基于PLC隧道照明控制系统设计简述.pdfVIP

基于PLC的隧道照明控制系统设计

摘要：随着目前我国山区的飞速发展，修建公路隧道逐渐受到广泛

的重视。隧道是否可以正常运作与隧道照明系统之间有着很直接的联

系，传统意义上的隧道照明控制系统有着不足之处，这些缺陷在某种程

度上大大地引起了电能资源的浪费，同时照明的均匀度不够，已经成为

危害行车安全的直接影响因素。所以，实现隧道照明控制系统具有重要

的理论意义和实践意义。本文主要是介绍了系统的硬件部分与软件部

分，其中软件部分具体从上位机调试软件模块、分支程序控制模块以及

单个回路灯调光模块进行了设计说明。

关键字：隧道照明控制隧道PLC

1研究背景及意义

我国具有丰富的土地资源，绵延的山包裹着祖国大地，我国有很多

地区遍布山地或者重丘，在这种地区下行驶车辆，对于人们的生命安全

以及财产安全来说都是很大的隐患，面对复杂的地理因素，建设公路隧

道的工程在不断地增加，这是由于它的很多优点，公路隧道可以解决高

程障碍、减少行车的时间以及行车的里程。特别是这些年以来，随着我

国经济的飞速发展，建设公路的规模逐渐增强，在目前的隧道发展成就

上，我国已经排在世界的前列。隧道是高速公路中一段独特的路段，当

车辆进入到隧道里面的时候人就会被一些视觉现象影响。这是因为隧道

环境是封闭的，而且隧道的高度是受到限制的，隧道的侧向净宽空间不

是很大，隧道外面的光照强度要强于隧道里面的光度。当车辆进入到隧

道里面的时候，驾驶员就会看到“黑洞现象”，而这种现象产生的原因

2

是由于人眼是从光强的地方进入到光度比较弱的地方，这个过程我们的

眼睛需要有一个适应的过程，当适应后才可以看到隧道里面的画面。从

隧道里面出来的时候，司机就会看到“白洞现象”，其产生的原因则与

“黑洞现象”相反，由于人眼从光弱的地方进入到光比较强的地方的时

候，眼睛会产生眩光的现象。在隧道的中间过程中，车辆排出的雾气经

过车灯的照射下从而形成了所谓的物理现象——散射现象，这种现象会

对隧道里面的可见度产生很大影响，从而司机的的视线就会被影响。所

以将照明设备安装在隧道里面，可以给人以很好的视觉环境，车辆在隧

道中行驶的时候就可以获得安全保障。

2系统硬件设计

在工业控制设计的过程中，如果自动化控制系统很复杂的话，那么

该系统就会运用到有组织的控制系统架构中。其中控制系统架构是由几

个方面组成的，分别为：人机界面、中间层以及底层的设备。其中人机

界面是最高超的，而中间层的实现就要依赖PLC,也就是所谓的可编程逻

辑控制器，底层的设备要借用到现场总线从而完成通讯。本文设计的隧

道照明控制系统的硬件架构组成包括了上位机、PLC以及现场其他控制设

备。

2.1隧道照明控制系统的硬件架构

根据研究分析了已有的隧道照明控制系统可以得出，虽然隧道照明

控制系统选择的技术以及方法有多种，但是目的都是一样的。都是为了

达到减少运营费用以及节省隧道照明的资源。本文设计的硬件结构图如

图1所示。

2

3系统软件设计

3.1控制系统软件结构

隧道照明功能的实现需要各种硬件设备的参与，按照硬件系统的功

能从而完成软件模块的设计实现，本文的软件结构如图2所示。

3.2上位机调试软件模块

图1基于PLC的隧道照明控制系统硬件架构图

2

图2控制系统的软件总体结构图

图3上位机调试软件的可视化界面

2

图4上位机的调试界面图

隧道照明控制系统起到指挥控制的结构是上位机，上位机也是系统

的决策者。上位机系统实现了一个容易操作的控制页面，通过界面技术

人员能够对隧道灯进行合理地管理。本文设计的上位机的目的是为了对

实时数据进行采集的过程，通过这些数据从而对隧道里面的亮度进行判

断，如果灯光的亮度无法满足，那么就需要提前运用算法，对采集的数

据实现运算，最后现场控制的PLC就会接收到这些数据的计算结果，PLC

会发出新的控制指令，按照需要实现控制的信息，把相关的控制信息给

到现场的设