专利名称：一种基于可编程控制器和触摸屏的隧道照明控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种隧道照明控制器，特别是一种基于可编程序控制器和触摸屏的隧道照明控制器。
背景技术：
目前，长隧道的照明分为入口段、过渡段、基本段和出口段，每个区域段的灯具按照功能的不同分为应急灯、全日灯和加强灯，不同区域段内对亮度的要求各不同，一般情况下隧道照明系统将所有灯具分为六至八个回路来単独进行控制。传统的隧道照明控制器采用微处理芯片，比如单片机、ARM、DSP等处理芯片对各个回路进行控制，微处理芯片具有灵活性强、价格低廉并且可采用计算机高级语言进行编程以实现相应的功能。然而，高速公路隧道一般都在I至2公里，特长隧道长达十几公里，隧道内的灯具数量也从数百盏到数千盏不等，加上隧道内排放的各种汽车尾气以及震动等干扰因素，导致隧道内环境条件极其恶 劣，传统微处理器的驱动负载能力以及抗外界干扰的能力不能满足要求。
发明内容针对上述基于微处理芯片的隧道照明控制器存在的缺陷与不足，本实用新型目的在于，提供一种基于可编程序控制器和触摸屏控制终端的隧道照明控制器，该控制器采用具有可靠性高、抗干扰能力强以及驱动负载能力强的可编程控制器，能够有效提高隧道照明系统的驱动负载能力，且可靠性高、抗干扰能力強。为了达到以上目的，本实用新型采用如下的技术解决方案一种基于可编程控制器和触摸屏的隧道照明控制器，其特征在于，包括上位计算机、可编程控制器、触摸屏、光控开关和电源，其中，上位计算机、触摸屏和光控开关分别连接可编程控制器的输入端，上位计算机与触摸屏相连接，可编程控制器和触摸屏分别连接电源。本实用新型还包括如下其他技术特征所述上位计算机通过RS — 232C连接可编程控制器。所述上位计算机通过USB线连接触摸屏。所述触摸屏通过RS — 232C连接可编程控制器。所述可编程控制器采用OMRON公司的CSlG — CPU42H。 所述触摸屏采用OMRON公司的NS12系列触摸屏。所述光控开关采用AS-10A全自动光控开关。所述电源采用24V直流电源。本实用新型具有以下优点I、可编程控制器采用OMRON公司的CSlG — CPU42H，CUP速度为38K步m/s (基本指令)，程序容量为IOK歩，输入输出点数为960点，定时器/计时器为4096/4096个，数据存储区容量为32KW(DM32KW，EM无)。具有灵活、通用，可靠性高、抗干扰能力强，编程简单、使用方便，接线简单，功能强的特点，通过存储在存储器中的程序实现控制功能，如果控制功能需要改变的话，只需要修改程序以及改动极少量的接线即可。2、采用OMRON的NS12系列触摸屏作为控制终端与CSlG系列可编程控制器配合使用。触摸屏是ー种采用触摸方式进行人机交互的人机界面，NS12系列触摸屏清晰度好，色彩丰富，可显示256种颜色，图像数据可达32000色，分辨率800X600点，寿命可达100万次，有两个RS-232C端ロ。ー个NS系列产品能通过串行网络、以太网或Controller Link网络连接到多个可编程控制器。具有操作简便、界面友好、信息丰富、安全可靠和扩充性良好的特点。3、在自动调光控制方式中采用光控开关作为光亮度检测器，根据实际检测到的隧道外亮度值以及隧道内亮度值，直接控制隧道内的照明回路，以满足驾驶员适应洞内外亮度差的需求。4、采用了 3种照明控制方式，手动控制、定时控制以及自动调光控制，定时控制和自动调光控制可以满足正常情况下(无突发事件)的自动控制，手动控制可以满足有突发事·件(比如对隧道内灯具进行维护、发生车祸等)情况下的照明要求。实现了已自动控制为主，手动控制为辅的控制要求。本实用新型充分利用了可编程控制器的抗干扰能力强、可靠性高、驱动负载能力强的特点，以及触摸式可编程终端的安全可靠、界面友好和操作简便的特点。有效地克服了隧道内环境条件极其恶劣以及震动大的不利因素，实现了对隧道内灯光的手动控制和自动控制，最終把舒适的视觉信息传递给驾驶员。
图I为本实用新型的结构示意图。图2为可编程控制器输入的接线示意图。图3为可编程控制器输出的接线示意图。图4为主程序控制流程图。图5为手动控制流程图。图6为定时控制流程图。图7为自动调光控制流程图。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进ー步的解释说明。
具体实施方式
如图I、图2、图3所示，本实用新的基于可编程控制器和触摸屏的隧道照明控制器，包括上位计算机、可编程控制器、触摸屏、光控开关和电源，其中，上位计算机通过RS—232C连接可编程控制器，上位计算机通过USB线连接触摸屏，触摸屏通过RS — 232C连接可编程控制器，光控开关连接可编程控制器，可编程控制器和触摸屏分别连接电源。使用时，将可编程控制器的输出端连接LED隧道灯控制回路上。上位计算机用于对可编程控制器和触摸式可编程终端进行程序编写，使用CX-Programmer进行可编程控制器梯形图的编写，使用CX-Designer进行触摸屏画面的制作，上位计算机还对现场控制设备的运行状态进行实时监控。[0031]可编程控制器是隧道现场的控制设备，采用OMRON公司的CSlG — CPU42H，用以接收触摸屏的控制信号和光控开关的输入信号，完成对隧道内灯光的分级控制。触摸屏是隧道照明控制器的控制终端，采用OMRON公司的NS12系列触摸屏，作为终端控制器与CSlG系列下位机配合使用，用以提供良好的界面，使操作简便，采用触摸方式进行控制，是人机交互性能大大提高。光控开关作为光亮度检测器，用于采集洞外与洞内的亮度，根据亮度差值对隧道内灯光进行实时控制，达到自动控制的目的。光控开关采用AS-10A全自动光控开关。电源采用24V直流电源为可编程控制器和触摸屏供电。如图4所示，在实际应用时，本实用新型通过上位计算机的界面进行人为操作，使用流程如下接通电源，进入照明控制方式选择界面，人工选择三种控制方式中的ー种。手动控 制用于当隧道内出现特殊情況，比如对灯具进行检修或者维护，或者有交通事故发生时；定时控制根据长期调查的历史数据，包括天气状况、车流量大小，将一天作为ー个周期，每个周期中有几种不同的状态，属于半自动控制；自动调光控制根据光亮度检测器所检测到的洞内外亮度差之，对洞内亮度进行实时控制，属于全自动控制。手动控制如图5所示，进入控制方式选择界面，选择手动控制，进入下ー级界面，手动控制分为六个级别，分别为下半夜、夜间、重阴、阴天、云天、睛天六级。根据当时的天气状況，或者特殊情况的要求，选择相对应的级别。定时控制如图6所示，进入控制方式选择界面，选择定时控制模式，定时模式分为下半夜、云天、睛天、阴天、夜间五种模式，CPU根据进入定时模式的时间自动进入当前对应的照明级别，并进入到循环模式当中。自动调光控制如图7所示，进入控制方式选择界面，选择自动调光控制模式光亮度检测器，判断当前时刻属于睛天还是夜间，并进行相应的控制，实现了自动控制。可编程控制器的控制程序如下所示手动控制程序，启动手动模式对应的输入I/O点为W0. 00，启动下半夜对应的输入I/o点为W0. 02，启动夜间对应的输入I/O点为W0. 04，启动重阴对应的输入I/O点为W0. 06，启动阴天对应的输入I/O点为W0. 08，启动云天对应的输入I/O点为W0. 10，启动睛天对应的输入I/O点为W0. 12。定时控制程序，启动定时控制对应的输入I/O点为W0. 14，关闭定时控制对应的输入I/o点为W0. 15。自动调光控制的输入I/O点为II. 00。输出控制部分采用输入并联的方式，可以达到一个开关同时控制多个输出回路的目的，回路I对应输出I/O点Q0. 00，回路2对应输出I/O点Q0. 01，回路3对应输出I/O点Q0. 02，回路4对应输出I/O点Q0. 03，回路5对应输出I/O点Q0. 04，回路6对应输出I/O点 Q0. 05。編制触摸屏画面时，使得输入输出I/O点分别于触摸屏内部对应的按钮的I/O点相一致就可以满足要求。六个输出点外接六个回路，六个回路还可以和触摸屏内部的状态指示灯对应起来，来实时反映当前隧道内的照明状态。这样，当按下触摸屏上相应的按钮时就会有相应的输出，实现了用触摸屏来控制可编程控制器上连接的六个回路。[0046]触摸屏画面分为四级，第一级为登陆界面，需要工作人员输入用户名以及密码，防止其他人员进入控制系统。第二级为公路隧道监控系统主菜单，本实用新型只针对照明控制系统进行研究。第三级为三种照明控制方式选择界面，分为手动控制、定时控 制、自动调光控制。第四级为三种控制方式子界面，可分别对各个控制方式的实时状态进行监控。
权利要求1.一种基于可编程控制器和触摸屏的隧道照明控制器，其特征在于，包括上位计算机、可编程控制器、触摸屏、光控开关和电源，其中，上位计算机、触摸屏和光控开关分别连接可编程控制器的输入端，上位计算机与触摸屏相连接，可编程控制器和触摸屏分别连接电源。
2.如权利要求I所述的基于可编程控制器和触摸屏的隧道照明控制器，其特征在于，所述上位计算机通过RS — 232C连接可编程控制器。
3.如权利要求I所述的基于可编程控制器和触摸屏的隧道照明控制器，其特征在于，所述上位计算机通过USB线连接触摸屏。
4.如权利要求I所述的基于可编程控制器和触摸屏的隧道照明控制器，其特征在于，所述触摸屏通过RS — 232C连接可编程控制器。
5.如权利要求I所述的基于可编程控制器和触摸屏的隧道照明控制器，其特征在于，所述可编程控制器采用OMRON公司的CSlG — CPU42H。
6.如权利要求I所述的基于可编程控制器和触摸屏的隧道照明控制器，其特征在于，所述触摸屏采用OMRON公司的NS12系列触摸屏。
7.如权利要求I所述的基于可编程控制器和触摸屏的隧道照明控制器，其特征在于，所述光控开关米用AS-10A全自动光控开关。
8.如权利要求I所述的基于可编程控制器和触摸屏的隧道照明控制器，其特征在于，所述电源采用24V直流电源。
专利摘要本实用新型公开了一种基于可编程控制器和触摸屏的隧道照明控制器，包括上位计算机、可编程控制器、触摸屏、光控开关和电源，其中，上位计算机、触摸屏和光控开关分别连接可编程控制器的输入端，上位计算机与触摸屏相连接，可编程控制器和触摸屏分别连接电源。其充分利用了可编程控制器的抗干扰能力强、可靠性高、驱动负载能力强的特点，以及触摸式可编程终端的安全可靠、界面友好和操作简便的特点。能够有效提高隧道照明系统的驱动负载能力，有效地克服了隧道内环境条件极其恶劣以及震动大的不利因素，实现了对隧道内灯光的手动控制和自动控制，最终把舒适的视觉信息传递给驾驶员。
文档编号H05B37/02GK202617452SQ20122025560
公开日2012年12月19日 申请日期2012年6月1日 优先权日2012年6月1日
发明者陈龙宪, 高媛, 赵忠杰 申请人:长安大学