登機橋控制系統(tǒng)的非受控動作檢測和凍結(jié)原理的研究

邱增

(中集天達空港設備有限公司，廣東 深圳 518103)

登機橋控制系統(tǒng)的非受控動作檢測和凍結(jié)原理的研究

邱增

(中集天達空港設備有限公司，廣東 深圳 518103)

通過對登機橋控制系統(tǒng)的非受控動作檢測和凍結(jié)原理的研究，完善了登機橋的控制系統(tǒng)，提高了登機橋控制系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性，有效的預防了由登機橋的非受控動作而產(chǎn)生的危險和經(jīng)濟損失。

登機橋；控制系統(tǒng)；非受控動作；檢測；凍結(jié)

0 引 言

旅客登機橋是提供給機場用以連接飛機和候機樓的一種封閉式通道。隨著旅客登機橋的廣泛使用，對其控制功能的穩(wěn)定性、安全性、可靠性具有了更加嚴格的要求。根據(jù)民航行業(yè)標準MH/T 6028-2003《旅客登機橋》第1號修改單的要求，登機橋應始終處于受控狀態(tài)。登機橋控制系統(tǒng)應能監(jiān)測到登機橋的非受控動作，自動凍結(jié)該非受控動作，并發(fā)出聲光報警。非受控是指在登機橋的控制系統(tǒng)沒有發(fā)出任何輸入控制指令的情況下，登機橋中某些關(guān)鍵部件發(fā)生動作，這些動作為非受控動作。這些非受控動作可能會對人身安全、飛機機體和登機橋設備本身造成危險，從而也造成了不同程度的經(jīng)濟損失。為了預防這些危險事件的發(fā)生和減少經(jīng)濟損失，必須時時監(jiān)測登機橋控制系統(tǒng)的輸入輸出狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)非受控動作時自動凍結(jié)該動作并報警。

1 登機橋的非受控動作檢測和凍結(jié)原理的研究

登機橋控制系統(tǒng)主要是通過控制通道伸縮與升降、輪架旋轉(zhuǎn)與行走、橋頭旋轉(zhuǎn)、活動地板升降和調(diào)平機構(gòu)升降等來實現(xiàn)登機橋服務飛機的過程。對登機橋的非受控動作檢測和凍結(jié)的研究，主要從登機橋的升降、行走、橋頭和活動地板四個主要功能部件入手。

升降控制是登機橋控制系統(tǒng)的核心控制，登機橋的升降分為機電控制升降和液壓控制升降，機電控制升降是由兩個獨立的電機驅(qū)動控制。液壓升降是由升降油缸、液壓閥站、空氣壓縮機管道等共同作用控制[1]，本文著重從研究登機橋的液壓升降控制的非受控狀態(tài)來分析非受控動作檢測和凍結(jié)的原理。

2 液壓升降控制非受控檢測及凍結(jié)系統(tǒng)組成及原理

升降控制非受控檢測及凍結(jié)系統(tǒng)主要有SIEMENS PLC[2]、SCHNEIDER觸摸屏[3]、空氣開關(guān)、分勵脫扣線圈、繼電器、行程開關(guān)、報警警燈和報警喇叭組成，其控制系統(tǒng)的硬件原理如下：

圖1是液壓升降系統(tǒng)的主動力原理圖，其中KM1用于控制液壓馬達M0直接啟動，KC5用于當升降動作為非受控動作時，通過分勵脫扣線圈切斷油泵電機的主動力電源空開QA1。

圖1 液壓升降系統(tǒng)的主動力原理圖

圖2為液壓閥站升降控制系統(tǒng)原理圖，當電磁閥SOL1、SOL2和液壓馬達M0同時動作時，產(chǎn)生上升動作，當電磁閥SOL1、SOL3和液壓馬達M0同時動作時，產(chǎn)生下降動作。

圖2 為液壓閥站升降控制系統(tǒng)原理圖

圖3 是登機橋升降系統(tǒng)PLC控制線路圖

圖3是液壓升降系統(tǒng)PLC輸入、輸出控制線路圖，輸入端有鑰匙開關(guān)SA、上升按鈕SB1、下降按鈕SB2、自動預靠按鈕SB3、調(diào)平輪升信號SL1、調(diào)平輪降信號SL2、上升閥檢測KC2常開點、下降閥檢測KC3常開點和升降電機斷路器跳閘檢測。輸出端由控制電磁閥得電的繼電器KC1～KC3，升降液壓泵控制繼電器KC6、非受控動作凍結(jié)繼電器KC5、故障報警繼電器KC4、及故障報警燈WL和故障報警喇叭HAB。為了操作方便，鑰匙開關(guān)、上升和下降按鈕均放置在操作面板上，操作面板是登機橋手動控制操作的主面板，位于登機橋橋頭側(cè)的主控制柜柜體上方。

3 液壓升降控制系統(tǒng)非受控工況分析

登機橋的控制模式有手動模式和自動模式兩種。在手動模式或自動模式下，已發(fā)出上升指令/下降指令時，上升閥繼電器/下降繼電器并未得電，此種情況屬于元器件故障工況，這種情況下不需要凍結(jié)任何輸出指令，但在觸摸屏上需要有例如“上升繼電器故障或相關(guān)控制和檢測接線松動，請檢查”的報警提示信息，完成器件和相關(guān)線路檢查后，可以通過操作面板上的鑰匙開關(guān)直接復位并清除報警。

登機橋控制系統(tǒng)在手動/自動/停止控制模式下，在PLC無輸入指令情況下，PLC檢測到輸出端有輸出，使控制執(zhí)行機構(gòu)的電氣元器件得電，此種情況屬于非受控工況，PLC控制系統(tǒng)必須發(fā)出指令凍結(jié)此非受控動作，同時報警。根據(jù)登機橋的工作原理及特性，本文主要從以下七種情況分析液壓升降系統(tǒng)的非受控工況：

(1)手動模式下，無上升操作輸入指令，PLC檢測到上升閥繼電器得電；

(2)手動模式下，無下降操作輸入指令，PLC檢測到下降閥繼電器得電；

(3)自動模式下，無自動調(diào)平上升輸入信號，PLC檢測到上升閥繼電器得電；

(4)自動模式下，無自動調(diào)平下降輸入信號且無安全靴動作信號，PLC檢測到下降閥繼電器得電；

(5)自動模式下，安全靴動作故障；

(6)停止模式下，無上升輸出指令，PLC檢測到上升閥繼電器得電；

(7)停止模式下，無下降輸出指令，PLC檢測到下降閥繼電器得電。

3.1 液壓升降非受控動作檢測和凍結(jié)原理的PLC程序邏輯論述

液壓升降非受控動作工況較多，為了節(jié)約篇幅，本文分別選擇手動模式和自動模式下的一種工況來詳細論述非受控動作檢測和凍結(jié)的PLC程序邏輯。

(1)手動模式下，無上升操作輸入指令，PLC檢測到上升閥繼電器得電；

在手動模式下，除手動上升/下降按鈕控制登機橋升降外，在觸摸屏特定畫面上設置完登機橋自動預靠參數(shù)后，按動自動預靠按鈕，控制系統(tǒng)在執(zhí)行登機橋自動預靠的過程中也會有升降運動。

根據(jù)圖3登機橋升降系統(tǒng)PLC控制線路圖，其手動模式下的非受控檢測及凍結(jié)PLC程序邏輯為手動模式I1.0=1 &上升按鈕I1.2=0 & 自動預靠I1.4=0 & 上升閥檢測I1.7=1，PLC檢測和邏輯判定[4]此動作為非受控動作，PLC輸出凍結(jié)指令，使Q1.0=1，繼電器KC5得電，從而通過圖1中QA1上的分勵脫扣單元使空開QA1跳閘，同時I2.1=1，此時觸摸屏上出現(xiàn)如“升降發(fā)生非受控，QA1跳閘斷電，升降運動凍結(jié)”報警信息，此方式是通過切斷動力馬達電源來凍結(jié)非受控動作的，也可以通過切斷液壓閥站的控制電源來實現(xiàn)凍結(jié)非受控動作，如圖2所示，PLC的輸出點Q1.0=1，繼電器KC5線圈得電，串接在液壓閥站電路圖中的KC5常閉觸點斷開，從而斷開閥站控制電源，凍結(jié)上升動作。同時切斷動力電和控制電，雙重斷電保護確保了非受控動作被有效凍結(jié)。當非受控動作被凍結(jié)的同時，PLC輸出點Q1.2=1 & Q1.6=1 & Q1.7=1，故障報警繼電器KC4得電，故障報警燈和報警喇叭得電，發(fā)生聲光報警。

(2)自動模式下，無自動調(diào)平下降輸入信號，PLC檢測到下降閥繼電器得電；

在自動模式下，除調(diào)平系統(tǒng)控制登機橋升降外，安全靴是調(diào)平系統(tǒng)的重要備份功能。當?shù)菣C橋接機時，必須保持接機口地板與機門在12 cm～15 cm的安全距離，登機橋靠接飛機后，必須立即將安全靴放在機門下方，確保飛機機門下降，壓迫安全靴時，能夠使登機橋快速下降，防止飛機機門被登機橋損壞。在自動模式下，安全靴動作時間和動作次數(shù)超過允許值時，均被視為非受控動作，必須輸出凍結(jié)指令，凍結(jié)下降動作，同時發(fā)出聲光報警。

根據(jù)圖3登機橋升降系統(tǒng)PLC控制線路圖，其自動模式下的非受控檢測及凍結(jié)PLC程序邏輯為自動模式I1.1=1 & 調(diào)平輪降I1.6=0 & 安全靴未動作 & 下降閥檢測I2.1=1，PLC檢測并判定此動作為非受控動作，PLC輸出凍結(jié)指令，同時切斷液壓油泵動力電源和液壓閥站的控制電源，并發(fā)出聲光報警。

3.2 液壓升降非受控動作檢測和凍結(jié)原理的PLC程序邏輯流程圖

PLC控制系統(tǒng)程序流程圖[5]能充分的分析各種工況下液壓升降非受控動作檢測和凍結(jié)的邏輯關(guān)系，圖4為登機橋處于上升狀態(tài)，出現(xiàn)非受控動作時，控制系統(tǒng)的檢測和凍結(jié)的PLC程序控制邏輯流程圖，圖5為登機橋處于下降狀態(tài)，出現(xiàn)非受控動作時，控制系統(tǒng)的檢測和凍結(jié)的PLC程序控制邏輯流程圖。

圖4 上升非受控動作檢測和凍結(jié)的PLC程序控制邏輯流程圖

圖5 下降非受控動作檢測和凍結(jié)的PLC程序控制邏輯流程圖

4 結(jié)束語

本文詳細論述了登機橋控制系統(tǒng)中液壓升降非受控動作檢測和凍結(jié)原理，及PLC程序控制邏輯，在登機橋控制系統(tǒng)運行過程中，當發(fā)現(xiàn)非受控動作時，能夠及時準確的凍結(jié)此動作，并發(fā)出聲光報警，提高了登機橋的控制系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，達到了民航行業(yè)標準MH/T 6028-2003<<旅客登機橋>>第1號修改單的標準要求。

[1] 徐漢平.機電登機橋升降高度同步新方法的研究與設[J].自動化技術(shù)與應用，2013,32(8):52-55.

[2] S7-300 可編程序控制器編程手冊[K]． 西門子(中國)有限公司自動化與驅(qū)動集團，2014.

[3] 李方圓，觸摸屏工程應用[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2008.

[4] 趙燕．可編程控制器原理及運用[M]．北京：北京大學出版社，2006.

[5] 潘新民．微型計算機控制技術(shù)[M]．北京：國防工業(yè)出版社，2011．

A Research on the Principle of Detection and Freezing of Uncontrolled Movements of the Passenger Boarding Bridge

Qiu Zeng

(CIMC Tianda Airport Equipment Co., Ltd., Shenzhen Guangdong 518103, China)

Through a study of the principle of detection and freezing of uncontrolled movements of the control system of the passenger boarding bridge (PBB), this paper improves the PBB control system and enhances its safety and stability, thus effectively preventing risks and economic loss resulting from uncontrolled movements of PBB.

passenger boarding bridge; control system; uncontrolled movement; detection; freeze

10.3969/j.issn.1000-3886.2017.04.031

TP273

A

1000-3886(2017)04-0104-04

定稿日期: 2016-12-08

邱增(1977-)，女，遼寧遼陽人，碩士生，研究方向：電氣自動化。