邱增

(中集天達(dá)空港設(shè)備有限公司，廣東 深圳 518103)

登機(jī)橋控制系統(tǒng)的非受控動(dòng)作檢測(cè)和凍結(jié)原理的研究

邱增

(中集天達(dá)空港設(shè)備有限公司，廣東 深圳 518103)

通過(guò)對(duì)登機(jī)橋控制系統(tǒng)的非受控動(dòng)作檢測(cè)和凍結(jié)原理的研究，完善了登機(jī)橋的控制系統(tǒng)，提高了登機(jī)橋控制系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性，有效的預(yù)防了由登機(jī)橋的非受控動(dòng)作而產(chǎn)生的危險(xiǎn)和經(jīng)濟(jì)損失。

登機(jī)橋；控制系統(tǒng)；非受控動(dòng)作；檢測(cè)；凍結(jié)

0 引 言

旅客登機(jī)橋是提供給機(jī)場(chǎng)用以連接飛機(jī)和候機(jī)樓的一種封閉式通道。隨著旅客登機(jī)橋的廣泛使用，對(duì)其控制功能的穩(wěn)定性、安全性、可靠性具有了更加嚴(yán)格的要求。根據(jù)民航行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MH/T 6028-2003《旅客登機(jī)橋》第1號(hào)修改單的要求，登機(jī)橋應(yīng)始終處于受控狀態(tài)。登機(jī)橋控制系統(tǒng)應(yīng)能監(jiān)測(cè)到登機(jī)橋的非受控動(dòng)作，自動(dòng)凍結(jié)該非受控動(dòng)作，并發(fā)出聲光報(bào)警。非受控是指在登機(jī)橋的控制系統(tǒng)沒(méi)有發(fā)出任何輸入控制指令的情況下，登機(jī)橋中某些關(guān)鍵部件發(fā)生動(dòng)作，這些動(dòng)作為非受控動(dòng)作。這些非受控動(dòng)作可能會(huì)對(duì)人身安全、飛機(jī)機(jī)體和登機(jī)橋設(shè)備本身造成危險(xiǎn)，從而也造成了不同程度的經(jīng)濟(jì)損失。為了預(yù)防這些危險(xiǎn)事件的發(fā)生和減少經(jīng)濟(jì)損失，必須時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)登機(jī)橋控制系統(tǒng)的輸入輸出狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)非受控動(dòng)作時(shí)自動(dòng)凍結(jié)該動(dòng)作并報(bào)警。

1 登機(jī)橋的非受控動(dòng)作檢測(cè)和凍結(jié)原理的研究

登機(jī)橋控制系統(tǒng)主要是通過(guò)控制通道伸縮與升降、輪架旋轉(zhuǎn)與行走、橋頭旋轉(zhuǎn)、活動(dòng)地板升降和調(diào)平機(jī)構(gòu)升降等來(lái)實(shí)現(xiàn)登機(jī)橋服務(wù)飛機(jī)的過(guò)程。對(duì)登機(jī)橋的非受控動(dòng)作檢測(cè)和凍結(jié)的研究，主要從登機(jī)橋的升降、行走、橋頭和活動(dòng)地板四個(gè)主要功能部件入手。

升降控制是登機(jī)橋控制系統(tǒng)的核心控制，登機(jī)橋的升降分為機(jī)電控制升降和液壓控制升降，機(jī)電控制升降是由兩個(gè)獨(dú)立的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制。液壓升降是由升降油缸、液壓閥站、空氣壓縮機(jī)管道等共同作用控制[1]，本文著重從研究登機(jī)橋的液壓升降控制的非受控狀態(tài)來(lái)分析非受控動(dòng)作檢測(cè)和凍結(jié)的原理。

2 液壓升降控制非受控檢測(cè)及凍結(jié)系統(tǒng)組成及原理

升降控制非受控檢測(cè)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(lì)脫扣線圈、繼電器、行程開關(guān)、報(bào)警警燈和報(bào)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(dòng)力原理圖，其中KM1用于控制液壓馬達(dá)M0直接啟動(dòng)，KC5用于當(dāng)升降動(dòng)作為非受控動(dòng)作時(shí)，通過(guò)分勵(lì)脫扣線圈切斷油泵電機(jī)的主動(dòng)力電源空開QA1。

圖1 液壓升降系統(tǒng)的主動(dòng)力原理圖

圖2為液壓閥站升降控制系統(tǒng)原理圖，當(dāng)電磁閥SOL1、SOL2和液壓馬達(dá)M0同時(shí)動(dòng)作時(shí)，產(chǎn)生上升動(dòng)作，當(dāng)電磁閥SOL1、SOL3和液壓馬達(dá)M0同時(shí)動(dòng)作時(shí)，產(chǎn)生下降動(dòng)作。

圖2 為液壓閥站升降控制系統(tǒng)原理圖

圖3 是登機(jī)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(dòng)預(yù)靠按鈕SB3、調(diào)平輪升信號(hào)SL1、調(diào)平輪降信號(hào)SL2、上升閥檢測(cè)KC2常開點(diǎn)、下降閥檢測(cè)KC3常開點(diǎn)和升降電機(jī)斷路器跳閘檢測(cè)。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(dòng)作凍結(jié)繼電器KC5、故障報(bào)警繼電器KC4、及故障報(bào)警燈WL和故障報(bào)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(jī)橋手動(dòng)控制操作的主面板，位于登機(jī)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(jī)橋的控制模式有手動(dòng)模式和自動(dòng)模式兩種。在手動(dòng)模式或自動(dòng)模式下，已發(fā)出上升指令/下降指令時(shí)，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(cè)接線松動(dòng)，請(qǐng)檢查”的報(bào)警提示信息，完成器件和相關(guān)線路檢查后，可以通過(guò)操作面板上的鑰匙開關(guān)直接復(fù)位并清除報(bào)警。

登機(jī)橋控制系統(tǒng)在手動(dòng)/自動(dòng)/停止控制模式下，在PLC無(wú)輸入指令情況下，PLC檢測(cè)到輸出端有輸出，使控制執(zhí)行機(jī)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(dòng)作，同時(shí)報(bào)警。根據(jù)登機(jī)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(dòng)模式下，無(wú)上升操作輸入指令，PLC檢測(cè)到上升閥繼電器得電；

(2)手動(dòng)模式下，無(wú)下降操作輸入指令，PLC檢測(cè)到下降閥繼電器得電；

(3)自動(dòng)模式下，無(wú)自動(dòng)調(diào)平上升輸入信號(hào)，PLC檢測(cè)到上升閥繼電器得電；

(4)自動(dòng)模式下，無(wú)自動(dòng)調(diào)平下降輸入信號(hào)且無(wú)安全靴動(dòng)作信號(hào)，PLC檢測(cè)到下降閥繼電器得電；

(5)自動(dòng)模式下，安全靴動(dòng)作故障；

(6)停止模式下，無(wú)上升輸出指令，PLC檢測(cè)到上升閥繼電器得電；

(7)停止模式下，無(wú)下降輸出指令，PLC檢測(cè)到下降閥繼電器得電。

3.1 液壓升降非受控動(dòng)作檢測(cè)和凍結(jié)原理的PLC程序邏輯論述

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

(1)手動(dòng)模式下，無(wú)上升操作輸入指令，PLC檢測(cè)到上升閥繼電器得電；

在手動(dòng)模式下，除手動(dòng)上升/下降按鈕控制登機(jī)橋升降外，在觸摸屏特定畫面上設(shè)置完登機(jī)橋自動(dòng)預(yù)靠參數(shù)后，按動(dòng)自動(dòng)預(yù)靠按鈕，控制系統(tǒng)在執(zhí)行登機(jī)橋自動(dòng)預(yù)靠的過(guò)程中也會(huì)有升降運(yùn)動(dòng)。

根據(jù)圖3登機(jī)橋升降系統(tǒng)PLC控制線路圖，其手動(dòng)模式下的非受控檢測(cè)及凍結(jié)PLC程序邏輯為手動(dòng)模式I1.0=1 &上升按鈕I1.2=0 & 自動(dòng)預(yù)靠I1.4=0 & 上升閥檢測(cè)I1.7=1，PLC檢測(cè)和邏輯判定[4]此動(dòng)作為非受控動(dòng)作，PLC輸出凍結(jié)指令，使Q1.0=1，繼電器KC5得電，從而通過(guò)圖1中QA1上的分勵(lì)脫扣單元使空開QA1跳閘，同時(shí)I2.1=1，此時(shí)觸摸屏上出現(xiàn)如“升降發(fā)生非受控，QA1跳閘斷電，升降運(yùn)動(dòng)凍結(jié)”報(bào)警信息，此方式是通過(guò)切斷動(dòng)力馬達(dá)電源來(lái)凍結(jié)非受控動(dòng)作的，也可以通過(guò)切斷液壓閥站的控制電源來(lái)實(shí)現(xiàn)凍結(jié)非受控動(dòng)作，如圖2所示，PLC的輸出點(diǎn)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(diǎn)斷開，從而斷開閥站控制電源，凍結(jié)上升動(dòng)作。同時(shí)切斷動(dòng)力電和控制電，雙重?cái)嚯姳Ｗo(hù)確保了非受控動(dòng)作被有效凍結(jié)。當(dāng)非受控動(dòng)作被凍結(jié)的同時(shí)，PLC輸出點(diǎn)Q1.2=1 & Q1.6=1 & Q1.7=1，故障報(bào)警繼電器KC4得電，故障報(bào)警燈和報(bào)警喇叭得電，發(fā)生聲光報(bào)警。

(2)自動(dòng)模式下，無(wú)自動(dòng)調(diào)平下降輸入信號(hào)，PLC檢測(cè)到下降閥繼電器得電；

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

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

3.2 液壓升降非受控動(dòng)作檢測(cè)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(dòng)作檢測(cè)和凍結(jié)的邏輯關(guān)系，圖4為登機(jī)橋處于上升狀態(tài)，出現(xiàn)非受控動(dòng)作時(shí)，控制系統(tǒng)的檢測(cè)和凍結(jié)的PLC程序控制邏輯流程圖，圖5為登機(jī)橋處于下降狀態(tài)，出現(xiàn)非受控動(dòng)作時(shí)，控制系統(tǒng)的檢測(cè)和凍結(jié)的PLC程序控制邏輯流程圖。

圖4 上升非受控動(dòng)作檢測(cè)和凍結(jié)的PLC程序控制邏輯流程圖

圖5 下降非受控動(dòng)作檢測(cè)和凍結(jié)的PLC程序控制邏輯流程圖

4 結(jié)束語(yǔ)

本文詳細(xì)論述了登機(jī)橋控制系統(tǒng)中液壓升降非受控動(dòng)作檢測(cè)和凍結(jié)原理，及PLC程序控制邏輯，在登機(jī)橋控制系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)非受控動(dòng)作時(shí)，能夠及時(shí)準(zhǔn)確的凍結(jié)此動(dòng)作，并發(fā)出聲光報(bào)警，提高了登機(jī)橋的控制系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，達(dá)到了民航行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MH/T 6028-2003<<旅客登機(jī)橋>>第1號(hào)修改單的標(biāo)準(zhǔn)要求。

[1] 徐漢平.機(jī)電登機(jī)橋升降高度同步新方法的研究與設(shè)[J].自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用，2013,32(8):52-55.

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

[3] 李方圓，觸摸屏工程應(yīng)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(yùn)用[M]．北京：北京大學(xué)出版社，2006.

[5] 潘新民．微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)[M]．北京：國(guó)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(yáng)人，碩士生，研究方向：電氣自動(dòng)化。