PLC在高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

陳偉

山西交投忻阜高速公路管理有限公司 山西忻州 034000

高速公路的建設(shè)對兩地的經(jīng)濟(jì)發(fā)展有十分重要的意義，還可提高沿線居民的收入水平，但也增加了交通事故的發(fā)生幾率，其中，隧道區(qū)域是事故高發(fā)區(qū)，對其進(jìn)行監(jiān)控管理可以有效保證行車安全，促使我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展。

1 PLC主要程序

PLC程序能夠?qū)σ欢螀^(qū)域內(nèi)設(shè)備的檢測信息進(jìn)行收集，收集的主要檢測部件有CO/VI檢測器和車輛檢測器。這項(xiàng)程序能夠?qū)κ占降男畔⑦M(jìn)行預(yù)處理，比如：隧道內(nèi)部的CO正常運(yùn)營的濃度一般情況下處于150-250ppm，若隧道內(nèi)部的車輛行駛速度都處于怠速，平均車速在10km/h時(shí)，濃度能夠達(dá)到300ppm，隧道內(nèi)對煙霧的允許濃度為7．0＊0．0011/m，這時(shí)就會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)通風(fēng)設(shè)施進(jìn)行氣體疏散。隧道對正常的風(fēng)速要求為10m/s，風(fēng)速需要儲(chǔ)蓄到本地單元里邊。隧道內(nèi)部的本地控制器需要將存儲(chǔ)單元中的各項(xiàng)信息進(jìn)行處理，像一些能見度和煙霧濃度等都需要處理，處理之后將其上傳給服務(wù)器。PLC程序還能夠接收隧道管理站內(nèi)部計(jì)算機(jī)發(fā)出的控制命令，可以將設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和控制命令進(jìn)行比較，通過比較后對下端設(shè)備發(fā)出控制指令[1]。

2 我國高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，高速公路及公路隧道建設(shè)的力度不斷加大。高速公路隧道由于空間比較密閉，空氣流通性不好，光線強(qiáng)度也較微弱，因此，出現(xiàn)交通堵塞和安全事故的可能性較大。鑒于對安全的重視，我國的道路建設(shè)部門在高速公路隧道建設(shè)中積極引用先進(jìn)的技術(shù)和新的工藝設(shè)備，通過利用自動(dòng)化技術(shù)和系統(tǒng)集成，逐步實(shí)現(xiàn)隧道監(jiān)控系統(tǒng)的智能化，使隧道監(jiān)控系統(tǒng)的功能更加強(qiáng)大。目前，隨著我國道路橋梁建設(shè)技術(shù)的發(fā)展，我國建設(shè)的公路越來越多，高速公路建設(shè)的地理位置和環(huán)境復(fù)雜程度也更大，隧道長度也越來越長。為了防止隧道中交通事故和火災(zāi)情況的發(fā)生，近幾年，在隧道設(shè)施配置時(shí)，我國加強(qiáng)對監(jiān)控系統(tǒng)的配置，對通過隧道的車輛以及隧道周圍和內(nèi)部的結(jié)構(gòu)、環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，確保隧道的通暢無阻和車輛行人的安全通行。通過利用組態(tài)軟件和電氣自動(dòng)化軟件，在越來越多的高速公路隧道中建立了集成化的綜合監(jiān)控系統(tǒng)，使我國高速公路隧道朝著安全、智能化方向發(fā)展。

3 PLC在高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1 交通控制

將PLC技術(shù)應(yīng)用在高速公路隧道監(jiān)控中，可對全程道路進(jìn)行管理，為司機(jī)駕駛員提供了良好的行車環(huán)境。例如在隧道內(nèi)設(shè)置控制車道指示燈、限速指示器等，可對隧道內(nèi)的實(shí)際交通情況進(jìn)行調(diào)整，保證車輛的通行安全。比如當(dāng)隧道內(nèi)發(fā)生車禍時(shí)，可及時(shí)更改限速信息，并對隧道口內(nèi)外的交通信號燈進(jìn)行控制，使駕駛員按照規(guī)定線路行車，可以降低車禍的危害程度，保證人員和車輛的安全。限速信息以及交通指示燈的變換都是通過PLC控制技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的，可通過控制繼電器來調(diào)節(jié)交通信號燈，并通過串行接口來控制限速信息，從而實(shí)現(xiàn)控制需求[2]。

3.2 照明控制

隧道照明控制程序可以對洞外的光強(qiáng)進(jìn)行檢測，然后根據(jù)檢測的具體狀況對隧道的照明系統(tǒng)進(jìn)行控制，對隧道的出入口進(jìn)行調(diào)節(jié)，讓車輛能夠行駛的更加安全，不但可以滿足照明，而且還可以起到節(jié)能運(yùn)行的目的。同時(shí)，還能夠?qū)Χ磧?nèi)照明進(jìn)行監(jiān)視，照明控制程序還能夠在洞內(nèi)照明燈具故障的時(shí)候進(jìn)行提示，可以根據(jù)洞內(nèi)具體的光度進(jìn)行采集，然后會(huì)發(fā)出報(bào)警，提示維修部門及時(shí)更換燈具。在自動(dòng)控制程序中，不管任何時(shí)候應(yīng)急照明回路的照明燈一直通亮，若一旦有火災(zāi)事故發(fā)生，隧道里邊的所有回路的照明燈會(huì)瞬間全亮。隧道中的照明主要分為人工、自動(dòng)和遠(yuǎn)控三種方式，其中自動(dòng)方式可以由照明系統(tǒng)自動(dòng)完成，遠(yuǎn)控一般由照明系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)相互協(xié)作完成，監(jiān)控系統(tǒng)可以將遠(yuǎn)程控制的信息傳遞給照明系統(tǒng)。

3.3 通風(fēng)控制

通風(fēng)控制程序能夠?qū)煌亢屯ㄟ^率以及CO濃度數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測，并根據(jù)檢測的數(shù)據(jù)對運(yùn)行臺(tái)數(shù)以及風(fēng)向和運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行控制，讓其能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能運(yùn)行，并讓風(fēng)機(jī)的壽命能夠得到延長。一旦有火災(zāi)發(fā)生，可以根據(jù)具體情況采取相應(yīng)的處理措施對火災(zāi)進(jìn)行相應(yīng)的排煙處理，讓隧道能夠安全的運(yùn)行并提高舒適性。通風(fēng)控制程序可以實(shí)現(xiàn)對風(fēng)機(jī)各種狀態(tài)下的控制，還可以將每臺(tái)風(fēng)機(jī)的具體運(yùn)行狀況顯示出來，將具體的故障傳給上位機(jī)。可以對風(fēng)機(jī)的運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行自動(dòng)統(tǒng)計(jì)，運(yùn)行時(shí)間最短的風(fēng)機(jī)可以累積起來最先啟動(dòng)，這樣能夠讓各個(gè)風(fēng)機(jī)之間相互平衡，然后將風(fēng)機(jī)能夠在勞逸程度上相互結(jié)合，使風(fēng)機(jī)的使用壽命得以延長。風(fēng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)由于啟動(dòng)電流較大，瞬時(shí)功率較高，故每臺(tái)風(fēng)機(jī)啟動(dòng)的時(shí)候，利用軟啟動(dòng)器啟動(dòng)都需要短暫的延時(shí)，這樣才能夠?qū)⑵渌L(fēng)機(jī)啟動(dòng)起來，讓變電站供電的壓力減小。通風(fēng)控制主要控制可以分為四級，分別是監(jiān)控分中心、隧道監(jiān)控室、隧道配電室、風(fēng)機(jī)配電箱，一般情況下，隧道配電室的風(fēng)機(jī)控制都會(huì)放在“自動(dòng)”位，由監(jiān)控分中心對通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行控制，能夠自動(dòng)將系統(tǒng)的各項(xiàng)功能完成。系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，可以前面三個(gè)級里邊任何一個(gè)級上讓系統(tǒng)維持正常運(yùn)行。對通風(fēng)設(shè)備進(jìn)行維修的時(shí)候，可以采用人工控制的方式[3-4]。

4 結(jié)語

PLC技術(shù)在我國工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展中取得的顯著成績，逐步替代了傳統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)。PLC控制器以其編程簡單方便、運(yùn)算速度快捷和邏輯運(yùn)算功能強(qiáng)大等優(yōu)點(diǎn)，不僅在國內(nèi)的工業(yè)控制領(lǐng)域得到肯定，也逐漸的在公路隧道中得到大力應(yīng)用，并在高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)中起著重要的作用。