某公路隧道自控系統

系統構成

　　隧道控制系統按照各個子系統可分為：照明系統、通風系統、交通通行燈系統、CO/VI檢測系統。按照設備的類型可分為：檢測設備、控制設備、顯示設備和通信設備。檢測設備如：火災報警探頭、車輛檢測器、COVI、能見度檢測儀及風速風向儀等；控制設備如：交通區域控制器、照明區域控制器及通風區域控制器等；顯示設備如：計算機工作站、大屏幕監視器及聲光報警器等；通信設備如：交換機、集線器、串口信號傳輸設備及光端機等。

解決方案

　　隧道控制系統通信網絡和PLC是隧道監控系統的核心組成部分，它們的性能對隧道監控系統會起到決定性的作用。根據隧道本身的特點和控制需求選擇合適的PLC及通信網絡是保證隧道監控系統性能的重要因素。

　　一般情況下為隧道選擇全分布式現場總線控制模式的控制系統，中控室對現場設施不直接進行控制，由現場各種設施的控制器進行控制。分布式現場總線控制模式從網絡構成來看，一般分3個層次：上層為中央計算機系統，即本地控制中心，中間是由各區域控制器組成的控制層，下層為各種檢測設備和控制及誘導設備組成的設備層。

　　隧道控制的核心思想就是將所有縱向及橫向的系統有機地結合起來，通過算法分析，最終實現智能化控制。區域控制器就是其實現的核心。

　　各區域控制器負責采集現場檢測設備的信息，處理后傳給本地控制中心，而本地控制中心的控制命令則發給區域控制器，再由區域控制器直接控制相應設備。在本地控制中心與區域控制器通信中斷的情況下，區域控制器仍然具備獨立控制現場設備的能力。因此區域控制器應高效且高度可靠。作為區域控制器的核心控制部分，PLC應用******，其穩定性、實時性以及對環境很強的適應能力，非常適用于隧道的現場環境。

1、通信網絡

　　在隧道監控系統的結構上，國內在管理體制上主要采用三級管理，即控制總中心、區域控制分中心和控制站。由于監控站不直接對隧道的外場設備進行直接控制，因此按照系統結構的劃分把監控系統劃分為信息層、控制層和設備層。

　　******層為信息層，主要負責大量信息及不同廠家不同設備之間的信息傳輸，工業以太網Ethernet為目前較常用的一種信息網絡，世界各大PLC生產廠商均支持工業以太網，并且他們在原有TCP/IP的基礎上，相繼開發出實時性更高的工業以太網，如Omron和Rockwell支持的Ethernet/IP，Schneider支持的Modbus-TCP/IP以及Siemens支持的ProfiNet等。由于Ethernet的信息量大，因此在一般隧道控制系統中采用工業以太網用于各個隧道管理所與監控中心的數據傳輸，包括各種交通流量信息，各傳感器數據等大量歷史數據信息。

　　第二層為控制層，主要采用現場總線組成隧道區域控制器網絡，其特點是由于采用了標準總線組網，既能滿足實時通信的要求，又具有開放協議的標準接口，能在總線上方便地掛接各種外場設備，有利于控制系統的擴展。目前，現場總線有40多種，常規隧道控制系統中應用的現場總線主要有Controller Link、LonWorks、Inetrtbus、Profibus、CAN和Modbus+。它們的共同特點是高速、高可靠，適合PLC與計算機、PLC與PLC及其他設備之間的大量數據的高速通信。為使系統的穩定可靠，控制層的網絡結構采用星型網的方式組成，包括線纜型和光纖作為傳輸介質。

　　第三層為設備層，這一層用于PLC與現場設備、遠程I/O端子及現場儀表之間的通信，常規項目采用DeviceNet、Modbus以及Profibus/DP協議通訊等。

2、控制中心及上位監控軟件

　　控制中心一般將設置一臺SCADA工作站（工控機）。用于隧道內隧道內各種設備的狀態顯示、自動控制、半自動控制、打印報警、分析報表等工作。同時，控制中心預留標準網絡接口以便于遠程操作。

　　上位機軟件采用思異隧道智能控制定制開發版軟件。具有高可靠性、穩定性、快速性。界面友好，可擴展性強。