DE10007896A1 - Leitsystem für Flugplatzbefeuerungsanlagen - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Leitsystem für Befeuerungsanlagen auf Flugplätzen und dergleichen mit wenigstens einer Steuereinrichtung (1') zum Steuern, Regeln und Überwachen von Befeuerungsgeräten (6', 8', 10') und mit der Steuereinrichtung (1') verbindbaren Befeuerungsgeräten (6', 8', 10'), wobei die Befeuerungsgeräte (6', 8', 10') über ein Bussystem (3') mit der Steuereinrichtung (1') verbindbar sind, um den mit der Verdrahtung der Befeuerungsgeräte (6', 8', 10') mit der Steuereinrichtung (1') gegebenen Montage- und Materialaufwand zu reduzieren.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Leitsystem für Flug­ platzbefeuerungsanlagen mit wenigstens einer zentralen Steu­ ereinrichtung zum Steuern, Regeln und überwachen von Befeue­ rungsgeräten und mit der Steuereinrichtung verbindbaren Be­ feuerungsgeräten.

Befeuerungsanlagen umfassen alle lichttechnischen Hilfen, die einen sicheren Flugbetrieb und ein Rollen von Luftfahrzeugen im Bereich eines Flughafens bei Dunkelheit und/oder schlech­ ter Sicht gewährleisten. Dabei wird unter anderem zwischen Anflugbefeuerung, Gleitwinkelfeuer, Seitenreihenfeuer, Schwellenfeuer, Start- und Landebahnfeuer, Rollbahnfeuer, Kennfeuer, Gefahrenfeuer, Hindernisfeuer und Drehfeuer unter­ schieden.

Nach internationalen Richtlinien und Empfehlungen müssen Flugplätze für den Betrieb bei Nacht oder schlechter Sicht mit Flugplatzbefeuerungssystemen ausgerüstet sein. Beim An­ flug, bei der Landung, beim Start und während des Rollens dienen Befeuerungsgeräte dem Piloten als optische Navigati­ onshilfe. Befeuerungsanlagen für Großflughäfen umfassen ver­ schiedene Befeuerungsgeräte, die der Markierung des Anflug­ sektors, der Start- und Landebahnen, der Rollbahnen und Vor­ felder dienen. Des weiteren werden Zusatzeinrichtungen einge­ setzt, beispielsweise Rollbahnwegweiser, Einparkhilfen, Wind­ richtungsanzeiger und dergleichen. Sowohl die Geräte als auch die Anlagen sind getrennt schaltbar, wobei auch jede einzelne Anlage unterschiedlich schaltbare Befeuerungsgeräte umfassen kann. So umfasst die Anflug-Befeuerung beispielsweise Anflug- Blitzfeuer zur optischen Hervorhebung von Anflug-Mittellinie und Schwelle, Hochleistungsfeuer für Anflug, Schwelle und Startbahnende, Präzisions-Anflug-Geleitwinkelfeuer für hohe Lichtleistungen und scharfen Rot-Weiß-Übergang und derglei­ chen.

Die einzelnen Befeuerungsanlagen erstrecken sich in der Regel über mehrere Kilometer und erfordern ein dementsprechendes Kabelnetz. Die einzelnen Befeuerungsgeräte werden üblicher­ weise seriell betrieben, um Intensitätsunterschiede der ange­ schlossenen Befeuerungsgeräte am Leitungsanfang und Leitungs­ ende auszuschließen, die bei parallelelbetriebenen Befeue­ rungsgeräten aufgrund des bei diesen Kabellängen gegebenen hohen Spannungsabfalls gegeben wären. Um eine Unterbrechung des durch die in Serie geschalteten Verbraucher gebildeten Serienstromkreis bei Ausfall eines einzigen Verbrauchers, d. h. einer Lampe, zu verhindern, werden die einzelnen Lampen jeweils über einen Lampen- oder Serienkreistransformator ver­ sorgt. Die Lampentransformatoren zum Speisen der Lichtquellen der Befeuerungsgeräte werden im Serienkreis in Reihe geschal­ tet und mit einem konstanten Strom betrieben. Die Transforma­ toren haben daher Stromwandlercharakter mit einem festen, vorgebbaren Stromübersetzungsverhältnis.

Die Lichtstärke der Befeuerungsanlagen muss jederzeit an die bei Start oder Landung der Flugzeuge herrschenden Sichtver­ hältnisse angepasst werden können. Die Einstellung der Licht­ stärke wird dabei mittels Steuer- und Reglereinrichtungen vorgenommen, die seitens der Befeuerungsanlagen neben Lampen als Befeuerungsgeräte zur Verfügung stehen. Ein einmal einge­ stellter Intensitätswert muss dabei unabhängig von Netzspan­ nungsschwankungen oder dem Ausfall einzelner Lampen im Se­ rienkreis konstant gehalten werden. Zur Konstanthaltung des Stromes in Serienkreisen von Befeuerungsanlagen auf Flug­ plätzen werden dabei Konstantstromregler eingesetzt, die ne­ ben den obigen Forderungen internationale Richtlinien und Empfehlungen und insbesondere landesspezifische Auflagen er­ füllen müssen. Neben diesen Steuer- und Reglereinrichtungen umfassen Befeuerungsanlagen als Befeuerungsgeräte darüber hinaus Lampenausfallmelde- und/oder Isolationsüberwachungs­ einrichtungen. Lampenausfallmeldeeinrichtungen sorgen dafür, dass der Ausfall von Lampen in Befeuerungsanlagen erkannt und beseitigt werden kann. In der Regel werden unabhängig vom Se­ rienkreisstrom und dessen Kurvenform die einzelnen Lampen­ ausfälle in Thyristor geregelten Serienkreisen erkannt und gemeldet. Die üblicherweise verwendeten Lampenausfalleinrich­ tungen melden dabei die erste und alle weiteren ausgefallenen Lampen einer Befeuerungsanlage.

Die in der Regel durch lange Kabelstrecken gekennzeichneten Serienstromkreise für Flugplatzbefeuerungen, welche über­ wiegend im Erdreich und in feuchten Schächten untergebracht sind, können aufgrund hoher Betriebsspannungen derartige Stromkreise gegen Erde bei Defekten leicht zu Isolations­ fehlern führen. Die Folge derartiger Isolationsfehler ist bei Doppelerdschluss die Reduzierung des Betriebsstromes und da­ mit der Lampenhelligkeit von Befeuerungsgeräten nahe des Feh­ lers, was im Extremfall zum Ausfall der Lampen führt. Isola­ tionsüberwachungseinrichtungen erfassen den Isolationswider­ stand eines Flugplatzbefeuerungs-Serienstromkreises sowohl im Betrieb als auch im abgeschalteten Zustand. Dabei wird eine stabilisierte Gleichspannung unabhängig von der Betriebsspan­ nung in den Serienkreis eingespeist und über den resultieren­ den Strom der Widerstand bestimmt. Der gemessene Widerstands­ wert gibt dabei ein Fehlermaß, welches innerhalb von vorgeb­ baren Grenzwerten eine Meldung zum Einleiten von Beseiti­ gungsmaßnahmen ausgibt.

Die verschiedenen Befeuerungsgeräte wie Konstantstromregler, Lampenausfallmeldesysteme und Isolationsüberwachungssysteme für Flugplatzbefeuerungen müssen eine Vielzahl von Signalen zur Ansteuerung und Rückmeldung von Betriebszuständen mit der Steuereinrichtung austauschen. Diese Signale müssen über Ka­ bel und entsprechende Steck- oder Klemmverbindungen den ein­ zelnen Befeuerungsgeräten seitens der Steuereinrichtung zur Verfügung gestellt werden. Bisher mussten die Befeuerungsge­ räte über parallele Schnittstellen mit mehradrigen Kabeln und entsprechenden Steck- oder Klemmverbindungen mit der zentra­ len Steuereinrichtung bzw. vorgelagerten dezentralen Steuer­ einrichtungen verbunden werden. Die Verbindung der einzelnen Befeuerungsgeräte mit der Steuereinrichtung bedingt dabei ei­ nen erheblichen Montage- und Materialaufwand. Dieser Montage- und Materialaufwand erhöht sich insbesondere bei redundanter Auslegung der Verbindungen zumindest um den Faktor 2, wobei entsprechende Befeuerungsgeräte und Steuereinrichtungen über entsprechende Signalen- bzw. -ausgänge verfügen müssen, die eine redundante Verbindung zulassen.

Der vorliegenden Erfindung liegt in Anbetracht dieses Standes der Technik die Aufgabe zugrunde, ein Leitsystem der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass eine einfachere Verdrahtung und Signalzuführung zwischen der Steuereinrich­ tung und den Befeuerungsgeräten gegeben ist, die darüber hin­ aus einen wesentlich geringeren Montage- und Materialaufwand zur Folge hat.

Zur technischen Lösung dieser Aufgabe wird mit der vorliegen­ den Erfindung ein Leitsystem für Befeuerungsanlagen auf Flug­ plätzen und dgl. mit wenigstens einer Steuereinrichtung zum Steuern, Regeln und Überwachen von Befeuerungsgeräten und mit der Steuereinrichtung verbindbaren Befeuerungsgeräten bereit­ gestellt, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass die Befeu­ erungsgeräte über ein Bussystem mit der Steuereinrichtung verbindbar sind.

Die erfindungsgemäße Verwendung eines Bussystems zum Ver­ binden von Befeuerungsgeräten mit der Steuereinrichtung be­ seitigt die bisher erforderliche Parallelverdrahtung der ein­ zelnen Befeuerungsgeräte und die damit gegebenen Nachteile hinsichtlich einer komplexeren Verdrahtung der Befeuerungs­ geräte mit der Steuereinrichtung und den aufgrund der komple­ xeren Verdrahtung gegebenen höheren Montage- und Materialauf­ wand.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Befeuerungsgeräte mit einer Busschnittstelle versehen, vorteilhafterweise mit einer über einen PROFIBUS ansteuer­ baren Schnittstelle. Der PROFIBUS ist eine normierte Feldbus­ lösung mit inzwischen einer Vielzahl von Anbietern, der ein digitales serielles Übertragungssystem für eine automatisier­ te Prozesssteuerung und -überwachung bereitstellt. Der PROFIBUS erlaubt die Übertragung auf verdrillten geschirmten Zweidrahtleitungen mit Datenübertragungsraten zwischen 9,6 und 12 000 kBit/s und erlaubt so einen überaus einfachen Sig­ nalaustausch zwischen der Steuereinrichtung und den Befeue­ rungsgeräten.

Gemäß einem weiteren vorteilhaften Vorschlag der Erfindung wird als Steuereinrichtung eine speicherprogrammierbare Steu­ erung (SPS) verwendet. Da in zunehmendem Maße zur Steuerung und Überwachung des Betriebes von Flugplatzbefeuerungssyste­ men zur Schaltung der Befeuerungsgeräte sowie zur eindeutigen Rückmeldung tatsächlicher Betriebszustände speicherprogram­ mierbare Steuerungen eingesetzt werden, können dadurch kos­ tenreduziert, bestehende Steuerungskomponenten noch effekti­ ver und vielseitige benutzt als auch Steuer- und Regelparame­ ter seitens der speicherprogrammierbaren Steuerung anderwei­ tig genutzt werden, beispielsweise visualisiert werden. Als speicherprogrammierbare Steuerung wird vorzugsweise ein Model aus der Simatic Serie der Firma Siemens verwendet, die vor­ teilhafter Weise über Bussysteme, vorzugsweise einen PROFIBUS, eine überaus einfache Kommunikation zwischen ver­ schiedenen Befeuerungsgeräten ermöglicht. Die verschiedenen Befeuerungsgeräte wie Konstantstromregler, Lampenausfall­ meldesysteme und Isolationsüberwachungssysteme werden so über das Bussystem zu einem Gesamtsystem kombiniert.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfin­ dung ist die Steuereinrichtung redundant ausgebildet, wobei vorteilhafterweise die Befeuerungsgeräte eine entsprechende Anzahl an Busschnittstellen aufweisen, die dem Grad der Re­ dundanz der Steuereinrichtungen entspricht.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau eines Leitsystems für Befeu­ erungsanlagen auf Flugplätzen gemäß dem Stand der Technik und

Fig. 2 den prinzipiellen Aufbau eines Leitsystems für Befeu­ erungsanlagen auf Flugplätzen gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines Leitsystems für Befeuerungsanlagen auf Flugplätzen. In einem Tower ist eine zentrale Steuereinrichtung 1, vorliegend eine speicherpro­ grammierbare Steuerung vom Typ SIMATIC angeordnet, welche ü­ ber entsprechende Schnittstellen mit einem Rechner 12 und ei­ nem Drucker 13 verbunden ist. Über ein Bussystem 3 ist die zentrale Steuereinrichtung mit einer vorgelagerten Steuer­ einrichtung 2 verbunden, welche über das Bussystem 3 seitens der zentralen Steuereinrichtung 1 zum Steuern, Regeln und Über­ wachen von Befeuerungsgeräten ansteuerbar ist. Seitens der vorgelagerten Steuereinrichtung 2 werden die einzelnen Befeu­ erungsgeräte 6, 8 und 10 jeweils über einzelne Leitungspakete 7, 9 und 11 über Ein-/Ausgabeeinheiten 4, welche mit einer entsprechenden Anzahl an Leitungen 5, entsprechend der Anzahl der einzelnen Leitungspakete 7, 9 und 11 mit der vor­ gelagerten Steuereinrichtung 2 verbunden. Die Ein-/Ausgabe­ einheiten 4 beinhalten dabei Haftrelaisbaugruppen, die den aktuellen Schaltzustand bei Ausfall der Steuersignale halten. Die für die einzelnen Befeuerungsgeräte, vorliegend Konstant­ stromreglern 6, Lampenausfallmeldesystemen 8 und Isolations­ überwachungssystemen 10 erforderlichen Leitungen der Lei­ tungspakete 7, 9 und 11 gegebene Verdrahtung bringt einen er­ höhten Montage- und Materialaufwand mit sich. So umfassen die Leitungspakete 7 zur Ansteuerung der Konstantstromregler 6 ebenso wie die Leitungspakete 9 zur Ansteuerung der Lampen­ ausfallmeldesysteme 8 jeweils bis zu siebzehn Leitungen und die Leitungspakete 11 zur Ansteuerung der Isolationsüberwa­ chungssysteme 10 jeweils vier Leitungen.

Fig. 2 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines Leitsystems für Befeuerungsanlagen gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei eine Steuereinrichtung 1' zum Steuern, Regeln und Überwachen von Befeuerungsgeräten 6', 8', 8", 10', 10" vorgesehen ist. Die Steuereinrichtung 1' ist dabei redundant ausgebildet und jeweils über Lichtwellenleiter 14 mit weiteren zentralen Steuereinrichtungen verbindbar. In Fig. 2 ist ein seitens der zentralen Steuereinrichtungen 1' angeschlossener Rechner mit Monitor und Tastatur sowie ein entsprechender Drucker zur Ausgabe von Zustandsmeldungen und dergleichen nicht darge­ stellt. Die Steuereinrichtungen 1' sind vorliegend speicher­ programmierbare Steuerungen vom Typ SIMATIC.

Über ein Bussystem vom Typ PROFIBUS 3' sind die Steuerein­ richtungen 1' mit den verschiedenen Befeuerungsgeräten 6', 8', 8", 10', 10" verbunden. Die Befeuerungsgeräte 6', 8' und 10' weisen dazu eine Busschnittstelle auf und sind so ü­ ber den PROFIBUS 3' mit den Steuereinrichtungen 1' ansteuer­ bar. Das Bussystem 3' besteht dabei aus einer zweiadrigen Leitung, was den Montage- und Materialaufwand zur Verdrahtung der Befeuerungsgeräte 6', 8' und 10' erheblich reduziert.

Wie in Fig. 2 zu erkennen, sind die Konstantstromregler 6' je­ weils über ein Bussystem 3' mit einer Steuereinrichtung 1' verbunden. Die Konstantstromregler 6' weisen dazu zwei Bus­ schnittstellen auf, die eine redundante Ansteuerung seitens der Steuereinrichtungen 1' ermöglichen.

Wie weiter in Fig. 2 dargestellt, werden die Lampenausfall­ meldesysteme 8' und Isolationsüberwachungssysteme 10' über das Bussystem 3' mit einer vorgelagerten Steuereinrichtung 2', vorliegend eine speicherprogrammierbare Steuerung vom Typ SIMATIC, mit den redundant ausgebildeten Steuereinrichtungen 1' verbunden. Dabei weist die vorgelagerte Steuereinrichtung 2' zur Parametrierung und Visualisierung von Steuer-, Regel- und Überwachungsparametern einen Rechner 12' auf.

Das Leitsystem gemäß Fig. 2 erlaubt eine Verdrahtung von Be­ feuerungsgeräten 6', 8' und 10' mit einer Steuereinrichtung 1' mit einem äußerst geringen Montage- und Materialaufwand durch Beseitigung der bisher erforderlichen Parallelverdrah­ tung der Befeuerungsgeräte, indem die Befeuerungsgeräte 6', 8' und 10' sämtlichst über den PROFIBUS 3' zu einem Gesamt­ system kombiniert werden.

Claims (6)

1. Leitsystem für Befeuerungsanlagen auf Flugplätzen und der­ gleichen mit wenigstens einer Steuereinrichtung (1') zum Steuern, Regeln und Überwachen von Befeuerungsgeräten (6', 8', 10') und mit der Steuereinrichtung (1') verbindbaren Be­ feuerungsgeräten (6', 8', 10'), dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Befeuerungsgeräte (6', 8', 10') über ein Bussystem (3') mit der Steuereinrichtung (1') verbindbar sind.

2. Leitsystem nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Befeuerungsgeräte (6', 8', 10') mit wenigstens einer Busschnittstelle versehen sind.

3. Leitsystem nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, da­ durch gekennzeichnet, dass die Steuerein­ richtung (1') mit wenigstens einer Busschnittstelle versehen ist.

4. Leitsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, dass das Bussystem ein Feldbus, vorzugsweise ein PROFIBUS ist.

5. Leitsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, dass die Steuerein­ richtung eine speicherprogrammierbare Steuerung ist, vorzugswei­ se eine SIMATIC.

6. Leitsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, dass die Steuerein­ richtung (1') redundant ausgebildet ist.