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【摘 要】本文对地铁屏蔽门系统核心控制部件门控单元（DCU）的硬件构成及各部分的功能进行了简明扼要的阐述。
【关键词】屏蔽門系统；门控单元（DCU）；微处理器
前言：
地铁屏蔽门系统是一个典型的机电一体化产品，其沿站台边缘布置，将车站站台与行车隧道区域隔离开，降低车站空调通风系统的运行能耗。同时减少了列车运行噪音和活塞风对车站的影响，防止人员跌落轨道产生意外事故，为乘客提供了舒适、安全的候车环境，提高了地铁的服务水平。在我国轨道交通建设中，引入屏蔽门系统，并在实际应用中取得了良好的经济、社会效益的地铁线路。
目前已建成的地铁线路有些正在筹备加装屏蔽门（或安全门）系统，新建线路多数设计采用屏蔽门（或安全门）系统。
屏蔽门控制系统主要由中央接口盘（PSC）、就地控制盘（PSL）、门控单元（DCU）、复视工作站（PSA）、通讯介质及通讯接口及外围设备等组成。中央接口盘（PSC）又由主监视系统（MMS）、两个单元控制器（PEDC）、接线端子、接口设备及控制配电回路组成。典型站配置一个中央接口盘（PSC）、两个就地控制盘（PSL）、每扇滑动门一个门控单元（DCU）。
门控单元功能简介：
门控单元（DCU）是屏蔽门门体控制的核心部件。它使用微电子技术控制无刷直流电机的运转，实现对地铁屏蔽门滑动门的自动开关及状态反馈和报警监测。
主要功能是接收外部控制命令、监测门内设备的状态、控制滑动门开关并将相关信息上传给PSC内的监控主机。包括以下几个方面：
门开关、加速、匀速、制动等速度曲线控制
控制数据总线链路
门超速保护
站台侧门指示器的控制
门报警装置的控制
内部状态监控
门锁监控
模式开关的监控
障碍物探测
应急门开关的监控
紧急解锁装置的监控
地址编码器的监控
站台端门的监控（如需要）
具有与系统维护电脑（SMT）的接口
门控单元技术创新点及优势：
（1）无刷电机控制、技术先进、使用寿命长；
（2）兼容性强，不需要更改硬件电路即可控制110V、48V两种电机，同时具有丰富的接口及接口预留；
（3）采用速度环、位置环、电流环综合控制，控制精度好、可靠性高；
（4）软件设计合理，起动速度快，高速运行稳定、制动效果好（无制动器）；
（5）具有“自学习”功能，能够自动根据负载、门宽度的变化选择一条合理的速度曲线；
（6）速度曲线完善，共有20多个参数可设置、调整；
（7）具有冗余的RS485接口，保证数据传输的可靠性。
门控单元硬件设计：
门控单元DCU的硬件主要包括如下功能模块：开关量输入输出模块、滑动门位置检测模块、电流检测模块、微处理器、电平转换模块、光电隔离模块、故障输出模块、通信接口电路、智能功率模块和过流检测电路。门控单元的原理框图如下：
高性能微处理器（dsPIC30F6010A）是控制的核心，它通过智能功率模块及滑动门位置检测模块控制电机按照预定曲线完成滑动门的运动控制并检测过流过热故障。通过通信接口模块与上位机实现正常数据交换和软件在线升级。正常数据交换包括将状态信息和故障信息上传，同时接收上位机的参数设置和命令信息。电流检测模块判断电机堵转或短路保护电机。开关量输入输出模块输入开关门命令信号，输出滑动门状态信息同时驱动电子锁检测电子锁的状态信息确定电子锁的状况。
智能功率模块内部搭载高性能IGBT功率器件，损耗更低。具有IGBT驱动电路，过流、过热保护，控制电源欠压保护功能。微处理器的脉宽调制接口连接光电隔离电路。电路的输出与智能功率模块的输入接口连接。处理器发出高速调制脉冲经功率模块转换后控制电机的速度。同时由滑动门位置检测模块检测电机位置信号，信号的输出接入处理器的电平变化中断接口确定电机的位置。处理器根据位置信号实现正确的换相，保证电机可靠运行。在电机主回路中使用过流检测电路检测过流信号，过流信号接入功率模块的检测端口。当模块检测到过流或过热故障时通过模块的端口输出一个信号到过流过热故障输出电路，电路的输出连接处理器的外部中断端口。处理器在外部中断处理程序中及时响应故障信号关闭模块保护模块和电机。
电流检测模块的传感器选用霍尔电流传感器，电流传感器的测量范围0～5A、供电电压5V、输出测量信号0～5V。测量信号与处理器的模拟接口连接。处理器实时检测测量信号，然后将采集到的测量信号与设定的堵转电流信号和短路电流信号（可根据实际情况调整）比较，当确认发生堵转和短路故障时及时关闭模块，保护功率模块和电机。
软件在线升级功能实际上是根据处理器的具体设置而开发的专用引导程序。它与上位机软件配套使用。通过RS485通信接口电路与上位机连接，实现在线/远程升级。处理器内的软件程序复位后，首先读取EEPROM固定地址内的数据信息，判断程序流向：进入引导程序还是执行现有程序。如果执行现有程序则跳转到正常程序人口。在程序运行中接收上位机数据判断是否进行程序升级，如接收到程序升级命令则在EEPROM固定地址内写入对应数据，然后程序复位准备进入引导程序。如果进入引导程序则接收上位机发送的程序代码，通过CRC校验确定数据的正确性，如果数据错误通知上位机重发，如数据正确则写入处理器特定的程序区间。刷新原来的程序直到整个程序升级完成。程序升级完成后改写EEPROM固定地址内的数据进入正常程序执行。这样就实现了软件远程在线升级。
核心硬件简介：
微处理器是本系统的控制核心，我们选用的芯片是Microchip的dsPICDSC系列的dsPIC30F6010A，dsPICDSC尤其适用于对小型电机的控制，因为该数字信号控制器具有特别适用于电机控制的外设，同时具有强大的运算功能：现将dsPIC30F6010A的特性简述如下：
结尾：
我公司自主研发的门控单元控制器（DCU）已研制成功。并完成EMC试验，成功申请实用新型专利（专利号：ZL201220726580.9），在本公司做的百万次型式试验中运行良好性能可靠。
【关键词】屏蔽門系统；门控单元（DCU）；微处理器
前言：
地铁屏蔽门系统是一个典型的机电一体化产品，其沿站台边缘布置，将车站站台与行车隧道区域隔离开，降低车站空调通风系统的运行能耗。同时减少了列车运行噪音和活塞风对车站的影响，防止人员跌落轨道产生意外事故，为乘客提供了舒适、安全的候车环境，提高了地铁的服务水平。在我国轨道交通建设中，引入屏蔽门系统，并在实际应用中取得了良好的经济、社会效益的地铁线路。
目前已建成的地铁线路有些正在筹备加装屏蔽门（或安全门）系统，新建线路多数设计采用屏蔽门（或安全门）系统。
屏蔽门控制系统主要由中央接口盘（PSC）、就地控制盘（PSL）、门控单元（DCU）、复视工作站（PSA）、通讯介质及通讯接口及外围设备等组成。中央接口盘（PSC）又由主监视系统（MMS）、两个单元控制器（PEDC）、接线端子、接口设备及控制配电回路组成。典型站配置一个中央接口盘（PSC）、两个就地控制盘（PSL）、每扇滑动门一个门控单元（DCU）。
门控单元功能简介：
门控单元（DCU）是屏蔽门门体控制的核心部件。它使用微电子技术控制无刷直流电机的运转，实现对地铁屏蔽门滑动门的自动开关及状态反馈和报警监测。
主要功能是接收外部控制命令、监测门内设备的状态、控制滑动门开关并将相关信息上传给PSC内的监控主机。包括以下几个方面：
门开关、加速、匀速、制动等速度曲线控制
控制数据总线链路
门超速保护
站台侧门指示器的控制
门报警装置的控制
内部状态监控
门锁监控
模式开关的监控
障碍物探测
应急门开关的监控
紧急解锁装置的监控
地址编码器的监控
站台端门的监控（如需要）
具有与系统维护电脑（SMT）的接口
门控单元技术创新点及优势：
（1）无刷电机控制、技术先进、使用寿命长；
（2）兼容性强，不需要更改硬件电路即可控制110V、48V两种电机，同时具有丰富的接口及接口预留；
（3）采用速度环、位置环、电流环综合控制，控制精度好、可靠性高；
（4）软件设计合理，起动速度快，高速运行稳定、制动效果好（无制动器）；
（5）具有“自学习”功能，能够自动根据负载、门宽度的变化选择一条合理的速度曲线；
（6）速度曲线完善，共有20多个参数可设置、调整；
（7）具有冗余的RS485接口，保证数据传输的可靠性。
门控单元硬件设计：
门控单元DCU的硬件主要包括如下功能模块：开关量输入输出模块、滑动门位置检测模块、电流检测模块、微处理器、电平转换模块、光电隔离模块、故障输出模块、通信接口电路、智能功率模块和过流检测电路。门控单元的原理框图如下：
高性能微处理器（dsPIC30F6010A）是控制的核心，它通过智能功率模块及滑动门位置检测模块控制电机按照预定曲线完成滑动门的运动控制并检测过流过热故障。通过通信接口模块与上位机实现正常数据交换和软件在线升级。正常数据交换包括将状态信息和故障信息上传，同时接收上位机的参数设置和命令信息。电流检测模块判断电机堵转或短路保护电机。开关量输入输出模块输入开关门命令信号，输出滑动门状态信息同时驱动电子锁检测电子锁的状态信息确定电子锁的状况。
智能功率模块内部搭载高性能IGBT功率器件，损耗更低。具有IGBT驱动电路，过流、过热保护，控制电源欠压保护功能。微处理器的脉宽调制接口连接光电隔离电路。电路的输出与智能功率模块的输入接口连接。处理器发出高速调制脉冲经功率模块转换后控制电机的速度。同时由滑动门位置检测模块检测电机位置信号，信号的输出接入处理器的电平变化中断接口确定电机的位置。处理器根据位置信号实现正确的换相，保证电机可靠运行。在电机主回路中使用过流检测电路检测过流信号，过流信号接入功率模块的检测端口。当模块检测到过流或过热故障时通过模块的端口输出一个信号到过流过热故障输出电路，电路的输出连接处理器的外部中断端口。处理器在外部中断处理程序中及时响应故障信号关闭模块保护模块和电机。
电流检测模块的传感器选用霍尔电流传感器，电流传感器的测量范围0～5A、供电电压5V、输出测量信号0～5V。测量信号与处理器的模拟接口连接。处理器实时检测测量信号，然后将采集到的测量信号与设定的堵转电流信号和短路电流信号（可根据实际情况调整）比较，当确认发生堵转和短路故障时及时关闭模块，保护功率模块和电机。
软件在线升级功能实际上是根据处理器的具体设置而开发的专用引导程序。它与上位机软件配套使用。通过RS485通信接口电路与上位机连接，实现在线/远程升级。处理器内的软件程序复位后，首先读取EEPROM固定地址内的数据信息，判断程序流向：进入引导程序还是执行现有程序。如果执行现有程序则跳转到正常程序人口。在程序运行中接收上位机数据判断是否进行程序升级，如接收到程序升级命令则在EEPROM固定地址内写入对应数据，然后程序复位准备进入引导程序。如果进入引导程序则接收上位机发送的程序代码，通过CRC校验确定数据的正确性，如果数据错误通知上位机重发，如数据正确则写入处理器特定的程序区间。刷新原来的程序直到整个程序升级完成。程序升级完成后改写EEPROM固定地址内的数据进入正常程序执行。这样就实现了软件远程在线升级。
核心硬件简介：
微处理器是本系统的控制核心，我们选用的芯片是Microchip的dsPICDSC系列的dsPIC30F6010A，dsPICDSC尤其适用于对小型电机的控制，因为该数字信号控制器具有特别适用于电机控制的外设，同时具有强大的运算功能：现将dsPIC30F6010A的特性简述如下：
结尾：
我公司自主研发的门控单元控制器（DCU）已研制成功。并完成EMC试验，成功申请实用新型专利（专利号：ZL201220726580.9），在本公司做的百万次型式试验中运行良好性能可靠。