邱增

(中集天达空港设备有限公司，广东 深圳 518103)

登机桥控制系统的非受控动作检测和冻结原理的研究

邱增

(中集天达空港设备有限公司，广东 深圳 518103)

通过对登机桥控制系统的非受控动作检测和冻结原理的研究，完善了登机桥的控制系统，提高了登机桥控制系统的安全性、稳定性，有效的预防了由登机桥的非受控动作而产生的危险和经济损失。

登机桥；控制系统；非受控动作；检测；冻结

0 引 言

旅客登机桥是提供给机场用以连接飞机和候机楼的一种封闭式通道。随着旅客登机桥的广泛使用，对其控制功能的稳定性、安全性、可靠性具有了更加严格的要求。根据民航行业标准MH/T 6028-2003《旅客登机桥》第1号修改单的要求，登机桥应始终处于受控状态。登机桥控制系统应能监测到登机桥的非受控动作，自动冻结该非受控动作，并发出声光报警。非受控是指在登机桥的控制系统没有发出任何输入控制指令的情况下，登机桥中某些关键部件发生动作，这些动作为非受控动作。这些非受控动作可能会对人身安全、飞机机体和登机桥设备本身造成危险，从而也造成了不同程度的经济损失。为了预防这些危险事件的发生和减少经济损失，必须时时监测登机桥控制系统的输入输出状态，发现非受控动作时自动冻结该动作并报警。

1 登机桥的非受控动作检测和冻结原理的研究

登机桥控制系统主要是通过控制通道伸缩与升降、轮架旋转与行走、桥头旋转、活动地板升降和调平机构升降等来实现登机桥服务飞机的过程。对登机桥的非受控动作检测和冻结的研究，主要从登机桥的升降、行走、桥头和活动地板四个主要功能部件入手。

升降控制是登机桥控制系统的核心控制，登机桥的升降分为机电控制升降和液压控制升降，机电控制升降是由两个独立的电机驱动控制。液压升降是由升降油缸、液压阀站、空气压缩机管道等共同作用控制[1]，本文着重从研究登机桥的液压升降控制的非受控状态来分析非受控动作检测和冻结的原理。

2 液压升降控制非受控检测及冻结系统组成及原理

升降控制非受控检测及冻结系统主要有SIEMENS PLC[2]、SCHNEIDER触摸屏[3]、空气开关、分励脱扣线圈、继电器、行程开关、报警警灯和报警喇叭组成，其控制系统的硬件原理如下：

图1是液压升降系统的主动力原理图，其中KM1用于控制液压马达M0直接启动，KC5用于当升降动作为非受控动作时，通过分励脱扣线圈切断油泵电机的主动力电源空开QA1。

图1 液压升降系统的主动力原理图

图2为液压阀站升降控制系统原理图，当电磁阀SOL1、SOL2和液压马达M0同时动作时，产生上升动作，当电磁阀SOL1、SOL3和液压马达M0同时动作时，产生下降动作。

图2 为液压阀站升降控制系统原理图

图3 是登机桥升降系统PLC控制线路图

图3是液压升降系统PLC输入、输出控制线路图，输入端有钥匙开关SA、上升按钮SB1、下降按钮SB2、自动预靠按钮SB3、调平轮升信号SL1、调平轮降信号SL2、上升阀检测KC2常开点、下降阀检测KC3常开点和升降电机断路器跳闸检测。输出端由控制电磁阀得电的继电器KC1～KC3，升降液压泵控制继电器KC6、非受控动作冻结继电器KC5、故障报警继电器KC4、及故障报警灯WL和故障报警喇叭HAB。为了操作方便，钥匙开关、上升和下降按钮均放置在操作面板上，操作面板是登机桥手动控制操作的主面板，位于登机桥桥头侧的主控制柜柜体上方。

3 液压升降控制系统非受控工况分析

登机桥的控制模式有手动模式和自动模式两种。在手动模式或自动模式下，已发出上升指令/下降指令时，上升阀继电器/下降继电器并未得电，此种情况属于元器件故障工况，这种情况下不需要冻结任何输出指令，但在触摸屏上需要有例如“上升继电器故障或相关控制和检测接线松动，请检查”的报警提示信息，完成器件和相关线路检查后，可以通过操作面板上的钥匙开关直接复位并清除报警。

登机桥控制系统在手动/自动/停止控制模式下，在PLC无输入指令情况下，PLC检测到输出端有输出，使控制执行机构的电气元器件得电，此种情况属于非受控工况，PLC控制系统必须发出指令冻结此非受控动作，同时报警。根据登机桥的工作原理及特性，本文主要从以下七种情况分析液压升降系统的非受控工况：

(1)手动模式下，无上升操作输入指令，PLC检测到上升阀继电器得电；

(2)手动模式下，无下降操作输入指令，PLC检测到下降阀继电器得电；

(3)自动模式下，无自动调平上升输入信号，PLC检测到上升阀继电器得电；

(4)自动模式下，无自动调平下降输入信号且无安全靴动作信号，PLC检测到下降阀继电器得电；

(5)自动模式下，安全靴动作故障；

(6)停止模式下，无上升输出指令，PLC检测到上升阀继电器得电；

(7)停止模式下，无下降输出指令，PLC检测到下降阀继电器得电。

3.1 液压升降非受控动作检测和冻结原理的PLC程序逻辑论述

液压升降非受控动作工况较多，为了节约篇幅，本文分别选择手动模式和自动模式下的一种工况来详细论述非受控动作检测和冻结的PLC程序逻辑。

(1)手动模式下，无上升操作输入指令，PLC检测到上升阀继电器得电；

在手动模式下，除手动上升/下降按钮控制登机桥升降外，在触摸屏特定画面上设置完登机桥自动预靠参数后，按动自动预靠按钮，控制系统在执行登机桥自动预靠的过程中也会有升降运动。

根据图3登机桥升降系统PLC控制线路图，其手动模式下的非受控检测及冻结PLC程序逻辑为手动模式I1.0=1 &上升按钮I1.2=0 & 自动预靠I1.4=0 & 上升阀检测I1.7=1，PLC检测和逻辑判定[4]此动作为非受控动作，PLC输出冻结指令，使Q1.0=1，继电器KC5得电，从而通过图1中QA1上的分励脱扣单元使空开QA1跳闸，同时I2.1=1，此时触摸屏上出现如“升降发生非受控，QA1跳闸断电，升降运动冻结”报警信息，此方式是通过切断动力马达电源来冻结非受控动作的，也可以通过切断液压阀站的控制电源来实现冻结非受控动作，如图2所示，PLC的输出点Q1.0=1，继电器KC5线圈得电，串接在液压阀站电路图中的KC5常闭触点断开，从而断开阀站控制电源，冻结上升动作。同时切断动力电和控制电，双重断电保护确保了非受控动作被有效冻结。当非受控动作被冻结的同时，PLC输出点Q1.2=1 & Q1.6=1 & Q1.7=1，故障报警继电器KC4得电，故障报警灯和报警喇叭得电，发生声光报警。

(2)自动模式下，无自动调平下降输入信号，PLC检测到下降阀继电器得电；

在自动模式下，除调平系统控制登机桥升降外，安全靴是调平系统的重要备份功能。当登机桥接机时，必须保持接机口地板与机门在12 cm～15 cm的安全距离，登机桥靠接飞机后，必须立即将安全靴放在机门下方，确保飞机机门下降，压迫安全靴时，能够使登机桥快速下降，防止飞机机门被登机桥损坏。在自动模式下，安全靴动作时间和动作次数超过允许值时，均被视为非受控动作，必须输出冻结指令，冻结下降动作，同时发出声光报警。

根据图3登机桥升降系统PLC控制线路图，其自动模式下的非受控检测及冻结PLC程序逻辑为自动模式I1.1=1 & 调平轮降I1.6=0 & 安全靴未动作 & 下降阀检测I2.1=1，PLC检测并判定此动作为非受控动作，PLC输出冻结指令，同时切断液压油泵动力电源和液压阀站的控制电源，并发出声光报警。

3.2 液压升降非受控动作检测和冻结原理的PLC程序逻辑流程图

PLC控制系统程序流程图[5]能充分的分析各种工况下液压升降非受控动作检测和冻结的逻辑关系，图4为登机桥处于上升状态，出现非受控动作时，控制系统的检测和冻结的PLC程序控制逻辑流程图，图5为登机桥处于下降状态，出现非受控动作时，控制系统的检测和冻结的PLC程序控制逻辑流程图。

图4 上升非受控动作检测和冻结的PLC程序控制逻辑流程图

图5 下降非受控动作检测和冻结的PLC程序控制逻辑流程图

4 结束语

本文详细论述了登机桥控制系统中液压升降非受控动作检测和冻结原理，及PLC程序控制逻辑，在登机桥控制系统运行过程中，当发现非受控动作时，能够及时准确的冻结此动作，并发出声光报警，提高了登机桥的控制系统的安全性和稳定性，达到了民航行业标准MH/T 6028-2003<<旅客登机桥>>第1号修改单的标准要求。

[1] 徐汉平.机电登机桥升降高度同步新方法的研究与设[J].自动化技术与应用，2013,32(8):52-55.

[2] S7-300 可编程序控制器编程手册[K]． 西门子(中国)有限公司自动化与驱动集团，2014.

[3] 李方圆，触摸屏工程应用[M]．北京：电子工业出版社，2008.

[4] 赵燕．可编程控制器原理及运用[M]．北京：北京大学出版社，2006.

[5] 潘新民．微型计算机控制技术[M]．北京：国防工业出版社，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，辽宁辽阳人，硕士生，研究方向：电气自动化。