基于PLC的地铁AFC紧急控制系统设计与实现

刘 宁,吕 蒙,张玉芳

(郑州铁路职业技术学院,河南 郑州 451460)

地铁AFC系统设备是直接面对乘客、服务乘客的工具,当车站出现火灾、设备故障及其他特殊情况需快速疏散站内乘客时,需要紧急系统启动,所有自动检票机通道打开,因此减少地铁运营安全事故与AFC系统的紧急系统密切相关。

1 系统工作原理

紧急系统由紧急控制盒、FAS控制模块和安装在综合监控系统IBP盘的紧急按钮组成。紧急按钮与来自FAS控制模块的紧急状态输入(干触点)并联,连接到紧急控制盒。紧急控制盒通过信号线与闸机和SC相连接,在车站需要进入紧急状态时,能够接收紧急信号并向闸机发送紧急指令,控制闸机释放扇门,同时向车站计算机系统反馈执行状态。

紧急状态有FAS联动触发紧急模式、IBP盘紧急按钮触发紧急模式、LC/SC工作站下发紧急模式计三种触发形式,前两种紧急模式触发信号来源不同,其紧急信号作用机制完全一致。

FAS系统联动和IBP盘紧急按钮触发紧急时,紧急控制盒接收到紧急信号后向终端设备下发紧急信号,同时向SC服务器发送紧急信号,SC服务器通过网络向终端设备发送紧急信号。

LC/SC工作站下发紧急命令时,由SC服务器通过网络直接向终端设备下发紧急信号,使终端设备进入紧急状态。

SC工作站下发紧急命令的步骤为在SC工作站登录账户→点击设备操作→点击降级模式→输入操作员工号及密码(双权限认证)→双击执行,使所有闸机进行释放。

2 系统设计

2.1 PLC控制系统

PLC控制系统就是以控制及信息通信技术为基础的控制装置,也是PLC控制系统核心。如图1,控制器包含硬件模块、现场总线等,其中硬件模块由CPU模块、功能模块、电源模块等组成。PLC控制模块可根据AFC、FAS、IBP盘等反馈的实际需求进行可编程控制单元匹配、逻辑控制等操作,可以快速实现生产过程中的调整和改变,有良好的环境适应及抗外界干扰能力。另外,这个模块编译完成后支持文件安装至控制器或者仿真器,可实现AFC紧急控制系统全过程监控、离线仿真、在线诊断等功能。

图1 PLC控制系统示意图

2.2 紧急控制盒

紧急控制盒的主要组成部分为:

(1)电源指示灯,用于指示紧急控制盒的通电状态;

(2)紧急状态指示灯,红灯亮时表示进入紧急状态;

(3)紧急命令下发指示灯,红灯亮时表示紧急命令下发至终端设备;

(4)模式切换按钮,用于切换紧急命令下发为自动或手动模式(自动模式时紧急控制盒收到紧急命令后直接向终端设备下发紧急命令、手动模式时紧急控制盒无法向终端设备下发紧急命令),一般情况下紧急控制盒工作在自动模式下,必要时可使用手动模式恢复因短路等误触发的紧急状态;

(5)接线端子,紧急命令输出端接AGM,紧急命令输入端接FAS和IBP盘紧急按钮紧急信号线,紧急命令反馈端向IBP盘反馈是否进入紧急状态(进入紧急状态后,IBP盘紧急按钮指示灯点亮)、向FAS反馈紧急信号;

(6)紧急控制盒串口线,用于和SC服务器通信,获取服务器下发的紧急命令信号,并向服务器发送紧急控制盒的运行状态。

2.3 紧急控制系统接线设计

无源信号输入的紧急控制系统同一组闸机的接线方式与第一台闸机相同,为并联接线,紧急信号输出为继电器干接点信号输出,所有输出为串联输出。

紧急系统可以按照紧急按钮、紧急模式输出信号的不同分为四种模式:

(1)常开模式,所接的按钮为常开干接点,当按钮闭合时视为下发紧急指令,这种模式满足一些项目的IBP盘设计方对按钮的要求;

(2)常闭模式,所接的按钮为常闭干接点,当按钮断开时视为下发紧急指令,此种模式满足另一些项目的IBP盘设计方对按钮的要求;

(3)冷线模式,紧急模式为紧急按钮控制盒输出DC24 V信号,正常模式为0 V,即正常模式中紧急按钮控制盒与闸机的回路没有电流;

(4)热线模式,与冷线模式相反,紧急模式为0 V,正常模式为紧急按钮控制盒输出DC24 V,即正常模式中紧急按钮控制盒与闸机之间始终存在回路。

3 系统整体测试

将各个模块安装完成后对整个系统进行整体测试,当发生紧急情况需要乘客紧急撤离车站时,可通过事发车站的车站计算机(自动)或者紧急按钮(手动)启用紧急模式。进入紧急模式后所有闸机打开扇门,乘客出站不检票。车站紧急模式具有最高级的模式优先权。在启用紧急模式后车站计算机将自动向中央计算机传送相关信息,系统紧急模式下测试的主要参数见表1。

表1 系统测试主要参数

4 结语

这种基于PLC的地铁AFC系统紧急控制系统通过信号线与闸机和SC连接。将紧急控制盒安装在IBP盘上,不仅可以实现紧急情况下快速有效疏散乘客,而且能依据SC接收端反馈的信息,实现紧急按钮控制盒与服务器之间的通信,可以外发到车站的其他紧急信号控制设备,可支持多个紧急信号控制设备。经测试,整个系统紧急状态下操作方便,且自动化程度和安全性高。