淺析PLC在高速公路隧道智能监控系统中的应用.doc

浅析PLC在高速公路隧道智能监控系统中的应用 王新官 （江西方兴科技有限公司，江西 南昌 330025） 摘 要：隧道监控系统有监控环境恶劣、控制点分散、模拟量及数字量信息多等特点.同时,随着计算机、网络通信、电子技术飞速发展,可编程控制器（Programmable controller of tunnel）以其卓越的可靠性、抗干扰性以及方便灵活的编程和应用等特点在工业控制和自动化领域得到越来越广泛的应用.在高速公路隧道群自动化中,采用隧道可编程序控制器PC+中央控制计算机的集成方案,对隧道机电设备进行分散控制、集中管理,同时对洞内、外环境和机电设备进行监测,既满足高速公路隧道对洞内交通、照明和通风的控制要求,又达到整个系统实现全面监控的协调和节能目的。关键词网络通信可编程序控制器0 前 言 高速公路隧道属公路非凡构造物，是公路交通的咽喉地段，有空间环境狭窄、光线变化大、视野不清等诸多不利交通因素，特别是发生火灾等紧急事件时，交通疏导和救援工作与普通路段大不一样，而且二次事故产生的后果远比原发性事故严重得多，因此高速公路隧道内的安全保障是公路隧道建设和运营特别关注的问题，而建设智能自动化隧道监控系统是保障隧道交通安全畅通、提高隧道交通舒适度的关键所在。本文将对高速公路隧道智能自动化监控系统的及各监控子系统的具体实现和结构进行分析。 随着十五“计划的全面完成及十一五“规划的良好开局，我国交通基础设施发生了翻天覆地的变化，至2008年底我国高速公路通车里程达到了6．03万Km，短短十多年的时间走完了发达国家半个世纪的发展历程省域高速公路普遍实现了互联互通和联网收费。而在国民经济高速发展的带动下，高速公路车流量迅猛增长，特别是一些交通主干道车流量Et趋饱和，而构建和谐畅通的高速公路，隧道群因其特殊条件成为发展瓶颈。因此，急需引进新技术，充分整合高速公路各项资源，构建信息化、网络化、智能化高速公路隧道自动化管理与控制系统，以提高高速公路交通系统的供给和保障力。高速公路的相关机电设备近年来发展很快，计算机技术、网络通信技术和数字图像处理技术的高速发展大大提高了数据的集中和远距离处理能力。这些技术进展为建立新的和更为合理的智能自动化高速公路隧道监控系统创造了技术条件。 可编程序控制器，简称PLC，是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置，其以可靠性高、体积小、重量轻、能耗低、抗干扰能力强等特点广泛应用于现代工业自动化控制系统中，它的出现为高速公路隧道实现智能经管理提供有力保证。 隧道智能自动化控制系统是一个整体的概念,包括通风控制系统、照明控制系统、交通控制系统、火灾报警系统、电源及配电控制系统等。而以中央计算机+隧道可编程序控制器（现场总线+PLC+手操屏），构成的隧道自动化系统既能完成隧道机电设备、隧道环境状况监控的功能,又可完成隧道信息管理的功能,其中的监控部分采用具有高可靠性的PLC组成的，基于现场总线的集散控制结构的隧道可编程序控制器。使得整个自动化系统的可靠性得到保证。同时,PLC可以独立工作,完成基本控制任务;现场总线的采用将使各个区域的监控任务变成相应PLC的分散监控任务,使得隧道布线更加简单、合理。PLC的灵活配置使得隧道监控系统形成模块结构,PLC系统可大可小,可根据现场要求进行合理分布。下面就PLC的选择及在各个子系统中的应用进行阐述。 1 PlC的选择 高速公路隧道的维护人员多数没有接触过PLC，技术能力有限，而一个隧道的自控系统往往要运行10年、20年。因此在选择可编程控制器时，需充分考虑其先进性、实用性。PLC应采用世界知名公司的必威体育精装版产品，应考虑选择货源充足、中文资料丰富、备品备件容易。技术服务方便、国内有维修处的生产商的产品，PLC的控制点数留有余量，并具有可扩充性。另外与发达国家相比，中国电网质量尚有差距，应选择对电源波动适应范围＞±20％的产品。考虑到国内用户的技术水平，PLC系统应结构简洁、使用方便，特别是程序编制方法应简单易学。根据可靠性的要求，可选择双CPU冗余的双机热备型PLC或者单CPU机型。 2 隧道通风控制系统 隧道通风控制系统根据检测到的透过率、CO浓度数据、交通量数据，通过PLC控制风机的运行台数、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;并在发生火灾时，根据不同地点，进行相应的火灾排烟处理，以保证隧道的安全及运行环境的舒适性。通风控制系统实现风机正转、反转、停机控制，并将每台风机的状态（正转、反转、停机）、自动手动状态显示、总故障信号传给上位机。自动统计风机运行时间，累计运行时间最短的风机优先启动，以便平衡各台风机的劳逸程度，延长风机的使用寿命。自动根据CO浓度、透过率值、交通量状况、火灾报警等综合情况控制风机的运行。每台风机启动需短暂延时，才允许其