摘要：随着高速动车组控制技术的不断发展，列车的塞拉门控制系统也不断向智能化方向发展，本文的主要研究内容就是对高速动车组塞拉门控制系统进行深入研究。
关键词：高速动车组；塞拉门控制系统
引言
文中着重研究高速动车组塞拉门控制系统。高速动车组塞拉门控制系统提高了人工单位时间的工作效率，实现了塞拉门控制的智能化，且有良好的气密、防尘、防水性，保证高速运行时列车内部气压稳定，使乘坐更舒适。动车组塞拉门控制系统以其可靠先进的控制技术搭载入列车控制网络，实现了塞拉门的闭环控制。列车控制网络实时准确地监控塞拉门打开 /关闭的状态，避免列车在启动及高速运行时，在未进站及站台内非站台侧时打开塞拉门的状况发生，保证列车安全行驶[1]。
1 动车塞拉门控制系统的主要功能与原理说明
塞拉门控制的主要功能有集中开关门，本地车门释放开关门，紧急开关门，障碍物探测，列车塞拉门监控旁路功能，车门隔离，紧急解锁，故障诊断，开关门警示功能等。正常情况下，当零速信号有效时，门控器收到网络发送来的车门释放、开门信号后，门控器执行从网络接收到的开关门命令。对单门来说，开关门动作由门控器控制，电机通过传动机构驱动旋转架齿带轮，并由齿带与门扇相连，完成塞拉门的开、关[2]。
2 动车塞拉门控制系统的通信网络研究
动车组塞拉门具有良好的密封性及防尘、防水性，塞拉门的密封性能为等效泄漏面积≤20mm²，气动载荷可承受±6000Pa气动载荷和800N集中力。塞拉门按照门控器主要分为两种：主门控器MDCU塞拉门和从门控LDCU塞拉门。2、3、5、6、7车主门控器为2-2位门、1、4、8车主门控器为1-2位门。车辆之间通过一种用于连接各节点的可动态编程的车辆间绞线式列车总线（WTB）互联。车辆内部设备由多功能车辆总线（MVB）互联。列车制动系统、列车控制系统和列车诊断系统（集成于HMI）和塞拉门控制系统搭载入列车控制网络形成完整的塞拉门控制网络。列车制动系统发出气压数据及速度数据，提供安全行驶的硬线条件。列车控制系统向塞拉门发出控制指令，集中控制整列塞拉门的状态。列车诊断系统确认、评估、显示发生的故障，并提供解决方案。
每列动车组由两组互相对称的牵引单元组成，牵引单元之间通过车端电缆连接。主门控器（MDCU）通过MVB总线与CCU进行通讯，接收网络指令并反馈车门状态和车门故障信息。MDCU接收网络指令后通过CAN总线转发给各LDCU，各LDCU检测各自车门状态，将车门状态、故障信息通过CAN总线反馈给MDCU。
3 动车塞拉门控制系统硬件系统研究
硬件电路是控制算法的运行平台，硬件电路主要由电源单元、控制单元和驱动单元组成。
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动车组电源系统的制式非常复杂，其辅助电源是由25KV网压经动车组主变压器降压，通过变流器输出380V交流电压，然后再经过充电机输出110V 直流，供动车组控制电路用；动车组车门控制采用110V直流，用于自动门控制系统及塞拉门控制系统。
系统控制单元主要由信号控制器及外围电路、隔离电路、行程限位检测电路、自动门防挤压电路以及转速与位置检测电路构成。信号控制器是系统的控制核心，通过检测控制按钮，限位开关、电源电压、负载电流、门运行速度和位置等信号，结合自动门当前的运动状态，产生对自动门各种运行方式的控制信号，同时利用本地显示电路显示当前控制系统工作模式或者故障信息。隔离电路的作用是在车门运行的过程中，出现特殊情况时，通过隔离电路可将功率驱动电路输入电压切断，使电机脱离控制系统，车门可以自由滑动。车门在运动的过程中，通过行程限位检测电路可以实现对自动门运行过程中一些固定位置的检测。
动车组塞拉门的驱动单元包括驱动电机和功率驱动电路。塞拉门的驱动要求电机驱动系统具有高转矩重量比、宽调速范围、高可靠性的特点。在各类机电系统中，由于直流电机具有良好的启动、制动和调速特性以及优异的动态性能，而且效率高，所以直到目前为止，在测控领域中直流电机仍然是大多数电机调速系统的最优选择。随着永磁材料的发展，利用稀土材料制作的永磁式直流电动机其性能超过了电磁式直流电动机，目前已经被广泛的使用于机床进给驱动、工业机器人、计算机外围设备以及高精度伺服系统中。这种直流电动机体积小，结构简单，具有效率高、带载能力强、机械特性硬、控制性能好、性能稳定、抗冲击等优点，非常适合动车组车门控制系统的要求。
4 动车组门集控软件算法设计
门集控包括集控开门和集控关门两个过程。当主DCU接收到来自MVB的释放命令、开门命令后，DCU判断速度信号是否一致，不一致反馈回CCU。如果一致，检测开门阻力（F1）是否大于开门允许力（F2），如 果 小 于，主DCU通过CAN总线给站台侧的从DCU发出开门指令，站台侧门的气动锁打开，电机解锁，限位开关断电，门离开100%关闭位置，门开始打开并保持。
集控关门流程如下：当主DCU接收到关门指令后，主DCU通过CAN总线给站台侧的从DCU发出关门指令；防挤压功能启动，驱动电机反转，98%限位开关激活，气动锁动作，门继续关闭，关门到位限位开关激活，门完全关闭。
结束语
本文首先介绍了动车组的塞拉门控制系统的主要功能与基本工作原理，其次从通信网络结构，硬件电路设计，软件算法设计三个方面深入探讨了动车组的塞拉门控制系统控制技术。
参考文献：
[1]邵昫.动车组自动门控制系统的优化控制研究[D].吉林大学，2010.
[2]朱书娟，徐刚，张卫，陈勇胜，郭冬梅.高速动车组塞拉门控制系统研究[J].机床与液压，2014，42（10）：158-161.
[3]孙小温.动车组自动端门优化控制[D].吉林大学，2014.
论文作者:胡楠
论文发表刊物:《基层建设》2019年第22期
论文发表时间:2019/11/11
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