专利名称：高速公路隧道模型的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种模拟控制平台，尤其是涉及ー种对高速公路的隧道进行模拟以进行控制训练的高速公路隧道模型。
背景技术：
自动化技术是当今几大高新技术之一，从某种意义来说，自动化技术已成为现代化的代名词。随着我国产业结构的调整、现代化进程的加快，自动化技术对现代エ业生产的推动作用将越来越重要。浙江省近几年来已基本形成了以制造业为主体的四大特色优势产业，确定了以“打造先进制造基地，促进エ业结 构优化升级”作为今后一段时期政府的主要工作目标。随着各类エ业企业的技术进步，エ业自动化生产必将得到广泛的普及，电气控制设备、自动化生产线的安装、调试、维修；自动控制系统的技术改造、开发应用；设备运行管理等方面工作量是非常巨大，需要大量的懂原理、能动手的专业技术人才，而能从事ー线现代化生产的技术人员需求量更大。实训装置作为掌握与应用新技术的重要载体，其作用已为广大科技工作者所共识。发达国家和地区，一方面投入大量人力、物カ进行新技术、新エ艺等的研究，同时极其重视实训装置的开发工作，并常常将最为先进、完善的设备与装置首先投入职业培训与职业教育中。为了加快人才培养，完善教学手段，积极吸收与转化新技术、新エ艺、新方法，研发符合应用人才培养目标的、较先进的实训装置，对本地区的技术进步，促进エ业结构的优化升级，具有重要的作用。
发明内容
本发明主要是解决现有技术所存在的隧道管理人员上岗前难以得到有效的实际操作训练的技术问题，提供一种可以提供真实化操作控制训练的高速公路隧道模型。本发明针对上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的ー种高速公路隧道模型，包括硬件系统和软件系统，所述硬件系统包括
隧道构架模块，作为整个系统的物理框架，为设备安装提供支撑；
服务器模块，作为软件系统的运行平台；
PLC模块，与服务器模块连接，作为连接软件系统和被控的硬件模块之间的枢纽，实现对隧道运行状态的获取和对开关量的控制；
照明模拟模块，模拟隧道中的照明设备；
风机模拟模块，模拟隧道中的风机设备；
通行灯模拟模块，模拟隧道中的通行灯设备；
所述软件系统包括
风机控制模块，为风机模拟模块远程控制提供图形化界面，实现对模拟风机模块的控
制；
照明灯控制模块，为照明模拟模块远程控制提供图形化界面，实现对照明模拟模块的控制；
通行灯控制模块，为通行灯模拟模块远程控制提供图形化界面，实现对通行灯模拟模块的控制；
报表模块，提供数据记录以及各模块的运行状态统计。作为优选，所述隧道构架模块包括长方形的台面和安装在台面上的透明外罩，所述外罩为拱桥形，所述外罩内部上方安装有横梁，所述台面安装在柜体上。
作为优选，所述照明模拟模块包括相互电连接的照明灯和照明控制回路，所述照明控制回路与所述PLC模块连接，所述照明灯安装在横梁上。作为优选，所述风机模拟模块包括相互电连接的模拟风机和风机控制回路，所述模拟风机设置在外罩内部上方，所述风机控制回路与所述PLC模块连接。作为优选，所述通行灯模拟模块包括相互电连接的交叉绿箭灯和通行灯控制回路，所述交叉绿箭灯设置在外罩内部上方，所述通行灯控制回路与所述PLC模块连接。作为优选，照明灯为LED灯条。整个系统为模块化结构提供开放式实训平台，实训模块可根据不同的实训要求进行组合；同时系统支持自动和手动运行方式，使实训人员对自动化控制和人工操作的运行方式有最直观感受。本发明带来的实质性效果是，可以自由组装和调试，可以借助于本发明进行实际的隧道设备控制训练和模拟。
图I是本发明的ー种结构框 图2是本发明的一种控制流程 图3是本发明的ー种主视 图4是本发明的ー种右视 图5是本发明的ー种俯视 图中I、隧道构架模块，2、服务器模块，3、PLC模块，4、照明模拟模块，5、风机模拟模块，6、通行灯模拟模块，7、风机控制模块，8、照明灯控制模块，9、通行灯控制模块，10、报表模块，11、硬件系统，12、软件系统，101、模拟风机，102、LED灯条，103、交叉绿箭灯，104、外罩，105、台面，106、柜体。
具体实施例方式下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进ー步具体的说明。实施例本实施例的ー种高速公路隧道模块，如图I所示，包括硬件系统11和软件系统12，所述硬件系统包括PLC模块3、服务器模块2、隧道构架模块I、照明模拟模块4、风机模拟模块5和通行灯模拟模块6。照明模拟模块、风机模拟模块、通行灯模拟模块可按实训需要进行组合、安装、调试。软件系统主要由风机控制模块7、照明控制模块8、通行灯控制模块9及报表模块10组成。服务器模块主要为整个系统提供软件运行基础平台，运行组态软件提供人机操作界面。并提供数据存储、通信、联网等功能。是整个系统人机对话部分，负责将人的操作意识转换为各种控制命令，是整个系统的大脑。PLC模块是系统支撑的核心部件，是联系软件与硬件的枢纽。通过PLC的扩展功能还可以实现对隧道运行状态的获取、开关量的控制。通过其驱动相应的中间继电器即可完成对照明模拟模块、风机模拟模块、通门灯模拟的控制是整个系统的心脏部位。隧道构架模块，是整个系统的物理框架，为设备安装提供安装支撑，模拟隧道形状。隧道构架模块 包括长方形的台面105和安装在底面上的透明的外罩104，外罩为拱桥形，外罩内部上方安装有横梁，台面安装在柜体106上。照明模拟模块是由照明灯、控制回路等组成，是PLC的执行机构，本模块主要模拟隧道出入进ロ加强灯、基本灯及其控制回路组成，共同4个计回路。照明灯为LED灯条102，安装在横梁上。通过服务器发布指令，PLC接收并驱动照明模拟模块动作，是指令操作后的具体执行表现单位。其控制模式主要有两种，分为现场手动控制和远程控制，远程控制又分为时序控制和手工远程控制。风机模拟模块主要由模拟风机101、控制路路等组成，同为PLC的执行机构，本系统主要模拟隧道风机的控制原理，实现风机的启动、停止、正转、反正控制。是指令操作后的具体执行表现单位。其控制模式主要有两种，分为现场手动控制和远程控制。通行灯模拟模块主要由模拟的红叉绿箭灯103及其控制回路组成，是PLC的执行机构，本模块主要功能是模块车道指示器在PLC控制状态下的任意面的红叉绿箭显示，并组成相应的逻辑关系，即双面不能同时显示为绿箭。其控制模式主要有两种，分为现场手动控制和远程控制。模拟风机和交叉绿箭灯都安装在外罩内部的上方，左右对称设置。风机控制模块为风机远程控制提供图形化界面，模拟了隧道交通远程控制系统软件。照明控制模块为照明回路远程控制提供图形化界面，模拟了隧道交通远程控制系统软件。通行灯控制模块为通行灯回路远程控制提供图形化界面，模拟了隧道交通远程控制系统软件。报表模块提供的各类数据记录及相应设备的运行状态统计。高速公路隧道模型是ー个分层系统，包括
1、组态软件位于整个系统的最上层，负责各类监控数据的可视化呈现；
2、硬件驱动程序，提供组态软件同PLC通信接ロ；
3、PLC,系统核心部件，将各类传感器信号进行采集，直观反映到组态系统供实训人员查看，如查看隧道风机的启停状态；同时将上层组态软件的控制信号，发送到驱动装置，控制模型动作，如开关隧道灯等；
4、传感/驱动装置，传感装置将隧道模型信号转换为PLC可识别的信号，如隧道灯亮，传感装置输出闭合信号；驱动装置，将PLC的控制信号，转换为可驱动隧道模型的信号；
5、现场设备，为隧道模型中具体设备，本系统中为风机、高压纳灯、车道指示器。隧道模拟系统主要控制信息有6路隧道照明回路、4路隧道风机、4路车道指示器，共计14路开关量输出信号。PLC选择三菱FX1N-32MR，FXlN是一体化PLC，提供4路模拟、16路开关量输入，2路模拟量、16路开关量输出。
组态软件具有设备运行状态实时监测、风机启停、照明回路开关、车道指示器控制等功能，以良好的人机交互方式，满足监控使用要求。如图2所示，高速公路隧道模型的工作流程如下
I、模型启动，PLC开始自检，如果各接ロ电路正常，则将各端ロ状态，存入接ロ变量表。
2、态软件启动，通过通信ロ与PLC串ロ通信，如果通信成功，准备读取PLC数据，否则以“”表示通信不成功。
3、取PLC变量表数据，并将模型各设备当前状态，以图形化方式在监控界面上显
/Jn ο4、断是否有下发到PLC的控制命令，如果有，写入PLC接ロ变量表，PLC内部CPU控制接ロ电路按要求动作，完成设备控制。5、进入下ー个循环。本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。尽管本文较多地使用了 PLC模块、照明模拟模块等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
权利要求
1.ー种高速公路隧道模型，包括硬件系统和软件系统，其特征在干，所述硬件系统包括 隧道构架模块，作为整个系统的物理框架，为设备安装提供支撑； 服务器模块，作为软件系统的运行平台； PLC模块，与服务器模块连接，作为连接软件系统和被控的硬件模块之间的枢纽，实现对隧道运行状态的获取和对开关量的控制； 照明模拟模块，模拟隧道中的照明设 备； 风机模拟模块，模拟隧道中的风机设备； 通行灯模拟模块，模拟隧道中的通行灯设备； 所述软件系统包括 风机控制模块，为风机模拟模块远程控制提供图形化界面，实现对模拟风机模块的控制； 照明灯控制模块，为照明模拟模块远程控制提供图形化界面，实现对照明模拟模块的控制； 通行灯控制模块，为通行灯模拟模块远程控制提供图形化界面，实现对通行灯模拟模块的控制； 报表模块，提供数据记录以及各模块的运行状态统计。
2.根据权利要求I所述的高速公路隧道模型，其特征在于，所述隧道构架模块包括长方形的台面和安装在底面上的透明外罩，所述外罩为拱桥形，所述外罩内部上方安装有横梁，所述台面安装在柜体上。
3.根据权利要求I或2所述的高速公路隧道模型，其特征在于，所述照明模拟模块包括相互电连接的照明灯和照明控制回路，所述照明控制回路与所述PLC模块连接，所述照明灯安装在横梁上。
4.根据权利要求I或2所述的高速公路隧道模型，其特征在于，所述风机模拟模块包括相互电连接的模拟风机和风机控制回路，所述模拟风机设置在外罩内部，所述风机控制回路与所述PLC模块连接。
5.根据权利要求3所述的高速公路隧道模型，其特征在干，所述通行灯模拟模块包括相互电连接的交叉绿箭灯和通行灯控制回路，所述交叉绿箭灯设置在外罩内部，所述通行灯控制回路与所述PLC模块连接。
6.根据权利要求3所述的高速公路隧道模型，其特征在于，所述照明灯为LED灯条。
全文摘要
本发明公开了一种高速公路隧道模型，其包括硬件系统和软件系统，硬件系统包括隧道构架模块、服务器模块、PLC模块、照明模拟模块、风机模拟模块、通行灯模拟模块；软件系统包括风机控制模块、照明灯控制模块、通行灯控制模块、报表模块。本发明可以根据需要进行自由组装，提供了一种隧道管理人员的实训平台。
文档编号G05B19/05GK102646359SQ201210045078
公开日2012年8月22日 申请日期2012年2月24日 优先权日2012年2月24日
发明者丁晓雷, 刘松荣, 吕德周, 吴则建, 张中平, 张仲勇, 李伟, 柯威曳, 汤伟军, 潘剑锋, 詹元, 邱贞土, 郑坤平, 陈晓强, 黄发荣 申请人:丁晓雷