基于PLC的高速公路隧道控制系統(tǒng)設(shè)計

周東近 顏安

摘要：隨著我國山區(qū)高速公路的快速建設(shè)和發(fā)展，隧道工程在高速公路工程建設(shè)中所占的比例越來越大，與此同時，隧道照明系統(tǒng)的設(shè)計和通風(fēng)也變得越來越重要。

關(guān)鍵詞：公路隧道;隧道照明;PLC

1引言：

國外在20世紀90年代就開始對隧道照明控制技術(shù)進行了研究，并有學(xué)者提出了智能控制的理念，并著手于研究隧道照明控制中調(diào)光技術(shù)在交通流量變化上的應(yīng)用。目前國內(nèi)公路隧道在照明燈具類型、相關(guān)電子設(shè)備以及照明設(shè)計等方面取得了一定的研究成果，但綜合環(huán)境因素分析的隧道照明技術(shù)尚不成熟。根據(jù)有關(guān)規(guī)定，長度超過 100 米的公路隧道需要安裝照明設(shè)施，但實際中由于交通量較少等因素，部分隧道的照明設(shè)施還不夠完善，給行車人員帶來極大的安全隱患。

2隧道控制系統(tǒng)的設(shè)計介紹：

將整個隧道照明系統(tǒng)的控制分為白天和夜間兩種模式：夜間模式不進行實時調(diào)節(jié)，設(shè)定其照度為定值;白天模式下，在系統(tǒng)到達所設(shè)定的時間時，離開夜間模式，進入照明調(diào)節(jié)狀態(tài)。通過檢查是否有車輛即將進入隧道來實時采集洞外亮度、過往車流量及車速，進而通過調(diào)光控制策略的處理，輸出隧道各照明段所需調(diào)節(jié)的亮度值，完成隧道照明。所有動作由PLC系統(tǒng)進行處理，采集信息由REGAL Tunnel VI/CO740傳感器完成，在分配到各個控制器運行照明與通風(fēng)。

3隧道控制系統(tǒng)的總體設(shè)計方案

3.1隧道照明和通風(fēng)系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖

圖3.1中系統(tǒng)主要分為隧道照明和隧道通風(fēng)兩大部分：主控制器根據(jù)采集單元上傳的信息，將得到的調(diào)光數(shù)據(jù)下發(fā)到各個調(diào)光控制器，不同的調(diào)光控制器在接收到其對應(yīng)的調(diào)光指令后，繼續(xù)下發(fā)到 LED 控制器，繼而控制照明燈具完成照明任務(wù)。在整個隧道通風(fēng)系統(tǒng)中，主要完成通風(fēng)自動操控，主控制器根據(jù)采集單元上傳的信息，進行運算后，選擇風(fēng)機進行通風(fēng)，主要以變頻風(fēng)機為主，輔助風(fēng)機是達到高濃度后，才啟動。

只簡單介紹一下手動晴天的運行。當(dāng)接通啟動按鈕 I0.0，I0.2，此時為手動控制下的晴天運行，如圖3.2所示。輸出為Q0.0（開啟照明器A）、Q0.1（開啟照明器B）、。此時照明器A、B工作。

3.3程序設(shè)計及過程

本文采用 S7-200 編程工具軟件。可用梯型圖、指令表編程且，具有程序編輯、相關(guān)參數(shù)值設(shè)置、網(wǎng)絡(luò)設(shè)置、監(jiān)控、仿真調(diào)試、在線修改程序等功能。

3.4隧道控制系統(tǒng)的功能及優(yōu)點：

本隧道控制系統(tǒng)的優(yōu)點是照明系統(tǒng)采用分時段進行控制，節(jié)約電能，高效利用LED光源。通風(fēng)采用變頻控制，根據(jù)CO濃度與車流量進行控制電頻器進行射流電機的通風(fēng)，達到高效利用風(fēng)機，節(jié)約電能的目的。近幾年節(jié)約電能與智能化系統(tǒng)一直是隧道發(fā)展的潮流，根據(jù)國家和中央精神文件的規(guī)定，也必須做好這一方面的發(fā)展。

4結(jié)語

本系統(tǒng)通過傳感器的信息采集，在不同的環(huán)境下，進行照明與通風(fēng)，達到了節(jié)約能源，有效照明與通風(fēng)的目的。

文獻參考

[1]趙玉劍、范修容.單片機與 PC 串行通信的實現(xiàn)[M].北京機械工業(yè)出版社.2018

[2]王洪志.基于單片機的智能通風(fēng)控制系統(tǒng)設(shè)計[J].南方農(nóng)機，2020，51（18）：68-69

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