PLC在高速公路隧道通风和照明系统中的应用1.pdf

PLC在高速公路隧道照明通风系统中的应用 摘 要：潮惠高速公路隧道众多，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。 一 、引言 潮惠高速公路起于潮州市古巷镇，终于惠东县大岭镇，途经潮州、汕头、揭 阳、汕尾、惠州5个城市。该项目是国家规划的宁 （波）（东）莞高速公路的主 要路段，路线全长约246.83公里。2015年通车的潮惠高速一期工程属于 “县县 通”项目，从潮州市潮安区古巷镇至汕尾市陆河东，长约105公里。全线隧道共 有五条隧道，隧道监控与照明是全线监控的关键。五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。 二 、PLC概述 本地控制器采用OMRON 公司的大中型机CS1系列，五条长隧道共用8 PLC， 分别组成16个冗余令牌环网的控制系统。 控制器网是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。8套本地控制器的PLC通过光纤通信 模块CS1W-CLK52分别组成16个光纤冗余令牌环网进行数据通讯。 三、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冗余令牌环网，两 个光纤冗余 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（Hostlink系统是对于FA系统一种即优化又经济的通 信方式，它适合一台上位机与一台或多台PLC进行链接。上位机可对PLC传送程 序，并监控PLC 的数据区，以及控制PLC 的工作情况。）与主控PLC相连，并与 隧道监控与照明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。 四、PLC程序主要功能 1、 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。 2、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）。 3、本地控制器设有手动控制，手动操作界面采用触摸屏，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。 4、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）。 五、PLC编程 通风控制程序根据检测到的透过率、CO浓度数据、交通量数据，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。 通风控制程序实现风机正转、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，才允许其它风机启动，以减少对变电站供电 的冲击。 通风控制子系统控制方式可以有如下四级： ——监控分中心：自动控制、人工远程控制 ——隧道监控室：自动控制、人工控制 ——隧道变电所：人工手动控制 ——通风机开关箱：人工手动控制 正常情况下将隧道变电所的风机控制转换开关置于 “自动”位，由监控分中 心实现通风控制子系统的监控，自动完成子系统的各项功能。系统在故障或需 要 时经过转换应在前三级的任一级上维持系统的正常运行。在对通风设备和通风控 制子系统需要进行维修和测试时则可以采取隧道监控室人工、变电所人工、通风 机 就地开关箱处人工控制的方式。