淺析PLC在高速公路隧道智能監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

李振宇

摘要：隨著計(jì)算機(jī)、電子科技、通信網(wǎng)絡(luò)及智能交通系統(tǒng)的飛速發(fā)展，抗干擾性強(qiáng)、易于編程及高可靠性等特點(diǎn)集于一身的可編程控制器（PLC）被廣泛應(yīng)用于自動化和工業(yè)控制等領(lǐng)域及行業(yè)。采用隧道可編程序控制器（PLC）+中央控制計(jì)算機(jī)的組合方案，將分散控制、集中管理高速公路隧道機(jī)電設(shè)施，不僅滿足隧道內(nèi)交通、照明和通風(fēng)的管理要求，又實(shí)現(xiàn)對隧道機(jī)電設(shè)施全面管控的協(xié)調(diào)和節(jié)能作用。

關(guān)鍵詞：高速公路，PLC，隧道智能監(jiān)控系統(tǒng)，隧道機(jī)電設(shè)施

中圖分類號：G210.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：190316809

1引言

高速公路隧道存在空間較狹窄、光線變化較大、視野不清等諸多不利通行因素;如遇火災(zāi)、肇事等突發(fā)緊急事件，給疏導(dǎo)和營救工作帶來極大不便，比原發(fā)性事故更為嚴(yán)重的二次事故也將帶來不可預(yù)估的后果及更為嚴(yán)重的影響。隧道內(nèi)通行安全是隧道日常管理及維護(hù)的重中之重，如果構(gòu)建性能完善的隧道智能監(jiān)控系統(tǒng)隨之應(yīng)運(yùn)而生。

2 PLC系統(tǒng)

可編程邏輯控制器PLC，是專門為工業(yè)生產(chǎn)設(shè)計(jì)的一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置，是工業(yè)控制的核心部分，它采用一類可編程存儲器用于其內(nèi)部存儲程序，通過模擬或數(shù)字方式輸出/輸入控制各種類型的機(jī)械及生產(chǎn)過程，執(zhí)行順序控制、計(jì)數(shù)、邏輯運(yùn)算、定時、算術(shù)操作等面向用戶的指令。它的出現(xiàn)為高速公路隧道智能化管理的需求提供了硬件支持和技術(shù)保證。

3隧道智能自動化控制系統(tǒng)

隧道智能自動化控制系統(tǒng)包括隧道交通控制系統(tǒng)、隧道照明控制系統(tǒng)、隧道通風(fēng)控制系統(tǒng)、隧道火災(zāi)報警系統(tǒng)、隧道電源及配電控制系統(tǒng)等，它既能完成對隧道環(huán)境狀況和隧道機(jī)電設(shè)備的有效監(jiān)控，又可實(shí)現(xiàn)隧道相關(guān)信息數(shù)據(jù)前期采集、中期分析、后期管理等功能。隧道智能自動化控制系統(tǒng)由“隧道可編程序控制器+中央計(jì)算機(jī)”構(gòu)成，PLC負(fù)責(zé)獨(dú)立完成基本控制任務(wù)，而現(xiàn)場總線則負(fù)責(zé)將每個區(qū)域的監(jiān)控任務(wù)變成各自PLC的分散監(jiān)控任務(wù)。

4基于PLC的隧道監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)架

4.1隧道交通控制系統(tǒng)

隧道交通控制系統(tǒng)通過PLC讀取車輛檢測器、車道指示標(biāo)志、交通信號燈、可變情報板等有效信息，根據(jù)監(jiān)控軟件上預(yù)設(shè)交通模式，控制上述監(jiān)控設(shè)備的顯示狀態(tài)。通過定時給車輛檢測器進(jìn)行校時，來保證車輛檢測器時間的一致性?？勺兦閳蟀鍎t通過PLC的串口模塊與PLC連接，完成對可變情報板的信息發(fā)布及指令修改。交通信號燈和車道指示標(biāo)志的控制模式有下列三級控制：一是監(jiān)控分中心：自動控制、遠(yuǎn)程控制：二是隧道變電所：人工控制（觸摸屏）;三是隧道現(xiàn)場設(shè)備：手動控制。

4.2隧道照明控制系統(tǒng)

由于隧道自身環(huán)境存在內(nèi)、外的光線亮度差別較大，駕駛員在駛?cè)腭傠x隧道時會產(chǎn)生或多或少的視覺差，如何有效降低這種視覺差帶來的影響是隧道照明控制系統(tǒng)產(chǎn)生的一個關(guān)鍵原因。自動（本地）及遠(yuǎn)程控制方式由PLC智能監(jiān)控系統(tǒng)與照明系統(tǒng)根據(jù)光強(qiáng)檢測器檢測數(shù)據(jù)來配合完成，在保證行車安全的同時有效降低能耗。

4.3隧道通風(fēng)控制系統(tǒng)

隧道通風(fēng)控制系統(tǒng)根據(jù)檢測到cO濃度、交通量、透過率等數(shù)據(jù)，通過PLC控制風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、風(fēng)向;在發(fā)生火災(zāi)時，不僅可以通過控制不同點(diǎn)位的風(fēng)機(jī)來進(jìn)行相應(yīng)火災(zāi)點(diǎn)的排煙處理，還可以根據(jù)透過率、交通量、cO濃度、火災(zāi)報警等綜合情況自動控制風(fēng)機(jī)的啟停狀態(tài)，確保局部及整體有效快速排煙。

4.4隧道火災(zāi)報警系統(tǒng)

當(dāng)隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時，火災(zāi)報警系統(tǒng)可以迅速發(fā)出緊急信號，并及時通知監(jiān)控分中心?；馂?zāi)報警方式目前主要有手動報警按鈕和火災(zāi)自動探測器兩種。如遇火情，相關(guān)信息通過感溫光纜或通訊電纜傳輸給火災(zāi)報警主機(jī)，報警主機(jī)通過通信網(wǎng)絡(luò)和PLC模塊將相應(yīng)火情、火勢等信息傳到監(jiān)控分中心對應(yīng)工作站，這時會觸發(fā)工作站自動發(fā)出聲音并彈出告警信號頁面，同時顯示出火災(zāi)報警的具體位置信息，這時閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)也會自動將故障地點(diǎn)處的攝像機(jī)監(jiān)視畫面顯示在相應(yīng)的彩色監(jiān)視器、大屏幕投影屏或工作站顯示器上，待當(dāng)值調(diào)度員確認(rèn)后再進(jìn)行相應(yīng)控制指令發(fā)布。

4.5隧道電源及配電控制系統(tǒng)

隧道電源及配電控制系統(tǒng)PLC模塊實(shí)現(xiàn)對隧道變電站的運(yùn)行狀況、蓄電池質(zhì)量以及供電故障等狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視。主要是對低壓母線電壓、低壓總開關(guān)狀態(tài)、變電站故障總信號、高壓電源進(jìn)線開關(guān)、柴油發(fā)電機(jī)的起停及故障信號等進(jìn)行全程監(jiān)視，并將把采集到的有效信號傳送至監(jiān)控分中心電力環(huán)境檢測及動力環(huán)境監(jiān)測相應(yīng)工作站平臺。

5結(jié)語

高速公路隧道智能監(jiān)控系統(tǒng)是讓相關(guān)管理人員及時、全面、準(zhǔn)確掌握隧道內(nèi)的通行情況，PLC作為隧道智能監(jiān)監(jiān)控系統(tǒng)的核心裝備，在大幅提升隧道監(jiān)管水平的同時達(dá)到降本增效、確保隧道安全通行。