plc在高速公路隧道监控系统中的应用

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1、PLC在高速公路隧道监控系统中的应用摘要:福宁高速公路隧道众多,在国内较为少见,隧道监控采用PLC作为本地控制器进行数据采集和信息发布,整个PLC系统组网方便,运行可靠,达到并满足设计的目的和要求。1引言  福鼎分水关至宁德城关段高速公路是国家规划的“两纵两横”国道主干线之一同江至三亚公路在福建的一段,起点接浙江省甬台温高速公路,终点接罗源至宁德高速公路。本路采用山岭重丘区高速公路标准修建,双向四车道,设计车速80Km/h,全长141公里,沿线设有互通立交十座,超过一公里的长隧道八条,一公里以下短隧道六条,全线隧道单洞长度达二十公里,隧道监控是全线监控的

2、关键。八条长隧道设置了完整的监控系统,包括交通监控、通风、照明、变电站供配电、火灾报警、CCTV监视、隧道广播等子系统,其中交通监控、通风照明、变电站供配电等隧道信息的采集和发布采用本地控制器(PLC)完成。2PLC概述  本地控制器采用OMRON公司的大中型机CS1系列,八条长隧道十六个单洞共用78套PLC,其中坑门里隧道11套,吉坑隧道11套,蔡家山隧道9套,洋坪隧道9套,赤岭隧道13套,杨梅岭隧道8套,湾坞隧道9套,吴楼隧道8套PLC,分别组成16个ControllerLink冗余令牌环网的控制系统。ControllerLink是OMRON的主要的

3、FA级别的网络,它支持在PLC之间及PLC和上位机之间的自动数据链接,也可使用信息服务进行可编程的数据传送,可得到高容量,柔性数据链接及高容量的数据传送,对低成本的通信系统,可使用双绞线电缆。78套本地控制器的PLC通过光纤通信模块CS1W-CLK52分别组成16个光纤ContollerLink冗余令牌环网进行数据通讯。3PLC系统组成  每个隧道的PLC系统分别在隧道左洞和隧道右洞组成光纤ContorllerLink冗余令牌环网,两个光纤ContorllerLink冗余令牌环网都是独立的控制系统,互不干涉和影响。安装在监控设备室内的PLC通过HostL

4、ink与主控PLC相连,并与隧道监控分中心的服务器通过以太网模块CS1W-ETN01、HUB、光纤收发器组成以太网进行数据交换。主控PLC在监控室内连接一个本地触摸屏,并通过MODEM与监控分中心的一个远程触摸屏相连。  隧道PLC网络构成图:4PLC程序主要功能  1、收集本区段检测设备检测的信息,包括CO检测器、能见度检测器、透过率检测仪、车辆检测器等。  2、对收集信息进行预处理。如:隧道内的CO正常运营时允许的浓度一般在150—250ppm,,交通阻滞(隧道内各车道均以怠速行驶,平均车速为10km/h时可为300ppm,经历时间不超过20分钟;隧

5、道内烟雾允许浓度为7.0*0.0011/m;隧道内风速正常运营时推荐为10m/s),并储存在本地的存储单元内。  3、隧道内的本地控制器的存储单元中处理好的信息(CO浓度、能见度、烟雾浓度、透过率、车辆检测、交通信号标志等)上传给隧道监控分中心的服务器。  4、接收隧道管理站计算机的各种控制命令(如控制风机的启、停、照明开关等),将控制命令和设备运行状态比较后,发出对下端执行设备的控制指令(如发给风机、照明柜、车道控制标志、交通信号灯、横洞指示等的指令)。  5、本地控制器设有手动控制,手动操作界面采用触摸屏NT31C,当通信中断或其它原因和上端失去联系

6、时,可进行手动操作,且手动优先。  6、可存储几个常用和特殊的程序,如交通事故处理程序、火灾紧急处理程序等(即当遇到交通事故时的紧急处理措施,如:改变交通信号标志,发出报警信息,通知巡警等;当遇到火灾时的紧急处理措施,如:当隧道内遇到火灾时,风机的控制等)。5PLC编程  1、交通控制程序  交通控制程序负责读取车辆检测器、车道指示标志、情报板的状态及信息,并将数据传递给上位机。根据上位机上设定的交通模式,控制车道指示标志和交通信号灯的状态。并根据上位机设置的状态及信息。实现对车辆检测器、车道指示标志、情报板、交通信号灯的控制。在发生通信故障时,产生报警

7、信号。定时给车辆检测器校时,以保证车辆检测器时间的一致性。  车道指示标志和交通信号灯的状态的控制方式有以下三级控制:  ——监控分中心:自动控制(上位机)、人工远程控制(上位机、触摸屏)  ——隧道监控室:人工控制(触摸屏)  ——现场设备:人工手动控制  正常情况下,车道指示标志和交通信号灯的状态由监控分中心的上位机控制,在上位机出现故障时,可通过监控分中心的触摸屏进行控制。若监控分中心至隧道设备室的通信出现故障,则改由隧道设备室的触摸屏进行控制。  交通控制流程图  2、通风控制程序  通风控制程序根据检测到的透过率、CO浓度数据、交通量数据,控制

8、风机的运行台数、风向和运行时间,实现节能运行和保持风机较佳寿命的控制运行;并在发

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