plc在韶赣高速公路隧道照明控制系统中的运用

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PLC在韶赣高速公路隧道照明控制系统中的运用广州诚泰交通机电工程有限公司刘嘉摘要：高速公路隧道照明对隧道的安全运行起着非常重要的作用。良好的隧道照明可以改善车辆驾驶人员在隧道内的视觉感受，从而减轻驾驶员的视觉疲劳，有利于提高隧道通行能力，使隧道交通更安全、舒适。但目前隧道照明存在能源消耗大，费用高的问题。PLC照明控制系统可以在在保证行车安全和舒适的条件下，使照明回路操作简便，尽量节约资源。隧道照明按照晴天、云天、或阴天、晨昏、夜间、深夜五级控制，通过照明控制系统和不同的照明配线回路实现系统控制与系统节能功能。关键词：隧道；照明控制；PLC—、韶赣高速公路隧道概况韶赣高速公路东起韶关市曲江IX欧山镇，连接京珠高速公路，丙至南雄市梅岭镇，与大余高速相接。全线共四处隧道，顶峰山隧道、回龙山隧道、白山隧道及梅关隧道。顶峰山隧道设计车速为60km/h,回龙山、白山隧道设计车速为100km/h，梅关隧道设计车速为80km/h。白山隧道、顶峰山隧道、回龙山隧道洞外亮度按4500cd/m2进行隧道照明设计，梅关隧道洞外亮度按3500cd/m2设计。照明供电系统在各隧道口设置变配电点。每个隧道均设置长延时EPS、UPS作为应急电源。隧道照明配电箱电源引至距离最近的变配电点。电源从变配电点低压配电柜引出，经电缆沟至照明配电箱，经配电箱分出后沿隧道两侧壁上引至隧道侧壁电缆桥架上，引线与分支绝缘线缆连接。基木照明行车左、右侧各一回路，右侧的应急照明回路平时由市电供电，停电时EPS自动投入供电，平时作为基木照明的一部分，其余两条基木照明回路（左右侧各一条）由低压配电柜供电，可实现手动、自动控制功能。二、隧道照明控制系统体构成PLC木地控制器安装在隧道内车行方向右侧壁洞室内，根据所连接的光强仪检测器的接U类型，PLC木地控制器通过AI接 UI与之相连，照明控制电路路与PLC功率输出模块相连PLC本地控制器收集隧道检测设备检测的信息，对收集信息进行预处理，并存储在本地的存储单元中。在隧道监控室监控计算机轮询时，将存储单元中处理好的信息上传给隧道监控站计算机。PLC本地控制器接收隧道监控室计算机的各种控制命令，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命令。PLC本地控制器带有控制终端（触摸屏），可显示设备状况，并可通过控制终端（触摸屏）进行本地控制，还可通过隧道管理站的计算机进行控制。另外每个PLC本地控制器同时也是一个独立的控制系统，在隧道监控室计算机故障、维修或测试、通信中断或其他原因和上端失去联系时，可通过控制终端（触摸屏）或者外接计算机进行手动操作，II手动优先级最高。为保证隧道运行的可靠性，隧道内PLC之间网络的逻辑拓扑结构采用环网结构（工业以太网实现）。PLC本地控制器与工业以太网交换机连接，交换机通过光纤构成•-个工业级以太自愈环网。照明控制柜与隧道内的PLC相连，并通过通信系统将数据传至管理中心，管理、维护人员可就地或管理中心完成对隧道照明的就地手动、远程手动控制或自动控制。三、PLC照明控制策略描述PLC照明控制策略有三种：PLC按亮度控制自动方式、PLC按时序控制自动方式和中心监控系统手动方式，三种控制方式由中心监控系统下发指令控制切换。隧道照明灯具类型按以下对应：傍晚加强照明阴天加强照明晴天加强照明基本照明1:基本照明2;紧急照明。（1）吋序控制方式傍晚加强照明：工作时间17〜20吋，共3小吋阴天加强照明：工作吋间6〜10吋，共4小吋晴天加强照明：工作吋间11~17吋，共7小吋基本照明1:工作吋间4〜22时，共19小吋；基本照明2:全体工作，共24小时应急照明：全天工作，共24小时。 （2）自动控制根据光强检测信号自动控制灯的开/合。洞外亮度检测器工作正常吋PLC工作于亮度控制自动方式亮度按采集周期记录洞内和洞外亮度检测器数据；根据亮度检测数据分析亮度检测状态。一段吋间内亮度值都高于或低于阀值则视为有效的控制照明依据。当洞外亮度>3000cd/m2时，定义为晴天，加强照明全开；当3000cd/m2>洞外亮度>2000cd/m2吋，定义为阴天，晴天加强照明全开；当2000cd/m2>洞外亮度>1000cd/m2吋，定义为傍晚，阴天加强照明关闭，傍晚加强照明全开；当洞外亮度<1000cd/m2吋，定义为晚上，只开全日灯。检测器工作故障吋PLC自动切换至时序控制自动方式。在自动控制模式下，隧道内基本段的照明仍采用吋序控制。切换照明级别吋先打开实际要打开的冋路，然后再关闭实际要关闭的冋路，并增加延吋确保切换吋照明系统洞内亮度不会瞬间减弱；（3）手动控制照明控制箱打到手动式吋，记录隧道内实际打开的冋路和PLC应该打开冋路不一致的情况，并语音报警；四、PLC内部程序流程图PLC上电后，对自身各模块开始初始化，然后开始检测洞内和洞外的亮度及自身的工作状态。在正常情况下，监控中心、隧道管理站计算机综合分析交通、环境指标状况后，根据系统内配置的控制方案，对隧道照明进行自动控制。如检测到处于按亮度控制自动方式，PLC根据时序设定值按夜间、午夜两级控制基本段照明。然后PLC将检测到的亮度值控制入U加强照明。同时将亮度值上传监控中心。如检测到处于按吋序控制自动方式，PLC根据吋序设定值夜间、午夜两级控制基本段照明，根据当前吋间模拟入口段亮度级别设定值晴天、阴天、重阴天（夜间）午夜分别控制不同冋路。参考文献：［1］杨胜，李宝健，王丰收，梅甫定公路隧道通风控制系统的研究，工业安全与环保，2008年第34卷第10期［2］北京交科公路勘察设计研究院，韶关市曲江至南雄高速公路两阶段施工设计图，2010年5月［3】《公路隧道 通风照明设计规范》（JTJ026.1-1999