本發(fā)明屬于電氣控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種助航燈電氣控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

助航燈是保障飛機(jī)在夜間和復(fù)雜天氣條件下順利進(jìn)行起飛、著陸、滑行的目視助航設(shè)備。助航燈為飛行員提供跑道位置、方向和對(duì)正引導(dǎo)，以便飛行員在目視可達(dá)的情況下安全著陸，它在保障飛行安全方面的作用及其重要性在機(jī)場(chǎng)ii類運(yùn)行的使用中更加凸顯出來。由于國(guó)際民航組織(icao)對(duì)機(jī)場(chǎng)助航燈光系統(tǒng)的各項(xiàng)技術(shù)數(shù)據(jù)有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)要求，因此大部分機(jī)場(chǎng)在申請(qǐng)開ii類運(yùn)行時(shí)都需要對(duì)助航燈光系統(tǒng)進(jìn)行改造。

機(jī)場(chǎng)之前的繼電器控制系統(tǒng)采用硬接線邏輯，利用繼電器機(jī)械觸點(diǎn)的串聯(lián)或并聯(lián)及延時(shí)繼電器的滯后動(dòng)作等組合成控制邏輯，其連線多而復(fù)雜，體積大，功耗大，一旦系統(tǒng)構(gòu)成后，想再改變或增加功能都很困難。另外繼電器觸點(diǎn)數(shù)目有限，每只一般只有4～8對(duì)觸點(diǎn)，因此靈活性和擴(kuò)展性都很差。

當(dāng)電流接通時(shí)，繼電控制線路中各繼電器都處于受約狀態(tài)，即該吸合的都應(yīng)吸合，不該吸合的都因受某種條件限制不能吸合。

繼電控制邏輯依靠觸點(diǎn)的機(jī)械動(dòng)作實(shí)現(xiàn)控制，工作頻率低。觸點(diǎn)的開閉動(dòng)作一般在幾十毫秒數(shù)量級(jí)。另外機(jī)械觸點(diǎn)還會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)問題。

繼電控制邏輯利用時(shí)間繼電器的滯后動(dòng)作進(jìn)行限時(shí)控制。時(shí)間繼電器一般分為空氣阻尼式、電磁式、半導(dǎo)體式等，其定時(shí)精度不高，定時(shí)時(shí)間易受環(huán)境濕度和溫度變化的影響，調(diào)整時(shí)間困難。有些特殊的時(shí)間繼電器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不便維護(hù)。

使用繼電控制邏輯完成一項(xiàng)控制工程，其設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試必須依次進(jìn)行，周期長(zhǎng)，而且修改困難。

繼電控制邏輯使用了大量的機(jī)械觸點(diǎn)，連線也多。觸點(diǎn)開閉時(shí)會(huì)受到電弧的損壞，并有機(jī)械磨損，壽命短，因此可靠性和可維護(hù)性差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種助航燈電氣控制系統(tǒng)。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種助航燈電氣控制系統(tǒng)，包括兩路市電供電輸入、一路柴油發(fā)電機(jī)供電輸入、以及plc控制器、遠(yuǎn)程監(jiān)控終端、ups、人機(jī)交互屏；

市電一路經(jīng)過斷路器qf1連接至第一航站樓助航燈用電端，為第一航站樓助航燈供電；市電二路經(jīng)過斷路器qf2連接至第二航站樓助航燈用電端，為第二航站樓助航燈供電；第一航站樓助航燈用電端和第二航站樓助航燈用電端通過母線連接，在第一航站樓助航燈用電端和第二航站樓助航燈用電端之間的母線上設(shè)置斷路器qf4；

柴油發(fā)電機(jī)供電輸入經(jīng)過斷路器qf3連接至第一航站樓助航燈用電端和第二航站樓助航燈用電端之間的母線；柴油發(fā)電機(jī)的啟動(dòng)回路上設(shè)置斷路器qf5，斷路器qf5控制柴油發(fā)電機(jī)的啟動(dòng)與關(guān)閉；

在市電一路上設(shè)置有第一電壓檢測(cè)傳感器，在市電二路上設(shè)置有第二電壓檢測(cè)傳感器，在柴油發(fā)電機(jī)供電電路上設(shè)置有第三電壓檢測(cè)傳感器，

所述第一電壓檢測(cè)傳感器、第二電壓檢測(cè)傳感器和第三電壓檢測(cè)傳感器均與plc輸入端連接，plc輸出端連接10個(gè)繼電器ka1～ka10的線圈端，控制10個(gè)繼電器ka1～ka10的動(dòng)作，10個(gè)繼電器ka1～ka10的常開觸點(diǎn)分別連接斷路器qf1～qf5的合閘線圈和開閘線圈，控制qf1～qf5的合閘、開閘動(dòng)作；

兩路市電中的其中一路市電通過電壓轉(zhuǎn)換模塊和交直流轉(zhuǎn)換模塊連接ups，為其充電，ups輸出220v穩(wěn)定電壓為控制系統(tǒng)供電；

所述人機(jī)交互屏與plc連接，所述遠(yuǎn)程監(jiān)控終端與plc連接。

在上述技術(shù)方案中，兩路市電供電輸入為10kv，兩路市電供電輸入和一路柴油發(fā)電機(jī)供電輸入經(jīng)mns低壓抽出式開關(guān)柜降壓處理為380伏輸出作為供電電源。

所述助航燈電氣控制系統(tǒng)的運(yùn)行方法如下：

正常天氣時(shí)，兩路市電作為正常供電電源，柴油發(fā)電機(jī)作為備用發(fā)電電源，plc運(yùn)行i類運(yùn)行邏輯：

兩路市電正常供電時(shí)，plc控制斷路器qf3、qf4分閘，斷路器qf1、qf2合閘，由市電一路向第一航站樓助航燈母線送電，由市電二路向第二航站樓助航燈母線送電；

市電一路失電、市電二路正常供電時(shí)，此時(shí)plc控制斷路器qf1分閘，并控制斷路器qf4合閘，由市電二路為第一航站樓助航燈母線和第二航站樓助航燈母線送電；

市電二路失電、市電一路正常供電時(shí)，此時(shí)plc控制斷路器qf2分閘，并控制斷路器qf4合閘，由市電一路為第一航站樓助航燈母線和第二航站樓助航燈母線送電；

市電一路和市電二路均失電時(shí)，此時(shí)plc控制斷路器qf1、qf2、qf3、qf4分閘，并控制斷路器qf5合閘啟動(dòng)發(fā)電機(jī)，延時(shí)10秒，待發(fā)電機(jī)輸出電壓、頻率穩(wěn)定后，plc控制斷路器qf3、qf4相繼合閘，由柴油發(fā)電機(jī)為第一航站樓助航燈母線和第二航站樓助航燈母線送電；

當(dāng)雷雨、暴風(fēng)等極端天氣時(shí)，遠(yuǎn)程監(jiān)控端或者人機(jī)交互屏向plc發(fā)送指令，使plc由i類運(yùn)行邏輯切換至ii類運(yùn)行邏輯，

plc運(yùn)行ii類運(yùn)行邏輯后，plc控制斷路器qf5合閘啟動(dòng)發(fā)電機(jī)(斷路器qf3處于分閘狀態(tài))，延時(shí)一定時(shí)間，待發(fā)電機(jī)輸出電壓、頻率穩(wěn)定后，plc控制斷路器qf1、qf2、qf4分閘，然后plc控制斷路器qf3、qf4相繼合閘，從而將市電供電切換至柴油發(fā)電機(jī)為第一航站樓助航燈母線和第二航站樓助航燈母線送電；

當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)失電，但兩路市電正常時(shí)(即plc檢測(cè)到第一電壓檢測(cè)傳感器和第二電壓檢測(cè)傳感器電壓正常，第三電壓檢測(cè)傳感器失電)，plc控制斷路器qf3、qf4分閘，并控制斷路器qf1、qf2合閘，由市電一路向第一航站樓助航燈母線送電，由市電二路向第二航站樓助航燈母線送電；

當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)失電，市電一路失電、市電二路正常時(shí)，此時(shí)plc控制斷路器qf1、qf3、qf4分閘，并控制斷路器qf2、qf4相繼合閘，由市電二路為第一航站樓助航燈母線和第二航站樓助航燈母線送電；

當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)失電，市電二路失電、市電一路正常時(shí)，此時(shí)plc控制斷路器qf2、qf3、qf4分閘，并控制斷路器qf1、qf4相繼合閘，由市電一路為第一航站樓助航燈母線和第二航站樓助航燈母線送電。

在上述技術(shù)方案中，當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)失電，由一路市電供電后，另一路市電恢復(fù)時(shí)，plc控制柜不進(jìn)行自動(dòng)投切功能，由人工手動(dòng)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行恢復(fù)。

在上述技術(shù)方案中，當(dāng)雷雨天氣結(jié)束時(shí)，遠(yuǎn)程監(jiān)控端或者人機(jī)交互屏向plc發(fā)送指令，使plc由ii類運(yùn)行邏輯切換至i類運(yùn)行邏輯。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果為：

本發(fā)明的助航燈電氣控制系統(tǒng)具有兩種運(yùn)行邏輯：

正常天氣時(shí)，plc運(yùn)行i類運(yùn)行邏輯，此時(shí)兩路市電作為正常供電電源，柴油發(fā)電機(jī)作為備用發(fā)電電源；

當(dāng)雷雨、暴風(fēng)等極端天氣時(shí)，plc運(yùn)行ii類運(yùn)行邏輯，提前設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)作為極端天氣時(shí)的供電電源，兩路市電作為備用電源，這樣的做的好處是：通過提前設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)作為極端天氣時(shí)的供電電源，保證了極端天氣供電的穩(wěn)定性，因?yàn)槔子辍⒈╋L(fēng)來臨時(shí)易造成市電失電，如果市電失電后，再開啟柴油發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)會(huì)經(jīng)過較長(zhǎng)一段時(shí)間，才會(huì)輸出穩(wěn)定的電源，在此期間助航燈全部失電，會(huì)造成很大的安全隱患。

此外，本發(fā)明還具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)助航燈電氣控制柜的plc采用存儲(chǔ)邏輯，其控制邏輯以程序方式存儲(chǔ)在內(nèi)存中，要改變控制邏輯，只需改變程序，故稱為“軟接線”，其連線少，體積小，加之plc中每只軟繼電器的觸點(diǎn)數(shù)理論上無限制，因此靈活性和擴(kuò)展性都很好。plc由中大規(guī)模集成電路組成，功耗小。

(2)助航燈電氣控制柜的plc控制邏輯中，各繼電器都處于周期性循環(huán)掃描接通之中，從宏觀上看，每個(gè)繼電器受制約接通的時(shí)間是短暫的。

(3)助航燈電氣控制柜的plc是由程序指令控制半導(dǎo)體電路來實(shí)現(xiàn)控制的，速度極快，一般一條用戶指令的執(zhí)行時(shí)間在微秒數(shù)量級(jí)。plc內(nèi)部還有嚴(yán)格的同步，不會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)問題。

(4)助航燈電氣控制柜的plc使用半導(dǎo)體集成電路作定時(shí)器，時(shí)基脈沖由晶體振蕩器產(chǎn)生，精度相當(dāng)高，定時(shí)范圍一般從0.1s到若干分鐘甚至更長(zhǎng)，用戶可根據(jù)需要在程序中設(shè)定定時(shí)值，然后由軟件和硬件計(jì)數(shù)器來控制定時(shí)時(shí)間，定時(shí)精度小于10ms且定時(shí)時(shí)間不受環(huán)境的影響。

(5)助航燈電氣控制柜完成一項(xiàng)控制工程，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成以后，現(xiàn)場(chǎng)施工和控制邏輯的設(shè)計(jì)(包括梯形圖和程序設(shè)計(jì))可以同時(shí)進(jìn)行，周期短，且調(diào)試和修改都很方便。

(6)助航燈電氣控制柜的plc采用微電子技術(shù)，大量的開關(guān)動(dòng)作由無觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來完成，它體積小、壽命長(zhǎng)、可靠性高。plc還配備有自檢和監(jiān)督功能，能檢查出自身的故障，并隨時(shí)顯示給操作人員，還能動(dòng)態(tài)地監(jiān)視控制程序的執(zhí)行情況，為現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和維護(hù)提供了方便。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的繼電器ka1～ka10的常開觸點(diǎn)分別連接斷路器qf1～qf5的合閘線圈和開閘線圈的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

本發(fā)明所涉及的一種助航燈電氣控制系統(tǒng)，參見附圖，包括兩路市電供電輸入、一路柴油發(fā)電機(jī)供電輸入、以及plc控制器、遠(yuǎn)程監(jiān)控終端、ups、人機(jī)交互屏；

兩路市電供電輸入為10kv，兩路市電供電輸入和一路柴油發(fā)電機(jī)供電輸入經(jīng)mns低壓抽出式開關(guān)柜降壓處理為380伏輸出作為供電電源；

市電一路經(jīng)過斷路器qf1連接至第一航站樓助航燈用電端，為第一航站樓助航燈供電；市電二路經(jīng)過斷路器qf2連接至第二航站樓助航燈用電端，為第二航站樓助航燈供電；第一航站樓助航燈用電端和第二航站樓助航燈用電端通過母線連接，在第一航站樓助航燈用電端和第二航站樓助航燈用電端之間的母線上設(shè)置斷路器qf4；

柴油發(fā)電機(jī)供電輸入經(jīng)過斷路器qf3連接至第一航站樓助航燈用電端和第二航站樓助航燈用電端之間的母線；柴油發(fā)電機(jī)的啟動(dòng)回路上設(shè)置斷路器qf5，斷路器qf5控制柴油發(fā)電機(jī)的啟動(dòng)與關(guān)閉；

在市電一路上設(shè)置有第一電壓檢測(cè)傳感器，在市電二路上設(shè)置有第二電壓檢測(cè)傳感器，在柴油發(fā)電機(jī)供電電路上設(shè)置有第三電壓檢測(cè)傳感器，

所述第一電壓檢測(cè)傳感器、第二電壓檢測(cè)傳感器和第三電壓檢測(cè)傳感器均與plc輸入端連接，plc輸出端連接10個(gè)繼電器ka1～ka10的線圈端，控制10個(gè)繼電器ka1～ka10的動(dòng)作，10個(gè)繼電器ka1～ka10的常開觸點(diǎn)分別連接斷路器qf1～qf5的合閘線圈和開閘線圈，控制qf1～qf5的合閘、開閘動(dòng)作(即，ka1的常開觸點(diǎn)與斷路器qf1的合閘線圈qf1.1連接，控制斷路器qf1合閘；ka2的常開觸點(diǎn)與斷路器qf1的開閘線圈qf1.2連接，控制斷路器qf1開閘；ka3的常開觸點(diǎn)與斷路器qf2的合閘線圈qf2.1連接，控制斷路器qf2合閘；ka4的常開觸點(diǎn)與斷路器qf2的開閘線圈qf2.2連接，控制斷路器qf2開閘；ka5的常開觸點(diǎn)與斷路器qf3的合閘線圈qf3.1連接，控制斷路器qf3合閘；ka6的常開觸點(diǎn)與斷路器qf3的開閘線圈qf3.2連接，控制斷路器qf3開閘；ka7的常開觸點(diǎn)與斷路器qf4的合閘線圈qf4.1連接，控制斷路器qf4合閘；ka8的常開觸點(diǎn)與斷路器qf4的開閘線圈qf4.2連接，控制斷路器qf4開閘；ka9的常開觸點(diǎn)與斷路器qf5的合閘線圈qf5.1連接，控制斷路器qf5合閘；ka10的常開觸點(diǎn)與斷路器qf5的開閘線圈qf5.2連接，控制斷路器qf5開閘)。

兩路市電中的其中一路市電通過電壓轉(zhuǎn)換模塊和交直流轉(zhuǎn)換模塊連接ups，為其充電，ups輸出220v穩(wěn)定電壓為控制系統(tǒng)供電(為plc、繼電器、斷路器人機(jī)交互屏等電氣部件供電)，通過ups保證了本助航燈電氣控制系統(tǒng)的不間斷工作。

所述人機(jī)交互屏與plc連接，所述遠(yuǎn)程監(jiān)控終端與plc連接。

plc具有兩類運(yùn)行邏輯：

一、i類運(yùn)行邏輯：正常天氣時(shí)，兩路市電作為正常供電電源，柴油發(fā)電機(jī)作為備用發(fā)電電源。

正常運(yùn)行：

兩路市電正常供電時(shí)(即plc檢測(cè)到第一電壓檢測(cè)傳感器和第二電壓檢測(cè)傳感器電壓正常)，plc控制斷路器qf3、qf4分閘，斷路器qf1、qf2合閘，由市電一路向第一航站樓助航燈母線送電，由市電二路向第二航站樓助航燈母線送電。

故障處理：

市電一路失電、市電二路正常供電時(shí)(即plc檢測(cè)到第一電壓檢測(cè)傳感器失電、第二電壓檢測(cè)傳感器電壓正常)，此時(shí)plc控制斷路器qf1分閘，并控制斷路器qf4合閘，由市電二路為第一航站樓助航燈母線和第二航站樓助航燈母線送電；

市電二路失電、市電一路正常供電時(shí)(即plc檢測(cè)到第二電壓檢測(cè)傳感器失電、第一電壓檢測(cè)傳感器電壓正常)，此時(shí)plc控制斷路器qf2分閘，并控制斷路器qf4合閘，由市電一路為第一航站樓助航燈母線和第二航站樓助航燈母線送電；

市電一路和市電二路均失電時(shí)(即plc檢測(cè)到第一電壓檢測(cè)傳感器失電、以及第二電壓檢測(cè)傳感器失電)，此時(shí)plc控制斷路器qf1、qf2、qf3、qf4分閘，并控制斷路器qf5合閘啟動(dòng)發(fā)電機(jī)，延時(shí)10秒，待發(fā)電機(jī)輸出電壓、頻率穩(wěn)定后，plc控制斷路器qf3、qf4相繼合閘(qf3合閘后延時(shí)1秒qf4再合閘，以避免qf3、qf4同時(shí)合閘發(fā)電機(jī)負(fù)載過大)，由柴油發(fā)電機(jī)為第一航站樓助航燈母線和第二航站樓助航燈母線送電；

當(dāng)失電一路市電恢復(fù)或兩路同時(shí)恢復(fù)時(shí)，plc不進(jìn)行自動(dòng)投切功能，由人工手動(dòng)對(duì)系統(tǒng)供電進(jìn)行恢復(fù)。

二、ii類運(yùn)行邏輯：雷雨、暴風(fēng)等極端天氣時(shí)，提前設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)作為極端天氣時(shí)的供電電源，兩路市電作為備用電源，這樣的做的好處是：通過提前設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)作為極端天氣時(shí)的供電電源，保證了極端天氣供電的穩(wěn)定性，因?yàn)槔子?、暴風(fēng)來臨時(shí)易造成市電失電，如果市電失電后，再開啟柴油發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)會(huì)經(jīng)過較長(zhǎng)一段時(shí)間，才會(huì)輸出穩(wěn)定的電源，在此期間助航燈全部失電，會(huì)造成很大的安全隱患。

當(dāng)雷雨、暴風(fēng)等極端天氣時(shí)，遠(yuǎn)程監(jiān)控端或者人機(jī)交互屏向plc發(fā)送指令，使plc由i類運(yùn)行邏輯切換至ii類運(yùn)行邏輯，

plc運(yùn)行ii類運(yùn)行邏輯后，plc控制斷路器qf5合閘啟動(dòng)發(fā)電機(jī)(斷路器qf3處于分閘狀態(tài))，延時(shí)一定時(shí)間，待發(fā)電機(jī)輸出電壓、頻率穩(wěn)定后，plc控制斷路器qf1、qf2、qf4分閘，然后plc控制斷路器qf3、qf4相繼合閘，從而將市電供電切換至柴油發(fā)電機(jī)為第一航站樓助航燈母線和第二航站樓助航燈母線送電；

當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)失電，但兩路市電正常時(shí)(即plc檢測(cè)到第一電壓檢測(cè)傳感器和第二電壓檢測(cè)傳感器電壓正常，第三電壓檢測(cè)傳感器失電)，plc控制斷路器qf3、qf4分閘，并控制斷路器qf1、qf2合閘，由市電一路向第一航站樓助航燈母線送電，由市電二路向第二航站樓助航燈母線送電；

當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)失電，市電一路失電、市電二路正常時(shí)，此時(shí)plc控制斷路器qf1、qf3、qf4分閘，并控制斷路器qf2、qf4相繼合閘，由市電二路為第一航站樓助航燈母線和第二航站樓助航燈母線送電；

當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)失電，市電二路失電、市電一路正常時(shí)，此時(shí)plc控制斷路器qf2、qf3、qf4分閘，并控制斷路器qf1、qf4相繼合閘，由市電一路為第一航站樓助航燈母線和第二航站樓助航燈母線送電；

當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)失電，由一路市電供電后，另一路市電恢復(fù)時(shí)，plc控制柜不進(jìn)行自動(dòng)投切功能，由人工手動(dòng)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行恢復(fù)。

當(dāng)雷雨、暴風(fēng)等極端天氣結(jié)束時(shí)，遠(yuǎn)程監(jiān)控端或者人機(jī)交互屏向plc發(fā)送指令，使plc由ii類運(yùn)行邏輯切換至i類運(yùn)行邏輯。

以上對(duì)本發(fā)明做了示例性的描述，應(yīng)該說明的是，在不脫離本發(fā)明的核心的情況下，任何簡(jiǎn)單的變形、修改或者其他本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠不花費(fèi)創(chuàng)造性勞動(dòng)的等同替換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。