专利名称：安全控制装置及方法
技术领域：
本发明涉及安全控制技术领域，具体地说，是涉及用来控制登机桥或登船桥的运动的安全控制装置及方法。
背景技术：
登机桥的主要运动有行走运动、升降运动、接机口的运动、自动调平机构运动、遮篷运动等等。登机桥执行手动行走和升降，自动调平升降运动的操作如图I所示，包括步骤S110，在手动状态下，操作人员通过按钮(或开关)将手动上升或下降的命令传给PLC;或在自动调平状态下，通过自动调平检测元件检测的信号自动将上升或下降的命令传给PLC ；或在手动或自动调平状态下，通过门保护检测装置检测的信号自动将下降的命令传给PLC ；步骤S120，控制命令成为PLC输入信号，输入信号经PLC逻辑运算后输出控制信号；步骤·S130，输出控制信号提供给接触器线圈或电磁阀的线圈；步骤S140，接触器或电磁阀根据PLC传来的控制信号指示登机桥的升降或行走运动。虽然控制单元PLC可靠性较高，但仍可能出现故障。若一旦出现PLC输出触点粘连故障时，这时即使给定操作命令信号消失了，PLC的输出触点一直接通，上述的控制的接触器线圈或电磁阀的线圈会一直得电，使得登机桥控制系统的执行机构仍然会继续运动，这样登机桥控制系统的PLC不受控制，引发登机桥和/或飞机损坏等安全事故。为了解决PLC输出触点出现粘连故障时，也能保证登机桥升降或行走运动系统可靠受控运动，保证登机桥和飞机的安全。现有技术设计了安全保护装置，如2009年10月7日公开的申请号为200810090399. I的中国发明专利申请公开的登机桥控制系统，其在控制单元和驱动单元之间串接安全保护装置，在PLC的输出触点粘连、升降接触器粘连或变频器输出线路出现故障时，仍能简单地通过按钮或手柄的操作来使登机桥升降和/或行走运行停止，上述发明专利公开的登机桥控制系统能较好的解决手动状态下的PLC触点粘连问题，可使手动状态下的登机桥控制系统对PLC输出触点粘连保护的安全可靠性提高至100%。但是，上述发明专利公开的登机桥控制系统在自动调平状态下，是采用钥匙开关控制转到自动状态的，钥匙开关在自动状态下的触点去控制接通安全继电器，这样安全继电器在自动调平状态下是一直接通的，这时若在自动调平状态下发生PLC输出触点粘连的故障，该控制系统是不能较好的保护，综上所述，上述发明专利公开的登机桥控制系统能较好保护手动操作状态的PLC触点粘连故障，对自动调平状态下的PLC输出触点的粘连故障不能较好地保护，故其控制系统的对PLC输出触点保护的安全可靠性为50 60%。登机桥的控制系统操作状态有关闭状态、手动操作状态和自动调平操作状态，在关闭状态下，登机桥不能进行所有的运动操作；在手动操作状态下，登机桥能进行所有的手动运动(包括行走运动、升降运动、接机口运动、自动调平机构伸缩运动、遮篷伸缩运动、自动预靠运动等等)；而在自动调平操作状态下，登机桥仅能进行自动调平检测元件发出的上升或下降命令，使登机桥进行上升或下降运动(我们简称自动调平状态下的升降运动)，或门保护检测装置检测发出的下降命令，使登机桥进行下降运动(我们简称自动调平状态下的门保护下降运动)，其它手动状态下的运动都将封锁。登机桥的一般操作如下，登机桥开机即进入手动状态，操作人员操作登机桥运动，使登机桥驶向飞机并接靠上飞机，然后操作人员将钥匙开关转到自动模式，登机桥处于自动状态，自动调平轮自动伸出接靠上飞机，飞机开门后(飞机门已经伸入到登机桥的接机口内部，即这时飞机和登机桥有重叠部分)，操作人员再将门保护检测装置放置在飞机门下方，这时可以下旅客和卸货了，在旅客离开飞机和卸货的过程中，飞机由于重量减轻，飞机会上升，飞机上升一定的距离后，使得自动调平检测信号发出上升的命令给登机桥，这时登机桥也跟随上升同样的高度，保持登机桥和飞机门之间的相对距离不变，使得旅客下飞机时感觉舒适；同样，在旅客上飞机和装货的过程中，飞机的重量增加会引起飞机下降，这时自动调平检测元件就会发出使登机桥下降的命令，使登机桥跟随飞机的下降而下降。在正常情况下，自动调平系统正常时，登机桥能跟随飞机上升或者下降，门保护检测装置是不会动作的，而在自动跟随系统出现故障后，当飞机下降而登机桥不能跟随下降时，这时飞机的门就会碰到接机口的地板上，可能会引起对飞机门的损坏，造成重大的安全事故，若我们在飞机门和接机口地板之间(即飞机门的下方)放置门保护检测装置，只要飞机门一接触到该装置，登机桥就开始下降并脱离飞机门后自动停止，从而避免了对飞机门的损坏，保证了飞机门的安全，所以门保护装 置是对飞机安全的双重保护。综上所述，自动调平状态是登机桥控制中的一个重要的状态，它涉及到对飞机的安全保护，在飞机上下旅客和装卸货时，登机桥靠上飞机且处在自动调平状态下的时间一般在I小时 24小时，有时甚至需要更长的时间，而在自动调平状态下一般没有操作人员在现场，这时若出现PLC输出触点粘连的故障，使得登机桥不受控制的上升或下降，必然会引起对飞机或登机桥的损坏，造成重大的安全故障。所以，要提高在自动调平状态下登机桥升降控制系统的安全可靠性，就显得尤为必要和重要。
发明内容
本发明所要解决的技术间题是，针对上述现有的登机桥升降控制系统在自动调平状态下存在的不足，提供一种在自动调平状态下PLC输出触点出现故障时，仍能保证登机桥安全可靠的运行，同时成本不高的安全控制装置。为了实现上述目的，本发明提供的安全控制装置，用来控制登机桥或登船桥的运动，其包括依次连接的命令输入单元、控制单元、安全保护装置、驱动单元和执行机构，控制单元根据命令输入单元给出的状态命令而输出的控制信号，与命令输入单元给出的状态命令通过安全保护装置输出的控制信号串联后同步控制驱动单元和/或执行机构，且安全控制装置还包括与命令输入单元和安全保护装置分别连接的时间继电器，时间继电器于命令输入单元给出自动调平升降命令或给出门保护下降命令时开启以使安全保护装置接通T秒钟后断开。上述的安全控制装置，其中，当安全控制装置用来控制登机桥且所述命令输入单元给出自动调平升降命令时，T为3 5秒钟。上述的安全控制装置，其中，当安全控制装置用来控制登机桥且所述命令输入单元给出门保护下降命令时，T根据登机桥的桥型系列和下降速度计算得出。
上述的安全控制装置，其中，当安全控制装置用来控制登船桥且所述命令输入单元给出自动调平升降命令时时，T为12 15秒钟。上述的安全控制装置，其中，所述命令输入单元包括手动上升按钮，用以向所述控制单元发出手动上升命令；手动下降按钮，用以向所述控制单元发出手动下降命令；自动预靠执行按钮，用以向所述控制单元发出自动预靠升降命令；自动调平检测元件中的上升开关，用以向所述控制单元发出自动调平上升命令；自动调平检测元件中的下降开关，用以向所述控制单元发出自动调平下降命令；以及门保护装置中的下降开关，用以向所述控制单元发出门保护下降命令。上述的安全控制装置，其中，所述时间继电器包括与所述自动调平检测元件中的上升开关对应的自动调平上升延时继电器；与所述自动调平检测元件中的下降开关对应的自动调平下降延时继电器；以及与所述门保护装置中的下降开关对应的门保护下降延时继电器。进一步地，本发明提供一种采用上述的安全控制装置对登机桥/登船桥的运动进 行控制的方法，包括命令输入单元向控制单元发送状态命令步骤以及控制单元根据命令输入单元给出的状态命令向执行机构发出对应的控制指令步骤，在所述控制单元根据命令输入单元给出的状态命令向执行机构发出对应的控制指令步骤中，当所述命令输入单元给出自动调平升降命令或给出门保护下降命令时，时间继电器开启以使所述安全保护装置接通T秒钟后断开。上述的方法，其中，当安全控制装置用来控制登机桥且所述命令输入单元给出自动调平升降命令时，T为3 5秒钟。上述的方法，其中，当安全控制装置用来控制登机桥且所述命令输入单元给出门保护下降命令时，T根据登机桥的桥型系列和下降速度计算得出。上述的方法，其中，当安全控制装置用来控制登船桥且所述命令输入单元给出自动调平升降命令时，T为12 15秒钟。上述的方法，其中，所述命令输入单元包括手动上升按钮，用以向所述控制单元发出手动上升命令；手动下降按钮，用以向所述控制单元发出手动下降命令；自动预靠执行按钮，用以向所述控制单元发出自动预靠升降命令；自动调平检测元件中的上升开关，用以向所述控制单元发出自动调平上升命令；自动调平检测元件中的下降开关，用以向所述控制单元发出自动调平下降命令；以及门保护装置中的下降开关，用以向所述控制单元发出门保护下降命令。上述的方法，其中，所述时间继电器包括与所述自动调平检测元件中的上升开关对应的自动调平上升延时继电器；与所述自动调平检测元件中的下降开关对应的自动调平下降延时继电器；以及与所述门保护装置中的下降开关对应的门保护下降延时继电器。本发明的有益功效在于，通过时间继电器的设置，在有自动调平上升、下降命令或门保护下降命令时，时间继电器接通，使得安全保护装置仅接通T秒钟后断开，在自动调平状态下当PLC输出触电发生粘连时，若这时有自动调平上升、下降命令或门保护下降命令信号，安全继电器也仅接通T秒钟后断开(登机桥设置接通的T秒钟使得登机桥上升或下降的距离均在安全范围内)，不会造成对飞机和或登机桥的危害，解决了自动调平状态下，登机桥升降系统的安全可靠性，加上2009年10月7日公开的申请号为200810090399. I的中国发明专利申请公开的登机桥控制系统解决的对手动状态的登机桥控制系统的安全可靠性，这样提高了登机桥控制系统PLC输出触点粘连保护的安全可靠性，可使登机桥控制系统PLC输出触点粘连保护的安全可靠性提高至100% .登船桥的操作也是与登机桥相同，同样也可以使登船桥控制系统的PLC输出触点粘连保护的安全可靠性提高至100%。以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
图I是现有技术PLC触点粘连保护功能的升降驱动流程图；图2a为本发明一实施例的升降机电驱动PLC触点粘连保护功能电气原理图一；图2b为本发明一实施例的升降机电驱动PLC触点粘连保护功能电气原理图二 ；图2c为本发明一实施例的升降机电驱动PLC触点粘连保护功能电气原理图三；图3为本发明另一实施例的升降液压驱动PLC触点粘连保护功能电气原理图一；图4为本发明一实施例的手动升降按钮命令且有安全保护功能的升降驱动流程图；图5为本发明一实施例的自动预靠升降按钮命令且有安全保护功能的升降驱动流程图；图6为本发明一实施例的自动调平自动检测元件发出的升降命令且有安全保护功能的升降驱动流程图；图7为本发明一实施例的门保护自动检测装置发出的下降命令且有安全保护功能的下降驱动流程图；图8为本发明另一实施例的自动调平自动检测元件发出的升降命令且有安全保护功能的升降驱动流程图；图9为本发明另一实施例的门保护自动检测装置发出的下降命令且有安全保护功能的下降驱动流程图。其中，附图标记10-命令输入单元20-控制单元30-安全保护装置40-驱动单元50-时间继电器
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本发明的目的、方案及功效，但并非作为本发明所附权利要求保护范围的限制。由于登机桥运动的状态有手动状态、自动调平状态，一般在手动状态下进行行走运动和其它辅助性的控制运动，而在自动调平状态下，登机桥已经接触飞机，这时随着飞机上下旅客的变化，登机桥要自动的上下波动，经过分析发现在手动状态下进行的运动，一般操作人员可能均在现场，在这种情况下即使出现PLC触点粘连，操作人员可以马上按下“急停按钮”(因急停按钮有两对触点是可以直接切断外围线路，可以不受PLC的控制)，这样不会出现较大的危害。而在自动调平状态下的自动升降和门保护下降是可以在无操作人员的情况下，通过检测器件探测信号，对升降系统进行自动控制的过程，若在发生PLC触点粘连且无操作人员在场时，登机桥的遮篷可能将飞机门刮坏或飞机门在登机桥的地板上刮坏，引起较大的飞行安全事故，所以，仅对升降系统进行PLC触点的故障安全保护，是用最经济的方法实现登机桥/登船桥控制系统的安全可靠。为了用最经济的方法实现登机桥控制系统的安全可靠，本发明采用的技术方案就是对升降系统进行PLC触点的故障安全保护，以下结合附图对本发明的技术方案进行详细介绍。参阅图2a至图2c本发明一实施例的升降机电驱动PLC触点粘连保护功能电气原理图，并结合参阅图6、图7，如图所示，本发明的安全控制装置包括依次连接的命令输入单元10、控制单元20、安全保护装置30、驱动单元40和执行机构(此处的执行机构即为背景技术中提及的升降电机)，控制单元20根据命令输入单元10给出的状态命令而输出的控制信号，与命令输入单元10给出的状态命令通过安全保护装置30输出的控制信号串联后同 步控制驱动单元40和/或所述执行机构，此处的控制单元可采用常用的PLC控制器。为了对升降系统进行PLC触点的故障安全保护，安全控制装置还包括一与命令输入单元10和安全保护装置30分别连接的时间继电器50，该时间继电器50于命令输入单元10给出门保护下降命令或给出自动调平升降命令时开启以使安全保护装置30接通T秒钟后断开。如图2a至图2c所示,命令输入单元10包括手动上升按钮SB1_1/SB1_2、手动下降按钮SB2-1/SB2-2、自动预靠执行按钮SB3-1/SB3-2/SB3-3、自动调平检测元件中的上升开关SL1-1/SL1-2、自动调平检测元件中的下降开关SL2-1/SL2-2、门保护装置中的下降开关SL3-1/SL3-2，其中，手动上升按钮SBl-I用以向PLC发出手动上升命令；手动下降按钮SB2-1用以向PLC发出手动下降命令；自动预靠执行按钮SB3-1用以向PLC发出自动预靠升降命令；自动调平检测元件中的上升开关SLl-I用以向PLC发出自动调平上升命令；自动调平检测元件中的下降开关SL2-1用以向PLC发出自动调平下降命令；门保护装置中的下降开关SL3-1用以向PLC发出门保护下降命令。时间继电器50包括与自动调平检测元件中的上升开关SL1-2对应的自动调平上升延时继电器KT1，与自动调平检测元件中的下降开关SL2-2对应的自动调平下降延时继电器KT2，以及与门保护装置中的下降开关SL3-2对应的门保护下降延时继电器KT3，即，手动升降按钮、自动调平升降检测元件(即自动调平检测元件中的升降开关)、门保护检测装置(即门保护装置中的下降开关)等都有2对触点，一对进入PLC，一对进入控制装置(即时间继电器)。安全保护装置30包括与手动上升按钮SB1-2、自动预靠执行按钮SB3-2、自动调平上升延时继电器KTl相对应的安全继电器KCl,以及与手动下降按钮SB2-2、自动预靠执行按钮SB3-3、自动调平下降延时继电器KT2、门保护下降延时继电器KT3相对应的安全继电器KC2。驱动单元40包括接触器KM3、KM4、KM5 和 KM6。结合参阅图4至图7，图4为本发明手动升降按钮命令且有安全保护功能的升降驱动流程图；图5为本发明自动预靠升降按钮命令且有安全保护功能的升降驱动流程图；图6为本发明自动调平自动检测元件发出的升降命令且有安全保护功能的升降驱动流程图；图7为本发明门保护自动检测装置发出的下降命令且有安全保护功能的升降驱动流程图。从图4及图5可以看出，在手动状态下进行的手动升降运动及自动预靠升降运动同于申请号为200810090399. I的中国发明专利申请公开的登机桥控制系统，在此就不对其多做赘述。从图6可以看出，在自动调平状态下的升降运动中，由于延时继电器KT1、KT2的引入，对这种特殊状态下即使有上升和下降的命令也控制接通一定的时间(T秒钟)后，使安全继电器KCU KC2断开，即、若在自动调平状态下出现升降系统的PLC触点粘连故障，即使这时有自动检测的升降命令，由于安全继电器参与了控制，接通预先设定好的时间就断开，这样接触器也仅接通设定的时间，且这个接通时间内对应桥的升降距离在登机桥安全的范围内，不会在无操作人员干预的情况下使得升降系统一直升降，避免故障发生，实现了控制系统的安全可靠，较佳地，此处的T值可根据实际要求而定，如，为3 5秒钟。从图7可以看出，在门保护下降运动中，由于延时继电器KT3的引入，对这种特殊状态下即使有下降的命令也控制接通一定的时间(T秒钟)后，使安全继电器KC2断开，S卩，若在门保护下降状态下出现PLC触点粘连故障，即使这时有自动检测的下降命令，由 于安全继电器参与了控制，接通预先设定好的时间就断开，这样接触器也仅接通设定的时间，不会在无操作人员干预的情况下使得升降系统一直下降，避免故障发生，实现了控制系统的安全可靠，较佳地，此处的T值根据登机桥的桥型系列和下降速度计算得出，如，为I 8秒钟。参阅图3，其为本发明另一实施例的升降液压驱动PLC触点粘连保护功能电气原理图一，由于该实施例下的其它电气原理与图2b、图2c相同,故省略。本实施例中，其结构原理与第一实施例大致相同，所不同的是本实施例采用液压驱动，对应的，其驱动单元40为液压控制阀，具体来说，驱动单元40包括上升液压阀VI、下降液压阀V2和快降阀V3。图8为本实施例中自动调平自动检测元件发出的升降命令且有安全保护功能的升降驱动流程图；图9为本实施例中门保护自动检测装置发出的下降命令且有安全保护功能的升降驱动流程图，从图8和图9可以看出，当登机桥为混合桥/液压桥时，其与登机桥为机电桥的升降流程大致相同，在此就不对其多做赘述。另外，需要说明的是，由于登船桥的运动与登机桥的运动相类似，本发明的安全控制装置及方法也可用于控制登船桥，所不同的是，本发明的安全控制装置及方法用于控制登船桥时，时间T有变化，具体而言，当安全控制装置用来控制登船桥且命令输入单元给出自动跟随的升降命令时，T为12 15秒钟，由于登船桥仅有自动跟随状态、随动上升和下降，其相当于登机桥的自动调平状态、自动调平升降，因此，为了与登机桥状态对应，此处的自动跟随的升降命令亦叫自动调平升降命令。当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变型，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种安全控制装置，用来控制登机桥或登船桥的运动，其包括依次连接的命令输入单元、控制单元、安全保护装置、驱动单元和执行机构，其特征在于，所述控制单元根据所述命令输入单元给出的状态命令而输出的控制信号，与所述命令输入单元给出的状态命令通过所述安全保护装置输出的控制信号串联后同步控制所述驱动单元和/或所述执行机构，且所述安全控制装置还包括与所述命令输入单元和所述安全保护装置分别连接的时间继电器，所述时间继电器于所述命令输入单元给出自动调平升降命令或给出门保护下降命令时开启以使所述安全保护装置接通T秒钟后断开。
2.根据权利要求I所述的安全控制装置，其特征在于，当安全控制装置用来控制登机桥且所述命令输入单元给出自动调平升降命令时，T为3 5秒钟。
3.根据权利要求I所述的安全控制装置，其特征在于，当安全控制装置用来控制登机桥且所述命令输入单元给出门保护下降命令时，T根据登机桥的桥型系列和下降速度计算得出。
4.根据权利要求I所述的安全控制装置，其特征在于，当安全控制装置用来控制登船桥且所述命令输入单元给出自动调平升降命令时，T为12 15秒钟。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的安全控制装置，其特征在于，所述命令输入单元包括 手动上升按钮，用以向所述控制单元发出手动上升命令； 手动下降按钮，用以向所述控制单元发出手动下降命令； 自动预靠执行按钮，用以向所述控制单元发出自动预靠升降命令； 自动调平检测元件中的上升开关，用以向所述控制单元发出自动调平上升命令； 自动调平检测元件中的下降开关，用以向所述控制单元发出自动调平下降命令；以及 门保护装置中的下降开关，用以向所述控制单元发出门保护下降命令。
6.根据权利要求5所述的安全控制装置，其特征在于，所述时间继电器包括 与所述自动调平检测元件中的上升开关对应的自动调平上升延时继电器； 与所述自动调平检测元件中的下降开关对应的自动调平下降延时继电器；以及 与所述门保护装置中的下降开关对应的门保护下降延时继电器。
7.一种采用如权利要求I所述的安全控制装置对登机桥/登船桥的运动进行控制的方法，包括命令输入单元向控制单元发送状态命令步骤以及控制单元根据命令输入单元给出的状态命令向执行机构发出对应的控制指令步骤，其特征在于，在所述控制单元根据命令输入单元给出的状态命令向执行机构发出对应的控制指令步骤中，当所述命令输入单元给出自动调平升降命令或门保护下降命令时，时间继电器开启以使所述安全保护装置接通T秒钟后断开。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，当安全控制装置用来控制登机桥且所述命令输入单元给出自动调平升降命令时，T为3 5秒钟。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，当安全控制装置用来控制登机桥且所述命令输入单元给出门保护下降命令时，T根据登机桥的桥型系列和下降速度计算得出。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，当安全控制装置用来控制登船桥且所述命令输入单元给出自动调平升降命令时，T为12 15秒钟。
11.根据权利要求7-10中任意一项所述的方法，其特征在于，所述命令输入单元包括手动上升按钮，用以向所述控制单元发出手动上升命令；手动下降按钮，用以向所述控制单元发出手动下降命令；自动预靠执行按钮，用以向所述控制单元发出自动预靠升降命令；自动调平检测元件中的上升开关，用以向所述控制单元发出自动调平上升命令；自动调平检测元件中的下降开关，用以向所 述控制单元发出自动调平下降命令；以及门保护装置中的下降开关，用以向所述控制单元发出门保护下降命令。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述时间继电器包括与所述自动调平检测元件中的上升开关对应的自动调平上升延时继电器；与所述自动调平检测元件中的下降开关对应的自动调平下降延时继电器；以及与所述门保护装置中的下降开关对应的门保护下降延时继电器。
全文摘要
本发明涉及安全控制装置及方法，用来控制登机桥或登船桥的运动，安全控制装置包括依次连接的命令输入单元、控制单元、安全保护装置、驱动单元、执行机构、以及与命令输入单元和安全保护装置分别连接的时间继电器，控制单元根据命令输入单元给出的状态命令而输出的控制信号，与命令输入单元给出的状态命令通过安全保护装置输出的控制信号串联后同步控制驱动单元和/或执行机构，时间继电器于命令输入单元给出自动调平升降命令或给出门保护下降命令时开启以使安全保护装置接通T秒钟后断开。本发明解决了升降系统PLC触点粘连对飞机或轮船的保护，利用较低成本将登机桥或登船桥控制系统对PLC输出触点粘连保护的安全可靠性提高至100％。
文档编号G05B19/05GK102955442SQ20111024550
公开日2013年3月6日 申请日期2011年8月25日 优先权日2011年8月25日
发明者徐汉萍, 康达, 柯文宇 申请人:中国国际海运集装箱(集团)股份有限公司, 深圳中集天达空港设备有限公司