基于光纤技术的仪表着陆系统状态显示信号传输的研究与实现

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1、基于光纤技术的仪表着陆系统状态显示信号传输的研究与实现文/张宇本文主要介绍利用光纤技术实现远距离传输仪表着陆系统状态显示信号的研究，以虹桥机场NORMARC7000B系列仪表着陆设备为例给出了具体方案。本文旨在通过介绍这一方案，提出远距离传输导航设备信号的新思路。【关键词】仪表着陆系统（ILS）光纤技术信号传输1引言近年来，随着我国民航事业的高速发展，越来越多的机场启用双跑道或多跑道运行模式，并将仪表着陆系统（ILS）的运行等级由CATI提升到CATⅡ。为了避免航班落错跑道等不安全事故的发生，同时也是ILSCATⅡ运行规范的要求，技术

2、人员需要在ILS遥控器上安装连锁开关，同时在塔台上放置ILS塔台状态显示板，便于管制员确认ILS设备是否按要求正确开启。但是按照设备厂家提供的连接方案，导航集中监控室与塔台直接的电缆距离要求在十几米到几十米之间，这给导航集中监控室的设置带来了极大的限制和不便。为了解决这个难题，研究分析了NORMARC7000B系列ILS设备遥控面板到塔台状态显示板的信号特征，结合虹桥机场信号现有的传输条件，制定了通过光纤进行塔台状态显示板信号传输的方案。2NORMARC公司提供的技术方案简述上海虹桥国际机场为近距双跑道机场，一共安装了4套仪表着陆系统

3、（ILS），设备型号属于NORMARC7000B系列。遥控集中监控室与塔台分列两条跑道的东、西两侧，两者之间的直接距离就达到2公里左右。为了避免航空器由于切错ILS而落错跑道的不安全事故发生，技术人员给两条跑道的ILS都安装了连锁开关，并且在运行时采用“只开启一套ILS，关闭其他三套ILS”的方案。所以在塔台上安装ILS塔台状态显示板有助于管制员确认ILS是否按需求正确开启。在NORMARC7000B的技术手册中，厂方给出了从遥控器（MB1346）到塔台状态显示板（SF1344）的连接方案，该方案是通过NORMARC自定义的DB25接

4、口(MB1346的P3接口与SF1344的P1接口）实现信号直连，而这种点到点的传输方案其传输距离有限，虹桥导航集中监控室与塔台的实际工作位置肯定不能实现这个传输方案。3基于光纤技术的传输方案通过对NORMARC公司提供的传输方案的细化和对比，结合虹桥机场实际的传输条件，最终决定采用台湾MOXA公司的ioLogikE2200系列微控制器作为信号的采集/还原模块，并利用光纤进行远距离传输。3.1MOXA微控制器介绍MOXAioLogikE2200系列是一种新型的主动式微控制器，可以作为RTU（RemoteTerminalUnit）来使用

5、。主动式微控制器是一种基于PC的数据采集和控制设备，通过主动，基于事件的报告来控制I/O设备。它可以用软件选择I/O通道类型，并且支持PNP或NPN类型的传感器，拥有强大的点对点的I/O功能，无需控制器。在以MOXA微控制器为核心的技术改进方案（以下简称“MOXA方案”）中，通过和塔台管制员的需求沟通，决定只传指示灯状态信号（NORMAL——绿灯；——红灯），报警声信号和塔台控制信号则不提供。这样，需要传输的信号一共是24路。因此最终确定的微控制器型号是E2212，它可以提供8路输入通道、8路输出通道、还有4路通道可以根据需要自行设置

6、成输入或输出。3.2MOXA方案的硬件连接及软件配置在方案的硬件连接方面，虹桥导航室一共使用了4台微型RTU控制器：2台放置在导航集中监控室，作为导控遥控器信号采集端，每台微控制器提供12路输入通道，并将信号转换成X络信号通过光纤传输；2台装在塔台状态显示板的机柜中，作为信号的接收端，每台微控制器提供12路输出通道，将信号还原后传送到状态显示板上。方案的硬件连接图如图1所示：表1所示的是根据MOXA方案硬件连接示意图给出的东跑道18L方向ILS相关部件的引脚定义和连接端口，东跑道36L以及西跑道18R与36L方向ILS相关定义和连接端

7、口和东跑道18L方向的类似。软件配置使用的MOXA产品自带的编程软件，本文不做详细展开，大家可以参考相关的数据手册。在软件配置中需要注意两点：1.所有的微控制器的IP地址要设置在同一X段中；2.按照上表中的连接定义设置I/O端口，使其一一对应。以东跑道北下滑台的“NORMAL”信号举例说明，通过对两端微控制器进行软件配置后，使还原端的微控制器的DO5端口的输出状态与采集端的微控制器的DI5端口的输入状态保持一致，即东跑道南下滑状态显示板上的“NORMAL”（绿）灯的状态和东跑道南下滑遥控器上“NORMAL”（绿）灯的状态同步变化。3.

8、3MOXA方案存在的问题和解决方法在MOXA方案试的运行期间发现了一个问题：即当采集端的微控制器断电或传输链路中断时，状态显示板上的指示不会发生变化，即使此时ILS设备切换了方向，显示板上的指示仍然保持原来状态。这个问题