一種高速公路plc隧道監控系統的製作方法
2023-09-16 20:14:05 3
專利名稱：一種高速公路plc隧道監控系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種監控系統，尤其是涉及一種高速公路PLC隧道監控系統。
背景技術：
近年來，隨著我國公路交通事業飛速發展，公路的等級不斷提高，通車裡程逐年攀升，公路建設已成為拉動國民經濟增長的支柱產業，因此隧道安全運營問題顯得越來越突出，隧道的監視與控制管理成為公路隧道安全正常運行的重要課題。隧道監控系統有監控環境惡劣、控制點分散、模擬量及數字量信息多等特點.同時，隨著計算機、網絡通信、電子技術和智能交通系統(ITS)的飛速發展，可編程控制器(PLC) (Programmable controller of tunnel)以其卓越的可靠性、抗幹擾性以及方便靈活的編程和應用等特點在工業控制和自動化領域得到越來越廣泛的應用。在高速公路隧道群智能自動化系統中，採用隧道可編程序控制器與中央控制計算機的集成方案，對隧道機電設備進行分散控制、集中管理，同時對洞內、外環境和機電設備進行監測，既滿足高速公路隧道對洞內交通、照明和通風的控制要求，又達到對整個系統實現全面監控的協調和節能目的。但是目前的控制方案沒有提出策略控制，不能在環境、時間因素等發生變化時，由系統自動或人工出發控制設備；沒有採用數據的分層結構。
發明內容本實用新型設計了一種高速公路PLC隧道監控系統，其解決的技術問題是:(I)超大隧道線路長、設備多、數據採集量大而造成的現有系統載入時間較長、界面反應遲鈍的問題；(2)目前的隧道監控·系統沒有提出策略控制，不能在環境、時間因素等發生變化時，由系統自動或人工出發控制設備；(3)現有隧道監控系統沒有採用數據的分層結構。為了解決上述存在的技術問題，本實用新型採用了以下方案:一種高速公路PLC隧道監控系統，包括可變情報板、車道指示器、照明設備、風機、主PLC以及多個現場PLC，在高速公路隧道左洞和隧道右洞分別設有光纖冗餘令牌環網，兩個光纖冗餘令牌環網都是相互獨立的，可變情報板、車道指示器、照明設備以及風機分別連接一現場PLC，每個現場PLC通過主PLC與監控計算機信號連接，主PLC以及多個現場PLC連接在光纖冗餘令牌環網內。進一步，監控計算機寫下來的信息通過主PLC發送到現場PLC，由現場PLC發送到情報板，在數據發送成功後，讀取情報板的顯示狀態，並把顯示狀態發送到主PLC的存儲區，監控計算機就可以訪問主PLC的存儲區來判斷數據是否發送成功；所述存儲區用來存儲要發布的數據、存儲發布的反饋數據以及存儲上位機要求主PLC和現場PLC向情報板發送數據的程序。進一步，上位機把對車道的控制信息發送到主PLC，主PLC為監控計算機發送的數據開闢了一段存儲區，當上位機發送數據時，主PLC把監控計算機的的控制信息接收到該段存儲區裡，並對監控計算機的控制信息作出相應的控制動作，然後把主PLC的監控動作發送到現場控制車道指示器的現場PLC，由現場PLC實現對車道指示器的控制。進一步，上位機把對照明設備的控制信息發送到主PLC，主PLC為監控計算機發送的數據開闢了一段存儲區，當上位機發送數據時，主PLC把監控計算機的的控制信息接收到該段存儲區裡，並對監控計算機的控制信息作出相應的控制動作，然後把主PLC的監控動作發送到現場照明的現場PLC，由現場PLC實現對照明的控制。進一步，上位機把對風機控制信息發送到主PLC，主PLC為監控計算機發送的數據開闢了一段存儲區，當上位機發送數據時，主PLC把監控計算機的的控制信息接收到該段存儲區裡，並對監控計算機的控制信息作出相應的控制動作，然後把主PLC的監控動作發送到控制風機的現場PLC，由現場PLC實現對風機控制。該高速公路PLC隧道監控系統與現有的高速公路PLC隧道監控系統相比，具有以下有益效果:1、本實用新型可以收集本區段檢測設備檢測的信息，包括CO檢測器、能見度檢測器、透過率檢測儀、車輛檢測器等。2、本實用新型可以對收集信息進行預處理。如:隧道內的CO正常運營時允許的濃度一般在150— 250ppm，，交通阻滯(隧道內各車道均以怠速行駛，平均車速為10km/h時可為300ppm，經歷時間不超過20分鐘；隧道內煙霧允許濃度為7.0 * 0.001 1/m;隧道內風速正常運營時推薦為10m/s)，並儲存在本地的存儲單元內。3、本實用新型中隧道內的本地控制器的存儲單元中處理好的信息(CO濃度、能見度、煙霧濃度、透過率、車輛檢測、交通信號標誌等)上傳給隧道監控分中心的伺服器。4、本實用新型可以接收隧道管理站計算機的各種控制命令(如控制風機的啟、停、照明開關等)，將控制命令和設備運 行狀態比較後，發出對下端執行設備的控制指令(如發給風機、照明櫃、車道控制標誌、交通信號燈、橫洞指示等的指令)。5、本實用新型中本地控制器設有手動控制，手動操作界面採用觸控螢幕NT31C，當通信中斷或其它原因和上端失去聯繫時，可進行手動操作，且手動優先。6、本實用新型可以存儲幾個常用和特殊的程序，如交通事故處理程序、火災緊急處理程序等(即當遇到交通事故時的緊急處理措施，如:改變交通信號標誌，發出報警信息，通知巡警等；當遇到火災時的緊急處理措施，如:當隧道內遇到火災時，風機的控制等)。7、在高速公路隧道群智能自動化系統中，採用隧道可編程序控制器與中央控制計算機的集成方案，對隧道機電設備進行分散控制、集中管理，同時對洞內、外環境和機電設備進行監測，既滿足高速公路隧道對洞內交通、照明和通風的控制要求，又達到對整個系統實現全面監控的協調和節能目的。
圖1:本實用新型的隧道PLC網絡構成圖；圖2:本實用新型的可變情報板控制器數據發送流向流程示意圖；圖3:本實用新型的車道指示器控制數據流向圖；圖4:本實用新型的照明控制數據流向圖；圖5:本實用新型的風機控制數據流向圖。
具體實施方式
下面結合圖1至圖5，對本實用新型做進一步說明:如圖1所示，每個隧道的PLC系統分別在隧道左洞和隧道右洞組成光纖ContorllerLink冗餘令牌環網，兩個光纖ContorllerLink冗餘令牌環網都是獨立的控制系統，互不幹涉和影響。安裝在監控設備室內的PLC通過HostLink與主控PLC相連，並與隧道監控分中心的伺服器通過乙太網模塊、HUB、光纖收發器組成乙太網進行數據交換。主控PLC在監控室內連接一個本地觸控螢幕，並通過MODEM與監控分中心的一個遠程觸控螢幕相連。如圖2所示:其中，可變情報板控制單元主要負責把監控計算機寫下來的信息通過主PLC發送到現場PLC，由現場PLC發送到情報板，在數據發送成功後，讀取情報板的顯示狀態，並把顯示狀態發送到主PLC的存儲區，監控計算機就可以訪問主PLC的存儲區來判斷數據是否發送成功。主PLC為上位機的發布信息開闢了一段存儲區，這段存儲區用來存儲要發布的數據和以發布的反饋數據以及上位機要求PLC向情報板發送數據的程序。當要發布信息時，上位機向PLC的存儲區中寫數據，PLC中存放情報板數據的存儲區中的內容發生變化，PLC在檢測到發送命令後，通過系統功能塊AG_SEND把存儲區中的數據發送到現場PLC。如附圖3所示:車道指示器的控制模式分為以下三級控制:1、監控分中心:自動控制(監控計算機)、人工遠處控制(監控計算機)。2、隧道監控室:人工控制(監控計算機)。 3、現場控制:人工手動控制。
正常情況下，車道指示器的控制由隧道控制中心的監控計算機控制，在隧道監控計算機出現故障時可用分中心的監控計算機控制。當以上的監控計算機都出現故障時可由現場的人工控制。車道指示器的控制程序負責把監控計算機對車道指示器的控制信息發送到車道指示器，實現對交通的控制。其操作思想如下:1、上位機把對車道的控制信息發送到主PLC。這些控制信息包括對上行行車道、上行超車道、下行行車道、下行超車道的的控制。2、主PLC為監控計算機發送的數據開闢了一段存儲區，當上位機發送數據時，主PLC把監控計算機的的控制信息接收到該段存儲區裡，並對監控計算機的控制信息作出相應的控制動作。然後把主PLC的監控動作發送到現場控制車道指示器的PLC，由現場PLC實現對車道指示器的控制。如圖4所示，照明控制分為以下三級控制:監控分中心:自動控制(監控計算機)、人工遠處控制(監控計算機)。隧道監控室:人工控制(監控計算機)。現場控制:人工手動控制。正情況下，車道指示器的控制由隧道控制中心的監控計算機控制，在隧道監控計算機出現故障時可用分中心的監控計算機控制。當以上的監控計算機都出現故障時可由現場的人工控制。照明控制的程序負責把監控計算機的照明要求發送到隧道內的照明設備和路燈，實現對照明的控制。其操作思想如下:[0040]1、上位機把對照明設備的控制信息發送到主PLC。2、主PLC為監控計算機發送的數據開闢了一段存儲區，當上位機發送數據時，主PLC把監控計算機的的控制信息接收到該段存儲區裡，並對監控計算機的控制信息作出相應的控制動作。然後把主PLC的監控動作發送到現場照明的PLC，由現場PLC實現對照明的控制。如附圖5所示，風機控制分為以下三級控制:1、監控分中心:自動控制(監控計算機)、人工遠處控制(監控計算機)。2、隧道監控室:人工控制(監控計算機)。3、現場控制:人工手動控制。正常情況下，車道指示的器的控制由隧道控制中心的監控計算機控制，在隧道監控計算機出現故障時可用分中心的監控計算機控制。當以上的監控計算機都出現故障時可由現場的人工控制。風機控制程序負責把監控計算機風機啟動要求發送給隧道內的風機，實現對風機的控制。其操作思想如下:1、上位機把對風機控制信息發送到主PLC。2、主PLC為監控計算機發送的數據開闢了一段存儲區，當上位機發送數據時，主PLC把監控計算機的的控制信息接收到該段存儲區裡，並對監控計算機的控制信息作出相應的控制動作。然後把主PLC的監控動作發送到現場控制風機的PLC，由現場PLC實現對風機控制。上面結合附圖對本實用新型進行了示例性的描述，顯然本實用新型的實現並不受上述方式的限制，只要採用了本實用新型的方法構思和技術方案進行的各種改進，或未經改進將本實用新型的構思和 技術方案直接應用於其它場合的，均在本實用新型的保護範圍內。
權利要求1.一種高速公路PLC隧道監控系統，包括可變情報板、車道指示器、照明設備、風機、主PLC以及多個現場PLC，其特徵在於:在高速公路隧道左洞和隧道右洞分別設有光纖冗餘令牌環網，兩個光纖冗餘令牌環網都是相互獨立的，可變情報板、車道指示器、照明設備以及風機分別連接一現場PLC，每個現場PLC通過主PLC與監控計算機信號連接，主PLC以及多個現場PLC連接在光纖冗餘令牌環網內；監控計算機通過主PLC和現場PLC與可變情報板連接，監控計算機通過主PLC和現場PLC與車道指示器連接，監控計算機通過主PLC和現場PLC與照明設備連接，監控計算機通過`主PLC和現場PLC與風機連接。
專利摘要本實用新型涉及一種高速公路PLC隧道監控系統，包括可變情報板、車道指示器、照明設備、風機、主PLC以及多個現場PLC，在高速公路隧道左洞和隧道右洞分別設有光纖冗餘令牌環網，兩個光纖冗餘令牌環網都是相互獨立的，可變情報板、車道指示器、照明設備以及風機分別連接一現場PLC，每個現場PLC通過主PLC與監控計算機信號連接，主PLC以及多個現場PLC連接在光纖冗餘令牌環網內。在高速公路隧道群智能自動化系統中,採用隧道可編程序控制器與中央控制計算機的集成方案,對隧道機電設備進行分散控制、集中管理,同時對洞內、外環境和機電設備進行監測,既滿足高速公路隧道對洞內交通、照明和通風的控制要求,又達到對整個系統實現全面監控的協調和節能目的。
文檔編號G05B19/418GK203149387SQ20132016136
公開日2013年8月21日 申請日期2013年4月3日 優先權日2013年4月3日
發明者邵宗凱, 吳建德, 王曉東 申請人:昆明聯誠科技有限公司