本發(fā)明涉及故障診斷領(lǐng)域，尤其涉及一種地鐵屏蔽門的故障診斷試驗平臺的系統(tǒng)級控制方法。

背景技術(shù)：

屏蔽門系統(tǒng)是應用在城市軌道交通中設置于車站站臺邊緣的一種安全裝置。它將列車與車站站臺候車區(qū)域隔離開來，在列車到達和出發(fā)時可自動開啟和關(guān)閉，為乘客營造了一個安全、舒適的候車環(huán)境。全封閉式屏蔽門是一道自上而下的玻璃隔離墻和活動門，沿著車站站臺邊緣和兩端頭設置，能把站臺候車區(qū)與列車進站停靠區(qū)完全隔離。這種屏蔽門系統(tǒng)的主要功能是增加安全性、節(jié)約能耗以及降低噪音等。

屏蔽門的運行可靠性直接影響乘客的人身安全，而目前國內(nèi)各大城市地鐵日常運營的過程中，時常出現(xiàn)屏蔽門故障的現(xiàn)象，輕則造成經(jīng)濟損失、人員受傷，重則導致人員致殘、身亡。屏蔽門的故障往往發(fā)生在瞬間，有時盡管做出快速補救措施，但也無法挽回已造成的傷害，顯然，預測屏蔽門的故障尤其重要。因此，屏蔽門的模擬試驗臺的建立以及故障模擬試驗極為必要。

目前現(xiàn)有技術(shù)中的屏蔽門的故障診斷方法大多基于理論研究及數(shù)據(jù)分析，搭建真實的屏蔽門模擬系統(tǒng)比較少，本發(fā)明提出一種基于模擬真實屏蔽門系統(tǒng)的系統(tǒng)級控制試驗方法，旨在近乎真實模擬環(huán)境中能更加準確地反映出屏蔽門故障。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種基于地鐵屏蔽門模擬平臺的系統(tǒng)級控制試驗方法，目的是通過模擬地鐵屏蔽門各種真實運行狀態(tài)下的故障形態(tài)，分析屏蔽門工作機理，保證地鐵屏蔽門運行的安全性與可靠性。具體采用如下技術(shù)方案：該模擬平臺包括多個屏蔽門、屏蔽門控制系統(tǒng)、蓄電池、充電器、指示燈組，屏蔽門控制系統(tǒng)包括站臺就地電源系統(tǒng)控制柜、手動單門控制單元、門控單元、系統(tǒng)級控制單元、站臺級控制單元、繼電器組等，所述系統(tǒng)級控制單元盤面上包括電源開關(guān)、電源切換開關(guān)、控制級選擇開關(guān)、上下行選擇開關(guān)、零速信號按鈕；該方法依次包括如下步驟：

（1）將站臺級控制單元的電源和手動單門控制單元的電源保持關(guān)閉；

（2）將電源切換開關(guān)置于電網(wǎng)位置，并將控制級選擇開關(guān)置于系統(tǒng)級位置；

（3）將上下行選擇開關(guān)置于下行位置，并將系統(tǒng)級控制單元電源置于打開位置，各屏蔽門進入自適應狀態(tài)；

（4）待各屏蔽門自適應結(jié)束，按零速信號按鈕一次；

（5）將上下行選擇開關(guān)置于上行位置，若只有上行指示燈亮，則判斷系統(tǒng)不能正常運行，進入步驟（11）；若上、下行指示燈都亮，則進入步驟（6）；

（6）系統(tǒng)重置，并進入模擬型運行模式：將電源切換開關(guān)置于電網(wǎng)位置，進入步驟（7）；將電源切換開關(guān)置于蓄電池位置，進入步驟（10）；

（7）不按零速信號按鈕，進入步驟（8）；按零速信號按鈕進入步驟（9）；

（8）將系統(tǒng)級控制單元電源置于打開位置，各屏蔽門完成自適應學習后保持關(guān)閉狀態(tài)，繼電器組工作；若電壓指示表、電流指示表的顯示值處于正常范圍，且系統(tǒng)級控制指示燈亮、下行指示燈亮，則進入步驟（11），否則進入步驟（12）；

（9）按零速信號按鈕2秒后，繼電器組工作；若5秒后轉(zhuǎn)速表顯示值減為0、各屏蔽門自動打開、電壓指示表、電流指示表、轉(zhuǎn)速表的顯示值處于正常范圍、系統(tǒng)級控制指示燈亮、下行指示燈亮，且又經(jīng)20秒后，各屏蔽門自動關(guān)閉，則進入步驟（11），否則進入步驟（12）；

（10）若系統(tǒng)自動切斷電源，且蓄電池供電指示燈亮、系統(tǒng)停止工作，則進入步驟（11），否則進入步驟（12）；

（11）控制試驗結(jié)束；

（12）記錄當前繼電器組工作狀態(tài)、各屏蔽門運行狀態(tài)、指示燈組狀態(tài)以及電壓指示表、電流指示表、轉(zhuǎn)速表的顯示數(shù)值，記錄完畢后，控制試驗結(jié)束。

優(yōu)選地，各屏蔽門均包括門體結(jié)構(gòu)和門機驅(qū)動系統(tǒng)，門體結(jié)構(gòu)包括支撐結(jié)構(gòu)、門檻、頂箱、滑動門、固定門、應急門和端門。

優(yōu)選地，所述門控單元是滑動門的電子控制裝置，每個滑動門都配置一個所述門控單元，所述門控單元安裝在頂箱內(nèi)，所述門控單元內(nèi)有一個16位控制微機，所述門控單元執(zhí)行所述站臺就地電源系統(tǒng)控制柜和所述單元控制器電源發(fā)出的控制命令；所述門控單元對手動解鎖裝置進行監(jiān)控、采集并發(fā)送滑動門狀態(tài)信息及各種故障信息，通過所述門控單元內(nèi)設置的編程/調(diào)試接口在線或離線調(diào)整參數(shù)和軟件組態(tài)，進行重新編程和設置參數(shù)；

所述門控單元通過站臺就地電源系統(tǒng)控制柜開關(guān)的位置控制滑動門的狀態(tài)：所述開關(guān)處于自動擋時，控制滑動門正常工作；所述開關(guān)處于旁路擋時，控制滑動門從屏蔽門系統(tǒng)中隔離開；所述開關(guān)處于測試檔時，控制滑動門從屏蔽門系統(tǒng)中隔離開，并通過就地控制按鈕控制開關(guān)滑動門；通過滑動門狀態(tài)指示燈顯示滑動門的運動情況：滑動門狀態(tài)指示燈點亮時，滑動門正常開啟；滑動門狀態(tài)指示燈熄滅時，滑動門關(guān)閉鎖緊。

優(yōu)選地，門機驅(qū)動系統(tǒng)包括電機及減速箱、傳動裝置，所述電機采用無刷直流電機，電機軸與減速箱直聯(lián)，減速箱采用蝸輪蝸桿傳動，減速箱輸出軸裝有傳動齒輪，所述傳動裝置由驅(qū)動皮帶和門懸掛設備組成。

優(yōu)選地，所述支撐結(jié)構(gòu)包括底部支承部件、門梁、立柱、頂部自動伸縮裝置。

優(yōu)選地，所述門檻包括固定門門檻和活動門門檻，門檻采用不銹鋼材料，表面設有防滑齒形槽，門檻內(nèi)設有滑動導槽，導槽與滑動門配合，導槽底部有直通孔。

優(yōu)選地，所述頂箱包括站臺側(cè)不銹鋼固定板、不銹鋼蓋板和后蓋板等，頂箱內(nèi)設有門驅(qū)動系統(tǒng)、鎖緊和解鎖裝置、門控單元、配電端子箱、導軌及頂梁。

優(yōu)選地，所述滑動門包括門玻璃、門框、吊掛連接板、導靴、門榜相交密封條、鎖緊裝置、手動解鎖裝置，滑動門上部設置有吊掛連接板，下部裝有導靴，兩扇滑動門靠近中心處裝有橡膠密封條；滑動門關(guān)閉后，鎖緊裝置可以防止門由于外力作用被打開，采用開門把手或鑰匙手動釋放解鎖裝置可將門打開。

優(yōu)選地，該平臺還包括故障設置模塊，所述故障設置模塊包括確定鍵、查詢鍵、清除鍵、復位鍵、鎖定鍵，所述故障設置模塊在第一次設置故障時必須先解鎖出廠密碼，設置故障時先輸入故障代碼，然后按確定鍵；設置故障后按查詢鍵可查詢所設置的故障代碼；設置故障后按清除鍵清除所選定的故障；設置多個故障后，如想清除所有故障時按復位鍵；設置故障后，按鎖定鍵防止所設置的故障代碼被看見；第一次設置故障時必須先解鎖，試驗系統(tǒng)斷電后再次使用時也須先解鎖才能正常使用。

附圖說明

圖1 為本發(fā)明系統(tǒng)級控制試驗流程圖。

圖2 為系統(tǒng)級控制單元操作面示意圖。

圖3 為模擬平臺控制電路圖。

圖4 為地鐵屏蔽門模擬結(jié)構(gòu)圖。

其中，1-連接件，2-屏蔽門頂箱，3-固定門，4-頂部自動伸縮裝置，5-門機梁，6-門狀態(tài)指示燈，7-軌道側(cè)應急把手，8-滑動門，9-驅(qū)動裝置，10-應急門，11-應急門上門軸，12-鑰匙鎖，13-玻璃彩軸，14-門檻，15-立柱，16-底座。

具體實施方式

（一）地鐵屏蔽門模擬試驗平臺設計

本平臺包括多個屏蔽門、屏蔽門控制系統(tǒng)、蓄電池、充電器、指示燈組。

(1)屏蔽門包括門體結(jié)構(gòu)，門體結(jié)構(gòu)包括支撐結(jié)構(gòu)、門檻、頂箱、滑動門、固定門、應急門和端門。如圖4所示。

支撐結(jié)構(gòu)包括底部支承部件、門梁、立柱、頂部自動伸縮裝置等部分,支撐結(jié)構(gòu)能夠承受屏蔽門的垂直載荷、隧道通風系統(tǒng)產(chǎn)生的風壓、列車運行活塞風形成的正負方向水平載荷、乘客擠壓力和地震、震動等載荷.底部支承部件分為上下兩部分，底部下部構(gòu)件表面通過絕緣鍍層處理，采用絕緣安裝，使屏蔽門與建筑結(jié)構(gòu)絕緣.底部上下部分采用橢圓形孔連接，實現(xiàn)前后方向的調(diào)整;與底部預埋槽鋼配合，實現(xiàn)縱向調(diào)整。頂部自動伸縮裝置與立柱連接，實現(xiàn)高度方向士30mm 的調(diào)整，通過頂部方形墊板上的弧形孔和預埋件的縱向?qū)Р蹖崿F(xiàn)前后左右的位置調(diào)整。

門檻包括固定門門檻和活動門門檻.固定門門檻承受固定門的垂直載荷，活動門門檻承受乘客載荷.門檻采用不銹鋼材料，表面設有防滑齒形槽，提高門檻的耐磨性和防滑性.門檻結(jié)構(gòu)中有滑動導槽，與滑動門配合.導槽底部有直通孔，導槽內(nèi)的雜物和灰塵可以下落。

頂箱由站臺側(cè)不銹鋼固定板、不銹鋼蓋板和后蓋板等組成.頂箱內(nèi)設有門驅(qū)動系統(tǒng)、鎖緊和解鎖裝置、門控單元、配電端子箱、導軌及頂梁等部件.頂箱可以承受各種水平載荷.頂箱前蓋板上設有門鎖，蓋板周邊有可壓縮橡膠密封條，當蓋板關(guān)閉緊鎖時，形成完整的密封箱體，有效地降低噪聲。

滑動門(SD)由門玻璃、門框、門吊掛連接板、導靴、門榜相交密封條、手動解鎖裝置等組成.正常運行時，滑動門是乘客上下車的通道，也是車站隧道內(nèi)發(fā)生火災或故障時，列車到站后乘客的疏散通道.滑動門上部的吊掛連接板與門機的吊掛板連接，下部裝有導靴，兩扇滑動門靠近中心處裝有橡膠密封條，站臺側(cè)1.8 米高處有手動解鎖的鑰匙孔.滑動門設有鎖緊裝置和手動解鎖裝置;滑動門關(guān)閉后，鎖緊裝置可以防止門由于外力作用被打開;采用開門把手或鑰匙手動釋放解鎖裝置可將門打開.滑動門能滿足系統(tǒng)級控制、站臺級控制和手動操作要求，手動操作為優(yōu)先級.當系統(tǒng)級、站臺級控制失敗時，乘客可從導軌側(cè)使用開門把手將門打開，站臺工作人員也可以用鑰匙進行手動操作。

固定門(FSD)由門玻璃和鋁制門框等組成.固定門是把車站與列車隧道隔離的屏障之一所有固定門處在同一水平面內(nèi)，從站臺看不到支撐固定門的鋁制門框.固定門門框插入立柱上的方形孔，門框和支承柱之間有橡膠墊，可有效降低振動。

應急門(EED)由應急門板、門框、閉門器、推桿鎖等組成.應急門是列車進站停車后，列車門無法對準滑動門時，至少有一道應急門對準列車門作為疏散乘客的通道.在應急門的中部裝有手動推桿解鎖裝置，應急門不會因列車活塞風壓、隧道通風系統(tǒng)風壓影響而自動開啟.在導軌側(cè)，乘客只能推壓推桿，推桿帶動門框內(nèi)的解鎖機構(gòu)，松開應急門上下的門將門打開;在站臺側(cè)，站臺工作人員也可以用鑰匙打開應急門.門框的上部裝有閉門器，保證應急門在手動開啟后能夠自動關(guān)閉。

端門(PED)由門玻璃、門框、閉門器、P7鎖和手動解鎖裝置等組成.端門是當區(qū)間隧道發(fā)生火災或故障時，列車停在隧道內(nèi)，乘客從列車下到隧道后疏散到站臺的通道，也是車站工作人員進出隧道進行維修的通道.在端門的中部裝有手動推桿解鎖裝置，乘客在隧道推壓推桿，推桿帶動門框內(nèi)的解鎖機構(gòu)，松開端門上下的門門將門打開；在站臺側(cè)，站臺工作人員也可以用鑰匙打開端門。門框的上部裝有閉門器，保證端門在手動開啟后能夠自動關(guān)閉。

（2）屏蔽門還包括門機驅(qū)動系統(tǒng)，門機驅(qū)動系統(tǒng)包括電機及減速箱、傳動裝置。

電機采用無刷直流電機，電機軸與減速箱直聯(lián)，減速箱采用蝸輪蝸桿傳動，減速箱輸出軸裝有傳動齒輪。

傳動裝置由驅(qū)動皮帶和門懸掛設備組成.皮帶傳動采用正向嚙合驅(qū)動，保證兩扇門運動同步、穩(wěn)定.采用重型皮帶傳動裝置，更好地調(diào)節(jié)皮帶張緊力，消除皮帶打滑.滑動門由滾輪懸掛在J形截面不銹鋼軌道中運行，整個運動過程中，滑動門保持在一個恒定的水平，使其平穩(wěn)運行，減小摩擦力。

（3）屏蔽門控制系統(tǒng)

屏蔽門控制系統(tǒng)包括站臺就地電源系統(tǒng)控制柜(LCU)、單元控制器電源（PEDC）、門控單元(DCU)等。

站臺就地電源系統(tǒng)控制柜(LCU)安裝在列車出站端，列車正常停車時與駕駛室的位置相對應，通過硬線接口與CIP連接，LCU盤面上包括LCU操作電源開關(guān)、電網(wǎng)/蓄電池雙位切換開關(guān)、系統(tǒng)級/站臺級雙位選擇開關(guān)、上行/下行雙位選擇開關(guān)、開門和關(guān)門按鈕以及交流、直流電源監(jiān)控表、各部位電器工作狀態(tài)指示燈。系統(tǒng)級控制單元操作盤面如圖2所示。

單元控制器電源(PEDC )由220V漏電保護器、直流接觸器、220V/12V及220V/24V的電源模塊和蓄電池、充電器組成，分別控制相應的屏蔽門及站臺控制柜電源。

電源控制繼電器組：

1、系統(tǒng)級自控蓄電池電源控制繼電器 2、系統(tǒng)級自控電網(wǎng)電源控制繼電器

3、系統(tǒng)級自控系統(tǒng)電源控制繼電器 4、系統(tǒng)級自控下行電源控制繼電器

5、系統(tǒng)級自控零速信號電源控制繼電器 6、系統(tǒng)級自控上行電源控制繼電器

7、站臺級控制單元蓄電池電源控制繼電器 8、站臺級控制站臺電源控制繼電器

9、站臺級控制電網(wǎng)電源控制繼電器 10、站臺級控制下行電源控制繼電器

11、站臺級控制上行電源控制繼電器 12、站臺級控制門全開電源控制繼電器

13、站臺級控制門全關(guān)電源控制繼電器 14、門全開、關(guān)互鎖電源控制繼電器

15、備用繼電器 16、備用繼電器

17、系統(tǒng)自控組合門全開延時繼電器 18、系統(tǒng)自控組合門全關(guān)延時繼電器

19、系統(tǒng)自控組合電源互鎖繼電器 20、系統(tǒng)自控組合一號門控制繼電器

21、系統(tǒng)自控組合二號門控制繼電器 22、系統(tǒng)自控組合三號門控制繼電器

23、手動控制單元一號門電源繼電器 24、手動控制單元一號門蓄電池繼電器

25、手動控制單元一號門隔離繼電器 26、手動控制單元一號門電源互鎖繼電器

27、手動控制單元二號門電源繼電器 28、手動控制單元二號門蓄電池繼電器

29、手動控制單元二號門隔離繼電器 30、手動控制單元二號門電源互鎖繼電器

31、手動控制單元三號門電源繼電器 32、手動控制單元三號門蓄電池繼電器

33、手動控制單元三號門隔離繼電器 34、手動控制單元三號門電源互鎖繼電器

門控單元(DCU)是滑動門電機的電子控制裝置，每個滑動門都配置一個DCU，并安裝在頂箱內(nèi)，DCU內(nèi)有一個16位控制微機，DCU執(zhí)行PEDC和LCU發(fā)出的控制命令，DCU對手動解鎖裝置進行監(jiān)控；采集并發(fā)送門狀態(tài)信息及各種故障信息；通過DCU內(nèi)設置的編程/調(diào)試接口在線或離線調(diào)整參數(shù)和軟件組態(tài)，進行重新編程和設置參數(shù);通過就地控制柜(LCU)開關(guān)的位置控制門的狀態(tài)：自動時，門正常工作;旁路時，該門從屏蔽門系統(tǒng)中隔離開；測試時，該門從屏蔽門系統(tǒng)中隔離開，并通過就地控制按鈕控制開關(guān)門；通過開關(guān)門狀態(tài)指示燈顯示滑動門的運動情況：燈點亮時，門正常開啟；燈熄滅時，門關(guān)閉鎖緊。

（二）如圖1所示，系統(tǒng)級控制方法包括如下步驟：

（1）將站臺級控制單元的電源和手動單門控制單元的電源保持關(guān)閉；

（2）將電源切換開關(guān)置于電網(wǎng)位置，并將控制級選擇開關(guān)置于系統(tǒng)級位置；

（3）將上下行選擇開關(guān)置于下行位置，并將系統(tǒng)級控制單元電源置于打開位置，各屏蔽門進入自適應狀態(tài)；

（4）待各屏蔽門自適應結(jié)束，按零速信號按鈕一次；

（5）將上下行選擇開關(guān)置于上行位置，若只有上行指示燈亮，則判斷系統(tǒng)不能正常運行，進入步驟（11）；若上、下行指示燈都亮，則進入步驟（6）；

（6）系統(tǒng)重置，并進入模擬型運行模式：將電源切換開關(guān)置于電網(wǎng)位置，進入步驟（7）；將電源切換開關(guān)置于蓄電池位置，進入步驟（10）；

（7）不按零速信號按鈕，進入步驟（8）；按零速信號按鈕進入步驟（9）；

（8）將系統(tǒng)級控制單元電源置于打開位置，各屏蔽門完成自適應學習后保持關(guān)閉狀態(tài)，繼電器組工作；若AC220V電壓指示表值為220V、AC220V電流指示表值為12A、DC24V電壓指示表值為24V、DC24V電流指示表值為200mA,轉(zhuǎn)速表值為0，且系統(tǒng)級控制指示燈亮、下行指示燈亮，則進入步驟（11），否則進入步驟（12）；

（9）按零速信號按鈕2秒后，繼電器組工作；若5秒后轉(zhuǎn)速表顯示值減為0、各屏蔽門自動打開、AC220V電壓指示表值為220V、AC220V電流指示表值為12A、DC24V電壓指示表值為24V、DC24V電流指示表值為200mA、系統(tǒng)級控制指示燈亮、下行指示燈亮，且又經(jīng)20秒后，各屏蔽門自動關(guān)閉，則進入步驟（11），否則進入步驟（12）；

（10）若系統(tǒng)自動切斷電源，且蓄電池供電指示燈亮、系統(tǒng)停止工作，則進入步驟（11），否則進入步驟（12）；

（11）控制試驗結(jié)束；

（12）記錄當前繼電器組工作狀態(tài)、各屏蔽門運行狀態(tài)、指示燈組狀態(tài)以及電壓指示表、電流指示表、轉(zhuǎn)速表的顯示數(shù)值，記錄完畢后，控制試驗結(jié)束。

（三）實驗臺智能化故障設置說明

實驗臺通電后顯示屏顯示為LOCK.

解鎖鍵：第一次設置故障時必須先解鎖出廠密碼為1234. 先按解鎖鍵然后輸入1234及可解鎖，解鎖后顯示屏顯示F——0

確定鍵：設置故障時先輸入故障代碼，顯示屏顯示F——X，然后按確定鍵，顯示屏顯示P——X，X為故障代碼。 以1號故障為例，先輸入1后顯示屏顯示F——1，然后按確定鍵此時顯示屏顯示為P——1 ，故障設置完成。設置多個故障時先輸入一個故障代碼后按確定鍵然后再輸入下一個故障代碼再按確定鍵。設置完多個故障時顯示屏顯示的是最后一個故障

查詢鍵：設置故障后按查詢鍵即可查詢所設置的故障代碼，設置多個故障后，顯示屏顯示的為最后所設置的故障代碼，按查詢鍵后可以依次顯示所設置的故障代碼。

清除鍵：設置故障后按清除鍵即可清除所設置的故障，設置多個故障后如果想清除單個故障時，按查詢鍵查詢到所要清除的故障代碼此時顯示屏顯示P——X （X為所要清除的故障所對應的故障代碼）按清除鍵即可

復位鍵：設置多個故障后，如果想清除所有故障時直接按復位鍵即可。

鎖定鍵：設置故障后為了防止學員看到所設置的故障代碼按鎖定鍵即可，鎖定后顯示屏顯示LOCK,鎖定后除解鎖鍵和密碼數(shù)字鍵以外的鍵都不起作用。如果想進去智能化故障設置系統(tǒng)必須按解鎖鍵在輸入密碼即可。

第一次設置故障時必須先解鎖，實驗臺斷電后再次使用時同樣先解鎖才能正常使用。