登機橋內部照明節能控制方法的研究

邱 增

(深圳中集天達空港設備有限公司，廣東 深圳 518103)

引言

旅客登機橋是用來連接飛機和候機樓的一種封閉式通道。登機橋通道由內通道、中間通道(僅三節橋有)和外通道組成。為了維持通道內部的良好的照明效果，通道內部提供了照明燈具。照明燈具按一定間隔平行排布或者沿著通道兩側通長排布。因內部照明在接機的過程中基本都處于點亮的狀態，每年的用電量也非常大。隨著機場節能意識的不斷增強，機場對登機橋照明系統的節能要求越來越高。目前普遍采用的節能方案是采用LED燈具來替代傳統的熒光燈，但這種更換光源的方式已經不能滿足機場對節能的更高需求，因此，針對登機橋通道的伸縮結構特點，深入研究了通道內的燈具控制方法，從而實現更加節能的效果。

1 登機橋內部照明節能控制原理的研究

1.1 登機橋通道結構特點及通道燈具布置

圖1是登機橋通道結構及通道燈具布置示意圖，登機橋通道分為A、B、C三個通道，A通道為內通道；B通道為中間通道，此通道僅三節橋有；C通道為外通道。圖中黑色長方形代表安裝在內通道中的燈具，紫色長方形代表安裝在中間通道中的燈具，紅色長方形代表安裝在外通道中的燈具。通道之間相互嵌套安裝，因此通道之間存在重疊區域，并且重疊區域會隨著登機橋的行走系統的控制在水平方向上伸長或縮短時不斷變化。這樣安裝在中間通道和外通道的燈具，在通道沒有拉到最長的情況下，會有部分燈具被內(中)通道遮擋。常規的照明控制方案是無論燈具是否處于被遮擋狀態，所有燈具同時都被點亮。從登機橋的通道結構特點上看，被遮擋的燈具實際上是起不到照明效果的，將造成一定的能源浪費。本論文中論述的對通道照明燈具的控制方法，就是通過登機橋的測長系統，檢測出通道的長度，結合通道內部燈具規律排布，判斷出可能被內通道(兩節橋)和中間通道(僅三節橋有)遮擋的燈具，然后通過特定的控制方法，實時將被遮擋的燈具進行關閉，將未被遮擋的燈具處于點亮，從而實現登機橋通道內部照明的智能控制，避免了不必要的能源浪費。

根據登機橋采購合同要求，登機橋內部照明對地板面的照度不低于200 lx,因此，通道內燈具布置通常情況下以每隔2.5 m間距規律排布。

圖1 登機橋通道結構及通道燈具布置示意圖

1.2 登機橋通道內部照明節能控制原理

以下論證均在登機橋輸入電源正常的基礎上進行。為了方便開啟登機橋通道內的燈具，分別在登機橋轉臺立柱側和登機橋登機口側各設置一個自復位手動開關，當其中任何一個手動開關動作時，均可以控制燈具點亮(燈具處于熄滅狀態)或熄滅(燈具處于點亮狀態)。當燈具處于被點亮狀態時，無論當前燈具是否被內(中)通道遮擋，燈具均處于點亮狀態。本論文中的燈具節能控制方法是在常規的手動控制開關的基礎上，增加了對燈具的輔助控制，在登機橋通道長度處于某一個數值時，使得到控制命令的燈具處于點亮或熄滅。此節能控制方法原理中主要利用了登機橋控制系統中現有的幾個組件參與控制器件，主要有SIEMENS PLC[1,2]、SCHNEIDER觸摸屏[3]、通道測長裝置、繼電器、接觸器、自復位手動開關等。

圖2 登機橋長度測量裝置原理圖

圖2是登機橋長度測量裝置原理圖，其中S1和S2是用于通道照明控制的自復位手動開關，SL01和SL02用于通道長度測量，SL03用于通道長度校準。SL01～SL03選擇歐姆龍品牌的 EE-SX3070槽型光電傳感器，與特定的結構格柵板配合使用。對于兩通道登機橋，格柵板安裝在內通道底部。而三通道登機橋，格柵板安裝在中間通道底部，槽型光電傳感器安裝在外通道底部。當登機橋進行水平前進運動或后退運動時，登機橋通道長度水平方向變長或縮短，光電傳感器每經過格柵板上一個格柵時，就被觸發一次，并將觸發信號送給PLC,PLC計數單元記錄光電傳感器的脈沖個數，在PLC內部換算后，計算出實時的通道長度。PLC和觸摸屏之間以MPI現場總線形式通訊，PLC將換算后的通道長度傳送給觸摸屏(LCD)，并在觸摸屏上實時顯示通道長度。

圖3為通道內燈具電源及分組控制原理圖，其中，KM1和KM2用于通道內燈具供電控制，KC1～KC5用于通道內燈具分組控制。由于登機橋有多個系列，每個系列的通道長度不同，所敷設的燈具數量也不同，根據登機橋通道結構特點，將中間通道(僅三節橋有)和外通道中的燈具，按照圖1中通道實際排布，將燈具數量進行預分組，每組燈具中的數量可以是1～3盞。為了方便說明，本文以5組燈具劃分為例進行說明，通過控制分組繼電器KC1～KC5，實時控制每組燈具的點亮和熄滅。

2 登機橋內部照明節能控制邏輯分析

如上述長度測量原理和燈具分組控制原理所述，根據登機橋通道的長度，對可能被遮擋的燈具沿著通道方向進行預先分組，每組燈具由對應分組控制的繼電器控制通斷。通過在觸摸屏界面內設置每個分組控制繼電器斷開時對應的通道長度。不同長度系列的登機橋，登機橋分組會有差異。

通道長度測量裝置將通道的當前長度送入CPU中。經過特定換算處理后計算出通道的實際長度L0,在觸摸屏特定界面內設置好五個控制燈具組通斷的通道長度設定值L*(*代表數字1～5)，通過對比通道的長度的實際值L0和通道長度設定值L*，由PLC輸出模塊來控制對應分組的繼電器KC1～KC5得電或失電。繼電器得電，對應控制分組燈具可以點亮；繼電器失電，對應控制組中燈具熄滅。

通道長度設定值的大小關系為：L5

a)L2<通道實際長度≤L1，僅燈具組1被遮擋；

b)L3<通道實際長度≤L2，僅燈具組1和燈具組2被遮擋；

c)L4<通道實際長度≤L3，僅燈具組1、燈具組2和燈具組3被遮擋；

d)L5<通道實際長度≤L4，僅燈具組1、燈具組2、燈具組3和燈具組4被遮擋；

e)通道實際長度≤L5，燈具組1、燈具組2、燈具組3、燈具組4和燈具組5被遮擋。

圖4為通道內部被遮擋的燈具組邏輯控制分析圖。 具體控制規則如表1所示。

第一種情況：當L2

第二種情況：當L3

第三種情況：當通道長度L4

第四種情況：當通道長度L5

第五種情況：當通道長度L0≤L5時，繼電器KC1～KC5無輸出，燈具組G1～G5均被熄滅。

圖4 通道內部被遮擋的燈具組邏輯控制分析圖

表1 繼電器得電/失電控制表

3 實例論證

上海浦東機場衛星廳項目共有164條旅客登機橋，其中BL16系列20條，BL18系列20條，BS65系列34條，BS68系列36條，BS70系列32條，BS72系列22條。BL代表兩通道，BS代表三通道。對應燈具數量如表2所示。

表2 登機橋系列與燈具數量對應表

登機橋工作時，登機橋從泊橋位置到接機位置過程中，通道長度不斷變長，當長度達到對應燈具組的控制值時，就會將被遮擋的對應燈具熄滅。表3為登機橋通道長度處于某個范圍時，通道內燈具點亮和熄滅數量數據表。

上海浦東機場衛星廳項目中，通道內，每盞燈具功率28 W，通常情況下，每條登機橋接機時服務時間為30 min，按平均每橋每天服務5個航班，每年每一系列登機橋通道長度處于每一分組長度范圍內時，164條旅客登機橋年度照明年節能數額如圖5所示。

表3 登機橋通道內燈具點亮和熄滅數量對應表

圖5 上海衛星廳登機橋登機年度節能柱狀分析圖

以上實例分析結果充分證明了登機橋內部節能燈具控制方法在很大程度上實現了節能效果。

4 結束語

本論文論述了旅客登機橋通道內部照明節能控制方法，根據登機橋通道的相互嵌套和實時伸縮的結構特點，通過改變常規的登機橋通道燈具的控制原理，在其上面增加一些燈具分組控制繼電器，實時控制那些可能被內(中)通道能夠遮擋，起不到照明作用的燈具熄滅，并通過具體實例分析驗證了這一控制方法。此燈具節能控制原理簡單且易實現，已在登機橋上廣泛應用，同時取得了登機橋使用用戶的認可。