CN113110035A - 一种升降式电动站台门控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种升降式电动站台门控制系统，包括站台门、机械锁和门控器，所述机械锁上安装有关锁到位开关，所述站台门由两侧的立柱和中间的绳网组成，所述立柱上安装有驱动绳网升降的参数相同的直流电机，所述门控器采用三环P I D控制算法进行直流电机的运行控制，以实现站台门处于升起、下降、位置保持和释放的运动状态。本发明中，相比传统的站台门系统，本控制系统安装维护方便，适应范围广，成本较低，可以有效保护乘客在站台候车时的安全，多种软件下载更新方式和方便现场使用人员的指示灯设计方便使用，配合上位机软件可以方便进行控制系统所需参数设置和故障读取。
Description
技术领域
本发明涉及升降式站台门控制系统技术领域，尤其涉及一种升降式电动站台门控制系统。
背景技术
控制系统是指由控制主体、控制客体和控制媒体组成的具有自身目标和功能的管理系统。意味着通过它可以按照所希望的方式保持和改变机器、机构或其他设备内任何感兴趣或可变的量。
目前国内大多数地铁为近年来新建项目，已经安装半高式安全门和全高式屏蔽门，这种升降式的站台门设计，保障了候车的安全和舒适，但是目前传统的站台门控制系统适用于开式闭式屏蔽门，因此，本发明提供一种升降式电动站台门控制系统，应用于新开发的升降式站台门。
发明内容
为了解决上述背景技术中所提到的问题，而提出的一种升降式电动站台门控制系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种升降式电动站台门控制系统，包括站台门、机械锁和门控器，所述机械锁上安装有关锁到位开关，所述站台门由两侧的立柱和中间的绳网组成，所述立柱上安装有驱动绳网升降的参数相同的直流电机，所述门控器采用三环P I D控制算法进行直流电机的运行控制，以实现站台门处于升起、下降、位置保持和释放的运动状态，所述机械锁用于站台门升起或者下降到位的锁闭，所述门控器通过电流采样、脉冲计数和关锁到位开关判断站台门是否锁闭到位；
两侧所述立柱上安装有给出隔离信号的隔离锁和给出紧急解锁信号的紧急解锁开关，所述门控器接收隔离信号判断站台门处于隔离状态，控制站台门无法运动，所述门控器接收紧急解锁信号判断站台门处于紧急解锁状态，并控制直流电机释放，以便手动打开站台门；
所述门控器内运行的门控软件通过采样硬件反馈的电机电流值实现电流检测，通过采样电机编码器的值实现脉冲计数，当所述站台门在正常升降过程中，所述门控器检测到电流超过直流电机无障碍运行最大电流值的2倍或者在500ms内脉冲变化值小于5，则判断有障碍物存在，所述门控器检测到任意一侧有障碍物存在时，两侧的直流电机会同步运动实现障碍探测处理功能。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述门控器包括输入/输出信号指示灯、数码管、维护按钮、通讯接口、多路输入/输出接口和两路电机接口，所述输入/输出信号指示灯用于显示系统运行状态，所述数码管用以显示软件版本和故障代码显示，所述通讯接口用以进行软件的集中更新和单独更新，所述两路电机接口分别与两侧的直流电机连接。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述输入/输出信号指示灯包括24路输入信号指示灯、10路输出信号指示灯、门打开/关闭指示灯、故障指示灯、电机编码器指示灯、USB接口输入指示灯、测试按钮指示灯和电源指示灯。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述数码管采用二位八段数码管。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述门控器包括故障诊断模块，连续监控门功能，通过似真性检查查找不正常的情况，检测到故障后将故障诊断记录在门控器内部的存储器里，根据故障优先级在数码管和故障指示灯显示，并通过通讯接口向车站的站台门综合控制系统上报故障。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述门控器包括多片内置的1MB的带电可擦可编程只读存储器，用以存储控制系统所需参数、通讯数据及故障诊断记录，每一组数据在不同存储地址进行多次存储并进行严格的数据对比检测和校验计算。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述隔离锁包括机械隔离开关和电气隔离开关，所述隔离信号包括触发机械隔离开关和电气隔离开关后产生的两种信号。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述通讯接口通过RS485、CAN和USB的通讯方式与不同的通讯模块连接，通过RS485和CAN的通讯方式实现控制系统与车站的站台门综合控制系统通讯及软件的集控下载，通过USB的通讯方式实现故障诊断记录和单个控制系统的软件下载。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明中，门控器采用三环PID控制算法进行直流电机的运行控制，以实现站台门处于升起、下降、位置保持和释放的运动状态，机械锁用于站台门升起或者下降到位的锁闭，门控器通过电流采样、脉冲计数和关锁到位开关判断站台门是否锁闭到位，且门控器内运行的门控软件通过采样硬件反馈的电机电流值实现电流检测，通过采样电机编码器的值实现脉冲计数，当站台门在正常升降过程中，门控器检测到电流超过直流电机无障碍运行最大电流值的2倍或者在500ms内脉冲变化值小于5，则判断有障碍物存在，门控器检测到任意一侧有障碍物存在时，两侧的直流电机会同步运动实现障碍探测处理功能。
2、本发明中，相比传统的站台门系统，本控制系统安装维护方便，适应范围广，成本较低，可以有效保护乘客在站台候车时的安全，多种软件下载更新方式和方便现场使用人员的指示灯设计方便使用，配合上位机软件可以方便进行控制系统所需参数设置和故障读取。
附图说明
图1示出了根据本发明实施例提供的一种升降式电动站台门控制系统的站台门升起流程示意图；
图2示出了根据本发明实施例提供的一种升降式电动站台门控制系统的站台门升起障碍检测流程示意图；
图3示出了根据本发明实施例提供的一种升降式电动站台门控制系统的站台门下降流程示意图；
图4示出了根据本发明实施例提供的一种升降式电动站台门控制系统的站台门下降障碍检测流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种升降式电动站台门控制系统，包括站台门、机械锁和门控器，机械锁上安装有关锁到位开关，站台门由两侧的立柱和中间的绳网组成，立柱上安装有驱动绳网升降的参数相同的直流电机，门控器采用三环PID控制算法进行直流电机的运行控制，以实现站台门处于升起、下降、位置保持和释放的运动状态，机械锁用于站台门升起或者下降到位的锁闭，门控器通过电流采样、脉冲计数和关锁到位开关判断站台门是否锁闭到位；
其中，采用两个参数相同的电机，以实现更好的控制效果并方便生产和维护。
其中，采用电流环，速度环和位置环三环控制算法进行电机的运行控制，采用PID控制算法对电机的电流、速度和位置参数进行控制，控制系统会指定一个直流电机为直流电机A，另一台直流电机为直流电机B，将两个直流电机带动负载位置的和的二分之一与位置环的设定差值作为作为直流电机A位置环的反馈输入，两个直流电机带动负载位置的差与位置设定变化值的差值作为直流电机B位置环的反馈输入，位置环反馈与位置环给定差值进行PID调节后输出作为位置环输出，即速度环的设定，速度环设定与速度环反馈差值PID调节后作为速度环输出，即电流环的设定，电流环设定与电流环反馈差值PID调节后作为电机每相的相电流，通过该算法可以控制两台直流电机的同步升降，以保证站台门升降运动的平稳运行；
两侧立柱上安装有给出隔离信号的隔离锁和给出紧急解锁信号的紧急解锁开关，门控器接收隔离信号判断站台门处于隔离状态，控制站台门无法运动，具体的，隔离锁包括机械隔离开关和电气隔离开关，隔离信号包括触发机械隔离开关和电气隔离开关后产生的两种信号，通过该两种隔离信号使站台门进入隔离状态，进入隔离状态的站台门无法通过任何方式运动，若要升起门，必须使门退出隔离状态；
门控器接收紧急解锁信号判断站台门处于紧急解锁状态，并控制直流电机释放，以便手动打开站台门；
门控器内运行的门控软件通过采样硬件反馈的电机电流值实现电流检测，通过采样电机编码器的值实现脉冲计数，当站台门在正常升降过程中，门控器检测到电流超过直流电机无障碍运行最大电流值的2倍或者在500ms内脉冲变化值小于5，则判断有障碍物存在，门控器检测到任意一侧有障碍物存在时，两侧的直流电机会同步运动实现障碍探测处理功能。
具体的，门控器包括输入/输出信号指示灯、数码管、维护按钮、通讯接口、多路输入/输出接口和两路电机接口，输入/输出信号指示灯用于显示系统运行状态，数码管用以显示软件版本和故障代码显示，通讯接口用以进行软件的集中更新和单独更新，两路电机接口分别与两侧的直流电机连接。
具体的，输入/输出信号指示灯包括24路输入信号指示灯、10路输出信号指示灯、门打开/关闭指示灯、故障指示灯、电机编码器指示灯、USB接口输入指示灯、测试按钮指示灯和电源指示灯，数码管采用二位八段数码管。
数码管闪动编码、诊断编码和优先级如以下表1所示：
表1数码管编码表
其中，主要故障：站台门的操作可能受到影响，工作人员要立即针对这一情况采取措施，如隔离门；次要故障：站台门的操作不会受到影响，可以在定期维护时维修这些故障。
具体的，门控器包括故障诊断模块，连续监控门功能，通过似真性检查查找不正常的情况，即通过监测门控器的输入输出信号判断站台门当前的功能或者状态，如果与正常情况不一致，则认定当前站台门的某种功能或者状态出现了故障，检测到故障后将故障诊断记录在门控器内部的存储器里，根据故障优先级在数码管和故障指示灯显示，并通过通讯接口向车站的站台门综合控制系统上报故障。
具体的，门控器包括多片内置的1MB的带电可擦可编程只读存储器，用以存储控制系统所需参数、通讯数据及故障诊断记录，控制系统所需参数包括门的运动曲线参数，控制门加速/匀速/减速运动的运动参数，在不改变内部软件的情况下进行运行参数更改和故障诊断记录读取和更新，以满足不同的使用需要，每一组数据在不同存储地址进行多次存储并进行严格的数据对比检测和校验计算。
具体的，通讯接口通过RS485、CAN和USB的通讯方式与不同的通讯模块连接，通讯模块均包含USB接口，及包含RS485接口和CAN接口两种通讯接口中的一种，通过RS485和CAN的通讯方式实现控制系统与车站的站台门综合控制系统通讯及软件的集控下载，通过USB的通讯方式实现故障诊断记录和单个控制系统的软件下载，本控制系统可以接受通讯接口传来的通讯数据、集控输入信号和单门操作输入信号，并且根据对应的操作指令控制站台门的运行状态。
具体，如以下表2所示为本发明控制系统中站台门参数调整范围：
表2站台门参数表
| 站台门参数 | 数值(可调) |
| 上升时间 | 3s-6s |
| 下降时间 | 3s-6s |
| 上升延时时间 | 1s-5s |
| 下降延时时间 | 1s-5s |
| 上升障碍探测次数 | 1-5次 |
| 下降障碍探测次数 | 1-5 |
| 上升障碍探测力 | 100N-250N |
| 下降障碍探测力 | 100N-250N |
| 上升障碍探测力维持时间 | 0.5s-3s |
| 下降障碍探测力维持时间 | 0.5s-3s |
| 下降障碍探测上升距离 | 20mm–1000mm |
具体的，已经在门上升和下降运动流程中描述，障碍探测次数指进行障碍检测的次数，当门上升运动或下降运动时会对障碍进行一定次数(默认为3)检测，超出后门会停止运动以便人工处理，检测到障碍后会进行设定的操作，当上升遇到障碍会停止一段时间重新升起，当下降遇到障碍会重新升起一段距离然后再次下降，障碍探测力指触发障碍检测所需的阻力，探测力维持时间指触发障碍检测所需阻力至少维持的时间，下降障碍探测上升距离指下降遇到障碍重新升起的距离。
具体的，控制系统上电后，数码管会显示软件版本号，方便使用人员识别当前所用软件版本，控制系统上电前按住门控器维护按钮，上电后松开，控制系统将会进行参数的初始化，并且将进行一次初始化操作，系统控制电机运行以下降到位，并完成锁闭，初始化会对控制系统所需参数进行测量和记录，初始化完成后系统可进行正常工作。
相比传统的站台门系统，本控制系统安装维护方便，适应范围广，成本较低，可以有效保护乘客在站台候车时的安全，多种软件下载更新方式和方便现场使用人员的指示灯设计方便使用，配合上位机软件可以方便进行控制系统所需参数设置和故障读取。
工作原理：使用时，站台门升起流程：系统初始化完成后，若控制系统得到升起信号，并且门未处于隔离状态或紧急解锁状态，进入开门流程，机械锁解锁，蜂鸣器鸣叫，经过设定的延时时间，控制直流电机运动带动站台门升起，升起过程受到阻挡，停止0.5s后继续升起，最多触发3次，门升起到位后升起流程结束；
站台门下降流程：如果站台门处于自动状态，站台门未被隔离，门控器接收到有效下降信号后，经过设定的下降延时时间，控制两个直流电机带动机构下降，下降的同时升降指示灯闪烁，并且蜂鸣器鸣叫，提示车门处于下降流程，下降过程若受到阻挡，维持一定力，经过设定时间后仍然受到阻碍，门会自动上升一段距离，然后继续下降流程，若第三次下降仍然受到阻碍，门会完全升起，经过一段时间重新下降，门关锁到位，直流电机释放，下降流程结束。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种升降式电动站台门控制系统，其特征在于，包括站台门、机械锁和门控器，所述机械锁上安装有关锁到位开关，所述站台门由两侧的立柱和中间的绳网组成，所述立柱上安装有驱动绳网升降的参数相同的直流电机，所述门控器采用三环PID控制算法进行直流电机的运行控制，以实现站台门处于升起、下降、位置保持和释放的运动状态，所述机械锁用于站台门升起或者下降到位的锁闭，所述门控器通过电流采样、脉冲计数和关锁到位开关判断站台门是否锁闭到位；
两侧所述立柱上安装有给出隔离信号的隔离锁和给出紧急解锁信号的紧急解锁开关，所述门控器接收隔离信号判断站台门处于隔离状态，控制站台门无法运动，所述门控器接收紧急解锁信号判断站台门处于紧急解锁状态，并控制直流电机释放，以便手动打开站台门；
所述门控器内运行的门控软件通过采样硬件反馈的电机电流值实现电流检测，通过采样电机编码器的值实现脉冲计数，当所述站台门在正常升降过程中，所述门控器检测到电流超过直流电机无障碍运行最大电流值的2倍或者在500ms内脉冲变化值小于5，则判断有障碍物存在，所述门控器检测到任意一侧有障碍物存在时，两侧的直流电机会同步运动实现障碍探测处理功能。
2.根据权利要求1所述的一种升降式电动站台门控制系统，其特征在于，所述门控器包括输入/输出信号指示灯、数码管、维护按钮、通讯接口、多路输入/输出接口和两路电机接口，所述输入/输出信号指示灯用于显示系统运行状态，所述数码管用以显示软件版本和故障代码显示，所述通讯接口用以进行软件的集中更新和单独更新，所述两路电机接口分别与两侧的直流电机连接。
3.根据权利要求2所述的一种升降式电动站台门控制系统，其特征在于，所述输入/输出信号指示灯包括24路输入信号指示灯、10路输出信号指示灯、门打开/关闭指示灯、故障指示灯、电机编码器指示灯、USB接口输入指示灯、测试按钮指示灯和电源指示灯。
4.根据权利要求2所述的一种升降式电动站台门控制系统，其特征在于，所述数码管采用二位八段数码管。
5.根据权利要求3所述的一种升降式电动站台门控制系统，其特征在于，所述门控器包括故障诊断模块，连续监控门功能，通过似真性检查查找不正常的情况，检测到故障后将故障诊断记录在门控器内部的存储器里，根据故障优先级在数码管和故障指示灯显示，并通过通讯接口向车站的站台门综合控制系统上报故障。
6.根据权利要求1所述的一种升降式电动站台门控制系统，其特征在于，所述门控器包括多片内置的1MB的带电可擦可编程只读存储器，用以存储控制系统所需参数、通讯数据及故障诊断记录，每一组数据在不同存储地址进行多次存储并进行严格的数据对比检测和校验计算。
7.根据权利要求1所述的一种升降式电动站台门控制系统，其特征在于，所述隔离锁包括机械隔离开关和电气隔离开关，所述隔离信号包括触发机械隔离开关和电气隔离开关后产生的两种信号。
8.根据权利要求2所述的一种升降式电动站台门控制系统，其特征在于，所述通讯接口通过RS485、CAN和USB的通讯方式与不同的通讯模块连接，通过RS485和CAN的通讯方式实现控制系统与车站的站台门综合控制系统通讯及软件的集控下载，通过USB的通讯方式实现故障诊断记录和单个控制系统的软件下载。
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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