基于plc及組態(tài)軟件的隧道監(jiān)控系統(tǒng)

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1、基于PLC及組態(tài)軟件的隧道監(jiān)控系統(tǒng)摘要：由于PLC及組態(tài)軟件具有穩(wěn)定、可靠、靈活等特點(diǎn)，目前已逐步滲透應(yīng)用到高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)中，做到相關(guān)設(shè)備的遙控、遙信、遙測功能要求做到準(zhǔn)確、可靠、及時(shí)；增強(qiáng)系統(tǒng)的自動(dòng)化、智能化，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，減輕對人工的依耐性；達(dá)到系統(tǒng)節(jié)能，智能的目的。本文通過對目前某高速公路網(wǎng)線隧道監(jiān)控系統(tǒng)問題分析，進(jìn)行了高速公路網(wǎng)線隧道監(jiān)控系統(tǒng)改造優(yōu)化的探索研究，收到良好效果。關(guān)鍵詞：隧道監(jiān)控系統(tǒng)；PLC；組態(tài)軟件中圖分類號(hào)：U45文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A引言某高速公路是國家高速公路網(wǎng)路線的重要組成部分，目前該路段車流量日益增加，監(jiān)控工作的負(fù)擔(dān)

2、日益沉重，現(xiàn)有交通監(jiān)控系統(tǒng)尤其是隧道監(jiān)控系統(tǒng)已逐漸不能滿足當(dāng)前監(jiān)控工作的要求，需要對監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行改造優(yōu)化?；赑LC及組態(tài)軟件具有穩(wěn)定、可靠、靈活等特點(diǎn)，本文將對該高速公路網(wǎng)線隧道監(jiān)控系統(tǒng)的改造優(yōu)化進(jìn)行探索研究。一、目前高速公路網(wǎng)線隧道監(jiān)控系統(tǒng)存在的問題隧道監(jiān)控系統(tǒng)問題在電力監(jiān)控方面表現(xiàn)以下兩方面：91、現(xiàn)場隧道內(nèi)通風(fēng)、照明系統(tǒng)均未接入本地控制器，本地控制器中亦無相關(guān)控制程序，故本地控制站及監(jiān)控中心不具備通風(fēng)、照明系統(tǒng)的監(jiān)控功能，及智能聯(lián)動(dòng)功能；2、本地控制器沒有采集隧道口機(jī)房UPS、柴發(fā)的數(shù)據(jù)，且本地控制器內(nèi)并無針對該信號(hào)的聯(lián)動(dòng)處理措施；隧道監(jiān)控系

3、統(tǒng)問題在在交通監(jiān)控方面表現(xiàn)為以下幾方面：1、部分本地控制器模塊已損壞需要維修或更換；2、隧道內(nèi)本地控制器間通訊故障，隧道內(nèi)左、右洞環(huán)網(wǎng)通信中斷；3、主本地控制器作為隧道口工作站性能較弱且通信方式為串口通信方式，通訊故障率高，傳輸速度慢；4、火災(zāi)報(bào)警信號(hào)頻繁誤報(bào)，通信網(wǎng)絡(luò)故障率高；5、CO/VI、LO/LI、車檢器硬件部分損壞，普遍沒有信號(hào)上傳，且本地控制器并無針對該信號(hào)的聯(lián)動(dòng)處理措施；6、LS/TS、HD：交通信號(hào)燈、車道指示標(biāo)志部分損壞，還存在部分控制點(diǎn)控制不到位的現(xiàn)象，且洞口亮度不足，需更換新產(chǎn)品；現(xiàn)場HD均不亮，且本地控制器內(nèi)并無針對該信號(hào)的聯(lián)

4、動(dòng)處理措施；7、其中洞內(nèi)情報(bào)板面板均已損壞，洞口情報(bào)板通信不暢，經(jīng)常有控制不到位象，通信速度慢，丟包現(xiàn)象嚴(yán)重；兼顧目前隧道監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)的問題，綜合高速公路網(wǎng)線隧道的特點(diǎn)，從以下方面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。二、隧道監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)9高速公路網(wǎng)線隧道數(shù)量多、設(shè)備種類多、分布復(fù)雜，下面從以下幾點(diǎn)來分析系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的設(shè)計(jì):1系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)該高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)信息管理分為三級(jí)，即局總中心――分監(jiān)控中心）――隧道監(jiān)控外場設(shè)備。局監(jiān)控總中心不在本次設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。系統(tǒng)軟件采用組態(tài)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu):(1)組態(tài)軟件分層式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)完全支持C/S模式，突破地域限制，能夠極大地保證數(shù)據(jù)

5、的完整性和系統(tǒng)的穩(wěn)定性；(2)組態(tài)軟件具有柔性的三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，即數(shù)據(jù)采集層、應(yīng)用服務(wù)層、數(shù)據(jù)展示層，無論是規(guī)模大小，都能夠采用柔性的分布式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行部署，全線整個(gè)布局由隧道控制服務(wù)器、客戶端構(gòu)成，通過光纖、交換機(jī)環(huán)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，各個(gè)隧道外場設(shè)備的數(shù)據(jù)和圖像直接傳輸至附近的收費(fèi)站，由收費(fèi)站的以太網(wǎng)交換機(jī)上傳至分監(jiān)控中心，數(shù)據(jù)采集使用組態(tài)I/OServer系統(tǒng)，實(shí)時(shí)采集隧道外場設(shè)備數(shù)據(jù)信息，操作員可以通過客戶端向服務(wù)器發(fā)送請求監(jiān)視和控制隧道內(nèi)的所有設(shè)備，并且數(shù)據(jù)采集與控制都集中在一臺(tái)通信計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)，這樣不但可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和查詢，而且能

6、大大減少數(shù)據(jù)傳輸?shù)膲毫Α１O(jiān)控系統(tǒng)總體框架配置圖見圖1。2系統(tǒng)穩(wěn)定性和安全性9隧道數(shù)量多、數(shù)據(jù)交換量大，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集，都會(huì)影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，為了保證系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行及安全使用，對硬件和軟件部分的技術(shù)要求不可忽視，首先從設(shè)備選擇、產(chǎn)品技術(shù)服務(wù)、設(shè)備維修響應(yīng)能力等各方面均應(yīng)嚴(yán)格要求;其次系統(tǒng)采用組態(tài)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，組態(tài)軟件采用了并發(fā)處理機(jī)制及事物處理技術(shù)，能夠進(jìn)行多進(jìn)程并發(fā)處理，均衡內(nèi)部事務(wù)。組態(tài)軟件還采用流緩沖技術(shù)，當(dāng)通訊發(fā)生故障時(shí)數(shù)據(jù)能夠進(jìn)行緩存，保證了數(shù)據(jù)的完整性和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。圖1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖3系統(tǒng)可擴(kuò)展性和維護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮今后的發(fā)

7、展需要，系統(tǒng)具有可擴(kuò)展性及升級(jí)換代，首先組態(tài)軟件具有廣泛的對外接口，融入整個(gè)企業(yè)信息系統(tǒng)中，擴(kuò)展更多領(lǐng)域的應(yīng)用，其次組態(tài)軟件開發(fā)的系統(tǒng)界面易操作，維護(hù)簡單，能很快準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)存在問題的地方，給用戶維護(hù)性提供了保障。三、通訊過程中的關(guān)鍵技術(shù)及出現(xiàn)的問題和解決方法下位機(jī)PLC與上位機(jī)通訊是通過組態(tài)軟件的IOServer作為通訊服務(wù)器負(fù)責(zé)和現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行通訊，IOServer9服務(wù)器能夠自定義采集數(shù)據(jù)塊大小、采集頻率，具有實(shí)時(shí)性，并且支持在線監(jiān)視功能及網(wǎng)絡(luò)傳輸性能監(jiān)測。通訊過程中難免會(huì)碰到一系列的問題，但是只要在一些關(guān)鍵技術(shù)上運(yùn)用得當(dāng)，并注意一些規(guī)則、細(xì)則方面

8、的應(yīng)用，問題就會(huì)迎難而解，下面從三個(gè)方面闡述實(shí)現(xiàn)通訊過程所需要的關(guān)鍵技術(shù)及出現(xiàn)的問題和解決方法。1建立通訊鏈