基于和利時(shí)LK系列PLC的隧道監(jiān)控系統(tǒng)
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當(dāng)今交通道路已進(jìn)入迅猛發(fā)展時(shí)期，作為公路修建中一個重要環(huán)節(jié)的隧道，其數(shù)量也在不斷增加。由于我國復(fù)雜的地理?xiàng)l件以及隧道本身的特點(diǎn)，隧道監(jiān)控系統(tǒng)在隧道的運(yùn)營和管理以及事故處理中發(fā)揮著極其重要的作用。因此，建設(shè)可靠、穩(wěn)定、先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)以及可擴(kuò)展的合理的隧道監(jiān)控系統(tǒng)成為工程界和公路營運(yùn)管理部門共同關(guān)心的問題。微電子、通信、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展大大提高了公路交通的信息化和智能化程度。PLC以其卓越的可靠性、抗干擾性以及靈活的控制方式成為隧道監(jiān)控系統(tǒng)的核心控制器。PLC與開放的網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)一起，共同推動著隧道監(jiān)控系統(tǒng)的智能化程度的發(fā)展。因?yàn)榫哂锌煽啃愿?、處理速度快、邏輯修改方便、抗干擾能力強(qiáng)、能適應(yīng)現(xiàn)場復(fù)雜環(huán)境等特點(diǎn)，基于和利時(shí)LK系列PLC的隧道監(jiān)控系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。
基于和利時(shí)LK系列PLC的隧道監(jiān)控系統(tǒng)主要功能是監(jiān)測隧道環(huán)境質(zhì)量、通風(fēng)系統(tǒng)、給排水消防系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、交通引導(dǎo)系統(tǒng)的設(shè)備工作狀態(tài)，確保各系統(tǒng)設(shè)備工作正常，并根據(jù)隧道正常運(yùn)行的需要，對各分系統(tǒng)設(shè)備實(shí)施遠(yuǎn)程人工控制或自動控制，異常工況下聯(lián)動各系統(tǒng)設(shè)備協(xié)同運(yùn)作，以達(dá)到設(shè)備運(yùn)行智能化和自動化的需求，實(shí)現(xiàn)改變環(huán)境狀況和營造隧道內(nèi)安全環(huán)境的目的。
2隧道監(jiān)控系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
隧道安全是公路安全中的咽喉，所以對隧道監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性要求特別高。在任何可能發(fā)生的緊急情況下，都能保證隧道的通風(fēng)、照明、消防、交通引導(dǎo)等正常工作。本隧道監(jiān)控系統(tǒng)采用和利時(shí)公司高性價(jià)比的LK系列PLC為核心控制器，每套PLC包括電源模塊、CPU模塊、DI模塊和DO模塊等，中央控制室、PLC控制站之間的數(shù)據(jù)通訊采用高速實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為環(huán)形，通訊速率為100Mbps。
隧道按照其長度分類，分別為短隧道（L250m）、中隧道（250m
從隧道監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成來看，一般分計(jì)算機(jī)集中控制層、區(qū)域控制器分布控制層和現(xiàn)場設(shè)備層等3個層次。計(jì)算機(jī)集中控制層主要實(shí)現(xiàn)設(shè)備監(jiān)控預(yù)案制定、預(yù)案發(fā)布、多系統(tǒng)協(xié)同控制等復(fù)雜功能，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫記錄、報(bào)表生成、設(shè)備管理等信息管理功能也在本層實(shí)現(xiàn)，本層設(shè)備和軟件集中在監(jiān)控中心進(jìn)行實(shí)施。區(qū)域控制器分布控制層是設(shè)備控制系統(tǒng)主體，主要用于實(shí)現(xiàn)預(yù)案執(zhí)行、設(shè)備閉環(huán)自動控制、設(shè)備運(yùn)行信息采集等現(xiàn)場流程控制功能?，F(xiàn)場設(shè)備層由隧道內(nèi)各分系統(tǒng)設(shè)備控制柜、智能儀表、硬件執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，主要用于執(zhí)行控制系統(tǒng)發(fā)出的指令，實(shí)現(xiàn)硬件級自動控制、硬件自保護(hù)、以及人工現(xiàn)場手動操作功能。
隧道監(jiān)控系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1 隧道監(jiān)控系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖
3隧道監(jiān)控系統(tǒng)的PLC控制柜設(shè)計(jì)
本隧道監(jiān)控系統(tǒng)的由以和利時(shí)LK系列PLC為核心的控制機(jī)柜、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、聲光報(bào)警、一次和二次外圍元件組成，系統(tǒng)裝置示意圖如圖2所示。隧道監(jiān)控系統(tǒng)控制柜里配置有PLC、冗余電源、斷路器、溫度濕度傳感器、報(bào)警繼電器等。每一路輸入、輸出通道都有與之相對應(yīng)的指示燈，可以檢查某一通道的動作情況，且系統(tǒng)具有在線試驗(yàn)功能。以其中一個核心控制柜的PLC配置為例，配置清單如表1所示。
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