基于MCGS和FX3U實現機坪ESD在線監控的技術研究和應用

金國標（中國航空油料有限責任公司寧波分公司，浙江 寧波 315000）

隨著民航高速發展，采用機坪供油管線加油已成為新建、擴建機場的主要選擇。機坪ESD（緊急關閉系統）作為機坪加油管線的配套安全系統，能在停機坪突發油料泄漏等情況下快速觸發停泵信號。因此，機坪ESD系統的安全可靠性將直接影響機坪加油管線的安全運行和航班的準點保障。

1 國內機坪ESD系統現狀及存在的問題

2014 年前設計投用的傳統機坪ESD 系統基本采用多芯電纜分區域控制，即機坪突發油料泄漏等情況時，現場人員按下停機位邊上的固定啟停裝置，通過航空加油站內控制箱向機場油庫SCADA 系統發送停輸指令。采用該傳統機坪ESD 系統時，調度人員是無法通過機坪ESD系統判斷具體是哪個停機位發生了突發情況，只能通過無線電詢問或者調取機坪監控畫面進行排查。同時，該傳統機坪ESD 系統存在隱形回路故障（系統失效）或啟停裝置失效（系統誤觸發）等問題。

2014 年后，部分新建大型機場采用一種新型機坪ESD 系統，該系統通過現場增設RTU 柜采集每個啟停裝置狀態，然后通過光纖傳輸至航空加油站內上位機系統實現平面顯示。該新型機坪ESD系統具備豐富的擴展性和較高的可靠性，但同時存在成本高，不適用傳統機坪ESD系統升級改造等問題。

2 寧波機場機坪ESD系統設計電氣原理

寧波機場原機坪ESD 系統由33 個固定啟停裝置，貨機坪、T1站坪的12芯電纜，T2站坪的7芯電纜和遠期貨機坪的4芯電纜組成。原機坪ESD系統采用若干啟停裝置共用1芯電纜進行分區域控制。綜合分析原電纜芯數和啟停裝置布置，新機坪ESD系統對每個固定啟停裝置進行電纜重新分配，并形成唯一線纜排序方式，然后通過對相應繼電器編碼來實現每個啟停裝置工作狀態的監控。新老系統啟停裝置接線方式如圖一和圖二所示。

通過對比新老系統啟停裝置接線方式可以知道，新系統通過導通線纜的繼電器編號對啟停裝置一一對應，該方式在采用多觸點急停按鈕時，理論上n 芯電纜可以實現C1n-1+C2n-1+個啟停裝置一一對應。

圖一傳統機坪ESD系統啟停裝置接線圖

圖二新機坪ESD系統啟停裝置接線圖

3 寧波機場機坪ESD系統在線監控設計

3.1 系統構成

寧波機場機坪ESD 系統主要由啟停裝置、多芯電纜、FX3U、MCGS觸摸屏組成。如敷設有光纖的機場可通過開關量光端機將現場信號遠傳接入FX3U數字量輸入（DI）端口。系統控制箱內通過485通訊實現FX3U與MCGS觸摸屏組態，結構圖如圖三。

圖三 系統結構圖

圖四MCGS 人機界面

3.2 主要設備介紹

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

MCGS 人機界面：TPC7062TD 是一款預裝MCGS 嵌入式組態軟件（運行版）的一體化觸摸屏，通過對現場數據的采集處理，以動畫顯示、報警處理和報表等多種形式與用戶交互。

3.3 FX3U程序設計和MCGS人機界面設計

寧波機場機坪ESD 系統通過對12 芯電纜排序，選用01 芯為com芯，02至12芯分別串聯11個中繼繼電器，其中02芯在遠端與01芯短接作為回路自檢芯。機坪固定啟停裝置利用剩余10芯電纜串聯的中間繼電器編碼方式接線（C110+C210≥33）。由GX works2對FX3U程序實現啟停裝置工作狀態判別，再在MCGS人機界面設置工作模式切換、啟停裝置平面顯示、觸摸屏急停、實時和歷史報警記錄、用戶管理等交互功能。MCGS人機界面示例如圖四。

3.4 系統主要新增功能介紹

系統回路自檢功能：當電纜破損或斷裂時，MCGS將接收不到02芯與com芯短接信號，觸發系統通訊異常報警。該功能可避免系統存在隱形回路故障（系統失效）或啟停裝置失效（系統誤觸發）的隱患。

啟停裝置在線監控：MCGS 人機界面通過平面顯示的方式顯示每個啟停裝置工作狀態。突發狀況時，調度人員能通過屏幕直觀了解是哪個停機位的啟停裝置被觸發。

檢測模式：根據運行管理規定，工作人員需定期檢測ESD按鈕有效性，系統工作模式由運行切換至測試時，MCGS人機界面只顯示按鈕狀態，不觸發緊急停泵信號。

實時和歷史報警記錄：通過MCGS 人機界面，調度人員能隨時讀取報警記錄信息，報警記錄信息包含報警時間、啟停裝置編號、機位號等

4 結語

針對采用多芯電纜傳輸的傳統機坪ESD 系統，該項機坪ESD 系統在線監控技術可以很好的彌補原系統在啟停裝置工作狀態平面顯示、回路通訊檢測、工作模式切換、歷史報警報表等功能上的缺失。同時，該系統采用中間繼電器編碼排序和光纖傳輸的方式，能有效控制新建機坪ESD 系統中電纜的建設成本。