一種高速公路plc隧道監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種高速公路PLC隧道監(jiān)控系統(tǒng)，在高速公路隧道左洞和隧道右洞分別設(shè)有光纖冗余令牌環(huán)網(wǎng)，兩個光纖冗余令牌環(huán)網(wǎng)都是相互獨立的，可變情報板、車道指示器、限速控制器、CO/VI檢測器、照明設(shè)備以及風機分別連接一現(xiàn)場PLC，每個現(xiàn)場PLC通過主PLC與監(jiān)控計算機信號連接，主PLC采集的可變情報板、車道指示器、限速控制器、照明設(shè)備以及風機信息經(jīng)光纖以太環(huán)網(wǎng)傳至監(jiān)控計算機，主PLC以及多個現(xiàn)場PLC連接在光纖冗余令牌環(huán)網(wǎng)內(nèi)，主PLC和現(xiàn)場PLC都設(shè)有液晶觸摸屏。本實用新型通過PLC以其卓越的可靠性、抗干擾性以及靈活的控制方式成為隧道監(jiān)控系統(tǒng)的核心控制器，其與開放的網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)一起，共同推動著隧道監(jiān)控系統(tǒng)的智能化程度的發(fā)展。
【專利說明】一種高速公路PLC隧道監(jiān)控系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種監(jiān)控系統(tǒng)，尤其是涉及一種高速公路PLC隧道監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隧道監(jiān)控的環(huán)境相對比較特殊，隧道所處的山野防雷非常重要，隧道中的控制箱經(jīng)常會遇到潮濕甚至漏水的侵擾，而一些高原隧道面臨嚴寒和低空氣密度，特別是長大隧道中的汽車煙塵很容易附著在密封不好的控制箱中設(shè)備上，這些煙塵具有一定的導電性，從而造成本地控制器等設(shè)備的早期故障或損壞。從國內(nèi)隧道監(jiān)控系統(tǒng)的實際應用情況來看，對隧道監(jiān)控環(huán)境的認識，在一些項目中，重視成度還不夠，一些隧道控制箱遠沒有達到IP65以上的防護等級，這樣的監(jiān)控系統(tǒng)是不安全的。
[0003]隧道監(jiān)控系統(tǒng)有監(jiān)控環(huán)境惡劣、控制點分散、模擬量及數(shù)字量信息多等特點.同時，隨著計算機、網(wǎng)絡(luò)通信、電子技術(shù)和智能交通系統(tǒng)(ITS)的飛速發(fā)展，可編程控制器PLC (Programmable controller of tunnel)以其卓越的可靠性、抗干擾性以及方便靈活的編程和應用等特點在工業(yè)控制和自動化領(lǐng)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(tǒng)中，采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(shè)備進行分散控制、集中管理，同時對洞內(nèi)、外環(huán)境和機電設(shè)備進行監(jiān)測，既滿足高速公路隧道對洞內(nèi)交通、照明和通風的控制要求，又達到對整個系統(tǒng)實現(xiàn)全面監(jiān)控的協(xié)調(diào)和節(jié)能目的。
[0004]但是，目前需要技術(shù)人員需要通過手持式編程器對PLC進行編程控制，因而會造成技術(shù)人員工作的不便，以及PLC維護不便。
[0005]高速公路隧道會使用到可變情報板、車道指示器、照明設(shè)備、C0/VI檢測器、風機和限速控制器，各個不同的設(shè)備接口不盡相同，需要通過轉(zhuǎn)接器與PLC連接。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實用新型設(shè)計了一種高速公路PLC隧道監(jiān)控系統(tǒng)，其解決的技術(shù)問題是:(I)超大隧道線路長、設(shè)備多、數(shù)據(jù)采集量大而造成的現(xiàn)有系統(tǒng)載入時間較長、界面反應遲鈍的問題；(2)高速公路隧道會使用到可變情報板、車道指示器、照明設(shè)備、C0/VI檢測器、風機和限速控制器，各個不同的設(shè)備接口不盡相同，需要通過轉(zhuǎn)接器與PLC連接。
[0007]為了解決上述存在的技術(shù)問題，本實用新型采用了以下方案:
[0008]一種高速公路PLC隧道監(jiān)控系統(tǒng)，包括可變情報板、車道指示器、照明設(shè)備、C0/VI檢測器、風機、限速控制器、主PLC以及多個現(xiàn)場PLC，在高速公路隧道左洞和隧道右洞分別設(shè)有光纖冗余令牌環(huán)網(wǎng)，兩個光纖冗余令牌環(huán)網(wǎng)都是相互獨立的，可變情報板、車道指示器、限速控制器、C0/VI檢測器、照明設(shè)備以及風機分別連接一現(xiàn)場PLC，每個現(xiàn)場PLC通過主PLC與監(jiān)控計算機信號連接，主PLC采集的可變情報板、車道指示器、限速控制器、照明設(shè)備以及風機信息經(jīng)光纖以太環(huán)網(wǎng)傳至監(jiān)控計算機，主PLC以及多個現(xiàn)場PLC連接在光纖冗余令牌環(huán)網(wǎng)內(nèi)，其特征在于:主PLC和現(xiàn)場PLC都設(shè)有用來對給PLC操作和顯示PLC反饋信息的液晶觸摸屏。
[0009]進一步，現(xiàn)場PLC安裝有RS-232C，RS-422或RS-485接口通訊端口，以便與車道指示器、C0/VI檢測器、限速控制器以及可變情報板相連。
[0010]進一步，主PLC和現(xiàn)場PLC都具有雙CPU模塊和雙電源模塊。
[0011]該高速公路PLC隧道監(jiān)控系統(tǒng)與現(xiàn)有的高速公路PLC隧道監(jiān)控系統(tǒng)相比，具有以下有益效果:
[0012](I)本實用新型通過PLC以其卓越的可靠性、抗干擾性以及靈活的控制方式成為隧道監(jiān)控系統(tǒng)的核心控制器，其與開放的網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)一起，共同推動著隧道監(jiān)控系統(tǒng)的智能化程度的發(fā)展。
[0013](2)本實用新型在每臺PLC上上還配有液晶觸摸屏，用來對給設(shè)備操作和顯示其反饋信息及檢查所轄各設(shè)備的狀態(tài)，同時它可以取代手持式編程器對PLC進行編程，大大方便了技術(shù)人員的操作。
[0014](3)本實用新型每臺PLC上安裝有RS-485/RS422或RS-232通訊端口，以便與車道指示器、co/νι檢測器、限速控制器以及可變情報板等儀表控制設(shè)備相連。
[0015](4)本實用新型主PLC和現(xiàn)場PLC都具有雙CPU模塊和雙電源模塊，極大的提高了PLC的可靠性，使得整個系統(tǒng)可以實現(xiàn)不停機檢修功能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型的隧道PLC網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合圖1對本實用新型做進一步說明:
[0018]如圖1所示，每個隧道的PLC系統(tǒng)分別在隧道左洞和隧道右洞組成光纖ContorllerLink冗余令牌環(huán)網(wǎng)，兩個光纖ContorllerLink冗余令牌環(huán)網(wǎng)都是獨立的控制系統(tǒng)，互不干涉和影響。安裝在監(jiān)控設(shè)備室內(nèi)的PLC通過HostLink與主控PLC相連，并與隧道監(jiān)控分中心的服務(wù)器通過以太網(wǎng)模塊、HUB、光纖收發(fā)器組成以太網(wǎng)進行數(shù)據(jù)交換。主控PLC在監(jiān)控室內(nèi)連接一個本地觸摸屏，并通過MODEM與監(jiān)控分中心的一個遠程觸摸屏相連。
[0019]通過IOOMbps速率的以太網(wǎng)形成光纖ContorllerLink冗余令牌環(huán)網(wǎng)。光纖ContorllerLink冗余令牌環(huán)網(wǎng)使得環(huán)路上任意兩個區(qū)域控制器間通信有兩條物理鏈路，這樣即使某處光纖出現(xiàn)斷裂故障，系統(tǒng)仍可以自動尋找到反方向的通信鏈路繼續(xù)維持通信，既增加了通信可靠性，又提供了在線不停機檢修通信的功能。
[0020]其中，可變情報板控制單元主要負責把監(jiān)控計算機寫下來的信息通過主PLC發(fā)送到現(xiàn)場PLC，由現(xiàn)場PLC發(fā)送到情報板，在數(shù)據(jù)發(fā)送成功后，讀取情報板的顯示狀態(tài)，并把顯示狀態(tài)發(fā)送到主PLC的存儲區(qū)，監(jiān)控計算機就可以訪問主PLC的存儲區(qū)來判斷數(shù)據(jù)是否發(fā)送成功。主PLC為上位機的發(fā)布信息開辟了一段存儲區(qū)，這段存儲區(qū)用來存儲要發(fā)布的數(shù)據(jù)和以發(fā)布的反饋數(shù)據(jù)以及上位機要求PLC向情報板發(fā)送數(shù)據(jù)的程序。當要發(fā)布信息時，上位機向PLC的存儲區(qū)中寫數(shù)據(jù)，PLC中存放情報板數(shù)據(jù)的存儲區(qū)中的內(nèi)容發(fā)生變化，PLC在檢測到發(fā)送命令后，通過系統(tǒng)功能塊AG_SEND把存儲區(qū)中的數(shù)據(jù)發(fā)送到現(xiàn)場PLC。[0021]車道指示器的控制模式分為以下三級控制:
[0022]1、監(jiān)控分中心:自動控制(監(jiān)控計算機)、人工遠處控制(監(jiān)控計算機)。
[0023]2、隧道監(jiān)控室:人工控制(監(jiān)控計算機)。
[0024]3、現(xiàn)場控制:人工手動控制。
[0025]正常情況下，車道指示器的控制由隧道控制中心的監(jiān)控計算機控制，在隧道監(jiān)控計算機出現(xiàn)故障時可用分中心的監(jiān)控計算機控制。當以上的監(jiān)控計算機都出現(xiàn)故障時可由現(xiàn)場的人工控制。車道指示器的控制程序負責把監(jiān)控計算機對車道指示器的控制信息發(fā)送到車道指示器，實現(xiàn)對交通的控制。其操作思想如下:
[0026]1、上位機把對車道的控制信息發(fā)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。
[0027]2、主PLC為監(jiān)控計算機發(fā)送的數(shù)據(jù)開辟了一段存儲區(qū)，當上位機發(fā)送數(shù)據(jù)時，主PLC把監(jiān)控計算機的的控制信息接收到該段存儲區(qū)里，并對監(jiān)控計算機的控制信息作出相應的控制動作。然后把主PLC的監(jiān)控動作發(fā)送到現(xiàn)場控制車道指示器的PLC，由現(xiàn)場PLC實現(xiàn)對車道指示器的控制。
[0028]照明控制分為以下三級控制:
[0029]監(jiān)控分中心:自動控制(監(jiān)控計算機)、人工遠處控制(監(jiān)控計算機)。
[0030]隧道監(jiān)控室:人工控制(監(jiān)控計算機)。
[0031 ] 現(xiàn)場控制:人工手動控制。
[0032]正情況下，車道指示器的控制由隧道控制中心的監(jiān)控計算機控制，在隧道監(jiān)控計算機出現(xiàn)故障時可用分中心的監(jiān)控計算機控制。當以上的監(jiān)控計算機都出現(xiàn)故障時可由現(xiàn)場的人工控制。照明控制的程序負責把監(jiān)控計算機的照明要求發(fā)送到隧道內(nèi)的照明設(shè)備和路燈，實現(xiàn)對照明的控制。其操作思想如下:1、上位機把對照明設(shè)備的控制信息發(fā)送到主PLC。
[0033]2、主PLC為監(jiān)控計算機發(fā)送的數(shù)據(jù)開辟了一段存儲區(qū)，當上位機發(fā)送數(shù)據(jù)時，主PLC把監(jiān)控計算機的的控制信息接收到該段存儲區(qū)里，并對監(jiān)控計算機的控制信息作出相應的控制動作。然后把主PLC的監(jiān)控動作發(fā)送到現(xiàn)場照明的PLC，由現(xiàn)場PLC實現(xiàn)對照明的控制。
[0034]風機控制分為以下三級控制:
[0035]1、監(jiān)控分中心:自動控制(監(jiān)控計算機)、人工遠處控制(監(jiān)控計算機)。
[0036]2、隧道監(jiān)控室:人工控制(監(jiān)控計算機)。
[0037]3、現(xiàn)場控制:人工手動控制。
[0038]正常情況下，車道指示的器的控制由隧道控制中心的監(jiān)控計算機控制，在隧道監(jiān)控計算機出現(xiàn)故障時可用分中心的監(jiān)控計算機控制。當以上的監(jiān)控計算機都出現(xiàn)故障時可由現(xiàn)場的人工控制。風機控制程序負責把監(jiān)控計算機風機啟動要求發(fā)送給隧道內(nèi)的風機，實現(xiàn)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(fā)送到主PLC。
[0039]2、主PLC為監(jiān)控計算機發(fā)送的數(shù)據(jù)開辟了一段存儲區(qū)，當上位機發(fā)送數(shù)據(jù)時，主PLC把監(jiān)控計算機的的控制信息接收到該段存儲區(qū)里，并對監(jiān)控計算機的控制信息作出相應的控制動作。然后把主PLC的監(jiān)控動作發(fā)送到現(xiàn)場控制風機的PLC，由現(xiàn)場PLC實現(xiàn)對風機控制。[0040]上面結(jié)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(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本實用新型的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進行的各種改進，或未經(jīng)改進將本實用新型的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應用于其它場合的，均在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種高速公路PLC隧道監(jiān)控系統(tǒng)，包括可變情報板、車道指示器、照明設(shè)備、CO/VI檢測器、風機、限速控制器、主PLC以及多個現(xiàn)場PLC，在高速公路隧道左洞和隧道右洞分別設(shè)有光纖冗余令牌環(huán)網(wǎng)，兩個光纖冗余令牌環(huán)網(wǎng)都是相互獨立的，可變情報板、車道指示器、限速控制器、CO/VI檢測器、照明設(shè)備以及風機分別連接一現(xiàn)場PLC，每個現(xiàn)場PLC通過主PLC與監(jiān)控計算機信號連接，主PLC采集的可變情報板、車道指示器、限速控制器、照明設(shè)備以及風機信息經(jīng)光纖以太環(huán)網(wǎng)傳至監(jiān)控計算機，主PLC以及多個現(xiàn)場PLC連接在光纖冗余令牌環(huán)網(wǎng)內(nèi)，其特征在于:主PLC和現(xiàn)場PLC都設(shè)有用來對給PLC操作和顯示PLC反饋信息的液晶觸摸屏。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述高速公路PLC隧道監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:現(xiàn)場PLC安裝有RS-232C，RS-422或RS-485接口通訊端口，以便與車道指示器、CO/VI檢測器、限速控制器以及可變情報板相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述高速公路PLC隧道監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:主PLC和現(xiàn)場PLC都具有雙CPU模塊和雙電源模塊。
【文檔編號】G05B19/418GK203561873SQ201320748743
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月25日
【發(fā)明者】高大明, 孫靂, 丁波, 方芮 申請人:安徽皖通科技股份有限公司