高速公路隧道模型的製作方法

2023-10-11 07:22:19

專利名稱：高速公路隧道模型的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種模擬控制平臺，尤其是涉及ー種對高速公路的隧道進行模擬以進行控制訓練的高速公路隧道模型。
背景技術：
自動化技術是當今幾大高新技術之一，從某種意義來說，自動化技術已成為現代化的代名詞。隨著我國產業結構的調整、現代化進程的加快，自動化技術對現代エ業生產的推動作用將越來越重要。浙江省近幾年來已基本形成了以製造業為主體的四大特色優勢產業，確定了以「打造先進位造基地，促進エ業結 構優化升級」作為今後一段時期政府的主要工作目標。隨著各類エ業企業的技術進步，エ業自動化生產必將得到廣泛的普及，電氣控制設備、自動化生產線的安裝、調試、維修；自動控制系統的技術改造、開發應用；設備運行管理等方面工作量是非常巨大，需要大量的懂原理、能動手的專業技術人才，而能從事ー線現代化生產的技術人員需求量更大。實訓裝置作為掌握與應用新技術的重要載體，其作用已為廣大科技工作者所共識。發達國家和地區，一方面投入大量人力、物カ進行新技術、新エ藝等的研究，同時極其重視實訓裝置的開發工作，並常常將最為先進、完善的設備與裝置首先投入職業培訓與職業教育中。為了加快人才培養，完善教學手段，積極吸收與轉化新技術、新エ藝、新方法，研發符合應用人才培養目標的、較先進的實訓裝置，對本地區的技術進步，促進エ業結構的優化升級，具有重要的作用。

發明內容
本發明主要是解決現有技術所存在的隧道管理人員上崗前難以得到有效的實際操作訓練的技術問題，提供一種可以提供真實化操作控制訓練的高速公路隧道模型。本發明針對上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的ー種高速公路隧道模型，包括硬體系統和軟體系統，所述硬體系統包括
隧道構架模塊，作為整個系統的物理框架，為設備安裝提供支撐；
伺服器模塊，作為軟體系統的運行平臺；
PLC模塊，與伺服器模塊連接，作為連接軟體系統和被控的硬體模塊之間的樞紐，實現對隧道運行狀態的獲取和對開關量的控制；
照明模擬模塊，模擬隧道中的照明設備；
風機模擬模塊，模擬隧道中的風機設備；
通行燈模擬模塊，模擬隧道中的通行燈設備；
所述軟體系統包括
風機控制模塊，為風機模擬模塊遠程控制提供圖形化界面，實現對模擬風機模塊的控
制；
照明燈控制模塊，為照明模擬模塊遠程控制提供圖形化界面，實現對照明模擬模塊的控制；
通行燈控制模塊，為通行燈模擬模塊遠程控制提供圖形化界面，實現對通行燈模擬模塊的控制；
報表模塊，提供數據記錄以及各模塊的運行狀態統計。作為優選，所述隧道構架模塊包括長方形的臺面和安裝在檯面上的透明外罩，所述外罩為拱橋形，所述外罩內部上方安裝有橫梁，所述臺面安裝在櫃體上。
作為優選，所述照明模擬模塊包括相互電連接的照明燈和照明控制迴路，所述照明控制迴路與所述PLC模塊連接，所述照明燈安裝在橫梁上。作為優選，所述風機模擬模塊包括相互電連接的模擬風機和風機控制迴路，所述模擬風機設置在外罩內部上方，所述風機控制迴路與所述PLC模塊連接。作為優選，所述通行燈模擬模塊包括相互電連接的交叉綠箭燈和通行燈控制迴路，所述交叉綠箭燈設置在外罩內部上方，所述通行燈控制迴路與所述PLC模塊連接。作為優選，照明燈為LED燈條。整個系統為模塊化結構提供開放式實訓平臺，實訓模塊可根據不同的實訓要求進行組合；同時系統支持自動和手動運行方式，使實訓人員對自動化控制和人工操作的運行方式有最直觀感受。本發明帶來的實質性效果是，可以自由組裝和調試，可以藉助於本發明進行實際的隧道設備控制訓練和模擬。


圖I是本發明的ー種結構框 圖2是本發明的一種控制流程 圖3是本發明的ー種主視 圖4是本發明的ー種右視 圖5是本發明的ー種俯視 圖中I、隧道構架模塊，2、伺服器模塊，3、PLC模塊，4、照明模擬模塊，5、風機模擬模塊，6、通行燈模擬模塊，7、風機控制模塊，8、照明燈控制模塊，9、通行燈控制模塊，10、報表模塊，11、硬體系統，12、軟體系統，101、模擬風機，102、LED燈條，103、交叉綠箭燈，104、外罩，105、臺面，106、櫃體。
具體實施例方式下面通過實施例，並結合附圖，對本發明的技術方案作進ー步具體的說明。實施例本實施例的ー種高速公路隧道模塊，如圖I所示，包括硬體系統11和軟體系統12，所述硬體系統包括PLC模塊3、伺服器模塊2、隧道構架模塊I、照明模擬模塊4、風機模擬模塊5和通行燈模擬模塊6。照明模擬模塊、風機模擬模塊、通行燈模擬模塊可按實訓需要進行組合、安裝、調試。軟體系統主要由風機控制模塊7、照明控制模塊8、通行燈控制模塊9及報表模塊10組成。伺服器模塊主要為整個系統提供軟體運行基礎平臺，運行組態軟體提供人機操作界面。並提供數據存儲、通信、聯網等功能。是整個系統人機對話部分，負責將人的操作意識轉換為各種控制命令，是整個系統的大腦。PLC模塊是系統支撐的核心部件，是聯繫軟體與硬體的樞紐。通過PLC的擴展功能還可以實現對隧道運行狀態的獲取、開關量的控制。通過其驅動相應的中間繼電器即可完成對照明模擬模塊、風機模擬模塊、通門燈模擬的控制是整個系統的心臟部位。隧道構架模塊，是整個系統的物理框架，為設備安裝提供安裝支撐，模擬隧道形狀。隧道構架模塊 包括長方形的臺面105和安裝在底面上的透明的外罩104，外罩為拱橋形，外罩內部上方安裝有橫梁，臺面安裝在櫃體106上。照明模擬模塊是由照明燈、控制迴路等組成，是PLC的執行機構，本模塊主要模擬隧道出入進ロ加強燈、基本燈及其控制迴路組成，共同4個計迴路。照明燈為LED燈條102，安裝在橫梁上。通過伺服器發布指令，PLC接收並驅動照明模擬模塊動作，是指令操作後的具體執行表現單位。其控制模式主要有兩種，分為現場手動控制和遠程控制，遠程控制又分為時序控制和手工遠程控制。風機模擬模塊主要由模擬風機101、控制路路等組成，同為PLC的執行機構，本系統主要模擬隧道風機的控制原理，實現風機的啟動、停止、正轉、反正控制。是指令操作後的具體執行表現單位。其控制模式主要有兩種，分為現場手動控制和遠程控制。通行燈模擬模塊主要由模擬的紅叉綠箭燈103及其控制迴路組成，是PLC的執行機構，本模塊主要功能是模塊車道指示器在PLC控制狀態下的任意面的紅叉綠箭顯示，並組成相應的邏輯關係，即雙面不能同時顯示為綠箭。其控制模式主要有兩種，分為現場手動控制和遠程控制。模擬風機和交叉綠箭燈都安裝在外罩內部的上方，左右對稱設置。風機控制模塊為風機遠程控制提供圖形化界面，模擬了隧道交通遠程控制系統軟體。照明控制模塊為照明迴路遠程控制提供圖形化界面，模擬了隧道交通遠程控制系統軟體。通行燈控制模塊為通行燈迴路遠程控制提供圖形化界面，模擬了隧道交通遠程控制系統軟體。報表模塊提供的各類數據記錄及相應設備的運行狀態統計。高速公路隧道模型是ー個分層系統，包括
1、組態軟體位於整個系統的最上層，負責各類監控數據的可視化呈現；
2、硬體驅動程序，提供組態軟體同PLC通信接ロ；
3、PLC,系統核心部件，將各類傳感器信號進行採集，直觀反映到組態系統供實訓人員查看，如查看隧道風機的啟停狀態；同時將上層組態軟體的控制信號，發送到驅動裝置，控制模型動作，如開關隧道燈等；
4、傳感/驅動裝置，傳感裝置將隧道模型信號轉換為PLC可識別的信號，如隧道燈亮，傳感裝置輸出閉合信號；驅動裝置，將PLC的控制信號，轉換為可驅動隧道模型的信號；
5、現場設備，為隧道模型中具體設備，本系統中為風機、高壓納燈、車道指示器。隧道模擬系統主要控制信息有6路隧道照明迴路、4路隧道風機、4路車道指示器，共計14路開關量輸出信號。PLC選擇三菱FX1N-32MR，FXlN是一體化PLC，提供4路模擬、16路開關量輸入，2路模擬量、16路開關量輸出。
組態軟體具有設備運行狀態實時監測、風機啟停、照明迴路開關、車道指示器控制等功能，以良好的人機互動方式，滿足監控使用要求。如圖2所示，高速公路隧道模型的工作流程如下
I、模型啟動，PLC開始自檢，如果各接ロ電路正常，則將各端ロ狀態，存入接ロ變量表。
2、態軟體啟動，通過通信ロ與PLC串ロ通信，如果通信成功，準備讀取PLC數據，否則以「」表示通信不成功。
3、取PLC變量表數據，並將模型各設備當前狀態，以圖形化方式在監控界面上顯
/Jn ο4、斷是否有下發到PLC的控制命令，如果有，寫入PLC接ロ變量表，PLC內部CPU控制接ロ電路按要求動作，完成設備控制。5、進入下ー個循環。本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發明精神作舉例說明。本發明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或採用類似的方式替代，但並不會偏離本發明的精神或者超越所附權利要求書所定義的範圍。儘管本文較多地使用了 PLC模塊、照明模擬模塊等術語，但並不排除使用其它術語的可能性。使用這些術語僅僅是為了更方便地描述和解釋本發明的本質；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發明精神相違背的。
權利要求
1.ー種高速公路隧道模型，包括硬體系統和軟體系統，其特徵在幹，所述硬體系統包括 隧道構架模塊，作為整個系統的物理框架，為設備安裝提供支撐； 伺服器模塊，作為軟體系統的運行平臺； PLC模塊，與伺服器模塊連接，作為連接軟體系統和被控的硬體模塊之間的樞紐，實現對隧道運行狀態的獲取和對開關量的控制； 照明模擬模塊，模擬隧道中的照明設 備； 風機模擬模塊，模擬隧道中的風機設備； 通行燈模擬模塊，模擬隧道中的通行燈設備； 所述軟體系統包括 風機控制模塊，為風機模擬模塊遠程控制提供圖形化界面，實現對模擬風機模塊的控制； 照明燈控制模塊，為照明模擬模塊遠程控制提供圖形化界面，實現對照明模擬模塊的控制； 通行燈控制模塊，為通行燈模擬模塊遠程控制提供圖形化界面，實現對通行燈模擬模塊的控制； 報表模塊，提供數據記錄以及各模塊的運行狀態統計。
2.根據權利要求I所述的高速公路隧道模型，其特徵在於，所述隧道構架模塊包括長方形的臺面和安裝在底面上的透明外罩，所述外罩為拱橋形，所述外罩內部上方安裝有橫梁，所述臺面安裝在櫃體上。
3.根據權利要求I或2所述的高速公路隧道模型，其特徵在於，所述照明模擬模塊包括相互電連接的照明燈和照明控制迴路，所述照明控制迴路與所述PLC模塊連接，所述照明燈安裝在橫梁上。
4.根據權利要求I或2所述的高速公路隧道模型，其特徵在於，所述風機模擬模塊包括相互電連接的模擬風機和風機控制迴路，所述模擬風機設置在外罩內部，所述風機控制迴路與所述PLC模塊連接。
5.根據權利要求3所述的高速公路隧道模型，其特徵在幹，所述通行燈模擬模塊包括相互電連接的交叉綠箭燈和通行燈控制迴路，所述交叉綠箭燈設置在外罩內部，所述通行燈控制迴路與所述PLC模塊連接。
6.根據權利要求3所述的高速公路隧道模型，其特徵在於，所述照明燈為LED燈條。
全文摘要
本發明公開了一種高速公路隧道模型，其包括硬體系統和軟體系統，硬體系統包括隧道構架模塊、伺服器模塊、PLC模塊、照明模擬模塊、風機模擬模塊、通行燈模擬模塊；軟體系統包括風機控制模塊、照明燈控制模塊、通行燈控制模塊、報表模塊。本發明可以根據需要進行自由組裝，提供了一種隧道管理人員的實訓平臺。
文檔編號G05B19/05GK102646359SQ201210045078
公開日2012年8月22日 申請日期2012年2月24日 優先權日2012年2月24日
發明者丁曉雷, 劉松榮, 呂德周, 吳則建, 張中平, 張仲勇, 李偉, 柯威曳, 湯偉軍, 潘劍鋒, 詹元, 邱貞土, 鄭坤平, 陳曉強, 黃髮榮 申請人:丁曉雷