4. 门控单元（DCU）功能与原理入门
门控单元（Door Control Unit，DCU）是站台门系统中直接“贴身”控制门体的电子装置。可以把站台门系统理解为三级结构：中央接口盘（PSC）负责整侧站台的逻辑判断与命令下发，就地控制盘（PSL）和综合后备盘（IBP）提供人工干预入口，而DCU则是真正驱动电机、采集门状态、执行开关门动作的执行级控制器。一樘标准滑动门通常由一套DCU控制，双扇对开门的两个门扇由同一DCU协调动作；对于由多扇门组成的单元门（如一节车厢对应的多樘门），则由PSC统一调度，各DCU并行执行。
理解DCU，关键是抓住它“承上启下”的角色：对上接收开关门指令和使能信号，对下驱动电机并读取位置、障碍物、锁闭等反馈，同时把门状态实时回传给PSC。本节围绕DCU的核心功能、输入输出信号、电机驱动方式和基本控制逻辑展开，帮助读者建立“指令进来—电机动作—状态回传”的完整认识。
一、DCU的核心功能定位
DCU的功能可以归纳为四类。第一是指令解析与执行：接收来自PSC或就地控制设备的开门、关门、使能、停止等开关量指令，按预设逻辑转换为电机动作。第二是门体运动控制：通过电机驱动电路控制门扇按设定速度曲线运行，包括启动加速、匀速运行、减速缓冲和到位停止。第三是状态采集与反馈：实时监测门扇位置（开到位、关到位、中间位置）、锁闭状态、障碍物检测信号，并上传给PSC。第四是安全保护：在关门过程中遇到障碍物时触发防夹重开，在电机过流、过温或位置异常时执行保护动作并报警。
这四类功能不是孤立的，而是围绕“安全开关门”这一目标协同工作。例如关门指令下达后，DCU先确认使能信号有效、无障碍物信号，再启动电机；运行中持续监测电流和位置，一旦电流超过阈值即判定为遇到障碍，立即反转开门。这种“指令—执行—监测—保护”的闭环，正是DCU区别于普通继电器控制的核心价值。
二、输入输出信号梳理
DCU的接口信号可分为输入和输出两大类，按信号性质又可分为开关量、模拟量和通信量。下表给出典型DCU的接口信号示例（具体数量和命名因厂家而异，此处为教学示例）：
| 信号类别 | 信号名称 | 方向 | 作用说明 |
|---|---|---|---|
| 开关量输入 | 开门指令（DO） | PSC→DCU | 触发开门动作 |
| 开关量输入 | 关门指令（DC） | PSC→DCU | 触发关门动作 |
| 开关量输入 | 使能信号（EN） | PSC→DCU | 允许DCU执行动作的总许可 |
| 开关量输入 | 障碍物检测（OD） | 传感器→DCU | 关门过程中检测到障碍物 |
| 开关量输入 | 门锁闭反馈（LC） | 锁钩→DCU | 确认门扇已锁闭到位 |
| 模拟量输入 | 电机电流采样 | 驱动电路→DCU | 用于过流保护和障碍判断 |
| 开关量输出 | 电机正/反转控制 | DCU→驱动电路 | 控制门扇开/关方向 |
| 开关量输出 | 开到位/关到位指示 | DCU→PSC | 上传门扇位置状态 |
| 通信输出 | 状态数据帧 | DCU→PSC | 上传故障码、位置、电流等 |
需要特别说明的是使能信号的作用。使能信号相当于DCU的“总开关”：只有当使能有效时，DCU才响应开门或关门指令；使能失效时，DCU停止输出电机驱动，门体保持当前位置或按安全策略动作。这一设计保证了在PSC故障或人工干预时，系统能够可靠地切断自动控制。另一个关键信号是门锁闭反馈，它直接关系到站台门与信号系统的联锁——只有所有门都反馈锁闭，才允许列车发车。
三、电机驱动方式
站台门DCU常用的电机类型主要有直流无刷电机（BLDC）和交流异步电机，驱动方式相应分为直流PWM驱动和变频驱动。以常见的直流无刷电机为例，DCU内部通过三相逆变桥将直流母线电压转换为三相驱动电压，采用PWM调制控制电机转速，通过改变PWM占空比实现调速，通过换相逻辑控制转向。
门体运动通常遵循一条“梯形速度曲线”：启动阶段以恒定加速度加速到设定速度，中间匀速运行，接近到位时减速缓冲，最后低速爬行至到位停止。这样设计的目的，一是减小启动和停止时的机械冲击，延长门机寿命；二是保证关门末段速度足够低，配合障碍物检测实现可靠的防夹保护。DCU通过编码器或霍尔传感器获取门扇位置，形成位置闭环，使实际速度曲线跟踪设定曲线。
四、基本控制逻辑与状态流转
DCU的控制逻辑可以用状态机来描述。典型状态包括：待机（使能有效、无指令）、开门中、开门到位、关门中、关门到位/锁闭、防夹重开和故障。状态之间的迁移由指令、位置信号和障碍物信号共同决定。
以一次完整的关门过程为例：DCU收到关门指令且使能有效，进入关门中状态，电机按速度曲线驱动门扇关闭；运行中若障碍物检测信号触发或电机电流超过阈值，DCU立即切换为防夹重开状态，电机反转开门至开到位，随后等待下一次关门指令；若全程无障碍，门扇到达关到位位置，锁钩闭合，门锁闭反馈有效，DCU进入关门到位状态并向PSC上传锁闭信号。若在关门过程中使能信号丢失，DCU按安全策略停止驱动，门体停在当前位置并上报状态。
下面的SVG以状态迁移图的形式，展示DCU从待机到开关门各状态之间的主要迁移关系，以及指令、位置和障碍物信号在迁移中的作用。
五、单扇门与单元门的控制差异
单扇滑动门的DCU控制相对直接：一套DCU对应一扇门，位置信号、锁闭信号、电机驱动都是一对一关系。而单元门（多扇门组合）的控制则需要区分“单元内协调”和“单元间同步”。在同一单元内，若多扇门由同一DCU驱动（如双扇对开门），DCU需保证两扇门同步启停、同步到位，避免一扇先到造成门体错位；若单元内各扇门由独立DCU控制，则由PSC下发统一指令，各DCU并行执行，PSC汇总各门状态后判断整个单元是否全部关闭锁闭。
实际调试中，单元门常见的关注点是同步性和状态汇总的完整性。例如某单元三樘门，若其中一樘因障碍物触发防夹重开，PSC应能识别该单元未全部锁闭，从而不向信号系统发出“门关闭且锁闭”的联锁条件。因此，DCU上传的状态必须是“与”逻辑意义上的完整反馈，而不是仅凭最后一樘门到位就判定单元关闭。
综上，DCU是站台门系统中承上启下的执行核心：它把PSC的抽象指令转化为电机的具体动作，又把门体的物理状态转化为可上传的信号。理解DCU的功能、接口信号、驱动方式和状态逻辑，是后续学习站台门联锁、故障诊断和系统调试的基础。掌握“使能—指令—动作—反馈—保护”这条主线，就能在面对具体门体故障时快速定位问题发生在指令层、驱动层还是反馈层。