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1、精选优质文档-倾情为你奉上助航灯光控制系统开发任务书1：公司目前控制系统的需求概况 鉴于我上海航安机场设备有限公司在民航领域的不断发展，随着知名度的不断提高，和市场份额的逐渐扩大，我公司的市场影响力逐渐加大。同时中国在对外的援助和投资的力度逐渐加强，获得大型的基础建设工程，其中不乏有第三世界的机场类基础建设工程，而拥有FAA许可证的公司，目前在国内仅有一家，我们成为他们当仁不让的合作伙伴，随着中国在第三世界国家的投资发展速度比以前增快了很多，我们近来不断接到这方面的信息和项目合作要求。主要原因是目前这些中国公司之前主要的工作是道路、桥梁、铁路、大型公共建筑等，机场的工程相对于他们比较陌生，而这
2、类的公司在民航助航领域不管是设备安装、还是人员调试等方面基本上还处于空白阶段。现如今国内安装公司逐渐进入此领域希望能够分得一杯羹，但是作为同行业（同为施工方）不可调和的矛盾，此类的大型国有公司不会一直这样下去，以后的他们直接操作的可能极大，为保证我们将来的国际市场的蛋糕在国内这一方面的份额我们需要完善产品结构和供应商体系成为一家真正的助航设备成套供应商，建立同这些“中”字头公司的直接合作已经是提到日程上来了。分析之后，我们公司目前助航灯具已经处于全套设备的生产能力，同时隔离变压器和灯箱也不是难题，调光器和监控系统是我公司目前的短板，其中调光器的问题是可以解决的因为目前国内有多家企业可以生产调光
3、器比较多，我们和合作伙伴完全能够采用商业合作的方式解决，但是监控系统实际上均由各个公司自主开发的，也是他们主要的利润来源，如果我们能够解决这个难题，将对于我们今后在助航灯光领域有着极高的自主性而不再依赖于其他厂家。所以监控系统是我们目前所需要攻克的重要科目。其设计的要求必须满足如下标准：标准和规范机场助航灯光监控系统（ALCMS）的设计，主要依据ICAO（国际民航组织）、IEC（国际电工协会）、FAA（美国联邦航空署）已经制定和发布的以下相关标准和规范，在使用时将以最新版本为准：民用机场飞行区技术标准（MH5001-2006）IEC61822-2002恒流调光器技术要求IEEE 802.3x
4、/ MAP3.0ICAO 附件14 第四版ICAO 机场设计手册第四部分FAA AC 150/5345-56（L-890）机场灯光监视和控制系统（ALCMS）技术要求GB/T 14394-93 计算机软件可靠性和可维护性ISO11898 工业CAN现场总线EN 60 529/10.91标准 IP55保护等级2：目前需要开发的控制系统的应用 目前需要开发的系统应隶属于小型系统，它的主要客户对象为第三世界的国家机场项目和马上就要在国内实施的小型通用型机场的控制系统，它的特点是系统简单、易操作、便于扩展、维护费用低等功能。原因是国外的第三世界国家的机场运行并不像国内那样的高要求，属于在硬件上远远落后
5、于国内的要求。他们的灯光站基本上均是无人值守站，塔台控制、气象、导航、无线电信标、灯光控制等控制系统均在塔台一个建筑物内全部包含了，以至于他们的灯光监控系统的要求不需要向国内这样的高标准，完全可以简单化、功能需满足简易机场和一类运行标准。3：构成此系统的构成如下图：塔台灯光计算机网络交换机在线式UPS不间断电源 调光器监控接口单元冗余现场CAN网络其基本设备是由一台主控计算机、一台UPS电源、HUB（集线器）、FSU(兼容数字接口)、8-10台调光器、和若干CAN总线电缆和若干米单模6芯光缆组成。图1：控制系统拓扑图本地冗余现场总线网络系统本地网络是在监视计算机与被控对象(调光器等)相连的控制
6、网络。本地冗余通讯网络采用的是控制器局域网（CAN- Controller Area Network）。传输速率1M/S，传输介质为双绞线。双网互为冗余，同时工作，一条网络出现故障，完全不会影响到另一条网络，系统功能不受任何影响。CAN总线规范现已被国际标准组织制定为国际标准，它广泛地应用于集散控制领域，其信号传输介质可为双绞线、同轴电缆，光纤等；直接传输的最远距离为10公里，CAN的信号传输采用短帧结构，每一帧的有效字节数为8个，因而传输时间短，具有较强的抗干扰能力。CAN总线的采用提高了系统的可靠性和标准化程度l 塔台灯光站计算机依据优先权进行总线访问。l 无破坏性的基于优先权的总线仲裁。
7、l 借助接收滤波的多地址帧传送。l 远程数据请求。l 配置灵活性。l 错误检测和出错信号。l 发送期间若丢失仲裁或由于出错而破坏的帧可自动重发送。l 暂时错误和永久性故障节点的判别以及故障节点的自动脱离。本地网通讯主要的功能是与本地被监控设备的通讯功能，即下发控制命令，采集设备的数据、报警等信息，监视本地网设备是否通讯正常。4：客户端功能设计系统界面设计监控程序的人机交互部分图形界面，采取多文档结构，主窗体设为主文档，只有一个；子窗体设为子文档，有很多个。运行时，主文档界面保持不变，通过主文档上工具条及其子菜单的点击实现子文档的切换。由于子文档中的内容非常丰富，程序运行耗时较大，因此采用事件触
8、发和子文档不显示即卸载的机制，达到实时、快速和有效的要求。同时采用定时播放动画的方式向操作者提供程序正在运行的标志，采用定时闪烁的标志向操作者提示各VC+动态链接库和网络的运行状态。在主文档窗体中，有一个自制的动画控件，用来显示当前子窗体的名称，有几个自制的可变边框、文字、颜色的控件，用来显示机场运行类别，能见度信息，当前系统控制权在哪个机器上，本机有无控制权，操作员姓名，主备状态，单灯故障检测系统灯光站状态，灯光，电力和油机的通信状态等内容（此部分看开发难度，决定是否需要）。国外的机场油机大多是处于24小时工作状态。鉴于本次所需要开发的系统我们要求具有结构简单、直观、操作方便的特点。同时功能
9、着重于助航灯光的控制，不需要目前流行于大型控制系统的场景化按键的设置，能够在界面上之显示所需控制的回路名称，包括进近灯光、入口及末端灯光、PAPI灯光、跑道灯光、滑行引导标记牌、滑行道灯光、停机坪灯光等使其能够直接控制场道上的所有灯光。下面就界面的形式做详细的分析：建议选用类似于下图的方式作为主界面：在界面的中上部要求能够显示跑道运行状况和停止排灯的工作状态级在界面的左上测 在界面右侧上部显示滑行道显示相关的跑道回路名称 运行状况（包括滑行道灯具和（依次为：进近、入口及末端、PAPI、跑道灯具） 标记牌和机位牌回路） 和跑道回路一样可以显示工作状态并可以调节光级同时显示灯光运 行等级（1-5级
10、光）文件要求可以链接或嵌入map view 文件，可直接导入相应项目的cad文件形成直观的机场构型文件设立可调节光级按键显示停机坪部分和其他的灯光状态以及跑道的信息图2：监控系统主界面系统界面简介下面一个助航灯光监控系统为例，介绍机场助航灯光监控系统主要的系统界面，对于机场助航灯光监视和控制系统项目，根据机场助航灯光飞行区构型设计系统界面。系统操作控制程序系统控制程序被安装在灯光站，该程序提供一个图形化的人机界面，以便机场操作人员对机场的灯光系统、通讯系统和网络进行实时的监视和控制，并且能够显示和打印系统各个部分的实时信息；当监控系统某一设备出现故障时，产生声光报警和文字提示。灯光系统机场平面
11、上的灯光通过颜色的变化来表示关闭、打开和调整光级的状态。只有当该工作站具有控制权限时，才可以设置和调整光级，否则只能处于监视状态。控制方式：单独控制、组控制、停止排控制光级信息：分别显示各个回路的命令光级和实际光级能见度设置：分别将白天和黑夜的能见度分为五个级别，可以根据具体情况，使每个级别对应一定的光级，设置了能见度即设置了光级。通讯设置及历史数据查询在通讯系统的菜单中，可以实现：通讯参数设置、历史数据查询，每个选项对应相应的对话框。通讯参数设置：设定与电力模拟屏通讯的通讯端口和通讯参数数据查询：通过设定查询条件（例如：数据文件、起止时间、系统、地点、事件），可以查询某一部分的详细信息，例如
12、：回路工作时间、权限转移、绝缘电阻等。控制系统需要提供如下功能：灯光站应具有与塔台工作站不同的特点。由于塔台灯光站主要用于设备监视和维护，因此其设备告警资料应比塔台工作站更加丰富，所有设备的运行状态显示，任何故障告警，包括调光器的某项告警、发电机的某项告警等均会在工作站上显示，从而提示维护人员及时进行设备检修和维护。 同时，工作站还能将每个灯光串联回路的电压、电流、功率、工作累计时间、回路绝缘电阻、调光器电源等进行显示与记录。至少包括下列信息：1. 灯光回路名称及各回路光级；2. 被控对象的通讯状态及本地/遥控状态；3. 灯光回路的电流、电压；4. 灯光回路故障；5. 计算机工作情况；6. 系
13、统控制权。7. 它们应对下列异常情况显示预警信号：调光器本地；l 灯光回路绝缘电阻下降超过设定的下限值；l 调光器执行的亮度等级与塔台指令亮度等级不符；l 失效闪光灯超过预置数（如果有顺序闪光灯的配置情况下）；8. 下列故障应有事故声光报警：l 灯光串联回路开路短路；l 调光器过流保护动作跳闸；这部分有关柴油发电机组的功能可以暂时作为备用功能暂不开发。但需要预留功能位置。l 调光器失去输入电源；l 柴油发电机频率越限；l 柴油发电机过载；l 柴油发电机水温油压超限；l 电源故障跳闸；l 通信通道故障；9. 以下切换应有显示与记录：l 电源切换；l 调光器的主备机切换；l 塔台灯光站的操作权授予
14、与收回；l 调光器的光级变化；l 通信通道故障时通信路由的切换。异常情况和故障出现的时间、类型、特征及所在系统的位置和相关信息均储存在计算机内，在维修中心可随时显示并打印出来 图3：监控系统故障记录界面10. 灯光回路光级的变化、监控授权的变化等信息发出声光提示，以提醒维护人员注意。11. 根据需要可显示选定的某段时间内的历史纪录，系统位置的历史纪录。可随时提取实时运行纪录、12 个月内的历史报告图4：历史记录存储模拟图12. 网络和接口设备功能l 网络和接口设备用于与具体监控设备（调光器、顺序闪光灯等）进行接口。该接口设备主要完成协议转换的功能，将各设备厂商提供的接口协议转换成监控系统能识别
15、的协议，并将其发送到网络上。由于要转换接口协议，所以需要监控的系统必须能够提供给监控系统以足够的接口协议参数和说明。监控系统应能支持绝大多数通用工业标准接口，对于非标准设备应能提供特殊接口进行连接。5：通信方式和网络结构1. 计算机集中监控系统使用稳定的UNIX或WIN 2000以上的操作系统。助航灯光监控系统应使用标准的硬件和软件单元，这样能使得维护更加便利和便宜。可以使系统通过标准的接口（RS485、TCP/IP 等）同其它系统相集成，而不需要使用专用的硬件和协议。2. 系统性能监控系统应有完整的性能监控用于监测系统的死锁和其它系统命令的错误执行情况。任何性能的缺损或者任务的挂断都会被检测
16、到，并报告在错误日志中，同时在维护工作站显示。3. 助航灯光监控系统网络l 塔台工作站通信应基于LAN（局域网）的方式。l 应采用内置服务功能来规范数据的通信，并限制各项网络服务所使用的带宽，以避免拥塞。l 网络中的信号衰减应不影响通讯质量。应使用标准的数据传输协议。系统须有抗干扰能力。l 系统设计应遵循现代计算机网络的设计。系统应采用模块化结构，易于扩展；系统响应时间4. 系统的总体响应时间l 助航灯光监控系统应满足以下所有响应时间的要求：l 从塔台工作站输入命令至系统接受或拒绝命令所消耗的时间 0.5秒；l 从输入命令开始，到控制信号输出至受控设备所消耗的时间 1.0 秒；l 从受控设备发
17、出响应到信息在塔台工作站显示所消耗的时间 1.0 秒；l 从发出单条路由命令开始至路由打开所消耗的时间 1.0 秒；l 从路由打开到塔台灯光工作站出现该事件的指示的时间 1.0 秒；l 灯光发生故障到信息在塔台灯光工作站显示所消耗的时间5.0 秒。5. 系统接口l 灯光监控系统接口总体要求助航灯光监控系统与调光器的接口与市场上的调光器兼容能够无缝连接市场上的调光器。l 兼容典型的几个控制总线系统，能够针对市场上主要的几种总线如：CAN-BUS、J-BUS、PRO-BUS读取并输出指令。6. 帮助系统 为了使工作人员熟练掌握和正确使用ALCMS助航灯光监控系统，我们编写了帮助文件，其树形目录如图5所示：图5 帮助文件的树形目录帮助文件涵概了整个系统的所有内容，在该文件中还采用了类似于超链接热区跳转和弹出式的帮助页，使用起来更加灵活方便。总结：有关本系统的重点应在于结构优化使其的系统规模变小但是基本功能（例如：光级控制、回路开关、调光器光级显示、故障报错与记录）均应具有。本着操作简单、直观的理念，同时因为在实际项目当中很有可能调光器的厂家是不同的所以对于市场的调光器等设备的兼容性是本系统的重点。专心-专注-专业