要对该门机进行重新自学习操作，自学习操作在ATEB手册中有详细介绍，在培训时也会着重讲这步操作。如果此步操作之后还是不能正常运行，请联系厂家。屏蔽门系统与维护屏蔽门系统与维护总线故障排除总线故障排除，如果PLC的CP

20、U上BUS1或者BUS2显示红灯（正常两灯不亮），为总线故障，首先用WINCC界面判断一下是哪个门故障，判断出是哪个门故障以后，先看该门的空开空开是不是没有闭合，空开要在闭合的状态；看DP插头是否有损坏，将其插紧一些；同样看看PLC端的DP插头是否有损坏，将其插紧一些。屏蔽门系统与维护屏蔽门系统与维护 四、注意事项四、注意事项 1、在做修改参数实验时，必须是在门上电运行至少一个周期以后，并且是在关闭在关闭锁紧的状态下才可以进行修改锁紧的状态下才可以进行修改，修改之后，需将参数改回原来的值，如果用改过的值运行屏蔽门系统，有可能会造成，门不能正常运行，而且参数不能改回，造成不必要的损失。屏蔽门与信

21、号系统联锁关系1.屏蔽门与信号系统关系屏蔽门与信号系统关系 信号系统是屏蔽门系统获取信号系统是屏蔽门系统获取“开门开门”与与“关门关门”指令的通道，当信号系统与屏蔽门系统联锁运行时，指令的通道，当信号系统与屏蔽门系统联锁运行时，列车发出开、关门指令，开、关门信号通过信号系列车发出开、关门指令，开、关门信号通过信号系统传达给屏蔽门系统；屏蔽门系统通过向信号系统统传达给屏蔽门系统；屏蔽门系统通过向信号系统向列车提供屏蔽门状态信息（屏蔽门关闭且锁紧信向列车提供屏蔽门状态信息（屏蔽门关闭且锁紧信号），只有当列车收到屏蔽门关闭且锁紧信号，列号），只有当列车收到屏蔽门关闭且锁紧信号，列车才能以车才能以AT

22、O模式驾驶。模式驾驶。就地控制盘（PSL）主要特征 通过三位钥匙开关在站台对安全门进行开关们操作，并有开/关门状态指示灯 互锁解除功能及状态指示灯 测试按钮就地控制盘（PSL）PSL控制功能1.控制系统分系统级、站台级和手动操作三级控制方式。三种控制方式中以手动操作优先级最高，系统级控制优先级最低 2.在系统级控制方式下，列车到站并正确停靠时，信号系统向安全门系统PSC发出开/关门命令。PSC通过硬线安全回路将开/关门命令发送到每个DCU，实现滑动门实时开/关，即实现系统级控制PSL控制功能3.站台级控制是由列车司机或站台工作人员通过发车端PSL对安全门进行开/关门的控制。当系统级控制不正常实

23、现时，列车司机或站台工作人员可在PSL上进行开/关门操作，实现站台级控制 4.手动操作是站台工作人员或乘客对安全门进行的操作。当系统电源或个别安全门操作机构发生故障时，站台工作人员可在站台侧用钥匙开/关安全门，或者乘客可在轨道侧操作安全门开门把手打开安全门。此时，PSC上的“ASD/EED手动操作”状态指示灯点亮 系统级、站台级控制PEDCSLAVEUNITDCU No.1DCU No.1PSLRELAYSIGNALLINGSYSTEMDOOR OPENDOORCLOSEDOOROPENEDPSLCAN BUS开/关门OPENASD/EEDCLOSED互锁解除PSC系系统统级级控控制制站站台台

24、级级控控制制手动操作站台侧轨道侧监测功能 安全门单元中所有设备的状态信息均通过现场总线传达到每个安全门控制子系统的PSC上，利用手提电脑可以从PSC上查询到所监视设备的当前状态 PSC安全门的所有状态及故障信息通过与综合监控系统的接口传送到车站ISCS系统进行状态显示、故障报警、数据记录和查询，并可根据运营要求进行打印、运营故障记录等 监测功能包括以下内容1、障碍物探测功能 2、DCU和门机故障 3、电源故障 4、网络通信系统故障 门机传动示意图电机减速器齿轮电磁锁顶箱传动皮带连接装置皮带拉紧装置控制系统（一） 控制系统分控制功能和监测功能 安全门控制系统主要由中央接口盘（含单元控制器及状态监

25、视单元）PSC、就地控制盘PSL、远程监视设备PSA、门控单元DCU、通讯介质及通讯接口等设备组成 控制系统（一）PEDCDCU No.1DCU No.1PSLRELAYPSLCAN BUS开/关门OPENPSCPSD设备室站台控制系统（二） 每个车站安全门控制系统均包括两个控制子系统，监控两侧站台安全门。两个控制子系统是独立的，每套子系统中包括单元控制器、就地控制单元PSL、控制回路及门头开关等 安全门状态监视系统由现场总线通讯局域网构成总线型监视系统，可对每个DCU的相关状态进行显示、查询记录；可通过PSC对整个监视系统进行参数修改、软件写入以及每个门单元的故障、状态查询 第四章屏蔽门系统

26、的电气部分 1 1供配电和控制系统供配电和控制系统 屏蔽门系统控制屏蔽门系统控制 （三个级（三个级+ DCU隔离），隔离）， 技术要求；技术要求；第四章屏蔽门系统的电气部分 1 1供配电和控制系统供配电和控制系统第四章屏蔽门系统的电气部分 1 1供配电和控制系统供配电和控制系统第四章屏蔽门系统的电气部分 1 1供配电和控制系统供配电和控制系统控制系统（二） 每侧站台配置与信号系统、综合监控系统、车站IBP盘等其他相关系统进行通讯的物理接口第四章屏蔽门系统的电气部分 1 1供配电和控制系统供配电和控制系统 说明一点：信号系统ATCPSCPEDCPSL列车到站列车到站开门开门允许及开门信号允许及开

27、门信号竹子林站竹子林站竹子林站竹子林站竹子林站竹子林站竹子林站竹子林站竹子林站竹子林站门开启门开启乘客上下车乘客上下车关门关门门已关闭门已关闭列车离站列车离站开门开门关门关门描述屏蔽门系统在正常模式下的开描述屏蔽门系统在正常模式下的开关门运行流程关门运行流程 列车进站停稳并经信号系统确认列车停在列车进站停稳并经信号系统确认列车停在允许范围后，信号系统向屏蔽门系统发出允许范围后，信号系统向屏蔽门系统发出开门指令到中央控制盘。中央控制盘向每开门指令到中央控制盘。中央控制盘向每个门控单元发送开门的指令，滑动门打开。个门控单元发送开门的指令，滑动门打开。描述屏蔽门系统在正常模式下的开描述屏蔽门系统在正

28、常模式下的开关门运行流程关门运行流程 列车即将离站时，信号系统发出关门指令列车即将离站时，信号系统发出关门指令到中央控制盘，中央控制盘向门控单元发到中央控制盘，中央控制盘向门控单元发送关门指令，整列滑动门的门控单元执行送关门指令，整列滑动门的门控单元执行关门指令，门关闭并锁紧后顶箱上指示灯关门指令，门关闭并锁紧后顶箱上指示灯熄灭，单元控制器向信号系统发送熄灭，单元控制器向信号系统发送“所有所有滑动门滑动门/应急门关闭且锁紧应急门关闭且锁紧”信号，列车出信号，列车出站。站。第四章屏蔽门系统的电气部分 1 1供配电和控制系统供配电和控制系统第四章屏蔽门系统的电气部分 1 1供配电和控制系统供配电和控制系统第四章屏蔽门系统的电气部分 1 1供配电和控制系统供配电和控制系统使用使用PSL控制门控制门：