登機(jī)橋內(nèi)部照明節(jié)能控制方法的研究

邱 增

(深圳中集天達(dá)空港設(shè)備有限公司，廣東 深圳 518103)

引言

旅客登機(jī)橋是用來連接飛機(jī)和候機(jī)樓的一種封閉式通道。登機(jī)橋通道由內(nèi)通道、中間通道(僅三節(jié)橋有)和外通道組成。為了維持通道內(nèi)部的良好的照明效果，通道內(nèi)部提供了照明燈具。照明燈具按一定間隔平行排布或者沿著通道兩側(cè)通長排布。因內(nèi)部照明在接機(jī)的過程中基本都處于點(diǎn)亮的狀態(tài)，每年的用電量也非常大。隨著機(jī)場節(jié)能意識(shí)的不斷增強(qiáng)，機(jī)場對(duì)登機(jī)橋照明系統(tǒng)的節(jié)能要求越來越高。目前普遍采用的節(jié)能方案是采用LED燈具來替代傳統(tǒng)的熒光燈，但這種更換光源的方式已經(jīng)不能滿足機(jī)場對(duì)節(jié)能的更高需求，因此，針對(duì)登機(jī)橋通道的伸縮結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，深入研究了通道內(nèi)的燈具控制方法，從而實(shí)現(xiàn)更加節(jié)能的效果。

1 登機(jī)橋內(nèi)部照明節(jié)能控制原理的研究

1.1 登機(jī)橋通道結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及通道燈具布置

圖1是登機(jī)橋通道結(jié)構(gòu)及通道燈具布置示意圖，登機(jī)橋通道分為A、B、C三個(gè)通道，A通道為內(nèi)通道；B通道為中間通道，此通道僅三節(jié)橋有；C通道為外通道。圖中黑色長方形代表安裝在內(nèi)通道中的燈具，紫色長方形代表安裝在中間通道中的燈具，紅色長方形代表安裝在外通道中的燈具。通道之間相互嵌套安裝，因此通道之間存在重疊區(qū)域，并且重疊區(qū)域會(huì)隨著登機(jī)橋的行走系統(tǒng)的控制在水平方向上伸長或縮短時(shí)不斷變化。這樣安裝在中間通道和外通道的燈具，在通道沒有拉到最長的情況下，會(huì)有部分燈具被內(nèi)(中)通道遮擋。常規(guī)的照明控制方案是無論燈具是否處于被遮擋狀態(tài)，所有燈具同時(shí)都被點(diǎn)亮。從登機(jī)橋的通道結(jié)構(gòu)特點(diǎn)上看，被遮擋的燈具實(shí)際上是起不到照明效果的，將造成一定的能源浪費(fèi)。本論文中論述的對(duì)通道照明燈具的控制方法，就是通過登機(jī)橋的測長系統(tǒng)，檢測出通道的長度，結(jié)合通道內(nèi)部燈具規(guī)律排布，判斷出可能被內(nèi)通道(兩節(jié)橋)和中間通道(僅三節(jié)橋有)遮擋的燈具，然后通過特定的控制方法，實(shí)時(shí)將被遮擋的燈具進(jìn)行關(guān)閉，將未被遮擋的燈具處于點(diǎn)亮，從而實(shí)現(xiàn)登機(jī)橋通道內(nèi)部照明的智能控制，避免了不必要的能源浪費(fèi)。

根據(jù)登機(jī)橋采購合同要求，登機(jī)橋內(nèi)部照明對(duì)地板面的照度不低于200 lx,因此，通道內(nèi)燈具布置通常情況下以每隔2.5 m間距規(guī)律排布。

圖1 登機(jī)橋通道結(jié)構(gòu)及通道燈具布置示意圖

1.2 登機(jī)橋通道內(nèi)部照明節(jié)能控制原理

以下論證均在登機(jī)橋輸入電源正常的基礎(chǔ)上進(jìn)行。為了方便開啟登機(jī)橋通道內(nèi)的燈具，分別在登機(jī)橋轉(zhuǎn)臺(tái)立柱側(cè)和登機(jī)橋登機(jī)口側(cè)各設(shè)置一個(gè)自復(fù)位手動(dòng)開關(guān)，當(dāng)其中任何一個(gè)手動(dòng)開關(guān)動(dòng)作時(shí)，均可以控制燈具點(diǎn)亮(燈具處于熄滅狀態(tài))或熄滅(燈具處于點(diǎn)亮狀態(tài))。當(dāng)燈具處于被點(diǎn)亮狀態(tài)時(shí)，無論當(dāng)前燈具是否被內(nèi)(中)通道遮擋，燈具均處于點(diǎn)亮狀態(tài)。本論文中的燈具節(jié)能控制方法是在常規(guī)的手動(dòng)控制開關(guān)的基礎(chǔ)上，增加了對(duì)燈具的輔助控制，在登機(jī)橋通道長度處于某一個(gè)數(shù)值時(shí)，使得到控制命令的燈具處于點(diǎn)亮或熄滅。此節(jié)能控制方法原理中主要利用了登機(jī)橋控制系統(tǒng)中現(xiàn)有的幾個(gè)組件參與控制器件，主要有SIEMENS PLC[1,2]、SCHNEIDER觸摸屏[3]、通道測長裝置、繼電器、接觸器、自復(fù)位手動(dòng)開關(guān)等。

圖2 登機(jī)橋長度測量裝置原理圖

圖2是登機(jī)橋長度測量裝置原理圖，其中S1和S2是用于通道照明控制的自復(fù)位手動(dòng)開關(guān)，SL01和SL02用于通道長度測量，SL03用于通道長度校準(zhǔn)。SL01～SL03選擇歐姆龍品牌的 EE-SX3070槽型光電傳感器，與特定的結(jié)構(gòu)格柵板配合使用。對(duì)于兩通道登機(jī)橋，格柵板安裝在內(nèi)通道底部。而三通道登機(jī)橋，格柵板安裝在中間通道底部，槽型光電傳感器安裝在外通道底部。當(dāng)?shù)菣C(jī)橋進(jìn)行水平前進(jìn)運(yùn)動(dòng)或后退運(yùn)動(dòng)時(shí)，登機(jī)橋通道長度水平方向變長或縮短，光電傳感器每經(jīng)過格柵板上一個(gè)格柵時(shí)，就被觸發(fā)一次，并將觸發(fā)信號(hào)送給PLC,PLC計(jì)數(shù)單元記錄光電傳感器的脈沖個(gè)數(shù)，在PLC內(nèi)部換算后，計(jì)算出實(shí)時(shí)的通道長度。PLC和觸摸屏之間以MPI現(xiàn)場總線形式通訊，PLC將換算后的通道長度傳送給觸摸屏(LCD)，并在觸摸屏上實(shí)時(shí)顯示通道長度。

圖3為通道內(nèi)燈具電源及分組控制原理圖，其中，KM1和KM2用于通道內(nèi)燈具供電控制，KC1～KC5用于通道內(nèi)燈具分組控制。由于登機(jī)橋有多個(gè)系列，每個(gè)系列的通道長度不同，所敷設(shè)的燈具數(shù)量也不同，根據(jù)登機(jī)橋通道結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將中間通道(僅三節(jié)橋有)和外通道中的燈具，按照?qǐng)D1中通道實(shí)際排布，將燈具數(shù)量進(jìn)行預(yù)分組，每組燈具中的數(shù)量可以是1～3盞。為了方便說明，本文以5組燈具劃分為例進(jìn)行說明，通過控制分組繼電器KC1～KC5，實(shí)時(shí)控制每組燈具的點(diǎn)亮和熄滅。

2 登機(jī)橋內(nèi)部照明節(jié)能控制邏輯分析

如上述長度測量原理和燈具分組控制原理所述，根據(jù)登機(jī)橋通道的長度，對(duì)可能被遮擋的燈具沿著通道方向進(jìn)行預(yù)先分組，每組燈具由對(duì)應(yīng)分組控制的繼電器控制通斷。通過在觸摸屏界面內(nèi)設(shè)置每個(gè)分組控制繼電器斷開時(shí)對(duì)應(yīng)的通道長度。不同長度系列的登機(jī)橋，登機(jī)橋分組會(huì)有差異。

通道長度測量裝置將通道的當(dāng)前長度送入CPU中。經(jīng)過特定換算處理后計(jì)算出通道的實(shí)際長度L0,在觸摸屏特定界面內(nèi)設(shè)置好五個(gè)控制燈具組通斷的通道長度設(shè)定值L*(*代表數(shù)字1～5)，通過對(duì)比通道的長度的實(shí)際值L0和通道長度設(shè)定值L*，由PLC輸出模塊來控制對(duì)應(yīng)分組的繼電器KC1～KC5得電或失電。繼電器得電，對(duì)應(yīng)控制分組燈具可以點(diǎn)亮；繼電器失電，對(duì)應(yīng)控制組中燈具熄滅。

通道長度設(shè)定值的大小關(guān)系為：L5

a)L2<通道實(shí)際長度≤L1，僅燈具組1被遮擋；

b)L3<通道實(shí)際長度≤L2，僅燈具組1和燈具組2被遮擋；

c)L4<通道實(shí)際長度≤L3，僅燈具組1、燈具組2和燈具組3被遮擋；

d)L5<通道實(shí)際長度≤L4，僅燈具組1、燈具組2、燈具組3和燈具組4被遮擋；

e)通道實(shí)際長度≤L5，燈具組1、燈具組2、燈具組3、燈具組4和燈具組5被遮擋。

圖4為通道內(nèi)部被遮擋的燈具組邏輯控制分析圖。 具體控制規(guī)則如表1所示。

第一種情況：當(dāng)L2

第二種情況：當(dāng)L3

第三種情況：當(dāng)通道長度L4

第四種情況：當(dāng)通道長度L5

第五種情況：當(dāng)通道長度L0≤L5時(shí)，繼電器KC1～KC5無輸出，燈具組G1～G5均被熄滅。

圖4 通道內(nèi)部被遮擋的燈具組邏輯控制分析圖

表1 繼電器得電/失電控制表

3 實(shí)例論證

上海浦東機(jī)場衛(wèi)星廳項(xiàng)目共有164條旅客登機(jī)橋，其中BL16系列20條，BL18系列20條，BS65系列34條，BS68系列36條，BS70系列32條，BS72系列22條。BL代表兩通道，BS代表三通道。對(duì)應(yīng)燈具數(shù)量如表2所示。

表2 登機(jī)橋系列與燈具數(shù)量對(duì)應(yīng)表

登機(jī)橋工作時(shí)，登機(jī)橋從泊橋位置到接機(jī)位置過程中，通道長度不斷變長，當(dāng)長度達(dá)到對(duì)應(yīng)燈具組的控制值時(shí)，就會(huì)將被遮擋的對(duì)應(yīng)燈具熄滅。表3為登機(jī)橋通道長度處于某個(gè)范圍時(shí)，通道內(nèi)燈具點(diǎn)亮和熄滅數(shù)量數(shù)據(jù)表。

上海浦東機(jī)場衛(wèi)星廳項(xiàng)目中，通道內(nèi)，每盞燈具功率28 W，通常情況下，每條登機(jī)橋接機(jī)時(shí)服務(wù)時(shí)間為30 min，按平均每橋每天服務(wù)5個(gè)航班，每年每一系列登機(jī)橋通道長度處于每一分組長度范圍內(nèi)時(shí)，164條旅客登機(jī)橋年度照明年節(jié)能數(shù)額如圖5所示。

表3 登機(jī)橋通道內(nèi)燈具點(diǎn)亮和熄滅數(shù)量對(duì)應(yīng)表

圖5 上海衛(wèi)星廳登機(jī)橋登機(jī)年度節(jié)能柱狀分析圖

以上實(shí)例分析結(jié)果充分證明了登機(jī)橋內(nèi)部節(jié)能燈具控制方法在很大程度上實(shí)現(xiàn)了節(jié)能效果。

4 結(jié)束語

本論文論述了旅客登機(jī)橋通道內(nèi)部照明節(jié)能控制方法，根據(jù)登機(jī)橋通道的相互嵌套和實(shí)時(shí)伸縮的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，通過改變常規(guī)的登機(jī)橋通道燈具的控制原理，在其上面增加一些燈具分組控制繼電器，實(shí)時(shí)控制那些可能被內(nèi)(中)通道能夠遮擋，起不到照明作用的燈具熄滅，并通過具體實(shí)例分析驗(yàn)證了這一控制方法。此燈具節(jié)能控制原理簡單且易實(shí)現(xiàn)，已在登機(jī)橋上廣泛應(yīng)用，同時(shí)取得了登機(jī)橋使用用戶的認(rèn)可。