CN218866355U - 一种基于联动控制的站台门等电位连接控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于联动控制的站台门等电位连接控制系统，包括车辆到站监测单元、智能导通装置，站台门通过门体等电位线连接至智能导通装置；所述智能导通装置分别通过门体接地线接地、通过门体接轨线连接至轨道；所述车辆到站监测单元用于采集车辆到达站台信号，其输出端连接至智能导通装置；所述智能导通装置用于控制门体等电位线连接至门体接轨线或门体接地线。本实用新型的优点在于：采用双回路等电位控制，保证等电位的可靠控制，减少安全隐患；无列车停靠的情况下：站台门与地进行连接，与钢轨不连接。确保站台人员的安全，防止轨电流串入车站。

Description

一种基于联动控制的站台门等电位连接控制系统

技术领域

本实用新型涉及轨道交通电气领域，特别涉及一种基于联动控制的站台门等电位连接控制系统。

背景技术

地铁站台屏蔽门是乘客上下车的必经通道，为了保障乘客的人身安全及设备安全，消除轨电压升高所产生的跨步电压对人体造成的危害，减小由于设备漏电等特殊原因造成门体带电带来的风险以及降低离散电流对门体及钢结构造成的电腐蚀，现有国内对于站台门系统整体等电位处理，将站台门整体结构通过等电位线与轨道连接，称为站台门接轨方案；

但在实际运营过程中发现，站台装修层绝缘会随着外部环境变化逐渐老化，绝缘电阻会不断降低甚至失效，存在一定的弊端和隐患，无法同时权衡消除跨步电压危害和离散电流腐蚀的问题。在绝缘不良情况下，等电位线的连接将会造成屏蔽门通过绝缘薄弱处进行电流漏泄，并产生打火现象。这一方面会造成火灾隐患，另一方面会产生大量的杂散电流进入车站，从而长期产生电腐蚀，将会对相关建筑及设备设施寿命带来影响。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于联动控制的站台门等电位连接控制系统，采用新的等电位控制方法，双等电位回路来消除现有技术等电位存在的隐患。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种基于联动控制的站台门等电位连接控制系统，包括车辆到站监测单元、智能导通装置，站台门通过门体等电位线连接至智能导通装置；所述智能导通装置分别通过门体接地线接地、通过门体接轨线连接至轨道；所述车辆到站监测单元用于采集车辆到达站台信号，其输出端连接至智能导通装置；所述智能导通装置用于控制门体等电位线连接至门体接轨线或门体接地线。

所述智能导通装置包括智能逻辑控制单元、接触器KA1、接触器KA2；所述智能逻辑控制单元与车辆到站监控单元连接；所述门体等电位线分别经接触器KA1连接门体接地线、经接触器KA2连接门体接轨线；所述智能逻辑控制单元的输出端分别连接接触器KA1、KA2，用于启动接触器KA1、KA2的闭合和断开。

所述控制系统还包括电压/电流监测模块，所述电压/电流监测模块用于监控采集门体对地电压、门体接地电流或门体对轨电压、门体接轨电流，其输出端连接至智能逻辑控制单元。

所述智能逻辑控制单元的输出端与声光报警器连接，用于在监控的电压、电流异常后驱动声光报警器发出报警信号。

所述智能逻辑控制单元与控制室监控屏连接，用于将报警信息上传至控制室监控屏进行监控显示。

所述智能逻辑控制单元与本地操作按键连接，用于手动切换控制门体等电位线连接至门体接轨线或门体接地线。

所述智能逻辑控制单元与计数器连接，用于记录接地和接轨的次数并通过智能逻辑控制单元连接的HMI显示屏或监控室显示屏进行监控显示。

本实用新型的优点在于：采用双回路等电位控制，保证等电位的可靠控制，减少安全隐患；无列车停靠的情况下：站台门与地进行连接，与钢轨不连接。确保站台人员的安全，防止轨电流串入车站；当列车进站停稳后，信号系统发出开门命令后，控制屏蔽门断开与地的连通，闭合与钢轨的连通，避免进站启动时大电流产生的安全隐患；保证了任何时候的人员安全，屏蔽门要么保持与地连接，要么与钢轨实现等电位连接，始终可以保障乘客安全。只在列车停站时钢轨与屏蔽门保持接通(避开了本站列车启动时产生的大电流)，并做了电流限制处理，对改进屏蔽门打火现象有所遏制，同时因不是一直保持连通，相应的杂散电流只在短时间内有影响。通过对等电位连接线导通电流的监测，可以动态给出屏蔽门绝缘不良的报警，进一步提高了站台门系统乃至整个车站的结构安全，使用年限和可靠性，具有重大的经济效益和社会效益。

附图说明

下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本实用新型车辆不在站台上的等电位方案示意图；

图2为本实用新型车辆在站台上的等电位方案示意；

图3为本实用新型智能导通装置的原理图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

由于大电流往往在列车进出站启停的瞬间表现得更为明显。基于上述情况，本实用新型提出并设计出一种新型的等电位导通装置来实现联动等电位的功能。该装置的可实现站台门门体需要接通的时候实现等电位接通，确保乘客安全；在其他时候保持断开，将门体接地，可防止杂散电流进入车站，可以有效的降低目前既有站台门接地方案所带来的风险。

如图1-3所示，一种基于联动控制的站台门等电位连接控制系统，包括车辆到站监测单元、智能导通装置，站台门通过门体等电位线连接至智能导通装置；智能导通装置分别通过门体接地线接地、通过门体接轨线连接至轨道；车辆到站监测单元用于采集车辆到达站台信号，其输出端连接至智能导通装置；智能导通装置用于控制门体等电位线连接至门体接轨线或门体接地线。

其中智能导通装置包括智能逻辑控制单元、接触器KA1、接触器KA2；智能逻辑控制单元采用PLC控制器来实现，智能逻辑控制单元与车辆到站监控单元连接；车辆到站监控单元通过车门控制系统PSC来获取，PSC系统一般在车辆进入后都会获取车辆进展信号并控制车门的开启和关闭，因此通过PSC即可获取。

门体等电位线分别经接触器KA1连接门体接地线、经接触器KA2连接门体接轨线；智能逻辑控制单元的输出端分别连接接触器KA1、KA2，用于启动接触器KA1、KA2的闭合和断开。接触器KA1、KA2可以通过PLC控制器来进行驱动控制，KA1、KA2可以根据PLC控制器的控制信号来闭合触点或断开出点。由于接触器KA1、KA2分别连接在接地和接轨的回路上，因此其导通和断开就可以控制门体等电位接地或接轨。其主要控制原理是检测到车辆进展处于站台后控制KA2闭合，KA1断开；在无车辆在站台上时，控制kA1闭合、KA2断开，这样就可以实现了在不同的车辆进入站台与否的状态下来控制不同的接地或接轨状态。

在本申请中还需要对接地或接轨的电压或电流进行监测，所以设置电压/电流监测模块，电压/电流监测模块用于监控采集门体对地电压、门体接地电流或门体对轨电压、门体接轨电流，其输出端连接至智能逻辑控制单元。智能逻辑控制单元的输出端与声光报警器连接，用于在监控的电压、电流异常后驱动声光报警器发出报警信号。PLC控制器可以通过报警器在对地电压、电流超出设定的阈值时发出报警信号，方便巡检人员进行检修检查。当门接地时检测到的是门体对地电压、门体接地电流，当门接轨，则监测的是门体对轨电压、门体接轨电流。

当然，本申请还设置有监控室监控屏，智能逻辑控制单元与控制室监控屏连接，用于将报警信息上传至控制室监控屏进行监控显示。监控室内监控屏可以显示报警信息以及接地还是接轨以及监控的电压电流等信息，方便监控人员在监控室内的监控。

在本申请的一个优选的实施例中，智能逻辑控制单元与本地操作按键连接，用于手动切换控制门体等电位线连接至门体接轨线或门体接地线。本地操作按键包括手动模式按钮和接地/接轨手动切换按钮，当按下手动模式按钮后，进入手动模式，自动模式失效，此时PLC控制器根据接地/接轨手动切换按钮的按钮状态来调节控制站台门接地或接轨，给与充分的手动控制的权限，保证检修灯工况的需求。

在本申请的另一个优选的实施例中，智能逻辑控制单元与计数器连接，用于记录接地和接轨的次数并通过智能逻辑控制单元连接的HMI显示屏或监控室显示屏进行监控显示。HMI显示屏为PLC控制器自带显示屏，可以根据实际需求开发HMI显示屏界面，进行参数的显示。

本申请的工作原理为：当系统启动工作后若系统PLC有故障可以通过声光报警器发出报警；如果没有故障，则首先判断手动模式按钮是否被按下，如果按下就启动手动模式，如果没按下就是自动模式，在手动模式下，可以通过接地/接轨手动切换按钮来切换站台门等电位接地或接轨；如果是自动模式，默认情况下将KA1吸合、KA2断开，站台门保持接地；实时监测此时的门体对地电压或接地电流是否大于阈值，当大于，则通过声光报警器报警；否则持续保持直至车辆进站；车辆进站后接收PSC系统发来的启动信号，接收到这一信号后KA1断开，KA2吸合，站台门保持接轨；然后实施监控对轨电压是否超出阈值以及接轨电流是否超出阈值，若是则报警，否则在车辆驶出站台后，接收到PSC的驶出站台信号，此时也就是启动信号丢失，此时回复接地，也就是KA1吸合、KA2断开，保持站天门接地。

本方案中采用高性能的PLC作为系统的控制核心元件，由两个独立的电压变送器采样钢轨、大地对屏蔽门的电压，在电压及预设延时超过时驱动辅助继电器来接通主接触器以限制钢轨对屏蔽门电压或限制大地对屏蔽门的电压，电流变送器采样总回流电流I，并可通过人机界面进行各项参数调节及信息显示。本方案提出的新等电位连接方案保证了任何时候的人员安全，屏蔽门要么保持与地连接，要么与钢轨实现等电位连接，始终可以保障乘客安全。只在列车停站时钢轨与屏蔽门保持接通(避开了本站列车启动时产生的大电流)，并做了电流限制处理，对改进屏蔽门打火现象有所遏制，同时因不是一直保持连通，相应的杂散电流只在短时间内有影响。通过对等电位连接线导通电流的监测，可以动态给出屏蔽门绝缘不良的报警，进一步提高了站台门系统乃至整个车站的结构安全，使用年限和可靠性，具有重大的经济效益和社会效益。

本实用新型提出的将站台门系统与车辆占位联动的方案，其主要设计原则及功能如下：

无列车停靠的情况下：站台门与地进行连接，与钢轨不连接。确保站台人员的安全，防止轨电流串入车站；

当列车进站停稳后，信号系统发出开门命令后，控制屏蔽门断开与地的连通，闭合与钢轨的连通；

对连通电流进行实时监测，如检测电流超过设定值时，表征门体绝缘性能不良，设备将进行声光报警并上传至控制室监控屏；

对轨电压进行实时检测，当轨电压超过阈值，表征此时轨电压异常，设备将进行声光报警并上传至控制室监控屏；

待屏蔽门和列车关门后，所有开关恢复正常状态，站台门恢复接地状态。

具备故障导向安全功能，当设备中发生故障时，强制将站台门体与TV(轨道)断开，与TEE(大地)连接。

结合附图2和附图3：

该装置主体设备主要由一次控制回路(主回路)，二次检测回路(逻辑控制单元)，电压电流变送及显示模块，HMI人机交互模块等等组成。

主回路元件主要由2台电磁接触器及电流测量分流器组成。在基本状态下，直流接触器的主触点是断开状态的，装置不断测量回流电路和等电位母线之间的电压以及计算延时。如果超过了存储在可编程序控制器中的设定值,则主接触器闭合。可在当地按“闭锁/复位”按钮解除闭锁，亦可以通过通讯方式远方解除闭锁。

该装置的二次检测电路采用高性能的PLC作为系统的控制核心元件，由两个独立的电压变送器采样钢轨、大地对屏蔽门的电压，在电压及预设延时超过时驱动辅助继电器来接通主接触器以限制钢轨对屏蔽门电压或限制大地对屏蔽门的电压，电流变送器采样总回流电流I，并可通过人机界面进行各项参数调节及信息显示。

PLC显示柜上设置各类状态指示灯，用来显示目前系统的状态，如工作状态，接地状态，故障状态等等，通过PLC控制器驱动控制。设置一个模式开关，用来切换系统的控制模式；设置两个计数器，用来记录接地接轨的总次数，以及电压电流表计和HMI，监视当前的状态，并记录运营数据和故障数据等。

系统上电后，自动检测是否正常工作，如果设备异常进行声光报警，并自动发送异常信息至站台门系统，告知维护人员第一时间检查处理；系统默认状态为站台门等电位线接地，如果系统出现故障进行声光报警，自动断开等电位导通装置且将站台门等电位端接地。设备实时监测门体对地电压和电流值，如超过设置的电压电流阈值，表征门体出现设备漏电或有高压设备搭接门体，将门体接地并进行声光报警。

将设备盘面上的模式开关拨至“手动”档位，此时，站台门接钢轨或者接地通过手动控制开关切换；此时，可操作站台门接轨个站台门接地模式开关或按钮来直接控制，便于维修和紧急情况下的处理；

将设备盘面上的模式开关拨至“自动”档位，设备进入自动工作模式；智能导通装置默认站台门接地，同时，设备检测门体与大地之间的电压和电流值，超过阈值后，进行声光报警并上传故障信息，需人工确认；车辆进站停稳后，信号系统给出启动(车辆占轨或开门)信号，告知站台门系统及智能导通装置车辆到站，驱动接轨接触器吸合，接地接触器断开，将站台门与轨道连接，与大地断开；实时监测轨电压，如轨电压超过电压阈值，此时，OVPD未起作用的情况下，进行声光报警并上报至站台门系统，等待人员确认处理

实时监测接轨电缆的电流值，如轨电压正常，电流值超过电流阈值，此时，表征屏蔽门的绝缘性能遭到破坏，进行声光报警并上报至站台门系统，等待人员确认处理当车门和站台门关闭锁紧后，车辆即将离开站台，PSD发出复位信号给智能导通装置，将门体恢复接地状态，并等待下一次启动信号的到来。

本实用新型基于目前传统站台门系统接地方案提出的一种优化思路，在轨道交通行业内具有明显的创新性和先进性，进一步提高了站台门系统乃至整个车站的结构安全，使用年限和可靠性，具有重大的经济效益和社会效益。

显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于联动控制的站台门等电位连接控制系统，其特征在于:包括车辆到站监测单元、智能导通装置，站台门通过门体等电位线连接至智能导通装置；所述智能导通装置分别通过门体接地线接地、通过门体接轨线连接至轨道；所述车辆到站监测单元用于采集车辆到达站台信号，其输出端连接至智能导通装置；所述智能导通装置用于控制门体等电位线连接至门体接轨线或门体接地线。

2.如权利要求1所述的一种基于联动控制的站台门等电位连接控制系统，其特征在于:所述智能导通装置包括智能逻辑控制单元、接触器KA1、接触器KA2；所述智能逻辑控制单元与车辆到站监控单元连接；所述门体等电位线分别经接触器KA1连接门体接地线、经接触器KA2连接门体接轨线；所述智能逻辑控制单元的输出端分别连接接触器KA1、KA2，用于启动接触器KA1、KA2的闭合和断开。

3.如权利要求2所述的一种基于联动控制的站台门等电位连接控制系统，其特征在于:所述控制系统还包括电压/电流监测模块，所述电压/电流监测模块用于监控采集门体对地电压、门体接地电流或门体对轨电压、门体接轨电流，其输出端连接至智能逻辑控制单元。

4.如权利要求3所述的一种基于联动控制的站台门等电位连接控制系统，其特征在于:所述智能逻辑控制单元的输出端与声光报警器连接，用于在监控的电压、电流异常后驱动声光报警器发出报警信号。

5.如权利要求3或4所述的一种基于联动控制的站台门等电位连接控制系统，其特征在于:所述智能逻辑控制单元与控制室监控屏连接，用于将报警信息上传至控制室监控屏进行监控显示。

6.如权利要求2-4任一所述的一种基于联动控制的站台门等电位连接控制系统，其特征在于:所述智能逻辑控制单元与本地操作按键连接，用于手动切换控制门体等电位线连接至门体接轨线或门体接地线。

7.如权利要求2-4任一所述的一种基于联动控制的站台门等电位连接控制系统，其特征在于:所述智能逻辑控制单元与计数器连接，用于记录接地和接轨的次数并通过智能逻辑控制单元连接的HMI显示屏或监控室显示屏进行监控显示。

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