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PLC在高速公路隧道监控系统中的应用 2008-10-27 11:20:00 来源：中国自动化网 浏览：763　 网友评论 条 点击查看 摘 要：福宁高速公路隧道众多，在国内较为少见，隧道监控采用PLC作为本地控制器进行数据采集和信息发布,整个PLC系统组网方便，运行可靠,达到并满足设计的目的和要求。 1 引言 　　福鼎分水关至宁德城关段高速公路是国家规划的“两纵两横”国道主干线之一同江至三亚公路在福建的一段，起点接浙江省甬台温高速公路，终点接罗源 至宁德高速公路。本路采用山岭重丘区高速公路标准修建，双向四车道，设计车速80Km/h，全长141公里，沿线设有互通立交十座，超过一公里的长隧道八 条，一公里以下短隧道六条，全线隧道单洞长度达二十公里，隧道监控是全线监控的关键。八条长隧道设置了完整的监控系统，包括交通监控、通风、照明、变电站 供配电、火灾报警、CCTV监视、隧道广播等子系统，其中交通监控、通风照明、变电站供配电等隧道信息的采集和发布采用本地控制器（PLC）完成。 2 PLC概述 　　本地控制器采用OMRON 公司的大中型机CS1系列，八条长隧道十六个单洞共用78套PLC，其中坑门里隧道11套，吉坑隧道11套，蔡家山隧道9套，洋坪隧道9套，赤岭隧道13 套，杨梅岭隧道8套，湾坞隧道9套，吴楼隧道8套PLC，分别组成16个ControllerLink冗余令牌环网的控制系统。 ControllerLink 是OMRON的主要的FA级别的网络，它支持在PLC之间及PLC和上位机之间的自动数据链接，也可使用信息服务进行可编程的数据传送，可得到高容量，柔 性数据链接及高容量的数据传送，对低成本的通信系统，可使用双绞线电缆。78套本地控制器的PLC通过光纤通信模块CS1W-CLK52分别组成16个光 纤ContollerLink冗余令牌环网进行数据通讯。 3 PLC系统组成 　　每个隧道的PLC系统分别在隧道左洞和隧道右洞组成光纤ContorllerLink冗余令牌环网，两个光纤ContorllerLink冗余 令牌环网都是独立的控制系统，互不干涉和影响。安装在监控设备室内的PLC通过HostLink与主控PLC相连，并与隧道监控分中心的服务器通过以太网 模块CS1W-ETN01、HUB、光纤收发器组成以太网进行数据交换。主控PLC在监控室内连接一个本地触摸屏，并通过MODEM与监控分中心的一个远 程触摸屏相连。 　　隧道PLC网络构成图： 4 PLC程序主要功能 　　1、收集本区段检测设备检测的信息，包括CO检测器、能见度检测器、透过率检测仪、车辆检测器等。 　　2、对收集信息进行预处理。如：隧道内的CO正常运营时允许的浓度一般在150—250ppm,，交通阻滞（隧道内各车道均以怠速行驶，平均车 速为10km/h时可为300ppm,经历时间不超过20分钟;隧道内烟雾允许浓度为7.0＊0.001 1/m;隧道内风速正常运营时推荐为10m/s），并储存在本地的存储单元内。 　　3、 隧道内的本地控制器的存储单元中处理好的信息（CO浓度、能见度、烟雾浓度、透过率、车辆检测、交通信号标志等）上传给隧道监控分中心的服务器。 　　4、 接收隧道管理站计算机的各种控制命令（如控制风机的启、停、照明开关等），将控制命令和设备运行状态比较后，发出对下端执行设备的控制指令（如发给风机、照明柜、车道控制标志、交通信号灯、横洞指示等的指令）。 　　5、 本地控制器设有手动控制，手动操作界面采用触摸屏NT31C，当通信中断或其它原因和上端失去联系时，可进行手动操作，且手动优先。 　　6、可存储几个常用和特殊的程序，如交通事故处理程序、火灾紧急处理程序等（即当遇到交通事故时的紧急处理措施,如：改变交通信号标志，发出报警信息，通知巡警等;当遇到火灾时的紧急处理措施，如：当隧道内遇到火灾时，风机的控制等）。 5 PLC编程 　　1、交通控制程序 　　交通控制程序负责读取车辆检测器、车道指示标志、情报板的状态及信息，并将数据传递给上位机。根据上位机上设定的交通模式，控制车道指示标志和 交通信号灯的状态。并根据上位机设置的状态及信息。实现对车辆检测器、车道指示标志、情报板、交通信号灯的控制。在发生通信故障时，产生报警信号。定时给 车辆检测器校时，以保证车辆检测器时间的一致性。 　　车道指示标志和交通信号灯的状态的控制方式有以下三级控制： 　　——监控分中心：自动控制（上位机）、人工远程控制（上位机、触摸屏） 　　——隧道监控室：人工控制（触摸屏） 　　——现场设备： 人工手动控制 　　正常情况下，车道指示标志和交通信号灯的状态由监控分中心的上位机控制，在上位机出现故障时，可通过监控分中心的触摸屏进行控制。若监控分中心至隧道设备室的通信出现故障，则改由隧道设备