基于MCGS和FX3U實(shí)現(xiàn)機(jī)坪ESD在線監(jiān)控的技術(shù)研究和應(yīng)用

金國標(biāo)（中國航空油料有限責(zé)任公司寧波分公司，浙江 寧波 315000）

隨著民航高速發(fā)展，采用機(jī)坪供油管線加油已成為新建、擴(kuò)建機(jī)場的主要選擇。機(jī)坪ESD（緊急關(guān)閉系統(tǒng)）作為機(jī)坪加油管線的配套安全系統(tǒng)，能在停機(jī)坪突發(fā)油料泄漏等情況下快速觸發(fā)停泵信號。因此，機(jī)坪ESD系統(tǒng)的安全可靠性將直接影響機(jī)坪加油管線的安全運(yùn)行和航班的準(zhǔn)點(diǎn)保障。

1 國內(nèi)機(jī)坪ESD系統(tǒng)現(xiàn)狀及存在的問題

2014 年前設(shè)計(jì)投用的傳統(tǒng)機(jī)坪ESD 系統(tǒng)基本采用多芯電纜分區(qū)域控制，即機(jī)坪突發(fā)油料泄漏等情況時(shí)，現(xiàn)場人員按下停機(jī)位邊上的固定啟停裝置，通過航空加油站內(nèi)控制箱向機(jī)場油庫SCADA 系統(tǒng)發(fā)送停輸指令。采用該傳統(tǒng)機(jī)坪ESD 系統(tǒng)時(shí)，調(diào)度人員是無法通過機(jī)坪ESD系統(tǒng)判斷具體是哪個(gè)停機(jī)位發(fā)生了突發(fā)情況，只能通過無線電詢問或者調(diào)取機(jī)坪監(jiān)控畫面進(jìn)行排查。同時(shí)，該傳統(tǒng)機(jī)坪ESD 系統(tǒng)存在隱形回路故障（系統(tǒng)失效）或啟停裝置失效（系統(tǒng)誤觸發(fā)）等問題。

2014 年后，部分新建大型機(jī)場采用一種新型機(jī)坪ESD 系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過現(xiàn)場增設(shè)RTU 柜采集每個(gè)啟停裝置狀態(tài)，然后通過光纖傳輸至航空加油站內(nèi)上位機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)平面顯示。該新型機(jī)坪ESD系統(tǒng)具備豐富的擴(kuò)展性和較高的可靠性，但同時(shí)存在成本高，不適用傳統(tǒng)機(jī)坪ESD系統(tǒng)升級改造等問題。

2 寧波機(jī)場機(jī)坪ESD系統(tǒng)設(shè)計(jì)電氣原理

寧波機(jī)場原機(jī)坪ESD 系統(tǒng)由33 個(gè)固定啟停裝置，貨機(jī)坪、T1站坪的12芯電纜，T2站坪的7芯電纜和遠(yuǎn)期貨機(jī)坪的4芯電纜組成。原機(jī)坪ESD系統(tǒng)采用若干啟停裝置共用1芯電纜進(jìn)行分區(qū)域控制。綜合分析原電纜芯數(shù)和啟停裝置布置，新機(jī)坪ESD系統(tǒng)對每個(gè)固定啟停裝置進(jìn)行電纜重新分配，并形成唯一線纜排序方式，然后通過對相應(yīng)繼電器編碼來實(shí)現(xiàn)每個(gè)啟停裝置工作狀態(tài)的監(jiān)控。新老系統(tǒng)啟停裝置接線方式如圖一和圖二所示。

通過對比新老系統(tǒng)啟停裝置接線方式可以知道，新系統(tǒng)通過導(dǎo)通線纜的繼電器編號對啟停裝置一一對應(yīng)，該方式在采用多觸點(diǎn)急停按鈕時(shí)，理論上n 芯電纜可以實(shí)現(xiàn)C1n-1+C2n-1+個(gè)啟停裝置一一對應(yīng)。

圖一傳統(tǒng)機(jī)坪ESD系統(tǒng)啟停裝置接線圖

圖二新機(jī)坪ESD系統(tǒng)啟停裝置接線圖

3 寧波機(jī)場機(jī)坪ESD系統(tǒng)在線監(jiān)控設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)構(gòu)成

寧波機(jī)場機(jī)坪ESD 系統(tǒng)主要由啟停裝置、多芯電纜、FX3U、MCGS觸摸屏組成。如敷設(shè)有光纖的機(jī)場可通過開關(guān)量光端機(jī)將現(xiàn)場信號遠(yuǎn)傳接入FX3U數(shù)字量輸入（DI）端口。系統(tǒng)控制箱內(nèi)通過485通訊實(shí)現(xiàn)FX3U與MCGS觸摸屏組態(tài)，結(jié)構(gòu)圖如圖三。

圖三 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

圖四MCGS 人機(jī)界面

3.2 主要設(shè)備介紹

可編程控制器：FX3U-48MT-ES-A 是三菱FX 系列PLC 的新產(chǎn)品，本體含24輸入/24晶體管輸出(AC電源)，內(nèi)部含豐富的軟元件和各類指令。該三菱PLC可加裝多種模塊，在加裝以太網(wǎng)模塊時(shí)，可與遠(yuǎn)端組態(tài)軟件進(jìn)行通訊。

MCGS 人機(jī)界面：TPC7062TD 是一款預(yù)裝MCGS 嵌入式組態(tài)軟件（運(yùn)行版）的一體化觸摸屏，通過對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集處理，以動(dòng)畫顯示、報(bào)警處理和報(bào)表等多種形式與用戶交互。

3.3 FX3U程序設(shè)計(jì)和MCGS人機(jī)界面設(shè)計(jì)

寧波機(jī)場機(jī)坪ESD 系統(tǒng)通過對12 芯電纜排序，選用01 芯為com芯，02至12芯分別串聯(lián)11個(gè)中繼繼電器，其中02芯在遠(yuǎn)端與01芯短接作為回路自檢芯。機(jī)坪固定啟停裝置利用剩余10芯電纜串聯(lián)的中間繼電器編碼方式接線（C110+C210≥33）。由GX works2對FX3U程序?qū)崿F(xiàn)啟停裝置工作狀態(tài)判別，再在MCGS人機(jī)界面設(shè)置工作模式切換、啟停裝置平面顯示、觸摸屏急停、實(shí)時(shí)和歷史報(bào)警記錄、用戶管理等交互功能。MCGS人機(jī)界面示例如圖四。

3.4 系統(tǒng)主要新增功能介紹

系統(tǒng)回路自檢功能：當(dāng)電纜破損或斷裂時(shí)，MCGS將接收不到02芯與com芯短接信號，觸發(fā)系統(tǒng)通訊異常報(bào)警。該功能可避免系統(tǒng)存在隱形回路故障（系統(tǒng)失效）或啟停裝置失效（系統(tǒng)誤觸發(fā)）的隱患。

啟停裝置在線監(jiān)控：MCGS 人機(jī)界面通過平面顯示的方式顯示每個(gè)啟停裝置工作狀態(tài)。突發(fā)狀況時(shí)，調(diào)度人員能通過屏幕直觀了解是哪個(gè)停機(jī)位的啟停裝置被觸發(fā)。

檢測模式：根據(jù)運(yùn)行管理規(guī)定，工作人員需定期檢測ESD按鈕有效性，系統(tǒng)工作模式由運(yùn)行切換至測試時(shí)，MCGS人機(jī)界面只顯示按鈕狀態(tài)，不觸發(fā)緊急停泵信號。

實(shí)時(shí)和歷史報(bào)警記錄：通過MCGS 人機(jī)界面，調(diào)度人員能隨時(shí)讀取報(bào)警記錄信息，報(bào)警記錄信息包含報(bào)警時(shí)間、啟停裝置編號、機(jī)位號等

4 結(jié)語

針對采用多芯電纜傳輸?shù)膫鹘y(tǒng)機(jī)坪ESD 系統(tǒng)，該項(xiàng)機(jī)坪ESD 系統(tǒng)在線監(jiān)控技術(shù)可以很好的彌補(bǔ)原系統(tǒng)在啟停裝置工作狀態(tài)平面顯示、回路通訊檢測、工作模式切換、歷史報(bào)警報(bào)表等功能上的缺失。同時(shí)，該系統(tǒng)采用中間繼電器編碼排序和光纖傳輸?shù)姆绞?，能有效控制新建機(jī)坪ESD 系統(tǒng)中電纜的建設(shè)成本。