专利名称：一种高速公路plc隧道监控系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种监控系统，尤其是涉及一种高速公路PLC隧道监控系统。
背景技术：
近年来，随着我国公路交通事业飞速发展，公路的等级不断提高，通车里程逐年攀升，公路建设已成为拉动国民经济增长的支柱产业，因此隧道安全运营问题显得越来越突出，隧道的监视与控制管理成为公路隧道安全正常运行的重要课题。隧道监控系统有监控环境恶劣、控制点分散、模拟量及数字量信息多等特点.同时，随着计算机、网络通信、电子技术和智能交通系统(ITS)的飞速发展，可编程控制器(PLC) (Programmable controller of tunnel)以其卓越的可靠性、抗干扰性以及方便灵活的编程和应用等特点在工业控制和自动化领域得到越来越广泛的应用。在高速公路隧道群智能自动化系统中，采用隧道可编程序控制器与中央控制计算机的集成方案，对隧道机电设备进行分散控制、集中管理，同时对洞内、外环境和机电设备进行监测，既满足高速公路隧道对洞内交通、照明和通风的控制要求，又达到对整个系统实现全面监控的协调和节能目的。但是目前的控制方案没有提出策略控制，不能在环境、时间因素等发生变化时，由系统自动或人工出发控制设备；没有采用数据的分层结构。
发明内容
本发明设计了一种高速公路PLC隧道监控系统，其解决的技术问题是:(I)超大隧道线路长、设备多、数据采集量大而造成的现有系统载入时间较长、界面反应迟钝的问题；
(2)目前的隧道监控系统没有提出策略控制，不能在环境、时间因素等发生变化时，由系统自动或人工出发控制设备；(3)现有隧道监控系统没有采用数据的分层结构。为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下方案:
一种高速公路PLC隧道监控系统，包括可变情报板、车道指示器、照明设备、风机、主PLC以及多个现场PLC，在高速公路隧道左洞和隧道右洞分别设有光纤冗余令牌环网，两个光纤冗余令牌环网都是相互独立的，可变情报板、车道指示器、照明设备以及风机分别连接一现场PLC，每个现场PLC通过主PLC与监控计算机信号连接，主PLC以及多个现场PLC连接在光纤冗余令牌环网内。进一步，监控计算机写下来的信息通过主PLC发送到现场PLC，由现场PLC发送到情报板，在数据发送成功后，读取情报板的显示状态，并把显示状态发送到主PLC的存储区，监控计算机就可以访问主PLC的存储区来判断数据是否发送成功；所述存储区用来存储要发布的数据、存储发布的反馈数据以及存储上位机要求主PLC和现场PLC向情报板发送数据的程序。进一步，上位机把对车道的控制信息发送到主PLC，主PLC为监控计算机发送的数据开辟了一段存储区，当上位机发送数据时，主PLC把监控计算机的的控制信息接收到该段存储区里，并对监控计算机的控制信息作出相应的控制动作，然后把主PLC的监控动作发送到现场控制车道指示器的现场PLC，由现场PLC实现对车道指示器的控制。进一步，上位机把对照明设备的控制信息发送到主PLC，主PLC为监控计算机发送的数据开辟了一段存储区，当上位机发送数据时，主PLC把监控计算机的的控制信息接收到该段存储区里，并对监控计算机的控制信息作出相应的控制动作，然后把主PLC的监控动作发送到现场照明的现场PLC，由现场PLC实现对照明的控制。进一步，上位机把对风机控制信息发送到主PLC，主PLC为监控计算机发送的数据开辟了一段存储区，当上位机发送数据时，主PLC把监控计算机的的控制信息接收到该段存储区里，并对监控计算机的控制信息作出相应的控制动作，然后把主PLC的监控动作发送到控制风机的现场PLC，由现场PLC实现对风机控制。该高速公路PLC隧道监控系统与现有的高速公路PLC隧道监控系统相比，具有以下有益效果:
1、本发明可以收集本区段检测设备检测的信息，包括CO检测器、能见度检测器、透过率检测仪、车辆检测器等。2、本发明可以对收集信息进行预处理。如:隧道内的CO正常运营时允许的浓度一般在150— 250ppm，，交通阻滞(隧道内各车道均以怠速行驶，平均车速为10km/h时可为300ppm,经历时间不超过20分钟；隧道内烟雾允许浓度为7.0 * 0.001 1/m;隧道内风速正常运营时推荐为10m/s)，并储存在本地的存储单元内。3、本发明中隧道内的本地控制器的存储单元中处理好的信息(CO浓度、能见度、烟雾浓度、透过率、车辆检测、交通信号标志等)上传给隧道监控分中心的服务器。4、本发明可以接收隧道管理站计算机的各种控制命令(如控制风机的启、停、照明开关等)，将控制命令和设备运行状态比较后，发出对下端执行设备的控制指令(如发给风机、照明柜、车道控制标志、交通信号灯、横洞指示等的指令)。5、本发明中本地控制器设有手动控制，手动操作界面采用触摸屏NT31C，当通信中断或其它原因和上端失去联系时，可进行手动操作，且手动优先。6、本发明可以存储几个常用和特殊的程序，如交通事故处理程序、火灾紧急处理程序等(即当遇到交通事故时的紧急处理措施，如:改变交通信号标志，发出报警信息，通知巡警等；当遇到火灾时的紧急处理措施，如:当隧道内遇到火灾时，风机的控制等)。7、在高速公路隧道群智能自动化系统中，采用隧道可编程序控制器与中央控制计算机的集成方案，对隧道机电设备进行分散控制、集中管理，同时对洞内、外环境和机电设备进行监测，既满足高速公路隧道对洞内交通、照明和通风的控制要求，又达到对整个系统实现全面监控的协调和节能目的。
图1:本发明的隧道PLC网络构成 图2:本发明的可变情报板控制器数据发送流向流程示意 图3:本发明的车道指示器控制数据流向 图4:本发明的照明控制数据流向 图5:本发明的风机控制数据流向图。
具体实施例方式下面结合图1至图5，对本发明做进一步说明:
如图1所示，每个隧道的PLC系统分别在隧道左洞和隧道右洞组成光纤ContorllerLink冗余令牌环网，两个光纤ContorllerLink冗余令牌环网都是独立的控制系统，互不干涉和影响。安装在监控设备室内的PLC通过HostLink与主控PLC相连，并与隧道监控分中心的服务器通过以太网模块、HUB、光纤收发器组成以太网进行数据交换。主控PLC在监控室内连接一个本地触摸屏，并通过MODEM与监控分中心的一个远程触摸屏相连。如图2所示:其中，可变情报板控制单元主要负责把监控计算机写下来的信息通过主PLC发送到现场PLC，由现场PLC发送到情报板，在数据发送成功后，读取情报板的显示状态，并把显示状态发送到主PLC的存储区，监控计算机就可以访问主PLC的存储区来判断数据是否发送成功。主PLC为上位机的发布信息开辟了一段存储区，这段存储区用来存储要发布的数据和以发布的反馈数据以及上位机要求PLC向情报板发送数据的程序。当要发布信息时，上位机向PLC的存储区中写数据，PLC中存放情报板数据的存储区中的内容发生变化，PLC在检测到发送命令后，通过系统功能块AG_SEND把存储区中的数据发送到现场PLC。如附图3所示:车道指示器的控制模式分为以下三级控制:
1、监控分中心:自动控制(监控计算机)、人工远处控制(监控计算机)。2、隧道监控室:人工控制(监控计算机)。3、现场控制:人工手动控制。正常情况下，车道指示器的控制由隧道控制中心的监控计算机控制，在隧道监控计算机出现故障时可用分中心的监控计算机控制。当以上的监控计算机都出现故障时可由现场的人工控制。车道指示器的控制程序负责把监控计算机对车道指示器的控制信息发送到车道指示器，实现对交通的控制。其操作思想如下:
1、上位机把对车道的控制信息发送到主PLC。这些控制信息包括对上行行车道、上行超车道、下行行车道、下行超车道的的控制。2、主PLC为监控计算机发送的数据开辟了一段存储区，当上位机发送数据时，主PLC把监控计算机的的控制信息接收到该段存储区里，并对监控计算机的控制信息作出相应的控制动作。然后把主PLC的监控动作发送到现场控制车道指示器的PLC，由现场PLC实现对车道指示器的控制。如图4所示，照明控制分为以下三级控制:
监控分中心:自动控制(监控计算机)、人工远处控制(监控计算机)。隧道监控室:人工控制(监控计算机)。现场控制:人工手动控制。正情况下，车道指示器的控制由隧道控制中心的监控计算机控制，在隧道监控计算机出现故障时可用分中心的监控计算机控制。当以上的监控计算机都出现故障时可由现场的人工控制。照明控制的程序负责把监控计算机的照明要求发送到隧道内的照明设备和路灯，实现对照明的控制。其操作思想如下: 1、上位机把对照明设备的控制信息发送到主PLC。2、主PLC为监控计算机发送的数据开辟了一段存储区，当上位机发送数据时，主PLC把监控计算机的的控制信息接收到该段存储区里，并对监控计算机的控制信息作出相应的控制动作。然后把主PLC的监控动作发送到现场照明的PLC，由现场PLC实现对照明的控制。如附图5所示，风机控制分为以下三级控制:
1、监控分中心:自动控制(监控计算机)、人工远处控制(监控计算机)。2、隧道监控室:人工控制(监控计算机)。3、现场控制:人工手动控制。正常情况下，车道指示的器的控制由隧道控制中心的监控计算机控制，在隧道监控计算机出现故障时可用分中心的监控计算机控制。当以上的监控计算机都出现故障时可由现场的人工控制。风机控制程序负责把监控计算机风机启动要求发送给隧道内的风机，实现对风机的控制。其操作思想如下:
1、上位机把对风机控制信息发送到主PLC。2、主PLC为监控计算机发送的数据开辟了一段存储区，当上位机发送数据时，主PLC把监控计算机的的控制信息接收到该段存储区里，并对监控计算机的控制信息作出相应的控制动作。然后把主PLC的监控动作发送到现场控制风机的PLC，由现场PLC实现对风机控制。上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种高速公路PLC隧道监控系统，包括可变情报板、车道指示器、照明设备、风机、主PLC以及多个现场PLC，其特征在于:在高速公路隧道左洞和隧道右洞分别设有光纤冗余令牌环网，两个光纤冗余令牌环网都是相互独立的，可变情报板、车道指示器、照明设备以及风机分别连接一现场PLC，每个现场PLC通过主PLC与监控计算机信号连接，主PLC以及多个现场PLC连接在光纤冗余令牌环网内。
2.根据权利要求1所述高速公路PLC隧道监控系统，其特征在于:监控计算机写下来的信息通过主PLC发送到现场PLC，由现场PLC发送到情报板，在数据发送成功后，读取情报板的显示状态，并把显示状态发送到主PLC的存储区，监控计算机就可以访问主PLC的存储区来判断数据是否发送成功；所述存储区用来存储要发布的数据、存储发布的反馈数据以及存储上位机要求主PLC和现场PLC向情报板发送数据的程序。
3.根据权利要求1所述高速公路PLC隧道监控系统，其特征在于:上位机把对车道的控制信息发送到主PLC，主PLC为监控计算机发送的数据开辟了一段存储区，当上位机发送数据时，主PLC把监控计算机的的控制信息接收到该段存储区里，并对监控计算机的控制信息作出相应的控制动作，然后把主PLC的监控动作发送到现场控制车道指示器的现场PLC，由现场PLC实现对车道指示器的控制。
4.根据权利要求1所述高速公路PLC隧道监控系统，其特征在于:上位机把对照明设备的控制信息发送到主PLC，主PLC为监控计算机发送的数据开辟了一段存储区，当上位机发送数据时，主PLC把监控计算机的的控制信息接收到该段存储区里，并对监控计算机的控制信息作出相应的控制动作，然后把主PLC的监控动作发送到现场照明的现场PLC，由现场PLC实现对照明的控制。
5.根据权利要求1所述高速公路PLC隧道监控系统，其特征在于:上位机把对风机控制信息发送到主PLC，主PLC为监控计算机发送的数据开辟了一段存储区，当上位机发送数据时，主PLC把监控计算机的的控制信息接收到该段存储区里，并对监控计算机的控制信息作出相应的控制动作，然后把主PLC的监控动作发送到控制风机的现场PLC，由现场PLC实现对风机控制。
全文摘要
本发明涉及一种高速公路PLC隧道监控系统，包括可变情报板、车道指示器、照明设备、风机、主PLC以及多个现场PLC，在高速公路隧道左洞和隧道右洞分别设有光纤冗余令牌环网，两个光纤冗余令牌环网都是相互独立的，可变情报板、车道指示器、照明设备以及风机分别连接一现场PLC，每个现场PLC通过主PLC与监控计算机信号连接，主PLC以及多个现场PLC连接在光纤冗余令牌环网内。本发明在高速公路隧道群智能自动化系统中，采用隧道可编程序控制器与中央控制计算机的集成方案，对隧道机电设备进行分散控制、集中管理,同时对洞内、外环境和机电设备进行监测，既满足高速公路隧道对洞内交通、照明和通风的控制要求，又达到对整个系统实现全面监控的协调和节能目的。
文档编号G05B19/418GK103197645SQ20131011322
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月3日 优先权日2013年4月3日
发明者邵宗凯, 吴建德, 王晓东 申请人:昆明联诚科技有限公司