高速公路隧道照明控制优化方案

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1、高速公路隧道照明控制优化方案　　摘要：通过在遵义至毕节高速公路中的应用实践，优化隧道照明PLC控制系统实现隧道照明的智能调节。文章通过研究高速公路隧道照明PLC控制系统的构成及控制方式，开发采用时间-亮度控制策略实现隧道照明的亮度调节，合理高效的提供隧道照明，节约电能。　　关键词：隧道照明;PLC控制系统；自动控制；智能调节　　中图分类号：U45文献标识码：A　　引言　　伴随我国近些年隧道高速公路建设投入的加大，隧道也越来越多。当车辆驶入和驶出隧道时，会有“黑洞”效应和“白洞”效应；本文通过介绍PLC控制系统原理，优化隧道照明控制方案有效降低“黑洞效应”和“白洞效应”，减少行车安全事故，同

2、时更准确高效的指导了隧道照明控制系统施工。　　隧道照明PLC控制系统结构　　隧道照明PLC控制技术是指利用集成方法，将智能型计算机技术、高性能的网络通信技术、信息处理技术、PLC自动化控制技术与隧道照明有机结合，通过对隧道洞外环境等因素考虑，合理控制隧道照明的一种技术。　　隧道照明的PLC控制系统由上至下分别由监控系统、通讯设备、PLC及数据采集模块、控制回路、主回路、照明灯具及检测设备七部分组成。　　照明PLC控制系统的结构图如图1所示。4　　图1隧道照明PLC控制系统结构图　　隧道照明PLC控制系统　　2.1原方案及存在问题　　遵义至毕节高速尖山1号隧道单洞照明回路可分为入口段、过度1

3、、过度2、过度3加强照明回路、基本照明回路5、应急照明回路以及出口段加强照明回路共7类。每个照明回路采用脉冲信号控制方式和开关量信号反馈方式。控制电路示意图见图2。　　　　　　　　图2照明控制电路示意图　　原设计通过分析洞口光照强度和洞内光强对比分析来控制隧道照明各个照明回路的启动停止。洞外/洞内亮度检测器负责对洞口亮度进行检测，并将监测到的亮度值转换成电流信号（4~20mA）。PLC的模拟量输入模块可以接收该电流信号，分析不同电流下代表的亮度信息，控制PLC内部继电器得电/失电，继而控制照明回路。　　亮度自动控制方式存在着缺陷。照度检测设备受设备本身质量限制，数据传输干扰等技术条件限制往

4、往易出先故障，影响照明系统持续稳定运行。另外在云天时，光线由于飘过的云朵遮挡，短时间内亮度的变化幅度很大，如果亮度自动控制，照明回路开关频繁；天黑以后，亮度的值变化就很小，很难进行区分，无法确定采用哪种照明等级。　　2.2优化方案4　　将每天的24小时划分为每4个小时一个时间段，在不同的时间段内采用不同的照明等级。一般情况下，中午时间段内照明等级最高，隧道所有灯具全开，而深夜时间段内照明等级最低，只需开基本照明即可。通过PLC系统编程对每天进行时间段划分，在不同的时间段采用相应的控制策略。仅采用时间自动控制方式存在一定的缺陷。例如，季节的不同，昼夜的时间区分也不一致；雨天、重阴天等天气，即

5、使是中午时间段也不需要高照明等级。综合考虑上述的时间自动控制和亮度自动控制两种方式的优缺点，将两种方式融合在一起，即时间-亮度控制系统，能达到更好的控制效果。　　时间-亮度控制系统通过每天不同阶段的照度数据产生的控制策略和时间控制策略产生对比，在白天8-16点钟采用较强的控制策略，17点-7点采用较弱的控制策略，即在PLC内设置时钟中设定好时间段，来控制各个时间段隧道内各段的照明强度。通过PLC读取的亮度传感器的数据来判断亮度传感器的数据品质；若在连续五个扫描周期内读取的数值为寄存的所能容纳的最大值或最小值则视为传感器故障，此时，PLC内部程序将自动切换到时间控制模式。控制方案如下图：　　

6、PLC照明控制系统策略　　　　　　　　　　2.3软件编程4　　隧道照明监控软件包括变电所监控软件和管理站监控软件。两个监控软件实现的功能基本相同，包括照明系统的控制和反馈信号检测、照明系统的控制方式选择。软件的编写流程图如下：　　　　　　三、结语　　采用时间-亮度控制策略的高速公路隧道照明PLC控制系统在遵毕高速公路上应用，运行效果达到了设计要求。该系统使得隧道照明即合理高效又运行稳定、节能、可靠，可在高速公路隧道项目中进行推广应用。此外，通过对PLC控制原理的分析，掌握PLC控制技术，可以提高施工质量拓展更广阔的施工领域。　　参考文献　　[1]夏国华.高速公路隧道PLC的选型与应用[J]

7、.中国交通信息产业，2004（8）.　　[2]胡剑波.PLC在隧道自动化中的应用[J].工业仪表与自动化装置，2000.2.　　[3]高晓斌，左传文等.隧道照明智能控制系统设计与应用[J].中国交通信息化，2011.2.4