CN106246039B - 一种城市轨道交通电动转换装置控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种城市轨道交通电动转换装置控制系统，其系统主要包括电动转换装置中央控制表盘TPSC、电动转换装置控制单元PZZ、机械阀叶翻转机构、电源系统以及连接线束组成；所述电动转换装置中央控制表盘TPSC内部包括：主控PLC、人机交互界面HMI、通讯接口和控制线接口；主控PLC接收通讯接口转换的外部系统信号以及电动转换装置控制单元PZZ的反馈信号并通过控制线接口发出信号控制电动转换装置控制单元PZZ，其状态信息通过通讯接口转换显示在人机交互界面HMI上。本发明解决现有技术中站台侧与轨道侧的通风与节能功能的自动切换，实现对全高屏蔽门上部百叶窗的远程控制及监控，以及站台侧的防火排烟功能等一系列的问题。

Description

一种城市轨道交通电动转换装置控制系统
技术领域
本发明属于自动控制领域技术领域，特别涉及一种城市轨道交通电动转换装置控制系统。
背景技术
近年来，伴随着城市轨道交通行业的飞速发展，人们在对城市轨道交通运营的安全性要求日益提高的同时，站台的舒适性及节能性也越来越受到人们的重视。对于地下车站，站台侧与轨道侧主要由全高屏蔽门及上部百叶窗进行隔离。目前国内绝大部分的屏蔽门上部百叶窗采用的是固定式的，这种方式只能起到通风减压的作用，并不能达到节能防火的功能。还有一些城市，以北方城市居多，采用的是手动控制的上部百叶窗的结构，完全靠人力去控制百叶窗的打开和关闭，这种方式虽然可以达到通风和节能的双重要求，但是需要站台运营人员一个个手动操作，费时费力，并且无法达到防火防烟的特殊要求，种种因素导致手动式的电动转换装置并没有得到进一步的推广。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种城市轨道交通电动转换装置控制系统，以解决现有技术中站台侧与轨道侧的通风与节能之间功能的自动切换，实现对全高屏蔽门上部百叶窗的远程控制及监控，以及实现站台侧的防火排烟功能等一系列的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种城市轨道交通电动转换装置控制系统，包括电动转换装置中央控制表盘TPSC、电动转换装置控制单元PZZ、机械阀叶翻转机构、电源系统以及连接线束组成；
其中，所述电动转换装置中央控制表盘TPSC内部至少包括以下部分：主控PLC、人机交互界面HMI、通讯接口和控制线接口；主控PLC接收通讯接口转换的外部系统信号以及电动转换装置控制单元PZZ的反馈信号，主控PLC通过控制线接口发出信号控制电动转换装置控制单元PZZ，主控PLC的状态信息通过通讯接口转换显示在人机交互界面HMI上；
其中，电动转换装置控制单元PZZ中包括至少包含单元执行机构、门头电源和连接线束。
其中，所述机械阀叶翻转机构至少包括电动执行器、启闭机构和碳钢框架；电动执行器安装在机械阀叶翻转机构的中间位置，输出信号控制两侧的启闭机构；
前述电动转换装置控制单元PZZ的控制模块至少包括以下部分：电源转换模块、CPU、通讯模块、驱动模块、调试模块、显示模块和输入模块；
其中，外部电源通过电源转换模块给CPU供电，输入模块将接收的TPSC发出的自动信号和手动信号转换发送给CPU，CPU接收通讯模块转化的上一单元PZZ的状态信号，输出到TPSC，显示模块接收CPU当前的状态信息，CPU发出调试信号给调试模块进行检测，电动执行器接收CPU通过驱动模块转换的运行信号，CPU将控制结果通过反馈信号并通过通讯模块将当前PZZ运行状态信号传送到下一单元PZZ中；
前述机械阀叶翻转机构中，启闭机构的叶片由铝合金型材和传动结构组成；碳钢框架采用热浸镀锌碳钢板折弯焊接而成；电动执行器用特殊定制的耐火材料外壳进行包裹；
前述的一种城市轨道交通电动转换装置控制系统，还包括手持控制器MCU用于输出手动控制信号；
前述手持控制器MCU为即插即用装置，配置快速插拔连接器，可连接到机械阀叶翻转机构的电动执行器上。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明采用的远程集成自动控制系统，通过电动转换装置中央控制盘TPSC和电动转换装置控制单元PZZ集成控制轨道交通通风装置，可以实现轨道侧和站台侧之间的通风功能和节能功能的远程切换；
2、通过对每个电动转换装置控制单元PZZ的执行单元的状态反馈，将状态信息反馈到电动转换装置中央控制盘TPSC，对每个单元的转换装置实时监控，方便操作人员集中控制；
3、配备了手持控制器MCU，可以在紧急情况下例如：火灾等，可以快速插入手持控制器MCU，通过按钮发出信号控制机械阀叶翻转机构关闭，减少了反馈时 间，达到防火及排烟的功能，安全可靠，使用方便，容具有良好的应用前景。
附图说明
图1为本发明的系统结构示意图；
图2为本发明的电动转换装置控制单元控制PZZ的结构示意图；
图3为本发明的机械阀叶翻转机构的结构示意图；
图4为本发明的系统网络拓扑图；
图5本发明的系统控制示意图；
其中：1.电源系统，2.电动转换装置中央控制盘TPSC，3.电动转换装置控制单元PZZ，4.PLC，5.HMI，6.外部系统，7.CPU，8.输入输出模块，9.显示模块，10.调试模块，11.驱动模块，12.通讯模块，13.电源转换模块，14.电动执行器，15.手持控制器MCU，16.机械阀叶翻转机构，17.交换机，18.主控制器，19.PSC机柜，161.碳钢框架，162.电动执行器，163.启闭结构，41.通讯接口，42.通讯接口，43.通讯接口，44.通讯接口，45.控制线接口，46.电源接口，310.上行单元执行机构，320.下行单元执行机构，330.门头电源。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作更进一步的说明。
如图1，2，3所示，本实施例包括：电源系统1，电动转换装置中央控制盘TPSC2，电动转换装置控制单元PZZ3，PLC4，HMI5，外部系统6，CPU7，输入输出模块8，显示模块9，调试模块10，驱动模块11，通讯模块12，电源转换模块13，电动执行器14，手持控制器MCU15，机械阀叶翻转机构16，碳钢框架161，电动执行器162，启闭结构163，通讯接口41，通讯接口42，通讯接口43，通讯接口44，控制线接口45，电源接口46，上行单元执行机构310，下行单元执行机构320，门头电源330等组成。
电源系统1通过控制电源线给电动转换装置中央控制盘TPSC2的电源接口供电，并通过驱动电源线给电动转换装置控制单元PZZ3的门头电源330供电，接通电源后外部系统6通过通讯接口44传输指令信号给PLC4，PLC4的通讯接口41接收电动转换装置控制单元PZZ3传来的当前状态信息并通过控制线接口45发出集控信号，通过集控控制线控制电动转换装置控制单元PZZ3的下一步操作，电动执行器162发生动作后，通过通讯线将实时状态传送到PLC4上的通讯接口 42，PLC4停止操作，并将当前状态信息通过通讯接口43发送到人机交互界面HMI5上。
门头电源330通过电源转换模块给电动转换装置控制单元PZZ3中的PZZ的CPU7供电，当前CPU7接收由输入输出模块8传送的TPSC2和MCU15的控制指令以及通讯模块12传来的上一单元PZZ的状态信息，当前CPU7根据控制指令由驱动模块11发出驱动信号控制机械阀叶翻转机构16的电动执行器162工作，电动执行器162控制碳钢结构161上启闭结构163的开关与闭合，电动执行器162执行操作后当前CPU7将当前状态结果发送到显示模块9和通过通讯模块12发送到下一单元PZZ上，并将结果由信号反馈到TPSC2上。同时，CPU7可发送调试信号通过调试模块10检测是否发生故障。CPU7的控制指令包括外部系统的控制指令、电动转换装置中央控制盘TPSC的集控指令(集控开，集控关)，控制轨道交通整侧或者进站端侧的电动转换装置的启闭动作。同时，CPU7也可通过手持控制器MCU15控制(手动开，手动关)或电动转换装置中央控制盘TPSC2的HMI5单个单元动作指令达到各个单元的电动转换装置的启闭动作。所有单元上的电动执行机构的状态信息，如开到位，关到位，故障等通过通讯反馈给电动转换装置中央控制盘TPSC2显示在HMI5上，时时监控并将必要的信息通过通讯口上传给外部系统6。
机械阀叶翻转机构16安装在上部为百叶窗的高屏蔽门上，主要由碳钢框架161、电动执行器162、启闭机构163等组成。电动执行器162安装在两侧启闭机构163的中间控制两侧的启闭机构，启闭机构163的叶片由铝合金型材和其他传动结构组成。碳钢框架161采用热浸镀锌碳钢板折弯焊接而成。电动执行器162用特殊定制的耐火材料外壳进行包裹，保证整个机构在280℃的高温下，正常工作1h，满足防火性能要求。
本发明还可以增加电动转换装置系统配备手持控制器MCU15，用来手动控制电动转化装置的开关动作。手持控制器MCU15为即插即用装置，配置快速插拔连接器，可方便的进行手动控制的操作。手持控制器MCU15可采用便携式盒体设计，盒体上配备2个按钮开关，分别为手动开和手动关按钮。将手持控制器MCU15插在任意单元的电动转换装置控制单元PZZ3上，按下手动开按钮时，该任意单元的电动转换装置开启，按下关闭按钮时，该任意单元的电动转换装置 关闭。
如图4所示，本发明还可以通过外部网络进行控制，HMI5通过MODBUS/TCP协议经过交换机17与主控制器18进行通讯，并在HMI5上显示各个单元电动转换装置状态信息。主控制器18的两个RS485接口分别与轨道交通电动转换装置双侧的电动转换装置控制单元PZZ3进行通讯，监测各个单元的电动转换装置时时状态。交换机17再通过PSC机柜19的两个RS485通讯口与外部系统6进行数据交换。
根据实际站台需求，设定电动转换装置系统的控制优先级为：手动控制＞集控控制＞外部网络信号控制。
如图5所示，当该任意单元的电动转换装置控制单元PZZ3连接上手持控制器MCU15时，此时该单元的电动转换装置仅响应由手持控制器MCU15发出的手动控制的开闭命令，对集控控制命令及外部网络信号控制命令不响应；当电动转换装置中央控制盘TPSC2的模式开关旋至“集控开”档时，此时该单元的电动转换装置处于集控控制模式，此时该电动转换装置不响应外部信号控制，仅响应手动控制和集控控制信号，且手动控制优先级大于集控控制；当电动转换装置中央控制盘TPSC2的模式开关旋至“集控关”档时，此时该电动转换装置控制单元PZZ3响应外部网络信号控制，但优先级最低。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种城市轨道交通电动转换装置控制系统，其特征在于：包括电动转换装置中央控制表盘TPSC、电动转换装置控制单元PZZ、机械阀叶翻转机构、电源系统以及连接线束组成；
其中，所述电动转换装置中央控制表盘TPSC内部至少包括以下部分：主控PLC、人机交互界面HMI、通讯接口和控制线接口；主控PLC接收通讯接口转换的外部系统信号以及电动转换装置控制单元PZZ的反馈信号，主控PLC通过控制线接口发出信号控制电动转换装置控制单元PZZ，主控PLC的状态信息通过通讯接口转换显示在人机交互界面HMI上；
其中，所述电动转换装置控制单元PZZ中包含单元执行机构、门头电源和连接线束；
其中，所述机械阀叶翻转机构至少包括电动执行器、启闭机构和碳钢框架；电动执行器安装在机械阀叶翻转机构的中间位置，连接控制两侧的启闭机构。
2.根据权利要求1所述的一种城市轨道交通电动转换装置控制系统，其特征在于：所述启闭机构的叶片由铝合金型材和传动结构组成。
3.根据权利要求1所述的一种城市轨道交通电动转换装置控制系统，其特征在于：所述碳钢框架采用热浸镀锌碳钢板折弯焊接而成。
4.根据权利要求1所述的一种城市轨道交通电动转换装置控制系统，其特征在于：所述电动执行器用特殊定制的耐火材料外壳进行包裹。
5.根据权利要求1所述的一种城市轨道交通电动转换装置控制系统，其特征在于：还包括手持控制器MCU，所述手持控制器MCU用于输出手动控制信号。
6.根据权利要求5所述的一种城市轨道交通电动转换装置控制系统，其特征在于：所述手持控制器MCU为即插即用装置，配置快速插拔连接器，可连接到机械阀叶翻转机构的电动执行器上。
7.根据权利要求1所述的一种城市轨道交通电动转换装置控制系统的控制方法，其特征在于：所述电动转换装置控制单元PZZ的控制模块至少包括以下部分：电源转换模块、CPU、通讯模块、驱动模块、调试模块、显示模块和输入模块；
其中，外部电源通过电源转换模块给CPU供电，输入模块将接收的TPSC发出的自动信号和手动信号转换发送给CPU，CPU接收通讯模块转化的上一单元PZZ的状态信号，输出到TPSC，显示模块接收CPU当前的状态信息，CPU发出调试信号给调试模块进行检测，电动执行器接收CPU通过驱动模块转换的运行信号，CPU将控制结果通过反馈信号并通过通讯模块将当前PZZ运行状态信号传送到下一单元PZZ中。
8.根据权利要求7所述的一种城市轨道交通电动转换装置控制系统的控制方法，其特征在于：还可以增加电动转换装置系统配备手持控制器MCU，用来手动控制电动转化装置的开关动作；其中，手持控制器MCU上配备2个按钮开关，分别为手动开和手动关按钮，将手持控制器MCU插在任意单元的电动转换装置控制单元PZZ3上，按下手动开按钮时，该任意单元的电动转换装置开启，按下关闭按钮时，该任意单元的电动转换装置关闭。
9.根据权利要求8所述的一种城市轨道交通电动转换装置控制系统的控制方法，其特征在于：还可以通过外部网络进行控制；
其中，HMI通过MODBUS/TCP协议经过交换机与主控制器进行通讯，并在HMI上显示各个单元电动转换装置状态信息；主控制器的两个RS485接口分别与轨道交通电动转换装置双侧的电动转换装置控制单元PZZ进行通讯，监测各个单元的电动转换装置时时状态；交换机再通过PSC机柜的两个RS485通讯口与外部系统进行数据交换。
10.根据权利要求9所述的一种城市轨道交通电动转换装置控制系统的控制方法，其特征在于：根据实际站台需求，设定电动转换装置系统的控制优先级为：手动控制＞集控控制＞外部网络信号控制；
其中，当该任意单元的电动转换装置控制单元PZZ连接上手持控制器MCU时，此时该单元的电动转换装置仅响应由手持控制器MCU发出的手动控制的开闭命令，对集控控制命令及外部网络信号控制命令不响应；当电动转换装置中央控制盘TPSC的模式开关旋至“集控开”档时，此时该单元的电动转换装置处于集控控制模式，此时该单元的电动转换装置不响应外部信号控制，仅响应手动控制和集控控制信号，且手动控制优先级大于集控控制；当电动转换装置中央控制盘TPSC的模式开关旋至“集控关”档时，此时该电动转换装置控制单元PZZ响应外部网络信号控制，但优先级最低。
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