CN115341821A - 一种用于全自动运行线路的车库门监控系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于全自动运行线路的车库门监控系统，包括至少一个车库门，每樘所述车库门旁均设置一就地控制器，所述就地控制器与车库门的门体电机通信连接，所述就地控制器通过控制线缆连接至中央接口盘的端子排上，所述中央接口盘的端子排上还连接有优先级控制电路，所述中央接口盘还通过控制线缆连接外部系统，外部系统的控制信号通过控制线缆传输至车库门中央接口盘的端子排上，经优先级控制电路处理后，转发至相应的车库门就地控制器，就地控制器控制相应的车库门动作。本发明可多级控制开启和关闭相应车库门，并将运行和故障信息汇总上传至车库门中央接口盘，以监视自身的运行状态，对地铁全自动运行线路的安全及效率有重大意义。

Description

一种用于全自动运行线路的车库门监控系统
技术领域
本发明专利涉及车库门自动控制领域，尤其涉及一种全自动车辆段的车库门监控系统。
背景技术
随着近年来我国城市轨道交通行业的迅猛发展，全自动驾驶，作为一种能够有效提高轨道交通系统的安全性、可靠性，实现节能、高效的最佳化运行方式，越来越成为轨道交通技术的发展方向。
车辆段/停车场是城市轨道交通中列车检修、日常维护及保养作业的场地。车辆段/停车场通常分为停车列检库和洗车库，其中列检库每个股道设置1个车库门，洗车库两端分别设置1个车库门，完成诸如轮对检查、融冰除雪以及列车清洗等作业。车库门设置在库房的出入口，作为列车进出的必要屏障，起到防晒、防尘、防雨雪、保暖、隔热等作用。由于列车出车、收车、洗车、维护时，均会经过车库门，因而其使用频率较高，且对行车安全有着重要的作用。
传统车辆段的电动车库门，不具备远程控制功能，一般需要人工在本地位置进行手动操作，存在安全性低、作业效率低、人为主观因素干扰大、开关过程存在安全隐患、操作繁琐等问题，无法适应全自动驾驶线路的需求。因此，在全自动车辆段，有必要实现车库门的全自动运行控制，并能够自行监视系统的状态及故障。
发明内容
为解决上述问题，提供一种用于全自动运行线路的车库门监控系统。
本发明的目的是以下述方式实现的：
一种用于全自动运行线路的车库门监控系统，包括至少一个车库门，每樘所述车库门旁均设置一就地控制器，所述就地控制器与车库门的门体电机通信连接，用于控制车库门的门体电机做开/关门动作，所述就地控制器通过控制线缆连接至中央接口盘的端子排上，所述中央接口盘的端子排上还连接有优先级控制电路，所述中央接口盘还通过控制线缆连接外部系统，外部系统的控制信号通过控制线缆传输至车库门中央接口盘的端子排上，经优先级控制电路处理后，转发至相应的车库门就地控制器，就地控制器控制相应的车库门动作。
所述外部系统包括SIG系统和综合监控系统的IBP盘。
所述优先级控制电路包括安全继电器KA1、安全继电器KA2、安全继电器KA3、安全继电器KA4、安全继电器KA5、钥匙开关SA1、钥匙开关SA2、按钮SB1、按钮SB2，所述安全继电器KA1为SIG系统的命令发送继电器，安全继电器KA1的常开触点一端连接电源，另一端通过通路1与安全继电器KA2的第二对常开触点的一端连接，第二对常开触点的另一端连接通路3；安全继电器KA3的常开触点一端连接至IPB盘的电源，另一端通过通路2连接至安全继电器KA2的第一对常开触点的一端，第二对常开触点的另一端连接通路3；所述安全继电器KA3的线圈两端连接按钮SB1，按钮SB1与钥匙开关SA1串联；安全继电器KA2的线圈两端连接至按钮SB1与钥匙开关SA1之间；所述通路3连接至通路5和通路4之间，所述通路5的另一端连接至安全继电器KA5的线圈两端；所述通路3上连接有安全继电器KA4的常闭触点，安全继电器KA4的常开触点一端连接在通路4上，另一端连接至按钮SB2的一端，按钮SB2的另一端与钥匙开关SA2串联；安全继电器KA4的线圈连接至串联的按钮SB2与钥匙开关SA2之间。
所述就地控制器由电源系统、核心控制器、驱动器、端子排和操作面板组成，所述电源系统分别与核心控制器、驱动器、端子排和操作面板电连接，所述驱动器、端子排和操作面板分别与核心控制器连接，所述驱动器的输入与核心控制器的输出连接，驱动器的输出连接至端子排，端子排连接车库门的门体电机。
所述车库门的门体周围区域安装有行程检测装置、闭锁固定装置和安全防护装置；所述行程检测装置、闭锁固定装置和安全防护装置均与核心控制器电连接；所述行程检测装置可采用通用的滚珠摆杆型安全限位开关，来检测门体位置信息，并通过就地控制器的端子排反馈至核心控制器；所述闭锁固定装置可采用通用的地插锁形式，在车库门的门体运动时通过内部电磁锁吸和产生的磁力解锁，在门体运动到位后电磁锁释放并通过复位弹簧，使锁销插入地孔中，其解锁/锁闭信息通过端子排反馈至核心控制器；所述安全防护装置由红外探测装置和声光报警装置组成，分别实现车库门的障碍物探测和报警提示。
所述系统还包括监视系统，所述监视系统包括设置在中央接口盘内的监视主机，所述监视主机通过通信线连接车库门就地控制器，监视主机采集各车库门就地控制器收集到的车库门运行和故障信息，所述监视主机上还连接有显示屏，所述监视主机通过网线连接至外部系统。
本发明的有益效果：本发明解决了全自动车辆段的车库门远程控制、优先级识别，使各车库门构成一个整体系统，实现了在信号系统的联锁下，可靠、安全的运行，可多级控制开启和关闭相应车库门，并将运行和故障信息汇总上传至车库门中央接口盘（GDC），以监视自身的运行状态，对地铁全自动运行线路的安全及效率有重大意义。
附图说明
图1是本发明的系统结构图；
图2是本发明的控制系统原理图；
图3是本发明的就地控制器原理图；
图4是本发明的监视系统的原理图；
图5是本发明的优先级控制电路图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
应该指出，以下详细说明都是例式性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本 申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的技术含义相同。
如图1和图2所示，一种用于全自动运行线路的车库门监控系统，包括至少一个车库门，每樘所述车库门旁均设置一就地控制器，所述就地控制器与车库门的门体电机通信连接，用于控制车库门的门体电机做开/关门动作，所述就地控制器通过控制线缆连接至中央接口盘的端子排上，所述中央接口盘的端子排上还连接有优先级控制电路，所述中央接口盘还通过控制线缆连接外部系统，外部系统的控制信号通过控制线缆传输至车库门中央接口盘（GDC）的端子排上，经优先级控制电路处理后，转发至相应的车库门就地控制器，就地控制器控制相应的车库门动作。所述车库门的门体电机包括电机及其传动机构，可采用工业折叠门通用的曲臂电机及其传动结构，用于执行驱动器的命令，实现门体的开/关/停。
所述外部系统包括SIG系统和综合监控系统的IBP盘。二者分别用于实现车库门的自动控制和远程人工控制。外部系统的控制信号通过控制线缆传输至车库门中央接口盘（GDC）的端子排上，经优先级控制电路处理后，转发至相应的车库门就地控制器（GDL）。GDL收到相应开/关门信号后，进行逻辑判断，确认可以开/关门后，即控制电机做开/关门动作。
车库门的某些重要状态信息（例如：开到位且闭锁、关到位且闭锁、故障、控制模式等）也需要使用硬线传输，GDL首先将该类信息通过控制线缆传输至GDC的端子排上，GDC将车库门控制系统内所有GDL传输的信息汇总转发至外部系统，SIG系统一般通过相应的接收继电器完成信息的接收，IBP盘一般用相应的指示灯完成信息的显示。
如图5所示，所述优先级控制电路包括安全继电器KA1、安全继电器KA2、安全继电器KA3、安全继电器KA4、安全继电器KA5、钥匙开关SA1、钥匙开关SA2、按钮SB1、按钮SB2，所述安全继电器KA1为SIG系统的命令发送继电器，安全继电器KA1的常开触点一端连接电源，另一端通过通路1与安全继电器KA2的第二对常开触点的一端连接，第二对常开触点的另一端连接通路3；安全继电器KA3的常开触点一端连接至IPB盘的电源，另一端通过通路2连接至安全继电器KA2的第一对常开触点的一端，第二对常开触点的另一端连接通路3；所述安全继电器KA3的线圈两端连接按钮SB1，按钮SB1与钥匙开关SA1串联；安全继电器KA2的线圈两端连接至按钮SB1与钥匙开关SA1之间；所述通路3连接至通路5和通路4之间，所述通路5的另一端连接至安全继电器KA5的线圈两端；所述通路3上连接有安全继电器KA4的常闭触点，安全继电器KA4的常开触点一端连接在通路4上，另一端连接至按钮SB2的一端，按钮SB2的另一端与钥匙开关SA2串联；安全继电器KA4的线圈连接至串联的按钮SB2与钥匙开关SA2之间。
安全继电器KA1为信号系统的命令发送继电器，当其得电时，即表示发送相应控制命令。IBP盘上的SA1钥匙开关，当其处于工位“1”时，表示允许IBP控制，处于工位“0”时，表示禁止IBP控制；按钮SB1，按下时，表示发送相应IBP控制命令。GDL上的SA2钥匙开关，当其处于工位“1”时，表示允许本地控制，处于工位“0”时，表示禁止本地控制；按钮SB2，按下时，表示发送相应本地控制命令。
所述车库门系统的优先级控制电路中信号系统的控制通路1连接KA2的常闭触点，IBP的控制通路2连接KA2的常开触点，经过KA2的切换后汇总为通路3，通路3连接KA4的常闭触点，本地控制的通路4连接KA4的常开触点，经过KA4的切换后汇总为通路5，所有的控制信号只有最终抵达通路5，才能实现对车库门的控制。
其优先级实现分析如下:
1）正常情况下，SA1、SA2钥匙开关均处于工位“0”，使得其触点1-2、3-4均断开。此时，安全继电器KA2、安全继电器KA4无法得电，触点自然释放，即：1-2、3-4断开，5-6、7-8接通。因此，只有SIG系统具有控制安全继电器KA5继电器的通路（1-3-5），此时车库门系统处于与信号系统联动的自动运行状态。
2）当IBP盘的SA1钥匙开关拨到工位“1”时，SA1的触点1-2、3-4接通，GDC内的安全继电器KA2得电，使其常开触点闭合，常闭触点断开，即：安全继电器KA2的1-2、3-4接通，5-6、7-8断开，强制关闭了SIG系统控制安全继电器KA5的命令信号通路。此时，IBP盘具有控制安全继电器KA5的通路（2-3-5），当按钮SB1按下时，按钮SB1的1-2、3-4接通，GDC内的安全继电器KA3得电，KA3的1-2、3-4接通，使得安全继电器KA5得电，GDL即判断识别到了一次开/关门命令。此时，车库门系统处于远程人工控制模式。
3)当GDL的SA2钥匙开关拨到工位“1”时，SA2的触点1-2、3-4接通，安全继电器KA4得电，安全继电器KA4的1-2、3-4接通，5-6、7-8断开，强制关闭了SIG系统和IBP盘控制KA5的命令信号通路。此时，只有GDL具有控制KA5继电器的通路（4-5），当按钮SB2按下时，按钮SB2的1-2、3-4接通，使得安全继电器KA5得电，GDL即判断识别到了一次开/关门命令。此时，车库门系统处于本地控制模式。
4）综上，车库门系统从硬件上实现了控制模式的优先级，在车库门系统工作在高优先级的控制模式时，低优先级的系统无论是否有误触发信号，均不影响系统的正常工作。且安全继电器的切换简单可靠，极大的提升了系统的安全性、可靠性。
如图3所示，车库门就地控制器（GDL）位于车库门现场区域，每趟车库门旁设置一个，其内部主要由电源系统、核心控制器、驱动器、端子排和操作面板组成。电源系统为核心控制器、操作面板、端子排提供24V直流电，为驱动器提供220V交流电。核心控制器接收端子排转发的所有检测信号，通过内部微处理器进行逻辑判断，输出控制信号至端子排，并向驱动器发送相应控制命令。驱动器接收到开/关/停止命令后，控制电机进行正转/反转/停止。操作面板用于实现车库门的本地控制模式，并将重要状态信息（例如：开到位且闭锁、关到位且闭锁、故障、控制模式等）用指示灯显示。
所述车库门的门体周围区域安装有与核心控制器电性连接的行程检测装置、闭锁固定装置和安全防护装置等。所述行程检测装置可采用通用的滚珠摆杆型安全限位开关（例如：欧姆龙的D4N系列）来检测门体位置信息，并通过就地控制器的端子排反馈至核心控制器；所述闭锁固定装置在门体运动时解锁，并将解锁信息通过端子排反馈至核心控制器；当核心控制器识别到系统故障时，停止电机运动，控制闭锁装置锁定，已阻止门体运动，实现车库门的紧急停止；所述闭锁固定装置可采用通用的地插锁形式，在车库门的门体运动时通过内部电磁锁吸和产生的磁力解锁，在门体运动到位后电磁锁释放并通过复位弹簧，使锁销插入地孔中，其解锁/锁闭信息通过端子排反馈至核心控制器；当核心控制器识别到车库门处于开到位或关到位状态时，控制闭锁装置锁定，可防止外力或强风，造成门体晃动。所述安全防护装置由红外探测装置和声光报警装置组成，分别实现车库门的障碍物探测和报警提示。当红外探测装置组成的防区有障碍物遮挡时，其将检测信息通过端子排反馈至核心控制器；核心控制器识别到系统故障或有障碍物时，控制声光报警装置闪烁并报警，以提示工作人员。
如图4所示，所述系统还包括监视系统，所述监视系统包括设置在中央接口盘内的监视主机，所述监视主机通过通信线连接车库门就地控制器，监视主机采集各车库门就地控制器收集到的车库门运行和故障信息，所述监视主机上还连接有显示屏，所述监视主机通过网线连接至外部系统。其中监视主机软件运行于GDC的监视主机内，门控单元软件运行于各GDL的核心控制器内，监视主机作为网络上的主机，GDL作为网络上的从机，通过通信线（CAN总线）连接成一个整体，实现主节点与各从节点的间的信息交换。监视主机采集各GDL收集到的车库门运行和故障信息，汇总成系统信息，于显示屏上实时显示，并按照时间将相应记录存储于监视主机内，用于后期维护和查询。整个车库门系统的运行和故障信息，可通过网线上传至外部系统。因此，监视系统与控制系统相对独立，当车库门的监视系统故障时，不影响通过硬线执行的控制系统命令。
本发明具有三级控制模式，优先级为：自动控制<远程人工控制<本地控制，优先级之间控制电路均采用安全继电器双切，降低了系统误动作的可能性，极大的提升了系统的安全性、可靠性。各车库门均具备一个就地控制器（GDL）和一套完整的检测、驱动、安全防护装置，是车库门控制系统的核心，实现了车库门运动的控制、安全防护、故障检测等功能。监视系统通过CAN总线，与挂接在其上的GDL通信，并将各GDL收集到的库门运行和故障信息汇总成系统信息，于显示屏上显示，并可上传至综合监控系统。监视系统与控制系统相对独立，监视系统故障不影响控制系统的独立运行。
本发明的车库门系统通常分为自动控制、远程人工控制、本地控制三种模式。自动控制模式是指在正常运行模式下由信号系统（CI）直接对车库门系统进行开关控制的方式；远程人工控制是指由于人员不允许随便进出全自动库线，当信号系统故障时，可以在DCC控制室上的综合后备盘（IBP）实现库门系统的控制；本地控制模式是指当车库门需要现场维修时，可通过操作就地控制器（GDL）上的操作面板实现对相应库门的控制。
本发明解决了全自动车辆段的车库门远程控制、优先级识别、安全防护、运行和故障信息汇总、上传、存储等问题。使各车库门构成一个整体系统，实现了在信号系统的联锁下，可靠、安全的运行，可多级控制开启和关闭相应车库门，并将运行和故障信息汇总上传至车库门中央接口盘（GDC），以监视自身的运行状态，对地铁全自动运行线路的安全及效率有重大意义。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于全自动运行线路的车库门监控系统，包括至少一个车库门，其特征在于：每樘所述车库门旁均设置一就地控制器，所述就地控制器与车库门的门体电机通信连接，用于控制车库门的门体电机做开/关门动作，所述就地控制器通过控制线缆连接至中央接口盘的端子排上，所述中央接口盘的端子排上还连接有优先级控制电路，所述中央接口盘还通过控制线缆连接外部系统，外部系统的控制信号通过控制线缆传输至车库门中央接口盘的端子排上，经优先级控制电路处理后，转发至相应的车库门就地控制器，就地控制器控制相应的车库门动作。
2.根据权利要求1所述的用于全自动运行线路的车库门监控系统，其特征在于：所述外部系统包括SIG系统和综合监控系统的IBP盘。
3.根据权利要求2所述的用于全自动运行线路的车库门监控系统，其特征在于：所述优先级控制电路包括安全继电器KA1、安全继电器KA2、安全继电器KA3、安全继电器KA4、安全继电器KA5、钥匙开关SA1、钥匙开关SA2、按钮SB1、按钮SB2，所述安全继电器KA1为SIG系统的命令发送继电器，安全继电器KA1的常开触点一端连接电源，另一端通过通路1与安全继电器KA2的第二对常开触点的一端连接，第二对常开触点的另一端连接通路3；安全继电器KA3的常开触点一端连接至IPB盘的电源，另一端通过通路2连接至安全继电器KA2的第一对常开触点的一端，第二对常开触点的另一端连接通路3；所述安全继电器KA3的线圈两端连接按钮SB1，按钮SB1与钥匙开关SA1串联；安全继电器KA2的线圈两端连接至按钮SB1与钥匙开关SA1之间；所述通路3连接至通路5和通路4之间，所述通路5的另一端连接至安全继电器KA5的线圈两端；所述通路3上连接有安全继电器KA4的常闭触点，安全继电器KA4的常开触点一端连接在通路4上，另一端连接至按钮SB2的一端，按钮SB2的另一端与钥匙开关SA2串联；安全继电器KA4的线圈连接至串联的按钮SB2与钥匙开关SA2之间。
4.根据权利要求1所述的用于全自动运行线路的车库门监控系统，其特征在于：所述就地控制器由电源系统、核心控制器、驱动器、端子排和操作面板组成，所述电源系统分别与核心控制器、驱动器、端子排和操作面板电连接，所述驱动器、端子排和操作面板分别与核心控制器连接，所述驱动器的输入与核心控制器的输出连接，驱动器的输出连接至端子排，端子排连接车库门的门体电机。
5.根据权利要求4所述的用于全自动运行线路的车库门监控系统，其特征在于：所述车库门的门体周围区域安装有行程检测装置、闭锁固定装置和安全防护装置；所述行程检测装置、闭锁固定装置和安全防护装置均与核心控制器电连接；所述行程检测装置可采用通用的滚珠摆杆型安全限位开关，来检测门体位置信息，并通过就地控制器的端子排反馈至核心控制器；所述闭锁固定装置可采用通用的地插锁形式，在车库门的门体运动时通过内部电磁锁吸和产生的磁力解锁，在门体运动到位后电磁锁释放并通过复位弹簧，使锁销插入地孔中，其解锁/锁闭信息通过端子排反馈至核心控制器；所述安全防护装置由红外探测装置和声光报警装置组成，分别实现车库门的障碍物探测和报警提示。
6.根据权利要求1所述的用于全自动运行线路的车库门监控系统，其特征在于：所述系统还包括监视系统，所述监视系统包括设置在中央接口盘内的监视主机，所述监视主机通过通信线连接车库门就地控制器，监视主机采集各车库门就地控制器收集到的车库门运行和故障信息，所述监视主机上还连接有显示屏，所述监视主机通过网线连接至外部系统。
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