一种综合管廊监测控制系统的制作方法

本实用新型涉及管廊监测及控制系统，具体涉及一种综合管廊监测控制系统。

背景技术：

随着我国城镇化建设水平的不断提高，住建部提出了加大力度抓紧建设综合管廊的要求和意见，国务院办公厅于2015年8月10日发布了“关于推进城市地下综合管廊建设的指导意见”。GB50838-2015《城市综合管廊工程技术规范》的公布亦为综合管廊建设及全国首批地下综合管廊试点城市项目的启动提供了有力支撑。随着综合管廊的逐步推进，综合管廊投入实施后所产生的管理运营维护问题亦成为综合管廊建设及运维单位的焦点，本实用新型专利将为权属单位提供针对该问题的有效解决方案。

现有中国专利文件CN201810031668公布了一种地下综合管廊区域控制器及其工作方法，其主要技术方案为：地下综合管廊区域控制器，包括：中央处理器CPU，所述中央处理器CPU分别与数字输入模块、数字输出模块、存储模块、RS485总线、网络通信模块和Web服务器连接。

与本实用新型方案不完全相同。

技术实现要素：

本实用新型的目的是解决上述问题，提供一种能够真实地反映运行中隧道内的状况并可以防止故障发生的综合管廊监测控制系统。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种综合管廊监测控制系统，包括：

数据采集部分：包括PLC控制器及与其通过CAN总线电连接的电流传感器、电缆测温信号、气体探测器、液位变送器、红外报警器、水泵、风机及照明装置，与其直接电连接的A/D转换器、继电器及后台服务器；

数据传输部分：包括PLC控制器及光纤交换机构成的若干测点，且所有测点的光纤交换机通过光纤连接，组成光纤环网，所述PLC控制器将采集到的数据通过光纤交换机传输至后台服务器；管廊内还设有隧道视频摄像机、隧道门禁设备及应急电话，其均通过光纤交换机直接上传数据至后台服务器；

数据库与后台系统：后台服务器的服务器通过电力专网将数据通过上级交换机传至上级服务器并进行数据管理调度。

进一步的，所述继电器包括信号继电器及功率继电器，所述信号继电器用于定时采集数据，所述功率继电器用于控制水泵、风机及照明运行。

进一步的，所述PLC控制器的CPU模块采用SR60，其包括：30KB程序存储区，20K数据存储区，1路10M/100M网口，1路RS485接口，36点输入24点输出，256位输入/256位输出的过程映射，56个字输入/56个字输出的模拟映射，256位位存储器，非保持性定时器192个，保持性定时器64个，计数器256个，可以外扩8路模拟量模块AE08，外扩16路数字量模块DE16。

进一步的，所述电缆测温信号为电缆测温485信号，所述气体探测器包括CO、H2S、O2和可燃性气体四种气体的探测器，所述液位变送器采用压力式液位变送器，其精度为+/-0.5％，量程为5m。

进一步的，所述PLC控制器还连接晶振及EEPROM。

进一步的，所述红外报警器设于管廊的通风口及逃生口。

作为优选，所述PLC控制器采用西门子S7-200SMART进行现场数据的采集。

作为优选，本系统的设备均采用环氧树脂封装或特殊材料喷涂。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型PLC控制器采用西门子S7-200SMART进行现场数据的采集。由于综合管廊长度长，舱室多，设备多，所以采集各种物理量的传感器数量多，种类多，由于西门子S7-200SMART有众多的模拟量输入口、模拟量输出口、数字量输入口、数字量输出口以及继电器输出口，还可以外扩接口，且PLC安全性及可靠性高；

信号继电器和功率继电器控制数据采集。信号继电器可设置为定时采集，功率继电器控制水泵或风机运行，可手动也可远程设置，大大提高设备使用率和使用寿命；

CAN总线实现数据传输，可以实现监测数据主动上传(如有故障数据更有必要)，防止主从式数据传输主机没下发指令收不到实时数据而耽误及时处理故障；

本系统所有设备采用环氧树脂封装或特殊材料喷涂，具有十分好的防水性，完全可以运行在综合管廊这种潮湿环境中。

本实用新型通过实时、长期的在线监测隧道内各参量真实地反映运行中隧道内的状况并可以防止故障发生，不但可以为隧道监测积累重要的经验数据，同时其研究成果也可为隧道内的状态检修提供理论依据。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的系统结构图；

图2为本实用新型硬件结构图。

具体实施方式

如图1-2所示的一种综合管廊监测控制系统，包括：PLC控制器1数据采集、数据传输、数据库与后台系统。

四种不同气体探测器7将管廊内各种气体含量测出送至PLC控制器1的模拟输入口；利用液位变送器5计测量集水井内水位将其数据送至PLC控制器1的模拟输入口；利用PLC控制器1的继电器输出口控制水泵、风机和照明的控制箱，进而控制水泵、风机和照明；PLC控制器1将上述数据进行转换计算组包后通过光纤交换机2将数据送至后台服务器3。除此之外，门禁系统、应急通讯(电话)、视频数据(摄像头)都是直接通过光纤交换机2将数据送至后台服务器3。

光纤环网是管廊一般很长，不止一个测点(光纤交换机2)，将所有分布式监测采集到数据的光纤交换机2通过光纤连接在一起组成光纤环网后可以集中式上传给后台服务器3。

本实用新型采集的数据较多，主要包括四路0-20mA的气体探测器7输入的电流信号；2入侵报警信号；1路0-20mA的液位变送器5送上的数据；另外留了备用485接口可以扩展接入其他数据；3路继电器输出是控制风机/水泵/照明，可以设置为定时启动也可远程启动，可以远程修改设备地址或者启动关断风机水泵等设备的运行。

PLC控制器1的选择：本实用新型选用了西门子公司的S7-200SMART系列PLC，其中CPU模块选择SR60，它的主要资源如下：30KB程序存储区，20K数据存储区，1路10M/100M网口，1路RS485接口，36点输入24点输出，256位输入/256位输出的过程映射，56个字输入/56个字输出的模拟映射，256位位存储器，非保持性定时器192个，保持性定时器64个，计数器256个，可以外扩8路模拟量模块AE08，外扩16路数字量模块DE16。

红外报警的实现：综合管廊内安装有重要的管线和设备，为了避免被盗或破坏，要在通风口、逃生口等部位安装红外报警器，当有人强行进入时，红外报警器会触发报警信号，信号为继电器干接点，PLC控制器1收到这个报警信号后会发送现场报警器、监控中心报警，同时开启管廊相应防火分区的照明灯摄像机，对入侵人员进行视频取证。

管廊空气质量监测与风机的联动控制：本实用新型涉及的空气质量监测主要是以下四种气体的监测：CO、H2S、O2和可燃性气体(CH4含量多)。分别利用四种气体探测器7对四种气体含量进行检测将其压力值转化为模拟电信号送给PLC控制器1，PLC控制器1将采集到的模拟信号通过A/D转换为数字量，再把此数字量转换为四种气体的含量。当区域内有下列情况时，第一氧气含量过低，第二有害气体含量过高，第三温度过高，第四湿度过高，监控系统进行报警，并可联动启动该区域风机，强制换气，保障工作人员和管廊内设施的安全。

集水井液位监测与水泵的联动控制：集水井的液位采用压力式液位变送器5进行采集，其精度为+-0.5％，量程为5米，足以满足此应用，液位变送器5将液位信息转换成0-20mA电流信号，PLC控制器1通过采集这个模拟信号可以计算出相应的液位值。可通过多种方式在PLC控制器1中设置高液位定值和低液位定值，当集水井中的液位高于高液位设定值时，PLC控制器1控制水泵停止，当液位下降到低液位定值时，PLC控制器1控制水泵开启。

本实用新型PLC控制器1采用西门子S7-200SMART进行现场数据的采集。由于综合管廊长度长，舱室多，设备多，所以采集各种物理量的传感器数量多，种类多，由于西门子S7-200SMART有众多的模拟量输入口、模拟量输出口、数字量输入口、数字量输出口以及继电器输出口，还可以外扩接口，且PLC安全性及可靠性高；

信号继电器和功率继电器控制数据采集。信号继电器可设置为定时采集，功率继电器控制水泵或风机运行，可手动也可远程设置，大大提高设备使用率和使用寿命；

CAN总线实现数据传输，可以实现监测数据主动上传(如有故障数据更有必要)，防止主从式数据传输主机没下发指令，收不到实时数据而耽误及时处理故障；

本系统所有设备采用环氧树脂封装或特殊材料喷涂，具有十分好的防水性，完全可以运行在综合管廊这种潮湿环境中。

本实用新型通过实时、长期的在线监测隧道内各参量真实地反映运行中隧道内的状况并可以防止故障发生，不但可以为隧道监测积累重要的经验数据，同时其研究成果也可为隧道内的状态检修提供理论依据。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。