浅析PLC在高速公路隧道智能监控系统的应用

李振宇

摘要：随着计算机、电子科技、通信网络及智能交通系统的飞速发展，抗干扰性强、易于编程及高可靠性等特点集于一身的可编程控制器（PLC）被广泛应用于自动化和工业控制等领域及行业。采用隧道可编程序控制器（PLC）+中央控制计算机的组合方案，将分散控制、集中管理高速公路隧道机电设施，不仅满足隧道内交通、照明和通风的管理要求，又实现对隧道机电设施全面管控的协调和节能作用。

关键词：高速公路，PLC，隧道智能监控系统，隧道机电设施

中图分类号：G210.7 文献标识码：A 文章编号：190316809

1引言

高速公路隧道存在空间较狭窄、光线变化较大、视野不清等诸多不利通行因素;如遇火灾、肇事等突发紧急事件，给疏导和营救工作带来极大不便，比原发性事故更为严重的二次事故也将带来不可预估的后果及更为严重的影响。隧道内通行安全是隧道日常管理及维护的重中之重，如果构建性能完善的隧道智能监控系统随之应运而生。

2 PLC系统

可编程逻辑控制器PLC，是专门为工业生产设计的一种数字运算操作的电子装置，是工业控制的核心部分，它采用一类可编程存储器用于其内部存储程序，通过模拟或数字方式输出/输入控制各种类型的机械及生产过程，执行顺序控制、计数、逻辑运算、定时、算术操作等面向用户的指令。它的出现为高速公路隧道智能化管理的需求提供了硬件支持和技术保证。

3隧道智能自动化控制系统

隧道智能自动化控制系统包括隧道交通控制系统、隧道照明控制系统、隧道通风控制系统、隧道火灾报警系统、隧道电源及配电控制系统等，它既能完成对隧道环境状况和隧道机电设备的有效监控，又可实现隧道相关信息数据前期采集、中期分析、后期管理等功能。隧道智能自动化控制系统由“隧道可编程序控制器+中央计算机”构成，PLC负责独立完成基本控制任务，而现场总线则负责将每个区域的监控任务变成各自PLC的分散监控任务。

4基于PLC的隧道监控系统构架

4.1隧道交通控制系统

隧道交通控制系统通过PLC读取车辆检测器、车道指示标志、交通信号灯、可变情报板等有效信息，根据监控软件上预设交通模式，控制上述监控设备的显示状态。通过定时给车辆检测器进行校时，来保证车辆检测器时间的一致性。可变情报板则通过PLC的串口模块与PLC连接，完成对可变情报板的信息发布及指令修改。交通信号灯和车道指示标志的控制模式有下列三级控制：一是监控分中心：自动控制、远程控制：二是隧道变电所：人工控制（触摸屏）;三是隧道现场设备：手动控制。

4.2隧道照明控制系统

由于隧道自身环境存在内、外的光线亮度差别较大，驾驶员在驶入驶离隧道时会产生或多或少的视觉差，如何有效降低这种视觉差带来的影响是隧道照明控制系统产生的一个关键原因。自动（本地）及远程控制方式由PLC智能监控系统与照明系统根据光强检测器检测数据来配合完成，在保证行车安全的同时有效降低能耗。

4.3隧道通风控制系统

隧道通风控制系统根据检测到cO浓度、交通量、透过率等数据，通过PLC控制风机的运行、风向;在发生火灾时，不仅可以通过控制不同点位的风机来进行相应火灾点的排烟处理，还可以根据透过率、交通量、cO浓度、火灾报警等综合情况自动控制风机的启停状态，确保局部及整体有效快速排烟。

4.4隧道火灾报警系统

当隧道内发生火灾时，火灾报警系统可以迅速发出紧急信号，并及时通知监控分中心。火灾报警方式目前主要有手动报警按钮和火灾自动探测器两种。如遇火情，相关信息通过感温光缆或通讯电缆传输给火灾报警主机，报警主机通过通信网络和PLC模块将相应火情、火势等信息传到监控分中心对应工作站，这时会触发工作站自动发出声音并弹出告警信号页面，同时显示出火灾报警的具体位置信息，这时闭路电视监视系统也会自动将故障地点处的摄像机监视画面显示在相应的彩色监视器、大屏幕投影屏或工作站显示器上，待当值调度员确认后再进行相应控制指令发布。

4.5隧道电源及配电控制系统

隧道电源及配电控制系统PLC模块实现对隧道变电站的运行状况、蓄电池质量以及供电故障等状态进行监视。主要是对低压母线电压、低压总开关状态、變电站故障总信号、高压电源进线开关、柴油发电机的起停及故障信号等进行全程监视，并将把采集到的有效信号传送至监控分中心电力环境检测及动力环境监测相应工作站平台。

5结语

高速公路隧道智能监控系统是让相关管理人员及时、全面、准确掌握隧道内的通行情况，PLC作为隧道智能监监控系统的核心装备，在大幅提升隧道监管水平的同时达到降本增效、确保隧道安全通行。