淺析PLC在高速公路隧道智能監控系統的應用

李振宇

摘要：隨著計算機、電子科技、通信網絡及智能交通系統的飛速發展，抗干擾性強、易于編程及高可靠性等特點集于一身的可編程控制器（PLC）被廣泛應用于自動化和工業控制等領域及行業。采用隧道可編程序控制器（PLC）+中央控制計算機的組合方案，將分散控制、集中管理高速公路隧道機電設施，不僅滿足隧道內交通、照明和通風的管理要求，又實現對隧道機電設施全面管控的協調和節能作用。

關鍵詞：高速公路，PLC，隧道智能監控系統，隧道機電設施

中圖分類號：G210.7 文獻標識碼：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、肇事等突發緊急事件，給疏導和營救工作帶來極大不便，比原發性事故更為嚴重的二次事故也將帶來不可預估的后果及更為嚴重的影響。隧道內通行安全是隧道日常管理及維護的重中之重，如果構建性能完善的隧道智能監控系統隨之應運而生。

2 PLC系統

可編程邏輯控制器PLC，是專門為工業生產設計的一種數字運算操作的電子裝置，是工業控制的核心部分，它采用一類可編程存儲器用于其內部存儲程序，通過模擬或數字方式輸出/輸入控制各種類型的機械及生產過程，執行順序控制、計數、邏輯運算、定時、算術操作等面向用戶的指令。它的出現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保證。

3隧道智能自動化控制系統

隧道智能自動化控制系統包括隧道交通控制系統、隧道照明控制系統、隧道通風控制系統、隧道火災報警系統、隧道電源及配電控制系統等，它既能完成對隧道環境狀況和隧道機電設備的有效監控，又可實現隧道相關信息數據前期采集、中期分析、后期管理等功能。隧道智能自動化控制系統由“隧道可編程序控制器+中央計算機”構成，PLC負責獨立完成基本控制任務，而現場總線則負責將每個區域的監控任務變成各自PLC的分散監控任務。

4基于PLC的隧道監控系統構架

4.1隧道交通控制系統

隧道交通控制系統通過PLC讀取車輛檢測器、車道指示標志、交通信號燈、可變情報板等有效信息，根據監控軟件上預設交通模式，控制上述監控設備的顯示狀態。通過定時給車輛檢測器進行校時，來保證車輛檢測器時間的一致性。可變情報板則通過PLC的串口模塊與PLC連接，完成對可變情報板的信息發布及指令修改。交通信號燈和車道指示標志的控制模式有下列三級控制：一是監控分中心：自動控制、遠程控制：二是隧道變電所：人工控制（觸摸屏）;三是隧道現場設備：手動控制。

4.2隧道照明控制系統

由于隧道自身環境存在內、外的光線亮度差別較大，駕駛員在駛入駛離隧道時會產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產生的一個關鍵原因。自動（本地）及遠程控制方式由PLC智能監控系統與照明系統根據光強檢測器檢測數據來配合完成，在保證行車安全的同時有效降低能耗。

4.3隧道通風控制系統

隧道通風控制系統根據檢測到cO濃度、交通量、透過率等數據，通過PLC控制風機的運行、風向;在發生火災時，不僅可以通過控制不同點位的風機來進行相應火災點的排煙處理，還可以根據透過率、交通量、cO濃度、火災報警等綜合情況自動控制風機的啟停狀態，確保局部及整體有效快速排煙。

4.4隧道火災報警系統

當隧道內發生火災時，火災報警系統可以迅速發出緊急信號，并及時通知監控分中心。火災報警方式目前主要有手動報警按鈕和火災自動探測器兩種。如遇火情，相關信息通過感溫光纜或通訊電纜傳輸給火災報警主機，報警主機通過通信網絡和PLC模塊將相應火情、火勢等信息傳到監控分中心對應工作站，這時會觸發工作站自動發出聲音并彈出告警信號頁面，同時顯示出火災報警的具體位置信息，這時閉路電視監視系統也會自動將故障地點處的攝像機監視畫面顯示在相應的彩色監視器、大屏幕投影屏或工作站顯示器上，待當值調度員確認后再進行相應控制指令發布。

4.5隧道電源及配電控制系統

隧道電源及配電控制系統PLC模塊實現對隧道變電站的運行狀況、蓄電池質量以及供電故障等狀態進行監視。主要是對低壓母線電壓、低壓總開關狀態、變電站故障總信號、高壓電源進線開關、柴油發電機的起停及故障信號等進行全程監視，并將把采集到的有效信號傳送至監控分中心電力環境檢測及動力環境監測相應工作站平臺。

5結語

高速公路隧道智能監控系統是讓相關管理人員及時、全面、準確掌握隧道內的通行情況，PLC作為隧道智能監監控系統的核心裝備，在大幅提升隧道監管水平的同時達到降本增效、確保隧道安全通行。