地铁车辆电动客室门实训教学系统的研制与开发

　　二、工作原理设计
　　整个控制系统分为手动、自动两种演示模式。手动模式用于教师详细讲解地铁车辆客室门系统的运行状态和控制信号的工作机制。自动模式用于按照地铁车辆客室门实际运行状态，完整地演示地铁车辆运行时客室门的操作流程和信号工作机制，且手动模式与自动模式可以随时相互切换。
　　具体来说，在手动模式下，模型车辆在任意轨道位置均可以接受前进、后退以及制动信号控制，同时车门系统只在模型车辆处于小于5 公里状态时接受开门信号，当5 公里信号丢失时，处于故障状态打开的客室门立即进入关门状态，当门关闭以后才可以启动车辆模型的前进、后退操作。手动模式下只有符合《客室门操作规程》下的演示流程，便于教师针对教学中的重点环节反复进行演示教学或者对学生进行实做考核。
　　在自动模式下，系统首次上电或者由手动转为自动模式时，控制面板需接受一次前进、后退启动按钮操作才能使系统真正进入自动演示状态。进入状态后，模型车辆将按照给定的前进、后退指令沿轨道前进或者后退行驶，当行驶到屏蔽门位置时，系统产生门对齐信号发送给PLC，此时系统控制模型车辆停车，车辆处于制动状态，在这个状态过度过程中，模型车辆安装的5公里信号传感器在PLC内部产生小于5公里的触点指令，告知控制系统车辆进站并对齐屏蔽门，系统自动控制客室门系统执行开门操作，当门开到位后，等待若干秒自动进入门关闭状态。此时，如果客室门出现故障，比如门夹障碍物等情况，客室门自动连续开关3次，若情况不能解除，门仍然关闭不能到位，客室门将在当前位置开30cm 停止。该种状态下，教师应手动按动门重开按钮，客室门将自动打开到位并立即进行关门操作。当关门到位以后，等待教师按动前进、后退启动按钮，车辆将沿着原来的方向行驶，即进站之前前进状态只能在按下前进按钮时车辆继续前进行驶，此时按下后退无效，当进站前处于后退状态时，同理。当车辆前进行驶到前进限位位置时，车辆自动停止，并等待若干秒后反向后退行驶。后退行驶的过程中，进站并门对齐同时5 公里信号产生时，仍自动开门，接下来的演示流程同前进状态完全一样。这样周而复始地演示完整的运行状态。这种状态是模拟沈阳地铁一号线地铁车辆运营中全部的进站开门的真实过程。之所以在开门、关门、前进、后退限位等位置设置若干秒延时，是为演示教学中教师讲解提供时间保障。车辆系统设有限位断电行程开关，还有限位检测开关，起到双重保护功能，避免车辆失控脱轨受到损坏。
　　为了完成既定任务，控制台面板应具备电源指示灯、紧急断电旋转开关、手动/自动选择开关、门对齐指示灯、开门按钮及指示灯、关门按钮及指示灯、门关闭指示灯、门重开按钮及指示灯、制动按钮及指示灯、前进按钮及指示灯、后退按钮及指示灯、前进限位指示灯以及后退限位指示灯等。
　　三、系统展望
　　为了后续改造升级为具备报站功能的控制系统，面板可以预留了扬声器和扬声器开关安装位置。不久将来，系统还会将整个客室门信号系统完整第复现在控制面板上，因此留有预留面板。系统今后会逐渐升级为具备虚拟现实功能的实训平台，同时还会将客室门的信号全部复现在预留面板上。本系统今后会成为城轨车辆专业客室门教学和基于PLC 控制的电气原理课程的实训教学平台。