李兴旺

摘要：为了进一步满足机场跑道灯光控制系统的建设需求，从宏观上对具体的系统设计展开了分析，旨在促进机场跑道灯光控制系统设计的进一步发展。

关键词：机场跑道;灯光照明;控制系统;设计

机场跑道灯光助航是确保飞机飞行安全的重要举措，在飞机进行与着陆中发挥着至关重要的作用，尤其是在夜间或者阴雨天等能见度相对较低的条件下，跑道助航灯就显得尤为重要了。因此，现代化机场都将跑道助航灯光建设纳入到机场机场设施建设之中，但由于不同国家与地区的标准存在差异，不同基层跑道灯光的设计方式也存在着较大的差异。为了进一步提升国际航空发展的统筹性，国际民用航空组织（ICAO）逐步推出了统一化标准化的国际通用准则，并对机场跑道灯光控制系统的设计进行了全面的分析与研究。

1.机场跑道灯光控制系统的总体设计

根据当前阶段机场运行的实际需求，跑道灯孔控制系统的总体构成主要包含以下几个方面的内容：独立的变压器房、柴油机房、恒流调光器、灯光电缆、隔离变压器、灯箱。其中恒流调光器是系统的最关键组成，恒流调光器主要包含外围电路、检测与采样电路、液晶显示电路以及相关保护电路等组成。整体设计过程应采用搭积木式的设计思路，不同部门的组成电路之间应相互协调，共同运行，从而为整体系统的有效运转提供必要保障。如下图1中所示，为机场跑道灯光控制系统的总体架构图。

2.硬件系统设计

2.1 IGBT设计

根据总体设计的需求，机场跑道助航灯光控制系统硬件部分分为强电与弱点两个，其中弱电部分的组成为主控制器与辅助电路，强电部分则主要由功率驱动电路变压器构成，其中IGBT是最为常用的开关器件，也是整个强电部分最核心的硬件，所以需要围绕其设置一系列的故障保护电路以维护其安全稳定运行。一般情况下，选择关键功率放大元件电子权期间IGBT，这会对助航灯光系统的稳定性产生直接的影响。目前阶段市场上常见的IGBT生产商主要有德国英飞凌、西门康，瑞士ABB，美国仙童等公司，日本的三菱以及富士等。其中歐美国家所生产的产品主要应用于电子与通信行业，而日本产品则主要应用于感应。对于机场助航灯光控制系统而言，其使用更倾向于感应。为此，建议机场助航灯光控制系统应尽量选择日本产品。

2.2 DSP及其外围电路设计

DSP是整个系统的“大脑”，也是硬件系统设计的总要组成部分，DSP及其外围电路的设计直接关系到整体系统的正常运转。结合当前阶段国内半导体产业的综合水平以及机场跑道灯光控制系统的使用需求，一般情况下可以选择T1公司所生产的TMS320F2812作为数字信号处理器，该系列的DSP采用了高性能静态COMS技术，同时支持JTAG边界扫描接口，具备快速中断响应和处理的能力，此外还需要配置高性能的32位CPU。如下图2、3中所示分别为DSP的时钟信号与JTAG接口电路。通信板是以NXP有限公司的LPC2294HBD144单片机为核心控制芯片。在短距离的情况下，选择通信接口电路，恒定电流的调光控制单元和控制面板的设计是通过RS232连接。

2.3 系统的安全保护

为了提升系统的安全稳定性，还需要提升系统的安全保护能力，具体而言，系统需要具备过热保护与故障自动报警两方面的保护措施。在具体设计中过热保护主要采用三种保护方式：（1）在电路中增设温度继电器，一旦超过设定的温度值就会触发自动保护;（2）在IGBT模块中增装散热片。设置在散热器保护温度为摄氏度，执行机构被包围的继电器和小的敏感区域，通常与常闭触点，温度继电器是由双金属热保护元件。故障自动报警保护主要是通过恒流调光器来实现的，如果恒流调光器出现故障，则会通过声音和灯光向周围发出信号，从而实现自动报警。

3.软件系统设计

从机场跑道灯光控制系统的实际实用情况来看，软件系统主要为监控系统，监控系统应采用CAN总线设计方式，采用双机双网模式，同时需要具备灯光控制、信息查询、数据采集等功能，现场恒流调光器系统软件设计基本功能，以及系统基本的电流环控制回路的设计，

设计通信方式有总线，总线以高速度，高容错的特点被选择，助航灯光监控系统用编程实现，界面把机场的几何形状，灯的位置显示出来，同时设计了每个回路的控制，光级的控制，还设计了不同的颜色表示不同的光级，简单明了。

参考文献：

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