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1、基于PLC的高速公路隧道电力监控系统优化设计第31卷第3期2009年03月武汉工程大学J.Wuhanlnst.Tech.Vol.31No.3Mar.2009文章编号：1674—2869(2009)03—0085—04基于PLC的高速公路隧道电力监控系统优化设计林寿英，林建烽,夏胜芬(1•福建农林大学机电学院，福建福州1350002;2•华中科技大学电气与电子工程学院，湖北武汉430074)摘要:设计了一种基于PLC的高速公路隧道电力监控系统.该系统包括隧道监控，照明控制,交通信号控制等子系统,采用通信网络，实现了全线电力监控管理智能化，无人值守.现场应用结果
2、表明,系统性价比高，可靠性高，照明控制合理，节约了用电量.关键词:PLC;高速公路;隧道电力监控;照明优化控制中图分类号:TP277文献标识码:A0引言当前，作为现代交通基础设施的高速公路发展迅速，如何实现对高速公路的科学管理，发挥其快速，高效，安全畅通的功能和优势，关键之一是修建结构合理，性能优良的高速公路监控管理系统，其中对高速公路的隧道监控系统的优化设计尤其必要，它不仅涉及到高速公路的安全与高效运行，而且涉及到大量照明用电的节能管理控制口]•过去高速公路的隧道控制系统多采用在配电房内配置工控机控制系统，这种方式成本高，附加配套设备复杂，可靠性也因此受到
3、影响•而可编程控制器(PLC)具有可靠性高，功能完善,组合灵活，编程简单,功耗低等优点•因此釆用PLC为主控制器构成高速公路隧道电力监控系统,易于实现高速公路的全线电力监控管理的智能化，以实现全系统的无人值守・]•本文以长乐机场高速公路所辖的一条长约450米的鹤上隧道为研究对象，设计了一套基于2k6+386配电箱ZAP42k6+458配电箱ZAP32k6+589配电箱ZAP22k6+659配电箱ZAP1K6+308WK6+38~IYK6+48〜IYK6+58〜tvK6+65配电箱11配电箱11配电箱II配电箱II配电箱YAP111YAP2I1YAP311YA
4、P411YAP5PLC的高速公路隧道电力监控系统.系统分为4个子系统:隧道监控子系统，通信网络子系统，照明控制子系统，交通控制子系统，实现了对隧道内的照明的优化控制,各子系统之间可靠通信以及对交通诱导设备等各种设备的工作状态进行可视化的实时监控，确保了隧道的安全高效运行.1系统总体控制方案基于PLC的高速公路隧道电力监控系统是利用现场电力监控设备实时采集用电负荷数据，监控高速公路隧道照明用电设备的运行状态，供配电线路的运行状态，特别是其故障情况，并通过已建成的高速公路通信光纤通道传送到路段管理监控分中心，检修人员能够及时了解设备的运行情况以便及时处理，也可在
5、监控分中心，通过可视化触摸屏远程控制各站点及隧道供配电各冋路开关的合，分闸或接触器的通断,确保高速公路营运的正常进行.系统总体控制方案如图1所示.PLC1控制柜f鹤上遂道)厂…亠…一…一J1{光纤1!L—~*—工隹笞塑——图1隧道总体控制方案框图Fig.IBlockdiagrarnofthetunnelmonitoringsystem:上位机监控系统}L・.・_・交通指示灯，绿色箭头灯，应急灯，出口路灯等•要实现对这些厢电设备的运行状态的监控,具体方案是隧道内两旁左(Z)右(Y)各放置5个配电箱,PLC控制柜设置在隧道洞口的箱式变压器旁，里面放置一套西门子公
6、司生产的型号为S7—200PLC作为测控单元，它采集隧道内各配电箱的状态量，通过工业以太网通讯处理器CP243—1与上位机进行以太网通讯,完成隧道内照明系统，交通系统等用电设备的遥测功能，同时接收上位机的指令对各配电箱的状态量实现遥控功能.2」下位机控制系统硬件设计由于隧道内照明灯的数量较多，为了节省电能，同时保证隧道内外的光线强度始终保持在一个较稳定的状态，以减轻司机进入隧道前后视觉感光的差异，故要对照明系统进行控制•控制方式种是根据照度进行控制,在隧道内外都装上照度传感器,检测值经其内部的电路转化换算后，送PLC进行处理控制，这种做法比较复杂，成本高，适
7、合长隧道照明控制系统•而本隧道只有450米长，经客户同意采用了吋序控制方式，将照明灯分为七类，对不同灯的亮灭时间设计如表1所示•采用对交通信号灯中的红黄绿三色灯及转向箭头灯进行群控方式，且采集群控空气开关和接触器的反馈信号及其箱式变电站内的分合闸信号和故障信号.表1灯的亮灭时间Tab-1Thelightingtimeoftunnellamps耍选择控制设备首先耍对I/O点数进行统计•根据现场实际情况，输入点数含加强灯，交通灯，全口灯,指示灯，出口路灯等，总点数约50点；低压冋路状态反馈约20点;输出点数含加强灯,交通灯，全日灯，指示灯，岀口路灯等，总点数约3
8、3点;备用控制点数定为10点•根据以上I/O点数的统
