梨 子 坪 隧 道

機(jī)

電

監(jiān)

控

方

案

長沙豐禾智能科技有限公司

一 概述 

本方案主要就張家界高速公路項(xiàng)目梨子坪隧道的系統(tǒng)交通區(qū)域控制機(jī)及通風(fēng)照明等子系統(tǒng)的監(jiān)控投標(biāo)方案進(jìn)行了說明。

隧道監(jiān)控系統(tǒng)包括隧道內(nèi)的交通控制、通風(fēng)控制、照明控制幾大部分組成。其中隧道內(nèi)交通控制、通風(fēng)控制、照明控制子

系統(tǒng)主要是由PLC（也稱作區(qū)域控制器或本

地控制器）來控制。本地控制器系統(tǒng)可收集、處理和存各隧道內(nèi)外場設(shè)備的檢測數(shù)據(jù)，監(jiān)視外場設(shè)備工作狀態(tài)，上傳給監(jiān)控分中心，并接收監(jiān)控分中心命令對外場設(shè)備進(jìn)行控制。另外本地控制器系統(tǒng)還具有本地自動(dòng)控制的功能，在維修、測試、監(jiān)控分中心、隧道管理所設(shè)備故障、通信故障等情況下可由本地控制系統(tǒng)代替監(jiān)控分中心進(jìn)行控制。

二 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

區(qū)域控制器網(wǎng)絡(luò)是隧道監(jiān)控的核心部分，對其合理的設(shè)計(jì)，是隧道監(jiān)控能否高效、可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。目前，PLC生產(chǎn)廠商很多，同一個(gè)廠商，PLC的品種系列也很多，如果選型配置不當(dāng)，就不能充分發(fā)揮PLC系統(tǒng)的控制功能，甚至使得PLC自控系統(tǒng)成為一種擺設(shè)。網(wǎng)絡(luò)的正確選型對隧道的監(jiān)控系統(tǒng)也會(huì)起到非常重要的作用。

根據(jù)對以上網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的分析，結(jié)合本隧道機(jī)電監(jiān)控的具體要求，我們確立了以下幾點(diǎn)原則：

可編程控制器（簡稱PLC）的選型應(yīng)充分考慮其先進(jìn)性和性價(jià)比。PLC選型應(yīng)考慮選擇系統(tǒng)架構(gòu)先進(jìn)、中文操作界面、供貨周期短、備品備件充足，售后服務(wù)到位的生產(chǎn)商?？紤]到用戶的技術(shù)水平，PLC系統(tǒng)應(yīng)結(jié)構(gòu)簡潔、使用方便、特別是程序編制方法應(yīng)簡單易學(xué)。

基于綜合考慮，我們選用中國知名自動(dòng)化公司的PLC作為隧道區(qū)域控制機(jī)、交通控制器、通風(fēng)控制器和照明控制器。具有以下特點(diǎn)：

n 針對智能交通等公用工程特點(diǎn)設(shè)計(jì)開發(fā)，采用工業(yè)以太網(wǎng)及CANBUS等現(xiàn)場總線通訊方式，系統(tǒng)技術(shù)先進(jìn)，性價(jià)比高；

n 沿用集散控制系統(tǒng)的高可靠性、模塊化設(shè)計(jì)和完善的制造工藝，具有極高的可靠性和完善的系統(tǒng)功能；

n 控制系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)和現(xiàn)場總線通訊方式，配置靈活、易于擴(kuò)展，即可集中安裝，也可現(xiàn)場分散安裝；

n 22.5mm/45mm的統(tǒng)一厚度，所有模塊均能通過總線連接器直接安裝在DIN導(dǎo)軌上面，接線端子可以直接連接外部線纜（0.5～1.5mm2），無需增加轉(zhuǎn)接端子，節(jié)省安裝空間；

選用浙大中控產(chǎn)品的優(yōu)勢在于：

n 系統(tǒng)的可靠性，浙大中控在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)展了10年，浙大中控品牌的自動(dòng)化產(chǎn)品在國內(nèi)石油化工、電廠、污水治理等自控領(lǐng)域牢牢占有半壁江山，工業(yè)級(jí)產(chǎn)品的制造工藝保證系統(tǒng)穩(wěn)定；

n 技術(shù)的先進(jìn)性，新開發(fā)的系統(tǒng)沒有兼容以往舊系統(tǒng)的問題，采用目前業(yè)界最先進(jìn)的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，能夠支持UTP、光纖甚至無線傳輸。

n 價(jià)格的合理性，系統(tǒng)性價(jià)比高，投資回報(bào)周期短；

n 全中文產(chǎn)品說明書、軟件組態(tài)界面，人性化操作方式；

n 細(xì)致周到的用戶培訓(xùn)，項(xiàng)目完工后，將對操作人員提供全面、細(xì)致、周到的培訓(xùn)；

n 可靠的售后服務(wù)，作為本土企業(yè)可以提供快速的售后維護(hù)（全天24小時(shí)響應(yīng)）；

n 建立備品備件庫存，針對隧道機(jī)電監(jiān)控系統(tǒng)容易發(fā)生損壞的系統(tǒng)部件提供備品備件，保障系統(tǒng)不見斷運(yùn)行。

三 監(jiān)控系統(tǒng)規(guī)劃

整個(gè)隧道機(jī)電監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)由隧道管理站和隧道內(nèi)的區(qū)域控制器以及相關(guān)的通信線路組成，本地控制器分散布置在隧道內(nèi)的各個(gè)位置，分別負(fù)責(zé)其所轄隧道區(qū)段外場設(shè)備的數(shù)據(jù)收集和管理控制。每套區(qū)域控制器（PLC）分別對各自所轄區(qū)域的交通誘導(dǎo)設(shè)備、交通檢測設(shè)備和照明檢測設(shè)備以及通風(fēng)、照明等信息分別單獨(dú)進(jìn)行采集和控制，同時(shí)按所設(shè)定的程序以及上位機(jī)的指令進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作。采集的信息經(jīng)以太光纖環(huán)網(wǎng)傳送至隧道監(jiān)控室的服務(wù)器上，實(shí)現(xiàn)上位冗余聯(lián)網(wǎng)。

分別為每臺(tái)PLC控制器配置一套工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)，交換機(jī)配置雙光口雙電口。各個(gè)PLC控制器，通過位于CPU上的10M/100M以太網(wǎng)接口與交換機(jī)電口相聯(lián)。各個(gè)交換機(jī)之間采用雙環(huán)光纜組成100Mbps速率的光纖冗余環(huán)網(wǎng)。中央控制器室設(shè)備同樣通過以太網(wǎng)交換機(jī)接入光纖冗余環(huán)網(wǎng)。由此可見，隧道內(nèi)第一層網(wǎng)絡(luò)是100Mbps速率的光纖冗余環(huán)網(wǎng)。

監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的第二層為通過CANBUS現(xiàn)場總線（傳輸媒介為專用通信屏蔽電纜）連接CPU與各個(gè)I/O模塊的本地I/O結(jié)構(gòu)。CANBUS現(xiàn)場總線具有通信速率高（1Mbps），接線方便（2線制）和抗干擾性好的特點(diǎn)。

監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)第三層為設(shè)備層。各種交通監(jiān)控設(shè)施（如車檢器、車道指示器、交通信號(hào)燈、情報(bào)板、限速標(biāo)志等），環(huán)境檢測設(shè)施（如風(fēng)速風(fēng)向儀、光強(qiáng)檢測儀、CO/VI監(jiān)測儀等）就近接入隧道區(qū)域控制器實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)通信。通訊的接口分別按照要求可以是模擬量輸入，開關(guān)量的輸入輸出，以太網(wǎng)，以及基于RS-232/485的串口通訊。PLC通過易于建立的用于匹配所連接的設(shè)備協(xié)議的協(xié)議宏使得開發(fā)方不需要編寫專門的通信程序與第三方設(shè)備進(jìn)行通信，原則上PLC能和任何帶RS-232C，RS-422或RS-485接口的設(shè)備進(jìn)行通信。在本控制系統(tǒng)中用于控制照明、通風(fēng)、電力、交通等設(shè)備的各個(gè)區(qū)域控制器均采用獨(dú)立的控制程序。

四 本地控制器功能

按照功能劃分，整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)從邏輯上分為如下幾個(gè)子系統(tǒng)：交通監(jiān)控子系統(tǒng)，照明控制子系統(tǒng)，通風(fēng)控制和水泵控制子系統(tǒng)等4個(gè)子系統(tǒng)。4個(gè)子系統(tǒng)功能統(tǒng)一由各個(gè)隧道內(nèi)本地控制器聯(lián)網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)全程監(jiān)控。

隧道管理站內(nèi)設(shè)有主控區(qū)域控制器, 負(fù)責(zé)將監(jiān)控中心下發(fā)的命令接收并轉(zhuǎn)譯，協(xié)調(diào)區(qū)域控制器網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行交通、照明、通風(fēng)、火災(zāi)等方案聯(lián)動(dòng)輸出。

4.1交通監(jiān)控子系統(tǒng)

交通控制子系統(tǒng)為整個(gè)隧道監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能，實(shí)現(xiàn)隧道通行的自動(dòng)和手動(dòng)控制。交通控制子系統(tǒng)應(yīng)具有如下基本功能：

4.1.1 由PLC讀取車輛檢測器的數(shù)據(jù)（交通量、平均車速、占有率等），傳送至監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)。

4.1.2 基本交通控制功能：隧道入口設(shè)置可變情報(bào)板，可變限速標(biāo)志和四顯交通燈誘導(dǎo)交通。四顯交通燈為紅，黃，綠，通行四顯信號(hào)信號(hào)，該信號(hào)燈與本車道車道控制標(biāo)志及另一車道反向顯示的車道控制標(biāo)志有邏輯聯(lián)鎖關(guān)系。同時(shí)洞口設(shè)置車輛檢測器實(shí)時(shí)采集通行車輛的車型,速度并統(tǒng)計(jì)交通流量信息，進(jìn)行13種模式的交通控制。

根據(jù)交通控制原理、各隧道的交通誘導(dǎo)設(shè)備的配置情況和本投標(biāo)人的工程實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，在正常交通情況下可以按照以下13種穩(wěn)定狀態(tài)控制各交通設(shè)施的運(yùn)行：

4.1.3應(yīng)急交通處理功能：當(dāng)隧道內(nèi)出現(xiàn)交通堵塞、交通事故、火災(zāi)、CO濃度超過300ppm（20分鐘），VI濃度大于0.012 m時(shí)，應(yīng)能自動(dòng)或手動(dòng)關(guān)閉（轉(zhuǎn)為紅燈，以下同）隧道入口處信號(hào)燈和洞內(nèi)車道控制標(biāo)志。

4.1.4當(dāng)交通量基本平衡，且單向交通量超過限制交通量的1/2時(shí)；當(dāng)交通量嚴(yán)重不平衡，雙向交通量之和小于限制交通量，但單一方向交通量大于限制交通量的60%時(shí)，控制臺(tái)應(yīng)發(fā)出聲光報(bào)警，經(jīng)操作人員確認(rèn)并清除報(bào)警信號(hào)后，入口信號(hào)燈應(yīng)能自動(dòng)周期地開關(guān)。確定信號(hào)開關(guān)周期時(shí)，應(yīng)以控制進(jìn)遂車輛不超過限制交通量為度。

4.1.5 應(yīng)能按照操作員的意圖手動(dòng)開放或關(guān)閉任一架車道控制標(biāo)志，操作結(jié)果應(yīng)符合聯(lián)鎖關(guān)系（操作過程應(yīng)有菜單提示）。應(yīng)能經(jīng)簡單操作，快速地開放包括該車架車道控制標(biāo)志在內(nèi)的該車道下流方面的全部車道控制標(biāo)志，關(guān)閉包括該架車道控制標(biāo)志在內(nèi)的該車道上流方面的全部車道控制標(biāo)志。

4.1.6檢測出隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)，并經(jīng)值班人員確認(rèn)后，應(yīng)能自動(dòng)關(guān)閉火災(zāi)區(qū)上流方面的全部車道控制標(biāo)志，同時(shí)自動(dòng)關(guān)閉兩端隧道入口信號(hào)燈，入口車道指示標(biāo)志。

4.1.7可變限速標(biāo)志應(yīng)能與隧道內(nèi)行駛車輛的平均速度及車道占用情況相適應(yīng)，以便平衡隧道出入的交通流，避免或緩解隧道內(nèi)擁擠堵塞情況。

4.1.8 當(dāng)操作員手動(dòng)控制時(shí)，應(yīng)能按操作員的意圖靈活轉(zhuǎn)換可變限速標(biāo)志的顯示，手動(dòng)控制優(yōu)先。

4.2 照明控制子系統(tǒng)

隧道照明控制子系統(tǒng)根據(jù)洞口內(nèi)外的安裝的光強(qiáng)度檢測器檢測到的洞內(nèi)外光強(qiáng)數(shù)據(jù)、交通量變化以及白天、黑夜等情況，控制隧道的照明系統(tǒng)，調(diào)節(jié)出入口以及洞內(nèi)的照明，保證行車的安全，以及在滿足照明要求的情況下達(dá)到節(jié)能運(yùn)行的目的，同時(shí)對洞內(nèi)照明以及照明控制設(shè)備的狀況進(jìn)行監(jiān)視。

隧道照明控制子系統(tǒng)由控制室計(jì)算機(jī)、隧道內(nèi)區(qū)域控制器、照明控制柜、隧道內(nèi)燈具、連接電纜等組成?？刂剖矣?jì)算機(jī)、區(qū)域控制器都可進(jìn)行照明控制，在隧道至監(jiān)控中心的通信出現(xiàn)故障時(shí)，可直接在本地控制器上操作，以保證隧道正常運(yùn)營。

照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)在隧道內(nèi)設(shè)置照明控制柜等設(shè)備，能完成本地的人工和自動(dòng)控制，并且預(yù)留監(jiān)控裝置遙控、遙信的條件，提供控制每路照明的繼電器接點(diǎn)，監(jiān)控系統(tǒng)在隧道內(nèi)設(shè)有區(qū)域控制器，直接與照明控制柜的繼電器接點(diǎn)相連，以保證對照明的遙控。

照明系統(tǒng)具有洞內(nèi)燈泡亮度不足的報(bào)警功能，即能夠通過洞內(nèi)光強(qiáng)儀采集數(shù)據(jù)與設(shè)定值比較后提示維護(hù)部門更換燈具。

照明應(yīng)根據(jù)需要亮度采用分級(jí)控制，共分6級(jí)：

1級(jí)：基本照明,常開,不需控制

2級(jí)：基本照明+左側(cè)基本照明

3級(jí)：基本照明+左側(cè)基本照明+右側(cè)基本照明

4級(jí)：基本照明+左側(cè)基本照明+右側(cè)基本照明+左側(cè)加強(qiáng)照明

5級(jí)：基本照明+左側(cè)基本照明+右側(cè)基本照明+左側(cè)加強(qiáng)照明+右側(cè)加強(qiáng)照明

6級(jí)：所有照明全部開啟(5級(jí)照明+應(yīng)急照明)

另外，在遇到火災(zāi)報(bào)警處理時(shí)，應(yīng)自動(dòng)開啟6級(jí)照明方便交通撤離。

4.3 通風(fēng)控制子系統(tǒng)

通風(fēng)控制子系統(tǒng)根據(jù)檢測到的透過率、CO濃度數(shù)據(jù)、交通量數(shù)據(jù)，控制風(fēng)機(jī)的運(yùn)行臺(tái)數(shù)、風(fēng)向和運(yùn)行時(shí)間，實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行和保持風(fēng)機(jī)較佳壽命的控制運(yùn)行；并在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，根據(jù)不同地點(diǎn)，進(jìn)行相應(yīng)的火災(zāi)排煙處理，以保證隧道的安全及運(yùn)行環(huán)境的舒適性。

監(jiān)控中心與隧道通風(fēng)設(shè)施的接口要求：

監(jiān)控系統(tǒng)對風(fēng)機(jī)的控制采用區(qū)域控制的方式。

監(jiān)控系統(tǒng)對每臺(tái)風(fēng)機(jī)有正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停機(jī)控制，由監(jiān)控系統(tǒng)提供相應(yīng)繼電器及至風(fēng)機(jī)控制裝置的連接電纜。

通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)將每臺(tái)風(fēng)機(jī)的狀態(tài)（正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停機(jī)）、自動(dòng)手動(dòng)狀態(tài)顯示、總故障信號(hào)傳給監(jiān)控系統(tǒng)，通風(fēng)系統(tǒng)提供繼電器干接點(diǎn)，與監(jiān)控系統(tǒng)的連接電纜由監(jiān)控負(fù)責(zé)。

通風(fēng)控制子系統(tǒng)控制方式要求有如下四級(jí)：

    ——監(jiān)控室：自動(dòng)控制、人工遠(yuǎn)程控制

    ——隧道區(qū)域控制器 ：自動(dòng)控制、人工控制

    ——通風(fēng)機(jī)開關(guān)箱：人工手動(dòng)控制

正常情況下將隧道內(nèi)的風(fēng)機(jī)控制轉(zhuǎn)換開關(guān)置于“自動(dòng)”位，由監(jiān)控室實(shí)現(xiàn)通風(fēng)控制子系統(tǒng)的監(jiān)控，自動(dòng)完成子系統(tǒng)的各項(xiàng)功能。系統(tǒng)在故障或需要時(shí)經(jīng)過轉(zhuǎn)換應(yīng)在前三級(jí)的任一級(jí)上維持系統(tǒng)的正常運(yùn)行。在對通風(fēng)設(shè)備和通風(fēng)控制子系統(tǒng)需要進(jìn)行維修和測試時(shí)則可以采取隧道內(nèi)人工、通風(fēng)機(jī)開關(guān)箱處人工控制的方式。

控制方式的優(yōu)先權(quán)為：人工高于自動(dòng)，人工方式時(shí)是按三級(jí)順序優(yōu)先級(jí)由低到高，自動(dòng)方式時(shí)是隧道區(qū)域控制優(yōu)先于監(jiān)控室控制。

風(fēng)機(jī)自動(dòng)控制模式有兩種：一種是在一些特定情況下選用某種預(yù)先編制的控制程序通過人工確認(rèn)后進(jìn)行風(fēng)機(jī)自動(dòng)控制，另一種是根據(jù)CO和透過率檢測器檢測到的實(shí)際數(shù)據(jù)與環(huán)境指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)值比較，來實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。

4.3.1系統(tǒng)構(gòu)成

本通風(fēng)控制子系統(tǒng)由監(jiān)控室服務(wù)器、隧道區(qū)域控制的PLC、通風(fēng)控制柜、隧道內(nèi)風(fēng)機(jī)、CO和透過率檢測器、連接電纜、電源電纜等組成。

CO檢測器和透過率檢測器設(shè)在隧道內(nèi)，用于檢測隧道內(nèi)CO濃度和能見度情況，由區(qū)域控制器采集數(shù)據(jù)，監(jiān)控系統(tǒng)將檢測數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，控制風(fēng)機(jī)的啟停。

通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)在隧道內(nèi)設(shè)通風(fēng)控制柜，能完成本地的人工控制，并且預(yù)留遙控遙信條件。每兩臺(tái)風(fēng)機(jī)為一組,設(shè)一風(fēng)機(jī)控制柜。風(fēng)機(jī)控制柜控制信號(hào)由距離就近的區(qū)域控制器控制，通過區(qū)域控制器軟件聯(lián)網(wǎng)協(xié)調(diào)控制。

對監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)控制風(fēng)機(jī)來看是將一個(gè)斷面上的兩臺(tái)風(fēng)機(jī)作為一組進(jìn)行控制，由通風(fēng)系統(tǒng)返回每臺(tái)風(fēng)機(jī)的狀態(tài)信號(hào)，即風(fēng)機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止、故障等信號(hào)，輸入輸出之間有電磁隔離措施。

4.3.2控制原則

隧道通風(fēng)控制子系統(tǒng)對通風(fēng)的控制原則應(yīng)遵照JTJ026.90《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)規(guī)范》和相應(yīng)的國際標(biāo)準(zhǔn)。本項(xiàng)目工程內(nèi)隧道均采用射流風(fēng)機(jī)縱向通風(fēng)方式。

1．保持隧道內(nèi)環(huán)境指標(biāo)在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

——隧道內(nèi)CO正常運(yùn)營時(shí)允許濃度：CO濃度<150ppm為正常，150ppm<CO濃度<300ppm，需要啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，直到CO濃度正常；交通阻滯（隧道內(nèi)各車道均以怠速行駛，平均車速為10Km/h）時(shí)可為300ppm，經(jīng)歷時(shí)間不超過20min。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)或交通事故時(shí)，CO濃度突然增加超過300ppm，這時(shí)同時(shí)啟動(dòng)各組風(fēng)機(jī)直到CO濃度達(dá)到正常值。若所有風(fēng)機(jī)同時(shí)啟動(dòng)后并經(jīng)過一定時(shí)間（15分鐘）CO濃度仍然大于300ppm，則考慮關(guān)閉隧道。

——隧道內(nèi)煙霧允許濃度為7.0′10-3(m-1)

——隧道內(nèi)風(fēng)速正常運(yùn)營時(shí)推薦為10m/s

2．CO濃度由低—高、透過率檢測值由好—壞分為幾個(gè)級(jí)別，投入的風(fēng)機(jī)數(shù)量和運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間在隧道正常運(yùn)營時(shí)由此確定。隧道內(nèi)能見度測量范圍為0—15 1/km，分為4級(jí)， 〉3，〉5，〉7，〉10，當(dāng)能見度<5時(shí)為正常，當(dāng)5<能見度<10需要啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，直到能見度恢復(fù)正常，當(dāng)能見度>10時(shí)關(guān)閉隧道。

風(fēng)機(jī)有運(yùn)行時(shí)間統(tǒng)計(jì)功能，風(fēng)機(jī)的運(yùn)行根據(jù)CO濃度、透過率值、交通量狀況、火災(zāi)報(bào)警等綜合情況進(jìn)行控制，具體原則是：

——根據(jù)隧道營運(yùn)過程中的交通狀況，適時(shí)調(diào)整通風(fēng)量，在保證交通安全的前提下，以最經(jīng)濟(jì)的動(dòng)力給隧道提供滿足營運(yùn)條件的通風(fēng)量。

——隧道內(nèi)某一位置的CO或透過率值先達(dá)到風(fēng)機(jī)啟動(dòng)值，則最靠近此檢測器的風(fēng)機(jī)首先啟動(dòng)。

——累計(jì)運(yùn)行時(shí)間最短的風(fēng)機(jī)首先啟動(dòng)，以便平衡各臺(tái)風(fēng)機(jī)的勞逸程度，延長風(fēng)機(jī)的使用壽命。

——因風(fēng)機(jī)起動(dòng)瞬間沖擊電流很大，故各臺(tái)風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)有短暫的延時(shí)，以減少對變電所供電的沖擊。

——風(fēng)機(jī)的啟閉次數(shù)不應(yīng)過頻，防止風(fēng)機(jī)出現(xiàn)振蕩現(xiàn)象

4.4 水泵控制子系統(tǒng)

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，本隧道水泵控制子系統(tǒng)主要對兩個(gè)消防水泵和一個(gè)排污泵以及2個(gè)消防水池和1個(gè)污水集水池進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制。

三個(gè)水池各安裝2個(gè)液位傳感器，對高/低水位進(jìn)行監(jiān)測，根據(jù)水池水量情況來控制水泵的開關(guān)以及臺(tái)數(shù)。具體控制要求如下：

4.4.1 消防水泵控制：消防水泵一用一備，根據(jù)軟件統(tǒng)計(jì)平衡兩個(gè)水泵使用時(shí)間，以延長水泵壽命。消防低位水池從上體溪流或打井取水，根據(jù)高低液位傳感器顯示情況隨時(shí)保持水池水滿。當(dāng)消防高位水池低液位傳感器報(bào)警時(shí)，水泵開啟從消防低位水池中抽水至消防高位水池，直到消防高位水池高液位傳感器發(fā)出警告或消防低位水池低液位傳感器發(fā)出報(bào)警為止。如果隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)，消防水栓持續(xù)對外供水時(shí)，兩臺(tái)消防水泵同時(shí)開啟補(bǔ)水至消防高位水池，當(dāng)?shù)臀凰氐牡鸵何粋鞲衅靼l(fā)出報(bào)警時(shí)停止水泵。

4.4.2 排污水泵控制：根據(jù)污水集水池液位傳感器來聯(lián)鎖啟停排污泵。當(dāng)污水集水池中高液位傳感器報(bào)警時(shí)，排污泵開啟，直至污水集水池中低液位傳感器發(fā)出警告為止。

五 監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)

本方案選用的PLC，具有如下技術(shù)特點(diǎn)，保證了隧道監(jiān)控系統(tǒng)的可靠，穩(wěn)定運(yùn)行。

5.1 區(qū)域控制器PLC指標(biāo)

——高速的32位CPU芯片；

——運(yùn)行環(huán)境溫度：-25-70℃，運(yùn)行環(huán)境濕度：95％，允許短時(shí)間結(jié)露

——電源電壓：93-264VAC；

——基本指令處理速度：0.01us；

——I/O點(diǎn)數(shù)：2048點(diǎn)（包括遠(yuǎn)程I/O）；

——具有兩個(gè)10M/100M以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)通訊控制器和驅(qū)動(dòng)接口；

——串口通訊模塊：RS232/RS485/RS422/支持MODBUS協(xié)議、自由口編程

——安裝底板：高強(qiáng)度鋼導(dǎo)軌，模塊化結(jié)構(gòu)，方便擴(kuò)展；

——控制方式：存儲(chǔ)程序方式；

——程序存儲(chǔ)器容量：4M，內(nèi)存：4M（可擴(kuò)展）；

——擴(kuò)展存儲(chǔ)器容量：64M；

——CPU自帶CANBUS現(xiàn)場總線接口和RS232/RS485/RJ45編程外設(shè)口

——具有協(xié)議宏功能，能自由與各種第三方串口設(shè)備通信；

——CPU內(nèi)置隧道中常用的設(shè)備品牌通用協(xié)議。

——狀態(tài)顯示：運(yùn)行，停止，故障，電池，I/O狀態(tài)；

——CPU帶時(shí)鐘功能：診斷信息帶日期和時(shí)間標(biāo)記；

——具有硬件及軟件中斷功能：定時(shí)中斷、掉電中斷、I/O中斷，外部中斷；

——具有自診斷功能：CPU故障、I/O校驗(yàn)錯(cuò)誤、上位機(jī)連接出錯(cuò)、存儲(chǔ)器故障等；

——支持工業(yè)和商業(yè)以太網(wǎng)、控制器網(wǎng)、設(shè)備網(wǎng)多網(wǎng)配置；

——指令系統(tǒng)包括：邏輯指令、控制指令、定時(shí)計(jì)數(shù)指令、數(shù)據(jù)控制處理指令、增減符號(hào)運(yùn)算指令、調(diào)試處理故障診斷指令、塊指令、特殊指令、字符串處理指令；

——模塊化編程，最大256個(gè)任務(wù)編程

5.2 數(shù)字輸入模塊（DI）

l 輸入點(diǎn)數(shù)：8、16、32點(diǎn)，光電隔離；

l 輸入電壓：24VDC；

l 輸入電纜最長長度：600米（無屏蔽），1000米（屏蔽）；

l 運(yùn)行環(huán)境溫度：-25-70℃

l 運(yùn)行環(huán)境溫度：95％，允許短時(shí)間結(jié)露；

l 海拔高度：2000米；

l 隔離測試：1000VDC；

l 連接方式：拆卸式端子，防插錯(cuò)結(jié)構(gòu)；

5.3 繼電器輸出模塊（DO）

l 輸出點(diǎn)數(shù)：8、16、32點(diǎn)，電隔離；

l 運(yùn)行環(huán)境溫度：-25-70℃；

l 運(yùn)行環(huán)境溫度：95％，允許短時(shí)間結(jié)露；

l 海拔高度：2000米；

l 隔離測試：3000VAC；

l 最大開閉能力：AC250V，2A(感性負(fù)載COSФ=1)；

l 輸出電纜最大長度：600米（無屏蔽），1000米（屏蔽）；

l 連接方式：拆卸式端子，防插錯(cuò)結(jié)構(gòu)；

5.4 模擬量輸入模塊（AO）

l 輸入點(diǎn)數(shù)： 4、8點(diǎn)，通用或者熱電阻；

l 輸入電壓：24VDC；

l 運(yùn)行環(huán)境溫度：-25-70℃；

l 運(yùn)行環(huán)境溫度：95％，允許短時(shí)間結(jié)露；

l 測量精度：±1%；

l 分辨率：16bit；

l 最大開閉能力：AC250V，2A(感性負(fù)載COSФ=1)；

l 輸出電纜最大長度：600米（無屏蔽），1000米（屏蔽）；

l 連接方式：拆卸式端子，防插錯(cuò)結(jié)構(gòu)；

5.5 PLC需要的相關(guān)軟件及硬件滿足

l 可在Windows NT4.0,Windows 2000, Windows XP環(huán)境下運(yùn)行

l 兼容性：與Windows系統(tǒng)及相關(guān)應(yīng)用軟件有良好的兼容性

l 通訊：可通過工業(yè)以太網(wǎng)或現(xiàn)場總線，或其他通信標(biāo)準(zhǔn)接口與PLC通訊

l 主要功能：快速讀寫各個(gè)控制器中數(shù)據(jù)，圖形編輯器，報(bào)警記錄，報(bào)表管理器，用戶管理器，多種通訊通道（打印機(jī)，DDE,OPC），標(biāo)準(zhǔn)接口（用于Windows ODBC/SOL,OLE,DDE,OPC應(yīng)用程序）

l 支持FINS命令，E-mail報(bào)警，FTP等管理功能

l 支持在線編輯等功能，方便管理和調(diào)試

l 控制點(diǎn)數(shù)：不低于128K

l 數(shù)據(jù)記錄：大于40000

l 語言：中、英文