WO1999008489A1 - Verfahren und vorrichtung zur konstanthaltung des serienkreisstroms von befeuerungsanlagen auf flugplätzen und dergleichen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur konstanthaltung des serienkreisstroms von befeuerungsanlagen auf flugplätzen und dergleichen Download PDF

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WO1999008489A1
WO1999008489A1 PCT/DE1998/002245 DE9802245W WO9908489A1 WO 1999008489 A1 WO1999008489 A1 WO 1999008489A1 DE 9802245 W DE9802245 W DE 9802245W WO 9908489 A1 WO9908489 A1 WO 9908489A1
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series circuit
controller
current
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circuit current
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PCT/DE1998/002245
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Inventor
Helmut Schmidt
Hans-Joachim Von Stednitz
Manfred Bete
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10—Controlling the light source
    • H05B47/175—Controlling the light source by remote control
    • H05B47/18—Controlling the light source by remote control via data-bus transmission

Definitions

  • airfields must be equipped with airfield lighting systems for operation at night or in poor visibility.
  • lighting systems serve as visual navigation aids for the pilot.
  • Lighting systems for major airports include various lighting systems that are used to mark the approach sector, the runways, the taxiways and forerunners.
  • additional devices are used, for example taxiway signposts, parking aids, wind direction indicators and the like. All of these systems can be switched separately, and each individual system can also include differently switchable fires, for example the approach lights include approach flashlights for optically highlighting the approach center line and threshold, high-performance lights for approach, threshold and runway end, precision approach - Sliding angle fire for high light outputs and sharp red-white transition and the like.
  • the individual lighting systems usually extend over several kilometers and require a corresponding cable network.
  • the individual lighting devices are operated in series in order to exclude differences in intensity of the connected lighting devices at the beginning and end of the line, which would be the case with lighting devices operated in parallel due to the high voltage drop given these cable lengths.
  • the individual lamps are each supplied via a lamp or series circuit transformer.
  • the lamp transformers for feeding the light sources of the lighting devices are connected in series in a series circuit and operated with a constant current. The transformers therefore have the character of current transformers with a fixed, predefinable current transmission ratio.
  • the light intensity of the lighting systems must be able to be adapted at any time to the visibility prevailing when the aircraft is taking off or landing.
  • the light intensity is adjusted by means of control and regulating devices.
  • the intensity value once set must be kept constant regardless of mains voltage fluctuations or the failure of individual lamps in the series circuit.
  • Constant current regulators are used to keep the current constant in series circuits of lighting systems at airfields.
  • international current directives and recommendations and in particular country-specific requirements must be met. So far, aerodrome constant current controllers that meet these requirements have been designed as an independent electronic module, comprising an analog and / or digital control and / or regulating part and a thyristor-based power part.
  • the series circuit current is regulated via a phase control.
  • the ignition timing of the thyristors operating in anti-parallel connection is adjusted.
  • the supply transformers required to supply a series circuit are separated from the electronic assembly and are installed in a separate as well as in the same supply cabinet as the constant current regulator.
  • Programmable logic controllers are increasingly being used to control and monitor the operation of the individual lighting systems of a lighting system.
  • the object of the present invention is to outsource the control and regulating tasks of the control and regulating electronics of a constant current regulator and to have them carried out by an already existing, higher-level control system, in order to improve the control and regulation with regard to operational reliability and to have a modular, compact structure To enable lighting systems.
  • the method according to the invention creates the possibility of outsourcing control and regulating tasks of the control and regulating electronics of a constant current regulator in such a way that the control and regulation are improved with regard to operational safety and, at the same time, there is a modular, compact construction of lighting systems.
  • a current recorded as the actual value is supplied to a controller device in a digitally converted manner makes it possible to outsource the controller device without having to accept the losses of longer transmission times that would otherwise occur, for example, in analog lines. So there are all the advantages that come with digital transmission, such as a higher signal transmission speed, a lower susceptibility to signal interference, a higher signal reproduction. ornamental and the like.
  • the controller device can thus advantageously be arranged decentrally.
  • a programmable logic controller is used as the controller device. Since programmable controls are increasingly being used to control and monitor the operation of the lighting systems for switching the lighting systems, the brightness levels, the landing directions and the like, as well as for the clear feedback of actual operating states, costs can be reduced and existing control components can be used even more effectively and in a more versatile manner control parameters are also used in other ways by the programmable logic controller, for example visualized.
  • a model of the SIMATIC series from Siemens is preferably used as the programmable logic controller, which enables extremely simple communication between various components and assemblies, for example via bus systems, in particular Profibus and the like.
  • a digital control algorithm of the programmable logic controller is used as the control device.
  • the constant current controller according to the invention thus consists of controller-specific software that runs on a programmable logic controller.
  • the use of standardized hardware, easily changeable software and the possibility of data storage and visualization are advantageous. For example, all tax, regulation and
  • Monitoring functions can be stored in an adjustable manner, for example in an EPROM, on a floppy disk or another memory.
  • the current proportional to the lamp current is advantageously supplied to an actual value acquisition unit via at least one converter.
  • Actual value converters, matching converters and the like can be used as converters, for example.
  • a particular advantage here is a separation from the series circuit current, so that the series circuit current is influenced by the actual value acquisition.
  • the actual value is advantageously converted into an effective value, which is digitally supplied to the controller device for determining the manipulated value.
  • An RMS module or an RMS converter can be used to implement this.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an airfield lighting system and FIG. 1 shows the basic structure of a constant current controller according to the present invention.
  • the runway 1 shows a schematic illustration of the basic structure of an airfield lighting system 1 with a runway 2, a runway field 3 and a tower 4.
  • approach lighting by means of an approach flash light 5 is shown as an example.
  • the runway 2 has a center line lighting system, exemplified by an underfloor fire for approach center lines 6, and a runway edge lighting system, illustrated here by two high-performance lights for the runway edge 7.
  • the runway field 3 here has, for example, runway edge lights and runway center line lights shown by a runway edge fire 8 and runway centerline underfloor light 9 and stop bars 10 shown by underfloor fire for stop bars not shown here.
  • Tower 4 shows a main control point 11, which has a control device 12, for example a programmable logic controller, with an operating keyboard 13 and a display 14, here a monitor.
  • a control device 12 for example a programmable logic controller
  • keyboard 13 for example a keyboard
  • display 14 here a monitor.
  • a computer 16 with a monitor 17, keyboard 18 and
  • the control device 12 of the main control point 11 can thus via further connections 20 are connected to further substations, not shown here.
  • bus systems or couplings such as Profibus, wireless connections, for example by radio or infrared, can also be used as connections 20 for the transmission of control and signal signals.
  • the substation 21 has an energy supply device 22, shown schematically here, which can be connected both to a conventional supply network 23 and to an emergency power supply 24.
  • the substation has control points 25 connected to the control device 12 of the main control point via a connection 20, one of which is shown here by way of example.
  • the control point 25 has a control device 26 for controlling and monitoring the operating states of the connected lighting systems.
  • the consumers here the high-performance lights for the runway and runway edge 7, are operated by means of a cable 29 in series-connected lamp transformers, which in turn are supplied with a constant current by means of the constant current regulator 27.
  • the exact structure and the method on which the constant current regulator according to the invention is based are explained below with reference to the basic structure of a constant current regulator according to the invention shown in FIG.
  • the constant current controller 30 is a modular system, consisting of a programmable logic controller 31, for example a SIMATIC S7, with controller-specific software, input and output modules 32 of the programmable logic controller 31, an actual value acquisition module 33, and a marshalling module. group 34 and a thyristor controller 35, the power section of which is connected on the primary side to a feed transformer 36.
  • lamp transformers 28 of a lighting system connected in series are connected on the secondary side of the feed transformer 36. Furthermore, the secondary side of the feed transformer 36 has an overvoltage or lightning protection 46.
  • a measuring current proportional to the series circuit current comes from a current transformer 37 connected on the secondary side of the feed transformer 36 and is supplied as an actual value to the actual value detection module 33 via an actual value converter (not shown here) and a matching converter.
  • the actual value acquisition module converts this actual value into an effective value, if necessary after filtering.
  • an actual value proportional to the series circuit current is passed on via the distribution distributor 34 to a digital input and output module 32 of the programmable controller 31. Furthermore, peak current overshoots and the like can be determined via the current detection.
  • the switching distributor 34 is used for simple connection of the programmable logic controller 31, the actual value acquisition module 33 and the thyristor controller 35 by means of plug cables.
  • a digital control algorithm of a controller module 38 forms one from the digital effective value of the actual value acquisition and a predeterminable target value of the series circuit current
  • the thyristor controller 35 sets the digital setpoint of the digital controller module 38 of the programmable logic controller 31 by means of phase angle control with two anti- parallel thyristors into a voltage value for the feed transformer 36, at which the desired series circuit current is then established on the secondary side.
  • the series circuit current specified with the setpoint is kept constant by the current flow angle, which adapts to the setpoint, irrespective of laser changes in the secondary series circuit and voltage fluctuations in the primary network.
  • the intensity of the light of the lamps 39 of the respective lighting system which can be predetermined with the target value is thus also constant.
  • the programmable logic controller 31 also has an operating panel 40, which is used for operating and fault display and for on-site control of the programmable logic controller 31.
  • the specifiable setpoint flows as well as the currently detected actual value flows and the like can be displayed on the control panel.
  • the control panel 40 is connected to the programmable logic controller 31 via digital inputs or bus systems 41, via which external control signals can also be fed to the programmable logic controller 31 via the connection identified here by 42, for example a bus system.
  • a signal exchange between different control devices can take place via the connection 42.
  • a further control keyboard along with displays 43 for parallel control is also connected via the distribution distributor 34.
  • the displays can, for example, visualize the series circuit current, the setting angle of the leading edge control as well as operating and fault messages.
  • the lamps 39 of the lighting system can be switched on and off via the control modules 28.
  • the parallel control can also be used, for example an operating keyboard and displays 43 of the series circuit current can be set.
  • 40 errors can be simulated on site with the control panel.
  • Various programmable monitoring functions for example overcurrent, actual value failure, capacitive series circuit current, permanent exceeding of the crest factor, thyristor monitoring and the like, can also be carried out with the programmable logic controller 31, which, for example, switches off the supply transformer via the load contactor 44 shown in FIG. 2 in the event of a fault.
  • the programmable logic controller 31 here has two further controller modules 45 as an example, so that in principle several power units can be operated by one programmable logic controller 31 and a corresponding number of conventional constant current control units can thus be replaced.
  • the present invention makes it possible to outsource the control and regulating electronics of a conventional constant current regulator. Furthermore, the power section of the thyristor controller can be mechanically connected directly to the feed transformer 36 and can thus be constructed in a very compact manner.

Abstract

Um ein Auslagern der Steuer- und Regelelektronik eines Konstantstromreglers zu ermöglichen, wird mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Konstanthaltung des Serienkreisstroms von Befeuerungsanlagen auf Flugplätzen und dergleichen vorgeschlagen, wobei sekundärseitig eines sekundärseitig mit in Serie geschalteten Transformatoren (28) zur Versorgung von Lampen (39) versehenen Speisetransformators (36) ein dem Serienkreisstrom proportionaler Strom als Istwert erfaßt und digital gewandelt einer Reglereinrichtung zur Bestimmung eines Stellwertes zur Steuerung eines primärseitig des Speisetransformators (36) angeordneten, zum Einstellen des sekundärseitigen Serienkreisstromes vorgesehenen Thyristorstellers (35) zugeführt wird. Desweiteren wird eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens angegeben.

Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zur Konstanthaltung des Serien- kreisstroms von Befeuerungsanlagen auf Flugplätzen und der- gleichen
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 Befeuerungssysteme dem Piloten als optische Navigationshilfe. Befeuerungsanlagen für Großflughäfen umfassen verschiedene Befeuerungssysteme, die der Markierung des Anflugsektors, der Start- und Landebahnen, der Rollbahnen und Vor- feider dienen. Desweiteren werden Zusatzeinrichtungen eingesetzt, beispielsweise Rollbahnwegweiser, Einparkhilfen, Windrichtungsanzeiger und dergleichen. Alle diese Systeme sind getrennt schaltbar, wobei auch jedes einzelne System unterschiedlich schaltbare Feuer umfassen kann, beispielsweise um- faßt die Anflug-Befeuerung Anflug-Blitzfeuer zur optischen Hervorhebung von Anflug-Mittellinie und Schwelle, Hochleistungsfeuer für Anflug, Schwelle und Startbahnende, Präzisions-Anflug-Gleitwinkelfeuer für hohe Lichtleistungen und scharfen Rot-Weiß-Übergang und dergleichen.
Die einzelnen Befeuerungssysteme erstrecken sich in der Regel über mehrere Kilometer und erfordern ein dementsprechendes Kabelnetz. Die einzelnen Befeuerungsgeräte werden seriell betrieben, um Intensitätsunterschiede der angeschlossenen Be- feuerungsgeräte am Leitungsanfang und Leitungsende auszuschließen, die bei parallel betriebenen Befeuerungsgeräten aufgrund des bei diesen Kabellängen gegebenen hohen Spannungsabfalls gegeben wären. Um eine Unterbrechung des durch die in Serie geschalteten Verbraucher gebildeten Serienstrom- kreis bei Ausfall eines einzigen Verbrauchers, das heißt ei- ner Lampe, zu verhindern, werden die einzelnen Lampen jeweils über einen Lampen- oder Serienkreistransformator versorgt. Die Lampentransformatoren zum Speisen der Lichtquellen der Befeuerungsgeräte werden im Serienkreis in Reihe geschaltet und mit einem konstanten Strom betrieben. Die Transformatoren haben daher Stromwandlercharakter mit einem festen, vorgebbaren Stromübersetzungsverhältnis .
Die Lichtstärke der Befeuerungssysteme muß jederzeit an die bei Start oder Landung der Flugzeuge herrschenden Sichtverhältnisse angepaßt werden können. Die Einstellung der Lichtstärke wird dabei mittels Steuer- und Reglereinrichtungen vorgenommen. Der einmal eingestellte Intensitätswert muß dabei unabhängig von Netzspannungsschwankungen oder dem Ausfall einzelner Lampen im Serienkreis konstant gehalten werden. Zur Konstanthaltung des Stromes in Serienkreisen von Befeuerungsanlagen auf Flugplätzen werden Konstantstromregler eingesetzt, die neben den obigen Forderungen internationale Richtlinien und Empfehlungen und insbesondere landesspezifische Auflagen erfüllen müssen. Bisher werden speziell diese Forderungen erfüllende Flugplatz-Konstantstromregler als eigenständige elektronische Baugruppe, umfassend einen analog und/oder digital arbeitenden Steuer- und/oder Regelteil und einen auf Thyristorbasis arbeitenden Leistungsteil, ausgebil- det . Der Serienkreisstrom wird dabei über eine Phasenanschnittssteuerung geregelt. Dabei wird der Zündzeitpunkt der in Antiparallelschaltung arbeitenden Thyristoren verstellt. Die zur Speisung eines Serienkreises erforderlichen Speisetransformatoren sind separat von der elektronischen Baugruppe abgesetzt und werden sowohl in einem separaten, als auch in dem gleichen Versorgungsschrank wie der Konstantstromregler eingebaut. Zur Steuerung und Überwachung des Betriebes der einzelnen Befeuerungsanlagen eines Befeuerungssystems werden zunehmend speicherprogrammierbare Steuerungen eingesetzt. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Steuer- und Regelaufgaben der Steuer- und Regelelektronik eines Konstantstromreglers auszulagern und von einer ohnehin vorhandenen, übergeordneten Steuerung vornehmen zu lassen, um so die Steuerung und Regelung hinsichtlich Betriebssicherheit zu verbessern und einen modularen, kompakten Aufbau von Befeuerungssystemen zu ermöglichen.
Zur technischen Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren zur Konstanthaltung des Serienkreisstroms von Befeuerungsanlagen auf Flugplätzen und dergleichen vorgeschlagen, wobei sekundärseitig eines sekundärseitig mit in Serien geschalteten Transformatoren zur Versorgung von Lampen versehenen Speise- transformators ein dem Serienkreisstro proportionaler Strom als Istwert erfaßt und digital gewandelt einer Reglereinrichtung zur Bestimmung eines Stellwertes zur Steuerung eines primärseitig des Speisetransformators angeordneten, zum Einstellen des sekundärseitigen Serienkreisstromes vorgesehenen Thyristorstellers zugeführt wird.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird die Möglichkeit geschaffen, Steuer- und Regelaufgaben der Steuer- und Regelelektronik eines Konstantstromreglers so auszulagern, daß die Steuerung und Regelung hinsichtlich Betriebssicherheit ver- bessert und gleichzeitig ein modularer, kompakter Aufbau von Befeuerungssystemen gegeben ist. Dadurch, daß ein als Istwert erfaßter Strom digital gewandelt einer Reglereinrichtung zugeführt wird, ist es möglich, die Reglereinrichtung auszulagern, ohne die ansonsten beispielsweise bei analogen Leitun- gen gegebenen Verluste von größeren Übertragungszeiten in Kauf nehmen zu müssen. Es sind also sämtliche sich mit der digitalen Übertragung ergebenden Vorteile, wie beispielsweise einer höheren Signalübertragungsgeschwindigkeit , einer geringeren Signalstöranfälligkeit, einer höheren Signalreprodu- zierbarkeit und dergleichen, gegeben. Die Reglereinrichtung kann somit vorteilhafterweise dezentral angeordnet werden.
Gemäß einem vorteilhaften Vorschlag der Erfindung wird als Reglereinrichtung eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) verwendet. Da in zunehmendem Maße zur Steuerung und Überwachung des Betriebes der Befeuerungssyste e zur Schaltung der Befeuerungssysteme, der Helligkeitsstufen, der Landerichtungen und dergleichen sowie zur eindeutigen Rückmel- düng tatsächlicher Betriebszustände speicherprogrammierbare Steuerungen eingesetzt werden, können dadurch Kosten reduziert, bestehende Steuerungskomponenten noch effektiver und vielseitiger genutzt als auch Steuer- und Regelparameter seitens der speicherprogrammierbaren Steuerung anderweitig ge- nutzt werden, beispielsweise visualisiert werden. Als speicherprogrammierbare Steuerung wird vorzugsweise ein Modell der SIMATIC-Serie der Firma Siemens verwendet, die beispielsweise über Bussysteme, insbesondere Profibus und dergleichen, eine überaus einfache Kommunikation zwischen verschiedenen Komponenten und Baugruppen ermöglicht.
Gemäß einem weiteren besonders vorteilhaf en Vorschlag der Erfindung wird als Reglereinrichtung ein digitaler Regelalgorithmus der speicherprogrammierbaren Steuerung verwendet. Da- mit besteht der erfindungsgemäße Konstantstromregler aus einer reglerspezifischen Software, die auf einer speicherprogrammierbaren Steuerung läuft. Vorteilhaft ist dabei die Verwendung standardisierter Hardware, leicht änderbarer Software sowie die Möglichkeit der Datenspeicherung und -visualisie- rung. So sind beispielsweise sämtliche Steuer-, Regel- und
Überwachungsfunktionen einstellbar speicherbar, beispielsweise in einem EPROM, auf einer Diskette oder einem anderen Speicher. In vorteilhafter Weise wird der dem Lampenstrom proportionale Strom über wenigstens einen Wandler einer Istwerterfassungseinheit zugeführt. Als Wandler können beispielsweise Istwertwandler, Anpaßwandler und dergleichen verwendet werden. Vor- teilhaft ist dabei insbesondere eine Trennung von dem Serienkreisstrom, so daß eine Beeinflussung des Serienkreisstroms durch die Istwerterfassung gegeben ist. Vorteilhafterweise wird der Istwert vor der Digitalwandlung in einen Effektivwert umgesetzt, welcher der Reglereinrichtung zur Bestimmung des Stellwertes digital zugeführt wird. Zur Umsetzung kann dabei ein Effektivwertbaustein oder ein Effektivwertwandler verwendet werden.
Gemäß einem besonders vorteilhaften Vorschlag der Erfindung werden neben dem Istwert des dem Lampen- oder Serienkreisstroms proportionalen Stroms weitere leistungsteilspezifische Größen erfaßt, die für gegebenenfalls auf die Stromregelung eingreifende Überwachungsfunktionen verwendet werden können. So sind beispielsweise eine Überstromerfassung, die bei de- fektem Regler den Speisetransformator abschaltet, eine Istwertüberwachung, die bei Unterbrechung des Serienkreises oder der Istwerterfassung den Speisetransformator abschaltet, eine Thyristorüberwachung, die den Speisetransformator bei Unregelmäßigkeiten hinsichtlich Leit- und Sperrverhalten der Transistoren abschaltet eine Spannungsüberwachung, die oberhalb und unterhalb eines in einem vorgebbaren Intervall von der Nennspannung abweichenden Spannungswertes eine Regelsperre setzt bzw. aufhebt, einer Crestfaktorüberwachung, bei der bei Überschreitung eine sofortige Reglerstellwertrückstellung und anschließendes Wiederhochfahren auf Nennwert und bei anschließendem Nichteinhalten eine Abschaltung des Reglers erfolgt, vorgesehen. Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden im folgenden anhand der in den Fig. dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:
FIG 1 eine schematische Darstellung einer Flugplatzbefeuerung und FIG 1 den prinzipiellen Aufbau eines Konstantstromreglers gemäß der vorliegenden Erfindung.
FIG 1 zeigt in einer schematischen Darstellung den prinzipiellen Aufbau eines Flugplatzbefeuerungssystems 1 mit Landebahn 2, Rollbahnfeld 3 und Tower 4. Vor der Landebahn ist exemplarisch eine Anflug-Befeuerung durch ein Anflug-Blitzfeuer 5 dargestellt. Die Start- und Landebahn 2 weist eine exempla- risch durch ein Unterflurfeuer für Anflug-Mittellinien 6 dargestellte Mittellinien-Befeuerung sowie eine hier exemplarisch durch zwei Hochleistungsfeuer für Startbahnrand 7 dargestellte Start- und Landebahnen-Randbefeuerungen auf. Das Rollbahnfeld 3 weist hier exemplarisch durch ein Rollbahn- randfeuer 8 und Rollbahn-Mittellinien-Unterflurfeuer 9 dargestellte Rollbahn-Randbefeuerungen und Rollbahn-Mittellinien- Befeuerungen sowie durch hier nicht dargestellte Unterflurfeuer für Stoppbarren dargestellte Stoppbarren 10 auf.
Im Tower 4 ist eine Hauptsteuerstelle 11 dargestellt, die eine Steuereinrichtung 12, zum Beispiel eine speicherprogrammierbare Steuerung, mit einer Bedientastatur 13 und einer Anzeige 14, hier ein Monitor, aufweist. Über verschiedene Verbindungen 20 sind eine hier ebenfalls im Tower 4 unterge- brachte, einen Rechner 16 mit Monitor 17, Tastatur 18 und
Drucker 19 versehene Betriebswarte 15, sowie hier eine exemplarisch zur Steuerung der Rollbahn-Randbefeuerung vorgesehene Unterstation 21 an der Steuereinrichtung 12 der im Tower 4 untergebrachten Hauptsteuerstelle 11 angeschlossen. Die Steu- ereinrichtung 12 der Hauptsteuerstelle 11 kann somit über weitere Verbindungen 20 mit hier nicht dargestellten weiteren Unterstationen verbunden werden.
Als Verbindungen 20 kommen dabei neben herkömmlichen Leitun- gen, Bussystemen bzw. -kopplungen, wie zum Beispiel Profibus, auch drahtlose Verbindungen, beispielsweise per Funk oder Infrarot, zur Übertragung von Steuer- und Meldesignalen in Frage.
Die Unterstation 21 weist eine hier schematisch dargestellte Energieversorgungseinrichtung 22 auf, die sowohl mit einem herkömmlichen Versorgungsnetz 23 als auch mit einer Notstrom- versorgung 24 verbunden werden kann. Zur Steuerung von Befeuerungsanlagen, im vorliegenden Fall einer Start- und Lan- debahn-Randbefeuerung, weist die Unterstation über eine Verbindung 20 mit der Steuereinrichtung 12 der Hauptsteuerstelle verbundene Steuerstellen 25 auf, von denen hier eine exemplarisch dargestellt ist. Die Steuerstelle 25 weist eine Steuereinrichtung 26 zur Steuerung und Überwachung von Betriebszu- ständen der angeschlossenen Befeuerungsanlagen auf. Die Verbraucher, hier die Hochleistungsfeuer für Start- und Rollbahnrand 7, werden mittels eines Kabels 29 in Serie geschalteten Lampentransformatoren betrieben, welche wiederum mittels des Konstantstromreglers 27 mit einem konstanten Strom versorgt werden. Der genaue Aufbau und das dem erfindungsge- mäßen Konstantstromregler zugrundeliegende Verfahren werden im folgenden anhand des in FIG 2 gezeigten prinzipiellen Aufbaus eines erfindungsgemäßen Konstantstromreglers erläutert.
Der erfindungsgemäße, in FIG 2 dargestellte Konstantstromreg- ler 30 ist ein modulares System, bestehend aus einer speicherprogrammierbaren Steuerung 31, beispielsweise einer SIMATIC S7, mit einer reglerspezifischen Software, Ein- und Ausgabebaugruppen 32 der speicherprogrammierbaren Steuerung 31, einer Istwerterfassungsbaugruppe 33, einer Rangierbau- gruppe 34 sowie einem Thyristorsteller 35, dessen Leistungsteil primärseitig an einen Speisetransformator 36 angeschlossen ist.
Wie in FIG 2 gezeigt, sind sekundärseitig des Speisetransformators 36 in Reihe geschaltete Lampentransformatoren 28 einer Befeuerungsanlage angeschlossen. Ferner weist die Sekundärseite des Speisetransformators 36 einen Überspannungs- oder Blitzschutz 46 auf. Ein zum Serienkreisstrom proportionaler Meßstrom gelangt von einem sekundärseitig des Speisetransformators 36 angeschlossenen Stromwandler 37 und wird als Istwert über einen hier nicht dargestellten Istwertwandler und einen Anpaßwandler der Istwerterfassungsbaugruppe 33 zugeführt. Dieser Istwert wird seitens der Istwerterf ssungsbau- gruppe, gegebenenfalls nach Filterung, in einen Effektivwert umgewandelt. Nach einer anschließenden Digitalisierung wird ein dem Serienkreisstrom proportionaler Istwert über den Rangierverteiler 34 zu einer digitalen Ein- und Ausgabebaugruppe 32 der speicherprogra mierbaren Steuerung 31 weitergele tet. Desweiteren können über die Stromerfassung Spitzenstromüber- schreitungen und dergleichen ermittelt werden.
Der Rangierverteiler 34 dient zum einfachen Verbinden der speicherprogrammierbaren Steuerung 31, der Istwert-Erfas- sungsbaugruppe 33 und des Thyristorstellers 35 mittels Steckkabel .
Ein digitaler Regelalgorithmus einer Reglerbaugruppe 38 bildet aus dem digitalen Effektivwert der Istwerterfassung und einem vorgebbaren Sollwert des Serienkreisstromes einen
Stellwert für den Thyristorsteller 35.
Der Thyristorsteller 35 setzt den digitalen Sollwert der digitalen Reglerbaugruppe 38 der speicherprogrammierbaren Steuerung 31 durch Phasenanschnittssteuerung mit zwei anti- parallelen Thyristoren in einen Spannungswert für den Speisetransformator 36 um, bei dem sich dann sekundärseitig der gewünschte Serienkreisstrom einstellt.
Der mit dem Sollwert vorgegebene Serienkreisstrom wird unabhängig von Las änderungen im sekundären Serienkreis und SpannungsSchwankungen im primärseitigen Netz durch den sich dem Sollwert anpassenden Stromflußwinkel konstant gehalten. Damit ist auch die mit dem Sollwert vorgebbare Intensität des Lichtes der Lampen 39 der jeweiligen Befeuerungsanlage konstant.
Wie in FIG 2 gezeigt, weist die speicherprogrammierbare Steuerung 31 desweiteren ein Bedienpanel 40 auf, das zur Be- triebs- und Störanzeige sowie zur Vorort-Steuerung der spei- cherprogrammierbaren Steuerung 31 dient. Über das Bedienpanel können beispielsweise die vorgebbaren Sollwertströme sowie die aktuell erfaßten Istwertströme und dergleichen angezeigt werden. Das Bedienpanel 40 ist über digitale Eingänge oder Bussysteme 41 der speicherprogrammierbaren Steuerung 31 angeschlossen, über die ebenfalls externe Steuersignale über die hier mit 42 gekennzeichnete Verbindung, beispielsweise ein Bussystem, der speicherprogrammierbaren Steuerung 31 zugeführt werden können. Ebenso kann über die Verbindung 42 ein Signalaustausch zwischen verschiedenen Steuereinrichtungen erfolgen. Wie in FIG 2 gezeigt, ist desweiteren über den Rangierverteiler 34 eine weitere Bedientastatur nebst Anzeigen 43 zur parallelen Steuerung angeschlossen.
Die Anzeigen können beispielsweise den Serienkreisstrom, den Stellwinkel der Phasenanschnittssteuerung sowie Betriebs- und Störmeldungen visualisieren. Bei Vorort-Betrieb können beispielsweise die Lampen 39 der Befeuerungsanlage über die Reglerbaugruppen 28 ein- und ausgeschaltet werden. Desweiteren kann beispielsweise auch über die parallele Steuerung mittels einer Bedientastatur und Anzeigen 43 der Serienkreisstrom eingestellt werden. Ferner können mit dem Bedienpanel 40 Fehler vor Ort simuliert werden.
Mit der speicherprogrammierbaren Steuerung 31 können desweiteren verschiedene Überwachungsfunktionen, beispielsweise Überstrom, Istwertausfall, kapazitiver Serienkreisstrom, permanente Crestfaktorüberschreitung, Thyristorüberwachung und dergleichen, vorgenommen werden, die bei einem Fehler bei- spielsweise eine Abschaltung des Speisetransformators über das in FIG 2 dargestellte Lastschütz 44 vornimmt.
Wie ferner in FIG 2 gezeigt, weist die speicherprogrammierbare Steuerung 31 hier exemplarisch zwei weitere Reglerbaugrup- pen 45 auf, so daß prinzipiell von einer speicherprogrammierbaren Steuerung 31 mehrere Leistungseinheiten bedient und somit eine entsprechende Anzahl konventioneller Konstantstromregeleinheiten ersetzt werden können.
Mit der vorliegenden Erfindung ist eine Auslagerung der Steuer- und Regelelektronik eines konventionellen Konstantstrom- reglers möglich. Ferner kann der Leistungsteil des Thyristorstellers direkt mit dem Speisetransformator 36 mechanisch verbunden werden und damit sehr kompakt aufgebaut werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Konstanthaltung des Serienkreisstroms von Befeuerungsanlagen auf Flugplätzen und dergleichen, wobei se- kundärseitig eines sekundärseitig mit in Serie geschalteten Transformatoren (28) zur Versorgung von Lampen (39) versehenen Speisetransformators (36) ein dem Serienkreisstrom proportionaler Strom als Istwert erfaßt und digital gewandelt einer Reglereinrichtung (38) zur Bestimmung eines Stellwertes zur Steuerung eines primärseitig des Speisetransformators
(36) angeordneten, zum Einstellen des sekundärseitigen Seri- enkreisstromes vorgesehenen Thyristorstellers (35) zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß eine dezentrale Reglereinrichtung (38) verwendet wird.
3. Verfahren nach einem oder beiden der Ansprüche 1 oder 2 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß als Reglereinrichtung (38) eine speicherprogrammierbare Steuerung (31) verwendet wird.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß als Reglereinrichtung (38) ein digitaler Regelalgorithmus der speicherprogrammierbaren Steuerung (31) verwendet wird.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der dem
Serienkreisstrom proportionale Strom über wenigstens einen Wandler einer Istwerterfassungseinheit zugeführt wird.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Ist- wert vor der Digitalwandlung in einen Effektivwert umgesetzt wird, welcher der Reglereinrichtung zur Bestimmung des Stellwertes digital zugeführt wird.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, umfassend einen Speisetransformator (36) mit einem sekundärseitig angeschlossenen, mit einer Istwerterfassungsbaugruppe verbundenen Stromwandler zur Erfassung eines dem Serienkreisstrom eines sekundärseitig des Speisetransformators (36) anschließbaren Serienkreises einer Befeuerungsanlage, einer mit der Istwerterfassungsbaugruppe (33) verbundenen digitalen Reglereinrichtung zur Bestimmung eines Stellwertes zur Steuerung eines mit der Reglereinrichtung verbundenen, primärseitig des Speisetransfor- mators angeordneten Thyristorstellers zum Einstellen des sekundärseitigen Serienkreisstromes .
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Istwerterfassungsbaugrup- pe wenigstens einen Wandler zur Digitalwandlung des erfaßten
Stroms aufweist.
9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 oder
8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Istwerterfassungsbaugruppe (33) einen Effektivwertbaustein zur Wandlung des Istwertes aufweist.
10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis
9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß als digitale Reglereinrichtung eine speicherprogrammierbare
Steuerung verwendet wird.
11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis
10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die digitale Reglereinrichtung einen digitalen Regelalgorithmus verwende .
12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die speicherprogrammierbare Steuerung eine SIMATIC ist.
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