基于網(wǎng)絡(luò)控制的飛機(jī)集中除冰上位監(jiān)控系統(tǒng)簡介

姜盈

摘 要：飛機(jī)集中除冰系統(tǒng)是可為飛機(jī)除冰一次提供滿足使用要求的大量除冰混合液的自動系統(tǒng)，具有加熱、混合配比等功能，可滿足大量飛機(jī)同時除冰的液量需求。文章詳細(xì)描述飛機(jī)集中除冰系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成和工作原理，確定實(shí)現(xiàn)監(jiān)控管理和設(shè)備驅(qū)動的系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)形式，構(gòu)建實(shí)現(xiàn)由主從C-NET網(wǎng)絡(luò)和對等PC-LINK網(wǎng)絡(luò)的上位監(jiān)控管理和下位PLC控制多層網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。上位監(jiān)控管理采用組態(tài)王軟件進(jìn)行界面開發(fā)與設(shè)計，完成系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)設(shè)置與傳輸、過程變量監(jiān)控、報警記錄等功能；作為系統(tǒng)的現(xiàn)場控制單元，下位PLC系統(tǒng)接受各類手動、自動信號和現(xiàn)場反饋信號，根據(jù)控制系統(tǒng)要求驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)自動加熱、混合和故障處理功能。

關(guān)鍵詞：飛機(jī)；集中除冰；組態(tài)王；C-NET網(wǎng)絡(luò)；PC-LINK網(wǎng)絡(luò)；PLC

1 概述

目前在航空器除冰方面全國民航各機(jī)場還采用基于機(jī)位除冰的分散除冰作業(yè)方式，這種分散的除冰作業(yè)模式已經(jīng)無法滿足日益增長的民航運(yùn)輸需求，主要表現(xiàn)在：（1）分散除冰模式以單車作業(yè)為主，無法實(shí)現(xiàn)除冰過程的集中調(diào)度與管理，使飛機(jī)在除冰后無法在除冰液有效的時間內(nèi)起飛，易造成二次結(jié)冰，對飛行安全產(chǎn)生影響；（2）每輛除冰車的儲液量有限，除冰過程中除冰車需要不斷往返于除冰現(xiàn)場和加液站之間，導(dǎo)致除冰車純作業(yè)時間減少，是造成除冰效率低下的主要問題；（3）目前國內(nèi)除防冰所用的液體都是乙二醇的化工產(chǎn)品，直接排放會對環(huán)境和地下水產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的損害，環(huán)境污染問題嚴(yán)重。因此要實(shí)現(xiàn)大量飛機(jī)快速除冰，混合液體的供給要快速及時，提出飛機(jī)集中除冰，自行研制的飛機(jī)集中除冰系統(tǒng)已在國內(nèi)首次投入試運(yùn)行。該系統(tǒng)采用PLC網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，不僅滿足使用工藝要求，而且系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)、開發(fā)周期短、穩(wěn)定可靠。該系統(tǒng)的投入使用，不僅提高了除冰作業(yè)效率，減輕了工作人員的勞動強(qiáng)度，而且系統(tǒng)操作簡便，可維護(hù)性、靈活性和擴(kuò)展性高。

2 飛機(jī)集中除冰系統(tǒng)工作原理

飛機(jī)集中除冰系統(tǒng)設(shè)備安裝在專用的建筑房間，由儲液罐、儲水罐、儲油罐、泵組、變頻器組、燃燒器組、換熱器組、閥門等以及具有參數(shù)設(shè)置與顯示、信號采集、運(yùn)算處理、控制輸出、故障報警等功能的電控柜組成。設(shè)定所需的液量和水量后，泵組啟動，原液、水由儲罐輸送至換熱器，啟動燃燒器對液體進(jìn)行加熱；根據(jù)運(yùn)行參數(shù)如流量、溫度等實(shí)時調(diào)節(jié)燃燒器的火力、通過變頻器改變泵的轉(zhuǎn)速；實(shí)時檢測換熱器出口溫度，當(dāng)液體溫度未達(dá)到設(shè)定值時，繼續(xù)循環(huán)加熱，當(dāng)液體溫度達(dá)到設(shè)定值時，則將液體混合并輸送到存儲車中存儲；當(dāng)輸出的液量、水量分別達(dá)到設(shè)定值時，關(guān)閉燃燒器，延時關(guān)閉泵組、變頻器組，系統(tǒng)復(fù)位，為下一次加熱做準(zhǔn)備。系統(tǒng)由三個子系統(tǒng)組成，包括除冰液，防冰液和水三個子系統(tǒng)。本系統(tǒng)可對三路液體分別加熱，并實(shí)現(xiàn)除冰液和水或防冰液和水的混合配比。

自動加熱工作過程及原理：（1）預(yù)熱：即在室外溫度較低的情況下，使除冰液首先在系統(tǒng)內(nèi)部循環(huán)并且加熱到一定的溫度值，從而提高系統(tǒng)啟動后的加熱效率，較小故障發(fā)生率。啟動預(yù)熱后，供液閥門3和回液閥門23開啟，供液泵啟動，當(dāng)系統(tǒng)檢測到流量正常后，啟動相應(yīng)管路的燃燒器，當(dāng)入口溫度達(dá)到預(yù)熱溫度后，傳感器發(fā)出信號使燃燒器停止，然后泵停止，閥門復(fù)位，預(yù)熱過程完成。

（2）自動供給熱液：即將儲液罐中液體加熱到設(shè)定溫度并輸送到移動站。啟動系統(tǒng)后，供液閥門3和回液閥門23自動開啟，供液泵啟動，當(dāng)系統(tǒng)檢測到流量正常后，啟動相應(yīng)管路的燃燒器，當(dāng)入口溫度達(dá)到預(yù)熱溫度后，自動打開出液閥門27，除冰液被打入到移動站中，當(dāng)達(dá)到設(shè)定出液量后，傳感器發(fā)出信號使燃燒器停止，然后泵停止，閥門復(fù)位，自動加液過程完成。

（3）外供液（二次加熱）：即對移動站中的除冰液進(jìn)行循環(huán)再加熱。啟動系統(tǒng)后，二次供液閥門28和出液閥門27自動開啟，供液泵啟動，當(dāng)系統(tǒng)檢測到流量正常后，啟動相應(yīng)管路的燃燒器，當(dāng)移動站中除冰液溫度達(dá)到設(shè)定值后，入口溫度出感器發(fā)出信號關(guān)閉二次供液閥門和出液閥門，系統(tǒng)停止，內(nèi)供液工程完成。

（4）加冷液：即將儲液罐中液體直接輸送入移動站中，主要適用于不需要加熱的II型除冰液。此過程與自動加熱過程相似，不同之處是此過程不需要開啟點(diǎn)火器加熱，回液閥23不參與動作。系統(tǒng)啟動后，供液閥門3和出液閥門27自動開啟，供液泵啟動，除冰液被打入到移動站中，當(dāng)達(dá)到設(shè)定出液量后，出口流量計發(fā)出信號使系統(tǒng)停止，加液過程完成。

3 飛機(jī)集中除冰系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)控制

隨著計算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日益成熟及企業(yè)對工業(yè)自動化程度要求的提高，自動化控制系統(tǒng)也從傳統(tǒng)的集中控制向多級分布式控制方向發(fā)展，這就要求構(gòu)成控制系統(tǒng)的PLC具有通信及網(wǎng)絡(luò)的功能，能夠相互連接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信，構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)。

4 飛機(jī)集中除冰系統(tǒng)上位監(jiān)控界面

組態(tài)軟件是指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件，它們是在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。組態(tài)軟件應(yīng)該能支持各種工控設(shè)備和常見的通信協(xié)議，并且通常應(yīng)提供分布式數(shù)據(jù)管理和網(wǎng)絡(luò)功能。

組態(tài)王軟件的Internet功能逼真再現(xiàn)場畫面，在任何時間任何地點(diǎn)均可實(shí)時掌控企業(yè)每一個生產(chǎn)細(xì)節(jié)，現(xiàn)場的流程畫面、過程數(shù)據(jù)、趨勢曲線、生產(chǎn)報表（支持報表打印和數(shù)據(jù)下載）、操作記錄和報警等均能實(shí)現(xiàn)輕松瀏覽。

參考文獻(xiàn)

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