基于MCGS和FX3U实现机坪ESD在线监控的技术研究和应用

金国标（中国航空油料有限责任公司宁波分公司，浙江 宁波 315000）

随着民航高速发展，采用机坪供油管线加油已成为新建、扩建机场的主要选择。机坪ESD（紧急关闭系统）作为机坪加油管线的配套安全系统，能在停机坪突发油料泄漏等情况下快速触发停泵信号。因此，机坪ESD系统的安全可靠性将直接影响机坪加油管线的安全运行和航班的准点保障。

1 国内机坪ESD系统现状及存在的问题

2014 年前设计投用的传统机坪ESD 系统基本采用多芯电缆分区域控制，即机坪突发油料泄漏等情况时，现场人员按下停机位边上的固定启停装置，通过航空加油站内控制箱向机场油库SCADA 系统发送停输指令。采用该传统机坪ESD 系统时，调度人员是无法通过机坪ESD系统判断具体是哪个停机位发生了突发情况，只能通过无线电询问或者调取机坪监控画面进行排查。同时，该传统机坪ESD 系统存在隐形回路故障（系统失效）或启停装置失效（系统误触发）等问题。

2014 年后，部分新建大型机场采用一种新型机坪ESD 系统，该系统通过现场增设RTU 柜采集每个启停装置状态，然后通过光纤传输至航空加油站内上位机系统实现平面显示。该新型机坪ESD系统具备丰富的扩展性和较高的可靠性，但同时存在成本高，不适用传统机坪ESD系统升级改造等问题。

2 宁波机场机坪ESD系统设计电气原理

宁波机场原机坪ESD 系统由33 个固定启停装置，货机坪、T1站坪的12芯电缆，T2站坪的7芯电缆和远期货机坪的4芯电缆组成。原机坪ESD系统采用若干启停装置共用1芯电缆进行分区域控制。综合分析原电缆芯数和启停装置布置，新机坪ESD系统对每个固定启停装置进行电缆重新分配，并形成唯一线缆排序方式，然后通过对相应继电器编码来实现每个启停装置工作状态的监控。新老系统启停装置接线方式如图一和图二所示。

通过对比新老系统启停装置接线方式可以知道，新系统通过导通线缆的继电器编号对启停装置一一对应，该方式在采用多触点急停按钮时，理论上n 芯电缆可以实现C1n-1+C2n-1+个启停装置一一对应。

图一传统机坪ESD系统启停装置接线图

图二新机坪ESD系统启停装置接线图

3 宁波机场机坪ESD系统在线监控设计

3.1 系统构成

宁波机场机坪ESD 系统主要由启停装置、多芯电缆、FX3U、MCGS触摸屏组成。如敷设有光纤的机场可通过开关量光端机将现场信号远传接入FX3U数字量输入（DI）端口。系统控制箱内通过485通讯实现FX3U与MCGS触摸屏组态，结构图如图三。

图三 系统结构图

图四MCGS 人机界面

3.2 主要设备介绍

可编程控制器：FX3U-48MT-ES-A 是三菱FX 系列PLC 的新产品，本体含24输入/24晶体管输出(AC电源)，内部含丰富的软元件和各类指令。该三菱PLC可加装多种模块，在加装以太网模块时，可与远端组态软件进行通讯。

MCGS 人机界面：TPC7062TD 是一款预装MCGS 嵌入式组态软件（运行版）的一体化触摸屏，通过对现场数据的采集处理，以动画显示、报警处理和报表等多种形式与用户交互。

3.3 FX3U程序设计和MCGS人机界面设计

宁波机场机坪ESD 系统通过对12 芯电缆排序，选用01 芯为com芯，02至12芯分别串联11个中继继电器，其中02芯在远端与01芯短接作为回路自检芯。机坪固定启停装置利用剩余10芯电缆串联的中间继电器编码方式接线（C110+C210≥33）。由GX works2对FX3U程序实现启停装置工作状态判别，再在MCGS人机界面设置工作模式切换、启停装置平面显示、触摸屏急停、实时和历史报警记录、用户管理等交互功能。MCGS人机界面示例如图四。

3.4 系统主要新增功能介绍

系统回路自检功能：当电缆破损或断裂时，MCGS将接收不到02芯与com芯短接信号，触发系统通讯异常报警。该功能可避免系统存在隐形回路故障（系统失效）或启停装置失效（系统误触发）的隐患。

启停装置在线监控：MCGS 人机界面通过平面显示的方式显示每个启停装置工作状态。突发状况时，调度人员能通过屏幕直观了解是哪个停机位的启停装置被触发。

检测模式：根据运行管理规定，工作人员需定期检测ESD按钮有效性，系统工作模式由运行切换至测试时，MCGS人机界面只显示按钮状态，不触发紧急停泵信号。

实时和历史报警记录：通过MCGS 人机界面，调度人员能随时读取报警记录信息，报警记录信息包含报警时间、启停装置编号、机位号等

4 结语

针对采用多芯电缆传输的传统机坪ESD 系统，该项机坪ESD 系统在线监控技术可以很好的弥补原系统在启停装置工作状态平面显示、回路通讯检测、工作模式切换、历史报警报表等功能上的缺失。同时，该系统采用中间继电器编码排序和光纤传输的方式，能有效控制新建机坪ESD 系统中电缆的建设成本。