地铁屏蔽门的作用及其应用

　　摘要：随着我国城市轨道交通的快速发展，地铁屏蔽门的研究也越来越多，对于如何有效提升地铁屏蔽门的作用，许多学者都进行了分析。本文主要总结分析了地铁屏蔽门的具体作用特点，并对地铁屏蔽门的应用形式和应用方法进行了探讨。
　　关键词：地铁屏蔽门；作用；应用
　　一、地铁屏蔽门的作用特點
　　地铁屏蔽门是一项集建筑、机械、材料、电子和信息等学科于一体的高科技产品，使用于地铁站台。屏蔽门将站台和列车运行区域隔离开，并通过控制系统控制其自动开启。
　　（一）运行安全
　　地铁列车在隧道内运行时会产生强烈的活塞效应，当列车进入站台时会给站台候车的乘客带来被活塞风吹吸的危险。装设屏蔽门后，由于站台与隧道空间有屏蔽门隔离开来，只有当列车停靠站台，并且列车门与屏蔽门完全对正时，屏蔽门才同时打开，从而避免了乘客探头张望和随车奔跑的现象分数，也避免了候车人员及物品意外跌落站台轨道的危险。
　　（二）节能环保
　　地铁车站安装全封闭式屏蔽门系统后，屏蔽门把隧道和车站隔成两个空间，只有当列车进站开门后，屏蔽门才会打开。这样可以阻挡隧道中列车行驶时带来的巨大气流，使候车乘客更加舒适；同时可以让车站里的空气不会流到隧道里去，对节能大有好处。
　　二、系统硬件设计
　　本文所设计系统硬件结构主要包括电源模块、控制模块及驱动模块三部分：
　　（一）电源模块设计
　　系统电源模块设计采用双输入电源方式，由2个外接电源分别将220V、50HZ的市电转换成48V、12V直流电压供系统使用，然后在不同电压的变换下得到各功能模块所需电源。实际上，屏蔽门控制系统用到的都是小功率电源，具体包括：由输入电源48V提供的逆变电路电源；由控制器内电平变换电路产生的5V提供的光耦、控制面板电源；由基准电压变换电路产生的1。8V提供的ARM7微控制器LPC2129的内核供电电源与内部电路电源，由基准电压变换电路产生的3。3V提供的CPLD电源、ARM7微控制器LPC2129内部AD转换器基准电压及其他数字逻辑电路电源。
　　（二）控制模块设计
　　系统控制模块主要包括ARM7微控制器LPC2129、看门狗电路、控制面板接口电路及外部存储器等构成。该模块的主要功能就是接收系统信息，并控制屏蔽门根据既定程序执行相应操作。ARM7微控制器LPC2129是整个控制系统的核心，功耗低，包括2个32位定时器、4路10位ADC、2路CAN及9个外部中断器，具有实时仿真支持功能，可保障存储器接口和加速结构在最大始终速率状态下运行。它通过接收CPLDEPM240T100发送的电源电压、门运行速度、负载电流及电机转子位置等信息产生相应的控制命令，并将其传输到EPM240T100，进而由EPM240T100输出合适的驱动逻辑电平到MOSFET驱动电路，最后由MOSFET驱动电机的正反转来控制屏蔽门。
　　（三）驱动模块设计
　　驱动模块主要包括CPLD、功率驱动电路、速度检测电路及过流检测电路。本系统脉冲分配电路选择的是CPLDEPM240T100，单片机只需要输出PWM信号、使能、转动方向，CPLD可以完成全部具体时序的产生任务，其优势具有较强的扩展性与灵活性。本系统在产生PWM信号时通过微控制器输出无刷直流电机反馈的三路转子磁极位置信号、脉宽调制信号PWM以及电机正反转信号，由CPLD处理之后输出六路PWM调制信号，并借助于驱动电路与六个开关管实现连接，最终达到定额PWM和换相控制目的。但是，从CPLD内输出的PWM信号是TTL电平信号，无法实现对无刷直流电机的直接驱动，需要借助于半导体功率驱动电路实现功率转换，进而达到驱动电机运转的目的。
　　速度检测电路是借助于霍尔信号延时处理获得的相等时间内相差一定间隔电路信号传输到CPLD对电机位置信号的计数。过流检测电路则是为保障屏蔽门控制系统运行中的安全性，以防乘客被门挤到所设计的一种被动安全保护模式，当门道上存在障碍物或乘客经过时，系统会控制电机反转将门打开。过流保护通过将电流传输器输出的采样电流经过AD转换后输入到微控制器，并在相应计算分析的基础上对屏蔽门控制系统的受阻情况进行判断。
　　三、系统软件设计
　　地铁车站屏蔽门控制系统软件设计的基本思路是通过巡检方法来检测各输入端口，在检测到相应状态信号时做出相应处理。而重要信号的检测则采取的是定时中断方式，可在规定的时间段内对重要信号进行自动检测。软件系统主要包括PID算法、CAN总线程序、系统初始化程序、开关门过程控制程序、门宽参数自学习程序、屏蔽门控制任务程序等，系统软件主程序流程如图1所示。
　　如图1所示，系统上电复位后进行初始化，然后执行门宽参数自学习程序。若系统出现故障会显示故障位置及状态，若系统正常则可以正常运行，若系统运行过程中遇到障碍物，防挤压程序会自动识别并提示与处理该问题，若未遇到故障，电流采样、串口通信、CAN总线通信及状态显示都会正常运行，并可实现正常的PID控制及手动操作信号检测，进一步保障系统的正常运行。
　　四、结束语
　　综上所述，针对地铁屏蔽门的运行，我们要思考其应用的过程中所存在的具体的特点和作用，并进一步思考如何提高屏蔽门的应用水平，只有这样才能够提高地铁屏蔽门的应用效果。
　　参考文献：
　　〔1〕范贵慈。屏蔽门系统的构成及其维护〔J〕。中国设备工程，2014（06）：59。